Как ИИ помогает врачам и пациентам выявлять опухоли на ранних стадиях

Российские разработчики из Приволжского исследовательского медицинского университета создали мобильное приложение «Про родинки». Приложение стало первым в стране, предназначенным для поддержки принятия врачебных решений по диагностике новообразований кожи. Оно помогает врачам, не являющимся специалистами в дерматологии, оценивать новообразования и принимать обоснованные решения, что значительно повышает выявляемость злокачественных опухолей на ранних стадиях.

В интервью циклу «Страну меняют люди» Оксана Гаранина рассказала как применение искусственного интеллекта помогает врачам в диагностике, как сервис снижает затраты на лечение онкологических заболеваний и поделилась планами внедрения «Про родинки» в регионы.

— Наш проект позволяет людям сфотографировать родинку или новообразование на коже, после чего искусственный интеллект анализирует изображение и определяет его природу — доброкачественное оно или злокачественное. Процесс происходит быстро и удобно для пользователя, что значительно упрощает первый этап диагностики. Из 800 тысяч обращений уже выявлено 12 тысяч подозрений на меланому и 8 тысяч — на другие виды рака кожи.

Началось всё в 2017 году на онкологическом форуме «Белые ночи» в Санкт-Петербурге, где собралась группа учёных-онкологов, дерматологов и программистов. В тот вечер мы обсуждали, как использовать наш архив изображений — в наш центр диагностики лечения опухолей кожи 90% пациентов приходят с новообразованием, мы занимаемся ими уже больше 10 лет. В итоге придумали проект «Про родинки».  

У нас свой дата-сет на основе реальных клинических случаев тысяч пациентов, которые проходили обследования в нашем центре. Последний раунд обучения ИИ проводился на базе 30 тыс. изображений различных новообразований, которые были размечены врачами-онкологами и сопровождались клиническими данными. Таким образом, наш ИИ обучался на таком массиве информации, который не видит за всю свою карьеру даже опытный врач. Такой масштаб данных позволил нам добиться высокой точности — 94-95%. Этот показатель сопоставим с результатами, которые показывают опытные врачи-онкологи, особенно в условиях, когда проводят оценку только по изображению без дополнительных данных.

В нашем же проекте всё ускорено в разы. Когда ИИ обнаруживает потенциальную проблему, он не сразу отправляет пользователю рекомендацию, а сначала отправляет снимки экспертам для дополнительной проверки. У нас на кафедре работают пять специалистов, включая меня и моего руководителя, которые проверяют данные. Если мы подтверждаем, что ИИ прав и есть подозрение, то только после этого пользователь получает информацию. Более того раз в день или каждые два дня мы перепроверяем вообще все ответы ИИ, даже те, где он уверен, что никаких проблем нет. Если вдруг что-то было пропущено, мы тоже отправляем уведомление пользователю.

После получения уведомления, пациент может записаться к нам на приём и приходит хоть на следующий день, если он из Нижнего тоже. Мы проверяем вживую всё и если подозрения обоснованы, пациент от нас сразу получает направление в онко-диспансер, то есть все проверки проходят в ускоренном порядке. Процесс занимает около двух-трёх дней, с момента, когда ИИ выдал результат, до посещения специализированного врача. Надеемся, что наше приложение будет активно внедряться в других регионах, что позволит повысить доступность ранней диагностики и, как следствие, снизить смертность от онкологических заболеваний. Чем больше людей будут иметь доступ к таким технологиям, тем лучше будут общие показатели здоровья всей страны.  

Кстати, на протяжении нескольких лет мы работали исключительно на энтузиазме, практически без финансирования. Получали только небольшую поддержку от программы «Приоритет-2030», в рамках которой участвовали с уже готовым продуктом. Но основная работа велась за счёт энтузиазма команды. Все, включая программистов, работали бесплатно, постоянно обновляя приложение и внося правки. До августа этого года приложение было полностью бесплатным.

