Искусственный интеллект обнаружил рак кожи там, где врачи ещё не видели опухоль

Новая технология исследует кожу на микроскопическом уровне и выявляет скрытые очаги базальноклеточного рака до появления заметных изменений

Рак кожи может существовать ещё до появления видимой опухоли

Обычно обследование кожи начинается с визуального осмотра. Дерматолог оценивает родинки, пятна, узелки и другие изменения, при необходимости используя дерматоскоп — прибор, позволяющий рассматривать структуры кожи с увеличением.

Но у такого подхода есть естественное ограничение. Чтобы врач заметил подозрительный участок, опухоль должна вызвать изменения, доступные визуальному наблюдению.

Между тем злокачественные клетки могут уже формировать небольшие структуры внутри кожи, пока её поверхность выглядит совершенно нормально.

Именно такие изменения называют субклиническими. Это означает, что заболевание уже существует, но ещё не проявляется признаками, которые позволяют обнаружить его при обычном осмотре.

Для базальноклеточной карциномы ранняя диагностика имеет особое значение.

Этот вид рака развивается из клеток, связанных с базальным слоем эпидермиса и волосяными фолликулами. Он редко образует отдалённые метастазы, но способен постепенно разрушать окружающие ткани.

Особенно опасно такое местное распространение на лице. Опухоль может затрагивать нос, веки, ткани вокруг глаз и другие анатомически важные структуры.

Чем раньше обнаружено новообразование, тем больше вероятность, что лечение потребует меньшего вмешательства.

Как увидеть опухоль под поверхностью кожи без биопсии

Исследователи использовали технологию LC-OCT — линейно-полевую конфокальную оптическую когерентную томографию.

Название сложное, но принцип достаточно понятен.

Представьте прибор, который позволяет рассматривать кожу не только сверху, но и в глубину, получая изображения её внутреннего строения практически в реальном времени.

LC-OCT объединяет возможности двух оптических методов.

Первый — оптическая когерентная томография (OCT). Она использует отражённый свет для получения изображений внутренних структур ткани. По принципу построения изображения её иногда сравнивают с ультразвуковым исследованием, только вместо звуковых волн используется свет.

Второй — конфокальная микроскопия. Она позволяет рассматривать очень мелкие структуры с высоким пространственным разрешением.

Объединение методов даёт возможность получать горизонтальные и вертикальные изображения кожи, а также реконструировать её трёхмерную структуру.

Разрешение измеряется микрометрами — тысячными долями миллиметра.

Для сравнения: толщина человеческого волоса составляет примерно 50 микрометров.

Таким образом, врач получает возможность изучать микроскопическую архитектуру кожи, недоступную при обычном осмотре.

Это не означает, что прибор видит каждую раковую клетку или автоматически определяет её злокачественность. Диагностическое значение имеют характерные изменения структуры ткани, которые специалист сопоставляет с известными признаками опухоли.

Искусственный интеллект помогает заметить подозрительные структуры

Получить подробное изображение кожи — только половина задачи.

Вторая проблема заключается в интерпретации большого количества визуальной информации.

Именно здесь исследователи подключили искусственный интеллект.

Алгоритм анализирует изображения LC-OCT непосредственно во время обследования и выделяет участки, структура которых соответствует признакам базальноклеточной карциномы.

Результат представляется в виде цветовой индикации вероятности присутствия опухоли.

Это позволяет врачу быстрее обращать внимание на подозрительные области.

Однако важно понимать принципиальное различие между обнаружением подозрительных признаков и постановкой диагноза.

Искусственный интеллект не устанавливает окончательный диагноз. Он помогает интерпретировать изображения, а клиническое решение остаётся за врачом.

При необходимости подозрительный участок исследуют гистологически — изучают образец ткани под микроскопом.

Именно гистологическое исследование использовалось для подтверждения обнаруженных опухолей в новой работе.

Что обнаружили при обследовании 150 пациентов

Исследователи проверили новый подход у 150 человек с повышенным риском развития базальноклеточной карциномы.

Вместо поиска только видимых подозрительных образований специалисты систематически обследовали кожу лица, включая участки, которые внешне выглядели нормальными.

