Hyperspectral dermoscope for the diagnostic and aesthetic analysis of the skin Hyperspectral dermoscope for the diagnostic and aesthetic analysis of the skin Υπερφασματικό δερματοσκόπιο για την διαγνωστική και αισθητική ανάλυση του δέρματος Διπλωματική Εργασία Diploma Work 2020-06-032020enHyperspectral Imaging is a powerful analytical tool that enables the acquisition of a series of images in narrow spectral bands. This technique makes it possible to combine both spatial and spectral information about the scene under investigation. Therefore, it is widely used for non-destructive and non-invasive analysis in various fields, ranging from food quality assessment to biomedical applications. The study of aging and the effects that causes on the human's skin texture has been for years investigated from both medical science and the cosmetic industry. For years, experts have relied on the evaluation of the human's skin texture with "naked eye" which has effects on the objective diagnosis and appropriate treatment. Until today, several imaging devices have been developed to contribute as additional tools for better and more objective diagnosis, but with several disadvantages that still affect it. The aim of this study is to develop an imaging system that will not only capture appearance of skin texture but also quantify it. Several approaches have been reported in the literature using image processing methods to analyze and quantify the texture of the skin, but restrict the analysis only in specific skin texture characteristics that are affected during the aging process. This study proposes a new method that is proving to be more effective and provides a quantitative assessment of skin texture characteristics, compared to the most widely used methods for this purpose, such as GLCM matrix, histogram and image processing in the frequency domain. Finally, using an innovative hyper-spectral dermoscope and a hyper-spectral imaging system, it is possible to collect images of the skin surface in narrow spectral bands extended beyond the visible spectrum perceived by the human eye. By using the appropriate image processing method and the appropriate spectral image band, more accurate and objective measurements can be extracted that will contribute to the objective diagnosis of specialists and the selection of more effective treatments.Η Υπερφασματική απεικόνιση είναι ένα πολύ ισχυρό αναλυτικό εργαλείο που επιτρέπει την απόκτηση μιας σειράς εικόνων σε στενές φασματικές ζώνες. Αυτή η τεχνική καθιστά δυνατή την απόσπαση τόσο της χωρικής όσο και της φασματικής πληροφορίας για τη σκηνή υπό διερεύνηση. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται ευρέως για μη καταστροφική και μη επεμβατική ανάλυση σε διάφορους τομείς, που κυμαίνονται από την αξιολόγηση της ποιότητας των τροφίμων έως τις βιοϊατρικές εφαρμογές. Η μελέτη της γήρανσης και των επιπτώσεων που προκαλεί στο ανθρώπινο δέρμα έχει αποτελέσει εδώ και χρόνια αντικείμενο έρευνας τόσο στην ιατρική επιστήμη όσο και στη βιομηχανία θεραπευτικών καλλυντικών. Για χρόνια οι ειδικοί βασίζονταν στην αξιολόγηση της υφής του δέρματος με «γυμνό μάτι» με επιπτώσεις στην αντικειμενική διάγνωση και την αποτελεσματική θεραπεία. Μέχρι σήμερα αρκετές συσκευές απεικόνισης έχουν αναπτυχθεί με σκοπό να συμβάλλουν ως επιπλέον εργαλεία στην καλύτερη και πιο αντικειμενική διάγνωση έχοντας ωστόσο αρκετά μειονεκτήματα που εξακολουθούν να την επηρεάζουν. Στόχος αυτής της μελέτης είναι η ανάπτυξη ενός συστήματος απεικόνισης που όχι μόνο θα απεικονίζει την υφή του δέρματος αλλά και να την ποσοτικοποιεί. Στη βιβλιογραφία υπάρχουν διάφοροι μέθοδοι επεξεργασίας εικόνας για την ανάλυση και την ποσοτικοποίηση της υφής του δέρματος με βάση τα χαρακτηριστικά της γήρανσης. Αυτή η μελέτη προτείνει μία νέα μέθοδο η οποία αποδεικνύεται ότι είναι πιο αποτελεσματική και παρέχει ποσοτική αξιολόγηση των χαρακτηριστικών της υφής, σε σύγκριση με τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες μεθόδους για αυτό το σκοπό, όπως ο πίνακας συνεμφάνισης, το ιστόγραμμα και ο μετασχηματισμός της εικόνας στο πεδίο των συχνοτήτων. Τέλος, χρησιμοποιώντας ένα καινοτόμο υπερφασματικό δερματοσκόπιο είναι η δυνατή η συλλογή εικόνων της επιφάνειας του δέρματος σε στενές φασματικές ζώνες και εκτός του ορατού φάσματος που αντιλαμβάνεται το ανθρώπινο μάτι. Χρησιμοποιώντας την κατάλληλη μέθοδο επεξεργασίας εικόνας και την κατάλληλη φασματική ζώνη εικόνας μπορούν να εξαχθούν περισσότερο ακριβείς και αντικειμενικές μετρήσεις που θα συμβάλλουν στην αντικειμενική διάγνωση των ειδικών και στην επιλογή αποτελεσματικότερων θεραπειών.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών ΥπολογιστώνZacharopoulou_Iliana_Dip_2020.pdfChania [Greece]Library of TUC2020-06-03application/pdf5.0 MBembargo Zacharopoulou Iliana Ζαχαροπουλου Ηλιανα Balas Costas Μπαλας Κωστας Zervakis Michail Ζερβακης Μιχαηλ Samoladas Vasilis Σαμολαδας Βασιλης Πολυτεχνείο Κρήτης Technical University of Crete Imaging the skin Biomedical engineering Hyperspectral imaging