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一、白癜风病变计算机图象分析：采用手工定义的病变区域评价
白癜风是常见的皮肤色素性疾病，特点是色素脱失斑和斑块，表皮黑素细胞损失的结果。白癜风在世界范围内的患病率从0.1%到2%不等。据报道，白癜风严重地影响了儿童和成人的生活质量。图1.1显示了一个白癜风病变的例子。
图1.1 亚洲人群的白癜风样本
白癜风治疗的目的是阻止病情恶化和重建的白癜风皮肤损伤区域。在一个标准的临床实践中，色素恢复程度是由医生主观评估，医生通过比较治疗前和治疗后白癜风皮损的程度进行评价，这就是所谓的医生的全球评估（PGA）。PGA采用名义二进制尺度，这个尺度可以从一个研究改变到另一个研究。通常情况下，色素恢复程度，对成功的定义的标准任意超过50–75%。
据报道，使用数字成像技术提取皮肤病变区域的特征，可以帮助医生执行一个客观的关于皮肤病变区域进展的后续研究，同时可以测试的疗效的治疗程序。之前我们已经报道的数字处理技术测量白癜风皮损区域的复色率。在这篇文章中，我们提出了一个即兴的技术，通过评估这个技术的准确性、敏感性和特异性，来评估该技术的临床应用。
材料与方法
受试者
一项从2008年七月到十二月，在马来西亚的吉隆坡医院进行的观察性研究。作为排除标准，例黄疸或慢性疾病如慢性肾功能衰竭、肝功能衰竭和有任何存在的各种皮肤病，可能会影响对数据的解释都排除在外。研究流程如下：首先给予患者在皮肤数字图像的一个珠蛋白，这个珠蛋白可以通过采用分离独立分量分析（ICA）进行分离。
在该算法中，主成分分析（PCA）是用来减少维度，将三个维度（RGB）颜色通道减少至仅含两个主成分。接下来，ICA用于对齐两主成分轴，来代表黑色素和血红蛋白。图1.2显示了ICA输出的例子。
图1.2 PCA-ICA的例子
- 原皮图像（b）血色素图片（c）黑色素图片
利用区域生长法对色素黑色素图像进行区域分割。Naeyaert等人在报道的知情同意书之后，使用尼康D100数码相机（尼康公司，东京，日本）对白癜风的数字图像进行拍摄。由经过培训的人员拍摄后，得到了2240 times;1488大小的JPEG格式的图像。图像的白癜风领域然后通过改进的图像处理技术分段并且其性能与由皮肤科医生进行手工分割进行了比较。
数字图像处理技术确定白癜风面积
白癜风面积的确定是自动使用图像处理算法。该算法是基于可见光与皮肤相互作用的研究开发的。
研究人员报告说，皮肤的颜色是由皮肤发色团构成，即黑色素和血红蛋白。然而在数字彩色成像，颜色是通过结合三个光谱波段产生红色、绿色和蓝色：（RGB）。据津村说，空间分布的黑色素和血液在白癜风病变分割区域生长法应用。区域生长一种基于预定义标准的图像分割程序，组像素或子区域。在这种方法中，确定一组种子点。从这些种子，通过添加到每个种子的相邻像素的性质类似的种子生长的分割区域（强度等级的具体范围）。图1.3说明了区域增长分割方法。
首先得到如图1.3a所示是代表黑色素白癜风皮损和正常皮肤区域的图像的强度值，这两个地区的强度值的直方图如图1.3b所示。使用欧氏距离，强度值，IMAX，测量的强度值最大白癜风和正常皮肤分离（见图1.3b）。种子点来从白癜风样区的每一个像素（图1.3c）。白癜风皮损面积是从种子点扩展通过增加相邻像素，每个种子都比IMAX低强度。图1.3d显示分割后的白癜风皮损区。
图1.3 区域生长
- 白癜风皮损和正常皮肤段的黑色素图像的强度值
- IMAX的强度值，最大限度地提高白癜风白斑与正常皮肤分离
- 从白癜风的病变部位取出一个像素点
- 区域输出
绩效评价
该算法的性能是通过手动分段白癜风病变区域与从该方法获得的分割白癜风病变区域进行比较评价。图1.4显示了原始图像，手动分段输出和提出的方法输出的例子。
图1.4 （a）皮肤彩色图像（b）手动分割（c）区域分割
每个图像的精度，灵敏度和特异性参数被确定为评估算法的性能，并验证其在临床上的使用。
结论
从18名患者中共采集了41个RGB白癜风皮损的数字图像。病变图像是来自不同的身体部位：9张来自患者的头部，8张来自上肢，15张来自躯体，剩下9来自下肢。为了消除镜面反射，采用低通高斯平滑滤波器应用到所有照片中。
讨论
