Assessment of the reproducibility and accuracy of the Visia® Complexion Analysis Camera System for objective skin analysis of facial wrinkles and skin age

GMS Interdiscip Plast Reconstr Surg DGPW. 2023 Oct 2:12:Doc07. doi: 10.3205/iprs000177. eCollection 2023.

Abstract

Objective: This study aimed to investigate the reproducibility and accuracy of the Visia® Complexion Analysis Camera System by Canfield Scientific for objective skin analysis.

Methods: Nineteen participants underwent facial capture with the Visia® camera following a standardised protocol. During the first session, the participants sat down and positioned their faces in a capture rig, closed their eyes and had their faces captured from the left, front and right sides, with threefold repetition of the captures from the front side. After 4 weeks, the participants underwent recapture in a similar manner. Based on the frontal views, data for two measurement methods of the Visia® camera system, the absolute scores and the percentiles, were obtained with regard to the skin criterion wrinkles via automated software calculation. Means and standard deviations were evaluated. Based on the side views, the data for the Truskin Ages® were calculated by the Visia® camera system and compared with the calendrical ages, which served as the gold standard for comparison.

Results: In the assessment of the reproducibility of the data of the capture system the standard deviation from the frontal captures among all participants was about 3% when the absolute scores of the wrinkles were compared with each other; specifically, the average deviation was 3.36% during the first capture session and 3.4% during the second capture session. Meanwhile, the standard deviation of the measurements was about 9% when the percentiles were compared; specifically, the average deviation was 8.2% during the first capture session and 10.7% during the second capture session. In the assessment of the accuracy the correlation between the calendrical age and the calculated Truskin Age® for both facial sides was very high at a correlation coefficient rho value of >0.8 (right side: r=0.896; left side: r=0.827) and statistically significant at a p-value of <0.001. The average calendrical age and Truskin Age® deviated only slightly from each other and did not differ significantly (right side: p=0.174; left side: p=0.190). The Truskin Age® was slightly higher than the calendrical age by a mean value of 1.37 years for both facial sides. The analysis of the absolute differences revealed that in 50% of the cases, there was a maximum difference of 3 years, and in 75% of the cases, there were maximum differences of 4.5 years for the right side and 5.5 years for the left side.

Conclusion: The assessment of the reproducibility and accuracy of the objective measurement method, the Visia® camera system, contributed to the validation of the system. The evaluation of the reproducibility revealed a satisfactory precision of the repeated captures when investigating facial wrinkles. Absolute scores should be preferred over percentiles owing to their better precision. The calculation of the accuracy of the Truskin Age® data from the Visia® camera system revealed only a slight deviation from the true calendrical ages. The correlation between both data groups was highly significant.

Ziel: Die Studie zielte auf die Untersuchung der Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Visia® Kamera der Firma Canfield Scientific bei der objektiven Hautanalyse.

Methode: Neunzehn Teilnehmerinnen unterzogen sich einem standardisierten Protokoll folgend Bildaufnahmen des Gesichtes mittels der Visia® Kamera. Während der ersten Bildaufnahmesitzung nahmen die Teilnehmerinnen Platz und legten ihr Gesicht in ein Bildaufnahmegestell, schlossen die Augen und ihre Gesichter wurden von links, vorne und rechts aufgenommen, mit dreifacher Wiederholung der Bildaufnahmen von vorne. Nach vier Wochen unterzogen sich die Teilnehmerinnen erneuten Bildaufnahmen in gleicher Weise. Basierend auf den frontalen Ansichten wurden die Daten von zwei Messmethoden des Visia® Kamerasystems, die absoluten Werte und Perzentilen, im Hinblick auf das Hautkriterium der Falten durch automatisierte Softwareanalyse ermittelt. Die Mittelwerte und Standardabweichungen wurden evaluiert. Basierend auf den seitlichen Aufnahmen wurden die Daten der Truskin Ages® des Visia® Kamerasystem berechnet und mit dem kalendarischen Alter verglichen, welches als Goldstandard für den Vergleich diente.

Ergebnisse: Bei der Untersuchung der Wiederholbarkeit der Daten des Bildaufnahmesystems betrug die Standardabweichung der Bildaufnahmen von vorne bei allen Teilnehmerinnen ungefähr 3% beim Vergleich der absoluten Werte der Falten untereinander; genau betrug die durchschnittliche Abweichung 3,36% während der ersten Bildaufnahmesitzung und 3,4% während der zweiten Bildaufnahmesitzung. Demgegenüber betrug die Standardabweichung der Messungen ungefähr 9% beim Vergleich der Perzentilen miteinander; genau betrug die durchschnittliche Abweichung 8,2% während der ersten Bildaufnahmesitzung und 10,7% während der zweiten Bildaufnahmesitzung. Bei der Untersuchung der Genauigkeit war die Korrelation zwischen dem kalendarischen Alter und dem kalkulierten Truskin Age® für beide Gesichtshälften sehr hoch bei einem Korrelationskoeffizienten rho von >0.8 (rechte Seite: r=0.896; linke Seite: r=0.827) und war statistisch signifikant bei p<0.001. Das durchschnittliche kalendarische Alter und das Truskin Age® wichen nur leichtgradig voneinander ab und unterschieden sich nicht signifikant (rechte Seite: p=0.174; linke Seite: p=0.190). Das Truskin Age® ergab sich als leichtgradig höher als das kalendarische Alter bei einem Mittelwert von 1,37 Jahren für beide Gesichtshälften. Die Analyse der absoluten Differenzen ergab in 50% der Fälle einen maximalen Unterschied von 3 Jahren und in 75% der Fälle ergaben sich maximale Unterschiede von 4,5 Jahren für die rechte Gesichtshälfte und 5,5 Jahren für die linke Gesichtshälfte.

Schlussfolgerung: Die Untersuchung der Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der objektiven Messmethode, des Visia® Kamera Systems, trug zur Validierung des Systems bei. Die Untersuchung der Wiederholbarkeit ergab eine zufriedenstellende Präzision bei den wiederholten Bildaufnahmen bei der Untersuchung der Gesichtsfalten. Die Daten der absoluten Werte sind denen der Perzentilen aufgrund der besseren Präzision vorzuziehen. Die Berechnung der Genauigkeit der Daten des Truskin Age® durch das Visia® Kamerasystem ergab nur eine leichtgradige Abweichung vom wahren kalendarischen Alter. Die Korrelation beider Datengruppen war hochsignifikant.

Keywords: Visia® Complexion Analysis Camera System; accuracy; facial capture; objective measurements; precision; reproducibility; validation; wrinkles.