Этот подход получил название SUBSCAN.

Его принципиальная особенность заключается в изменении самой стратегии поиска.

Обычная диагностика преимущественно исследует уже замеченные изменения. SUBSCAN пытается обнаружить опухолевые структуры ещё до появления видимых признаков.

Результаты оказались многообещающими.

• У 14 из 150 участников обнаружили гистологически подтверждённые субклинические опухоли.
• Это составило 9,3% обследованной группы.
• Система с использованием искусственного интеллекта классифицировала 18 подозрительных образований как базальноклеточную карциному.
• Из них 15 получили подтверждение при биопсии.
• Два пациента отказались от биопсии.
• Одно образование оказалось актиническим кератозом — изменением кожи, связанным с воздействием ультрафиолетового излучения и обладающим потенциалом злокачественного перерождения.

Большинство выявленных опухолей относились к поверхностному типу базальноклеточной карциномы.

Также исследователи обнаружили узловые формы и одну инфильтративную опухоль.

Последняя представляет особый интерес, поскольку инфильтративные формы способны распространяться в окружающих тканях менее заметным образом.

Почему показатель 83,3% ещё не означает точность диагностики

Одним из результатов исследования стала положительная прогностическая ценность метода на уровне 83,3%.

Этот показатель требует объяснения.

Положительная прогностическая ценность показывает, какая доля положительных результатов теста действительно соответствует заболеванию.

В данном исследовании среди 18 образований, которые система классифицировала как базальноклеточную карциному, 15 получили гистологическое подтверждение.

Таким образом, положительная прогностическая ценность составила 83,3%.

Но здесь возникает важный нюанс.

Два подозрительных образования не были исследованы гистологически из-за отказа пациентов. Поэтому показатель следует интерпретировать с учётом неполной проверки результатов.

Кроме того, положительная прогностическая ценность не равнозначна общей точности диагностического метода.

Она не показывает, сколько существующих опухолей система не обнаружила.

Для этого необходимо знать чувствительность — долю действительно имеющихся опухолей, которые тест способен выявить.

В данном исследовании чувствительность SUBSCAN установлена не была.

Это принципиальное ограничение.

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимы дополнительные исследования с соответствующим диагностическим контролем.

Главный результат — изменилась сама точка начала диагностики

Наиболее интересный результат работы заключается не только в применении искусственного интеллекта.

Сама возможность получать микроскопические изображения кожи существовала и раньше. LC-OCT уже применяется для диагностики базальноклеточной карциномы и оценки результатов некоторых неинвазивных методов лечения.

Новизна SUBSCAN заключается в другом.

Исследователи предложили систематически искать опухоли там, где врач пока не видит оснований подозревать заболевание.

Это важное изменение диагностической логики.

Обычно пациент замечает изменение кожи, обращается к врачу, после чего начинается уточняющая диагностика.

Новая технология потенциально позволяет перенести обнаружение заболевания на более ранний этап — когда опухолевая структура уже сформировалась, но ещё не изменила внешний вид кожи.

При этом речь не идёт о диагностике рака до его возникновения.

Метод обнаруживает уже существующие микроскопические изменения, которые пока остаются невидимыми при обычном осмотре.

Именно это различие определяет реальную научную ценность исследования.

Почему раннее обнаружение может изменить лечение

Базальноклеточная карцинома обычно развивается относительно медленно, однако её лечение зависит от размера, расположения, гистологического типа и других характеристик опухоли.

Стандартным подходом во многих случаях остаётся хирургическое удаление.

Особенно важен выбор метода лечения на лице, где необходимо одновременно обеспечить онкологическую безопасность и сохранить здоровые ткани.

Для некоторых небольших поверхностных базальноклеточных карцином существуют нехирургические варианты терапии.

Например, при соответствующих показаниях могут использоваться местные препараты, включая имиквимод и 5-фторурацил.

Однако такие средства подходят не для всех опухолей.

Узловые, инфильтративные и другие формы повышенного риска часто требуют хирургического лечения. Выбор терапии зависит не только от размера новообразования, но и от его биологических характеристик и локализации.