上述所提方法的敏感性、特异性和准确性均较高，平均敏感度为0.9105plusmn;0.0524（95%可信区间为plusmn;0.0161）。平均特异度最高，平均为0.9973plusmn;0.0031（95%可信区间为plusmn;0.0009）。所提出的方法也显示了非常高的精度水平，平均为0.9901plusmn;0.0092（95%可信区间：plusmn;0.0028）。在95%置信水平下，0.9105、0.0161、0.9973、0.0009的特异性敏感度均为，表明该方法能准确确定所有图像中的白癜风皮损和正常皮肤区。在95%置信水平下，高0.9901度的准确度为0.0028，说明该方法能准确评估白癜风的病变部位。
该方法还示出了从不同的身体区域具有一致的高级别的精度，灵敏度和特异性的拍摄的图像的优异性能。但是，从下肢的图像的平均灵敏度比其余略低（0.8739），但仍然被认为是高的，这只是预期，由于体毛在这个区域中的高密度和胫前表面的自然轮廓，会导致在皮肤上的镜面（手电筒）反射与其他身体区域相比较高。
结论
一种对于白癜风的病变的数字图像分析方法已经研制出来并进行了临床试验。对所有图像这种方法都有较高的灵敏度、特异性和准确度值。在95%置信水平下，0.9105、0.0161、0.9973、0.0009的特异性敏感度均为，表明该方法能准确确定所有图像中的白癜风皮损和正常皮肤区。此外，高水平的准确度为0.9901至0.0028，在95%置信水平也表明，所提出的方法可以提供一个客观和准确的评估工具，以评估改变大小的白癜风病变，无论是随着时间的推移或治疗的。这将使医生有效地评估白癜风的治疗效果。
二、计算机数字图像分析系统对白癜风治疗效果的客观评价
摘要
目前缺少一个客观的工具来评估白癜风的治疗效果。本研究借助计算机图像分析系统（C-DIAS）并将分析结果与医生的全球评估标准（PGA）想比较，来达到客观评估白癜风疗效的目的。每日使用两次他克莫司软膏0.1%（他克莫司：日本富山Astellas制药公司），连续使用24周，每6周对病患进行一次图像采集。主要疗效的最终判定标准是通过数字法评估（MPR-C-DIAS）或PGA确定的复色平均百分比（MPR）。复色平均百分比按大小分为五个等级，分别为：无（0%）、较差（1–25%），一般（26–50%）、良好（51–75%）和优秀（76–100%）。采用数字法评估（MPR-C-DIAS）：在56例患者中，有44例（占总数的79%）患者回应。总的来说，有22例（占总数的39%）患者复色程度较差，有21例（占总数的37.5%）患者复色程度一般，只有一例（占总数的2.5%）患者复色程度等级为优秀。共有39例（占总数的70%）患者的疗效用PGA标准评价，其中27例（占总数的69%）患者复色程度为较差，10例（占总数的26%）患者复色程度为一般，只有两例（占总数的4%）患者复色程度等级为优秀。测试的一致性为0.7（PGA=0.053），虽然这并不具有统计学意义，但是也显示了两种评估方法之间的一致性。计算机图像分析系统（C-DIAS）可以用于评价针对治疗白癜风皮肤色素病变或色素脱失的客观分析。
简介
白癜风是最常见的获得性色素性疾病，病因不明。白癜风对人们造成的心理影响是毁灭性的，尤其是对于深色皮肤的患者，白斑和健康皮肤之间色差比白种人皮肤更引人注目。尽管存在着大量的治疗方案和方式，白癜风治疗仍是一个巨大的挑战，并且，目前对于白癜风疗效的评估还没有一个标准的方法。
大多数在临床实践中使用的疗效评价方法都是主观的，目前的标准仍然是通过医生直接对病患的皮肤观测后进行评估（使用医生的全球评估标准）或者是对可见光、伍德灯的照射下拍摄的一系列临床照片进行判定。得到这一系列临床照片很简单快捷，然而准确的评估白癜风进展或治疗反应却并不容易。阿尔甘地及其同事最近发表在白癜风现行评价方法综述，大致分为主观（视觉评估，数字摄影）；半客观（白癜风的面积和严重程度指数，点计数）和客观（数字彩色图像分析，基于软件的图像分析，三色比色法）。
从患者的角度来看，重要的是要测量结果，如病人的全球评估，满意度和生活质量的程度。在这些领域也缺乏一致性和标准化。
范加尔及其同事首次发表计算机数字图像分析系统对白癜风皮损移植研究的客观评价，随后其他团体也在评估白癜风治疗使用数字图像分析系统。我们组最近开发和推出了一种新的系统——针对在白癜风疗效中皮损复色的客观评价，我们将这种系统命名为计算机数字成像系统（C-DIAS）。
C-DIAS是一个创新的彩色图像处理技术，它基于一种可见光与皮肤之间的相互作用的研究。应用数学工具对主成分分析和独立成分分析将三个不同波段（红、绿、蓝）在数字皮肤图像到图像表示基于黑色素和血红蛋白成分的皮肤区域，这个技术最先是由津村和他的同事提出的，白癜风病变是缺乏黑色素信号，随后允许有效的分割和目标的白癜风皮肤的面积测量。