Сейчас мы предлагаем платные консультации с врачами через приложение, которые стоят около 200 рублей, что значительно дешевле, чем обычная очная консультация. Дальнейшая монетизация проекта планируется через заключение соглашений с разными регионами и внедрении нашей технологию в их систему здравоохранения на государственном уровне, чтобы ИИ мог рекомендовать пациенту в зоне риска конкретные больницы в том или ином регионе.

Важно понимать, что ИИ работает исключительно с данными и лишён эмоций. Он не заменит врача, так как в лечении пациентов значительную роль играют не только точные данные, но и эмоциональная поддержка, эмпатия, которую способен предоставить только человек. Ведь одно дело — просто узнать о диагнозе, а совсем другое — почувствовать, что кто-то искренне беспокоится о твоём здоровье, готов помочь и поддержать в трудную минуту. Однако искусственный интеллект может стать незаменимым помощником, который ускоряет диагностический процесс и уменьшает вероятность ошибки на этапе предварительной оценки. Это особенно важно в условиях, когда врачам приходится работать с большим количеством пациентов и принимать быстрые решения. В таких ситуациях ИИ может разгрузить врача, взяв на себя рутинные задачи, чтобы тот мог сосредоточиться на самом главном — на пациенте. 

— Теми, когда удаётся предотвратить болезнь — ведь это чья-то спасённая жизнь. Например, многие пациенты с большим количеством родинок и новообразований используют наше приложение для постоянного мониторинга. В одном из случаев искусственный интеллект выявил подозрительную родинку у пациента, и после дальнейшего обследования диагноз был подтверждён. Пациент был направлен на специализированное лечение, что позволило вовремя обнаружить злокачественное новообразование и начать терапию. Такой ранний диагноз позволил избежать развития серьёзных осложнений и дал пациенту высокие шансы на полное выздоровление.

Другой пример — у одной из моих пациенток было много новообразований на коже, она заметила одну конкретную родинку, которая её насторожила. ИИ тоже отнёс её в группу риска. Когда я проверила результаты, оказалось, что искусственный интеллект правильно определил, что с этой родинкой что-то не так. Пациентку пригласили на очный приём, и учитывая большое количество новообразований, мы решили оставить её под динамическим наблюдением. Мы использовали специальный аппарат, чтобы сделать фотографии всех кожных покровов и задокументировать все невусы. Впоследствии у неё были выявлены вторая и третья меланомы. То есть изначально пациентка обратилась с одной проблемой, но в процессе обследования оказалось, что ситуация более серьёзная. По сути искусственный интеллект заметил изменения, которые были неочевидны для самой пациентки. После подтверждения диагноза и оперативного вмешательства удалось предотвратить дальнейшее развитие болезни. 

— К сожалению, да. Один из самых тяжёлых примеров — пациент, которому мы поставили диагноз меланомы на ранней стадии. Это был мужчина, фермер, с рыжими волосами и светлой кожей, что делает его особенно уязвимым к воздействию ультрафиолетовых лучей. Мы выявили у него меланому на передней брюшной стенке, провели операцию. Обычно после неё прогноз благоприятный в 95% случаев — нужно просто иногда проходить обследования. Пациент регулярно их проходил, всё было в порядке. Но через несколько лет он решил пропустить одно из плановых обследований. Вероятно, почувствовал себя в безопасности, ведь несколько лет всё было хорошо.

В итоге, спустя полтора года у него появились неврологические симптомы, и, к сожалению, выяснилось, что произошли метастазы в мозг. Это был очень тяжёлый момент для нас всех. Мы знали, что при своевременном обследовании можно было бы избежать такого исхода. Он умер этим летом, спустя несколько месяцев после обнаружения метастазов.

К сожалению, есть категория меланом, которая дает не местные метастазы, а сразу отдаленные с агрессивным течением. И никакая клиническая диагностика не помогает, только молекулярно-генетическое исследование особенностей этой конкретно опухоли. Мы собираем информацию о таких пациентах, чтобы, возможно, найти этот генетический маркер — почему меланомы так агрессивно себя ведут — и ввести его в первичную диагностику.

