Relast
RELAST - „Förderung der atrophischen Narbenreparatur mit Elastin mRNA-basierten Therapeutika“
Teilprojekt "Entwicklung eines Messsystems zur Erkennung einer verringerten Hypertrophie bei der Narbenbildung"
Ziel dieses Teilprojekts war die Entwicklung eines Messsystems zur Erkennung einer verringerten Hypertrophie bei der Narbenbildung. In der klinischen Forschung werden dazu bisher üblicherweise subjektive Skalen verwendet [1, 2, 3]. In den letzten Jahren wurde die Verwendung stereoskopischer Aufnahmetechniken vorgeschlagen [4]. Allerdings waren die vorgeschlagenen Geräte aus unserer Sicht entweder zu ungenau oder in der Anwendung nicht praktikabel.
Entwurf und Prototyp des Aufnahmesystems
Die verringerte Hypertrophie der Narben sollte mittels eines praktikablen und robusten Aufnahmesystems, das räumliche Strukturen abbilden kann nachgewiesen werden. Dazu wurde ein im Rahmen dieses Projekts ein Kamerasystem mit integrierter Beleuchtungseinheit entwickelt, das automatisch das Bildfeld aus vier verschiedenen Richtungen beleuchtet und dazu jeweils ein Bild für die weitere Verarbeitung aufnimmt. Nach Abschluss dieses Aufnahmezyklus, der unter einer Sekunde dauert, werden durch aufwändige Berechnungen Parameter generiert, die mit der Hypertrophie korrelieren.
Hintergrund für diese Berechnungen ist die Verwendung der Ideen aus Shape-from-Shading-Verfahren [5]. Grundlegende Annahmen dazu sind eine konstante Beleuchtung aus bekannten Lichtrichtungen, die durch das Geräte-Design erreicht werden können. Zusätzlich ist eine stetige Oberfläche nötig, wovon bei Narbengewebe ausgegangen werden kann. Etwas schwieriger ist die Annahme einer konstanten Albedo, also eine konstante Rückstrahlung diffuser Oberflächen [6]. Da Haut sehr glatt sein kann und somit möglicherweise Reflexe auftreten können, blieb zu prüfen, ob mittels Software-Bildkorrektur verwendbare Bildeigenschaften generiert werden können.
Homogenisiertes Bild der Hautaufnahme und Bild der Hautstruktur, das als Grundlage des Algorithmus zur Quantifizierung der Hautstruktur bzw. der Hypertrophie des Narbengewebes verwendete wird.
Beispiel der 3D-Visualisierung der erzielten Messergebnisse
Die hardwareseitige Entwicklung eines Messsystems zur Erkennung einer verringerten Hypertrophie bei der Narbenbildung konnte erfolgreich abgeschlossen werden. Somit steht prinzipiell ein Messsystem für die klinische Forschung unter Laborbedingungen hinsichtlich der Vermessung der Struktur und somit Auffälligkeit von Narben zur Verfügung, dessen Funktionsweise an Musterproben nachgewiesen wurde.
Der vollständige Sachbericht ist verfügbar unter
https://www.tib.eu/de/suchen/id/TIBKAT:1842685023/Entwicklung-eines-Messsystems-f%C3%BCr-Narben-Schlussbericht?cHash=8627d2863a3087e99b87a045200532fe
Gefördert unter der Kennung E! 12338 RELAST durch:
Literatur
1. Beausang E, Floyd H, Dunn KW, Orton CI, Ferguson MW. A new quantitative scale for clinical scar assessment. Plast Reconstr Surg. (1998) 102:1954–61
2. van de Kar AL, Corion LUM, Smeulders MJC, Draaijers LJ, van der Horst CMAM, van Zuijlen PPM. Reliable and feasible evaluation of linear scars by the patient and observer scar assessment scale. Plast Reconstr Surg. (2005) 116:514–22.
3. Verhaegen PDHM, van der Wal MBA, Middelkoop E, van Zuijlen PPM. Objective scar assessment tools: a clinimetric appraisal. Plast Reconstr Surg. (2011) 127:1561–70. doi: 10.1097/PRS.0b013e31820a641a
4. Peake M, Pan K, Rotatori RM, Powell H, Fowler L, James L, Dale E. Burns. Incorporation of 3D stereophotogrammetry as a reliable method for assessing scar volume in standard clinical practice. 2019 Nov;45(7):1614-1620.
5. Zhang R, Tsai P, Cryer J and Shah M, Shape from Shading: A Survey, IEEE Transactions on PAMI, Volume 21, Number 08, August, 1999, pp 690-706.
6. Pentland AP, Local shading analysis. IEEE Transactions on Pattern Analysis and
Machine Intel ligence, 6:170{187, 1984