本研究对白癜风患者均采用他克莫司软膏0.1%进行治疗，通过比较C-DIAS和PGA两种方式，客观评价白癜风患者皮损区域的复色程度。
患者和方法
患者
我们进行了一项前瞻性、开放性的研究，在吉隆坡医院的皮肤科，持续时间从2007年7月到2008年12月。总的说来，60例年龄在15岁以上的白癜风患者，这项研究获得了他们的书面同意，并且将他们的亚型皮肤与受损皮肤都计算在内。本研究者发起的研究由医学研究伦理委员会批准，马来西亚卫生部实施。
排除患有合并皮肤疾病的患者、已知对环内酯类、免疫抑制剂过敏的患者、怀孕或哺乳期的患者。
4周洗脱期是强加给那些已经在使用其他治疗的患者和没有伴随治疗研究期间的患者。
治疗方案
他克莫司的0.1％软膏每日施用两次，持续24周，以选择白癜风病变（固体，海岛型，定义明确的病变），代表每个所涉及的身体部位。色素脱失的一个手掌大小的面积被认为是1％的皮肤表面受累。小于2%体表面积（BSA）参与了所有患者病变的治疗。gt; 2%与BSA的患者可以治疗只有在选定的病变，如上述定义。由于没有对阳光照射的限制，一个物理防晒霜（5，10%二氧化钛）规定白天使用对白癜风的病变在阳光下暴露原因。治疗在第24周停止，随访12周。
色素恢复响应的测量
选定的白癜风皮损在6周的时间间隔用C-DIAS方法分析。被这些照片是在标准化条件下拍摄的（照明、所涉及的身体部位的定位相机设置），用尼康D100数码单反相机（600万像素，闪光灯闪光模式尼康SR26）（日本仙台）。用一个绿色标记放在旁边的白癜风病变充当表面积校准。
主要疗效的评估是在治疗白癜风皮损色素恢复程度表示为平均比例的色素沉淀（MPR），这个MPR指标是由数字技术评估（mpr-c-dias）由PGA计算得到的。
MPR-C- DIAS在基线和第24周的由C-DIAS计算之间的表面积之差表示为复色的百分比。对于有白癜风影响的患者所有的所有部位，复色的所有代表病变比例进行平均，形成色素恢复的平均百分比（MPR-C-DIAS）。该MPR-C- DIAS被分为无（0％），轻度（1-25％），中度（26-50％），良好（51-75％）和优良的（76-100％）。
PGA的额定在每个本体区代表白癜风病变的复色以及在每个治疗访问使用以下等级全身：无（0％），轻度（1-25％），中度（26-50％），良好（51-75％）和优秀（76-100％）。只有一个医生（NS）参与了所有患者做PGA。
统计分析
所有的统计检验均为双侧，具有显著的alpha;= 0.05和95%可信区间的显著水平。对白癜风皮损的治疗用Wilcoxon秩和检验在每个身体部位的成功进行了统计分析。我们还采用一致性的kappa;试验测试了评价这两种方法之间的协议（计算机与医生）。执行所有统计分析的软件是SPSS的版本16（SPSS，芝加哥，IL，美国）。
结果
在意向治疗的基础上，对56例患者进行了分析，其中一名患者在6周内就撤销了同意，三名患者失访。这56例患者的临床特征（女29，男27）列于表1。
治疗结果
MPR-C-DIAS：在24周后，44例（79％）患者表现出一定的复色。4例（7％）患者表现为无反应，8例（14％）恶化，整体复色（范围-5至-29％）。总之，22例（39％）患者出现轻度反应，21例（40％）有适度的反应，只有1例（2％）患者取得了良好的复色。
PGA：总的来说，39例（70%）患者治疗24周之后：复色为轻度27例（48%），中度10例（18%）和两个优良（4%）患者。无一例患者白癜风皮损处有明显恶化的治疗。
两种方法都显示了，大多数患者达到了与他克莫司软膏0.1%的适度反应，很少获得了良好的反应。然而，这kappa;值为0.17（P = 0.053），95%可信区间（0.013,0.343），虽然这是没有统计学意义，但也说明了两个观测值之间的一致性差。
C-DIAS表明最佳复色出现在面部和颈部病变（色素恢复24%位数的百分比）而手上的反应是效果最差的（平均0%），如表2所示有显著复色病变在所有身体部位，除了上下肢和手。
总之，11例（31%）患者脸上和颈部治疗效果在50–100%（优良），然而四肢的治疗效果只有50–75%之间（图2.1）。相比之下，PGA也观察到最好的色素沉淀的病变在脸部
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