Поэтому утверждение, что раннее обнаружение автоматически позволяет заменить операцию кремом, было бы неправильным.

Тем не менее исследователи рассматривают именно такую потенциальную возможность для части пациентов.

Если опухоль выявлена на очень ранней стадии и относится к подходящему типу, менее инвазивное лечение может оказаться достаточным.

В будущем это потенциально позволит уменьшить объём хирургических вмешательств у некоторых пациентов.

Но новое исследование не проверяло, насколько SUBSCAN улучшает результаты лечения и действительно ли его применение снижает потребность в операциях.

Пока это перспективное направление дальнейших исследований, а не доказанный клинический эффект.

Кому новая технология может принести наибольшую пользу

Исследование проводилось не среди случайно выбранных людей, а среди пациентов с повышенным риском базальноклеточной карциномы.

Это важное обстоятельство.

Риск заболевания увеличивается при длительном воздействии ультрафиолетового излучения, особенно у людей со светлой кожей, склонностью к солнечным ожогам и значительным накопленным солнечным воздействием.

Особого внимания требуют пациенты, у которых базальноклеточная карцинома уже возникала ранее.

После перенесённого заболевания вероятность появления новых опухолей остаётся повышенной.

Именно для таких групп систематический поиск скрытых очагов может представлять наибольший интерес.

Однако результат 9,3% нельзя переносить на население в целом.

Он не означает, что почти у каждого десятого человека существует невидимый рак кожи.

Этот показатель получен в специально отобранной группе повышенного риска.

В общей популяции частота обнаружения скрытых опухолей может быть существенно иной.

Кроме того, пока неизвестно, улучшит ли регулярное обследование методом SUBSCAN долгосрочные клинические результаты по сравнению с существующими подходами наблюдения.

Почему технология пока не готова для массового скрининга

Несмотря на обнадёживающие результаты, исследователи не предлагают немедленно внедрять SUBSCAN в повседневную практику.

Причин несколько.

Первая — неизвестная чувствительность.

Необходимо установить, какую долю реально существующих субклинических опухолей обнаруживает метод.

Вторая — продолжительность обследования.

Систематическое сканирование кожи лица требует времени. Пока процедура слишком трудоёмка для широкого рутинного применения.

Третья — необходимость дальнейшей проверки результатов.

Исследование с участием 150 пациентов позволяет оценить осуществимость подхода, но его недостаточно для определения эффективности массового скрининга.

Наконец, необходимо понять, как обнаружение очень маленьких опухолей влияет на дальнейшую судьбу пациента.

Раннее выявление рака потенциально полезно, но скрининг должен оцениваться не только по количеству найденных новообразований.

Важно установить, уменьшает ли он число сложных операций, повреждение тканей, рецидивы и другие клинически значимые последствия.

Также необходимо учитывать вероятность ложноположительных результатов, дополнительных биопсий и избыточных вмешательств.

Без таких данных нельзя утверждать, что новая технология уже превосходит существующие методы наблюдения.

Что исследование меняет в понимании диагностики рака кожи

Работа демонстрирует перспективное направление развития дерматологии: переход от преимущественно визуального поиска опухолей к анализу микроскопической структуры внешне нормальной кожи.

Искусственный интеллект здесь выступает не самостоятельным диагностом, а инструментом, который помогает врачу работать с большим количеством сложных изображений.

Для пациентов с высоким риском это потенциально означает возможность более раннего выявления новых опухолей.

Для дерматологов — появление дополнительного способа обследовать участки кожи, не вызывающие подозрений при обычном осмотре.

Для системы здравоохранения — перспективу более точного отбора пациентов, которым требуется лечение, при условии, что дальнейшие исследования подтвердят клиническую пользу метода.

Пока же технология не заменяет стандартный осмотр дерматолога.

Любое новое, растущее, кровоточащее или длительно не заживающее образование на коже требует профессиональной оценки, даже если оно выглядит небольшим и не вызывает боли.

Особенно важно не откладывать обследование людям, ранее перенёсшим рак кожи.