КОМП'ЮТЕРНИЙ МЕТОД ВИМІРЮВАННЯ ОПТИЧНИХ І КОЛІРНОГО ПАРАМЕТРІВ ЛЮДСЬКОГО ВОЛОССЯ
DOI:
https://doi.org/10.11603/mie.1996-1960.2022.4.13415Ключові слова:
комп'ютерні методи, волосся, вимірювання, поглинання, розсіяння, меланін, колориметріяАнотація
У діагностиці та лікуванні захворювань волосся та шкіри важливу роль відіграє інформація про тип і концентрацію меланіну, що в них міститься. Застосування методів математичного моделювання та комп'ютерного оброблення експериментальних даних значно спрощують аналіз вмісту меланіну в біологічних тканинах. У зв'язку з цим актуальним є розроблення та дослідження нових, більш простих методів аналізу, зокрема фізичних.
Метою цього дослідження було використання комп'ютерних методів для вимірювання діаметра людського волосся, його оптичних, колірних характеристик та оцінювання вмісту в ньому меланіну. У роботі описується запропонований авторами метод оброблення мікроскопічних зображень волосся людини, призначений для вимірювання їх оптичних параметрів. Людське волосся поміщали на предметний стіл оптичного мікроскопа BioLight 200. Для фотографування використовувалася цифрова приставка Sigeta FMA037. За допомогою програмного додатка зображення волосся було розкладено на складові трьох кольорів - червоного, зеленого та синього. Дані математично оброблено. В результаті виміряно коефіцієнти пропускання та відбиття світла в діапазонах даних кольорів. На основі отриманих даних розраховано коефіцієнт світлопоглинання волоссям, дійсну та уявну частини комплексного показника заломлення. Побудовано графіки залежності цих параметрів від кольору волосся. За допомогою методу найменших квадратів отримано формули, що описують ці залежності. Порівняння отриманих залежностей із табличними даними про вмісту меланіну у волоссі різних кольорів дозволило отримати математичну залежність вмісту меланіну від показника послаблення світла у волосині та його кольору. Запропоновано комп'ютерний метод вимірювання оптичних і колірних характеристик волосся, що дає змогу визначити вміст у ньому меланіну. Метод є набагато простішим за відомі хімічні методи, не вимагає дорогого обладнання і займає мало часу. Показано можливість використання простого та швидкого фізичного методу оперативного аналізу параметрів волосся людини та оцінювання вмісту меланіну у волоссі замість складних хімічних методів. Запропоновано комп'ютерний метод вимірювання оптичних і колірних характеристик волосся, що дає змогу визначити вміст меланіну у ньому.
Посилання
Al'tshuler, G. B., Il'jasov I. K., Prihod'ko K. V. (1995). Opticheskie svojstva volos [Optical properties of hair]. Pis'ma v ZhT, 21(6), 33-35. [In Russian].
Bashkatov, A. N., Genina, Je. A., Kochubej, V. I., Tuchin, V. V. (2006). Ocenka soderzhanija melanina v volosah cheloveka s pomoshh'ju inversnogo metoda Monte-Karlo i sistemy cifrovogo analiza izobrazhenij [Estimation of Melanin Content in Human Hair Using Inverse Monte Carlo Method and Digital Image Analysis System]. Kvantovaja jelektronika, 36(12), 1111-1118. [In Russian]. DOI: https://doi.org/10.1070/QE2006v036n12ABEH013336
Haywood, R. M., Linge, C. (2004). Differences in production of melanin radicals by 694 nm ruby laser and UVA radiation. Lasers Surg. Med., 35(1), 77-83. DOI: https://doi.org/10.1002/lsm.20047
Hennessy, A., Oh, C., Diffey, B., Wakamatsu, K., Ito, S., Rees, J. (2005). Eumelanin and pheomelanin concentrations in human epidermis before and after UVB irradiation. Pigment Cell Res, 18, 220-223. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1600-0749.2005.00233.x
Ito, S., Jimbow, K. (1983). Quantitative analysis of eumelanin and pheomelanin in hair and melanoma. J. Invest. Dermatol, 80, 268-272. DOI: https://doi.org/10.1111/1523-1747.ep12534616
Kishinevskij, A. N. (1959). O nekotoryh metodah issledovanija volos pri sudebno-medicinskoj jeksper-tize ih shodstv [About some methods of researching hair in a forensic medical examination of their similarity]. Sudebno-medicinskaja jekspertiza, 1, 14-19. [In Russian].
Kollias, N. (1995). The physical basis of skin color and its evaluation. Clin Dermatol, 13, 361-367. DOI: https://doi.org/10.1016/0738-081X(95)00075-Q
Marschner, S. R., Jensen, H. W., Cammarano, M., Worley, S., Hanrahan, P. (2003). Light scattering from human hair fibers. ACM Transactions on Graphics, 22(3), 780-791. DOI: https://doi.org/10.1145/882262.882345
Menon, I. A., Persad, S., Haberman. H. F., Kurian, C. J. (1983). A comparative study of the physical and chemical properties of melanins isolated from human black and red hair. J. Invest. Dermatol, 80, 202-206. DOI: https://doi.org/10.1111/1523-1747.ep12534045
Napolitano, A. Vincensi, M. R., Donato, P. D., Monfrecola, G., Prota, G. (2000). Microanalysis of Melanins in Mammalian Hair by Alkaline Hydrogen Peroxide Degradation: Identification of a New Structural Marker of Pheomelanins. J. Invest. Dermatol, 114, 1141-1147. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1523-1747.2000.00977.x
Wang, X. J., Milner, T. E., Sorin, W. V., Newton, S. A., Nelson, J. S. (1995). Dhond Characterization of human scalp hairs by optical low-coherence reflectom-etry. Opt. Lett., 20, 524-526. DOI: https://doi.org/10.1364/OL.20.000524
Zoccola, M., Mossotti, R., Innocenti, R., Loria, D.I., Rosso, S., Zanetti, R. (2004). Near infrared spec-troscopy as a tool for the determination of eumelanin in human hair. Pigment Cell Res, 17, 379-385. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1600-0749.2004.00157.x
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал Медична інформатика та інженерія дозволяє автору (ам) зберігати авторські права без реєстрації.
Журнали Медична інформатика та інженерія відкритого доступу публікує відкриті статті відповідно до умов Creative Commons Attribution (CC BY) Ліцензії, яка дозволяє використання, поширення та відтворення на будь-якому носії, за умови, що оригінальний твір правильно цитується.
Цей журнал доступний через Creative Commons (CC) License CC-BY 4.0