К сожалению, в нашей профессиональной деятельности встречаются такие ситуации. Эмоциональная подоплёка, конечно, немножко редуцируется с годами. Но здесь очень важно, как ты узнаешь об этом. Одно дело — с помощью электронного документооборота или кто-то из коллег тебе сказал. А бывает, когда пациент пришёл сам, а потом привёл семью, и тебе рассказывает о произошедшем кто-то из семьи: о своих переживаниях, о ситуации, о том, как без человека тяжело. Тогда тоже плачешь потом. Тяжело ещё когда оперируешь молодого человека с опухолью в области голени и единственный вариант — ампутации. Делать практически инвалидом активного мужчину, который содержит свою семью и работает — такая себе история.

Я ярко помню одного из первых пациентов с огромной саркомой мягких тканей на спине. Опухоль была настолько большая, что занимала практически всю спину. Я тогда только начинала свою карьеру, и нам пришлось проводить сложную операцию: удалять опухоль, использовать трансплантаты кожи, взятые с бедра, чтобы закрыть образовавшийся дефект. К сожалению, полностью удалить опухоль было невозможно — это была циторедуктивная операция, чтобы уменьшить размер опухоли перед последующими этапами лечения, включая системную терапию и другие противоопухолевые меры. К моменту выписки мы заметили, что в районе трансплантата появились маленькие узелочки, которые в норме во время приживания трансплантата не должны появляться. Мы берём анализ для цитологического исследования и морфологи видят опухолевые клетки. Буквально сразу после выписки он попадает в химиотерапевтическое отделение в онкодиспансер и там погибает. В общем, скажем так, априори, был понятный прогноз, но всё равно этот случай оставил глубокий след — я впервые столкнулась с тем, насколько сложной и тяжёлой может быть борьба с раком. Вообще я думала стать дизайнером.  

Вообще я думала стать дизайнером. 

— Да, когда училась в 10-11 классах, ещё не знала, кем хочу быть и у меня было много вариантов — от переводчика до как раз дизайнера. Дизайнером стать не получилось, потому что моя мама не хотела, чтобы я уезжала в Москву или Питер. Лингвистика тоже не подошла — хотя я занималась ею несколько лет, но к концу девятого утратила интерес.

В итоге я выбрала медицинский вуз, потому что хотела овладеть настоящей профессией, а не просто получить абстрактную специальность вроде экономиста. В моей семье не было врачей, и, если честно, не уверена, будет ли кто-то из моих детей, настоящих или будущих, продолжать мою профессию, но моя мама всегда учила меня делать что-то руками, так я решила пойти в медицину, а позже — в хирургию. Однако сразу в хирургию поступить не получилось, обучение оказалось сложным, и я пошла на кафедру кожных болезней. Потом поступила в аспирантуру и защитила кандидатскую по новообразованиям кожи, в частности, по меланоме, и её диагностике с помощью специальных методов.

После защиты я ушла в декрет, а потом решила дальше учиться и поступила в ординатуру по онкологии. Мне повезло попасть в отличное отделение и к замечательному врачу — Юрию Александровичу Тарасову. Это была судьбоносная встреча, которая сыграла важную роль в моей карьере. С тех пор на кафедре началась активная хирургическая деятельность, которая продолжает развиваться не только для пациентов, но и для самой специальности.

Мы стали обучать наших ординаторов, чтобы они могли не просто удалять новообразования, но делать это аккуратно и эстетично. У нас все ординаторы умеют шить и проводить биопсии. Планируем организовать курс по хирургии вместе с коллегой из Блохина, Игорем Вячеславовичем Самуленко, чтобы развивать это направление по всей России, так как наш метод хирургии является одним из основных при лечении опухолей кожи головы и шеи во всём мире — важно передавать мануальные навыки молодым врачам. Мы проводим операции с использованием специальной методики, доступной лишь в нескольких клиниках в России.

В целом наш алгоритм настроен на то, чтобы точно не пропустить потенциально опасные случаи. Иногда он может перестраховаться, но благодаря этому подходу ИИ может служить «вторым мнением» для врачей, что особенно полезно, когда врач сомневается в диагнозе. Например, если врач чувствует, что ему нужно дополнительное подтверждение, ИИ может предоставить свое видение, и это поможет принять верное решение, минимизируя риск ошибки.