Катрин Ниемела, член правления FotoFinder Systems: «ИИ представляет собой молчаливого виртуального коллегу, который готов предоставить независимое мнение»

- Расскажите, пожалуйста, о том, почему возникла необходимость в разработке такой системы на базе ИИ? Ваша компания на рынке ПАК для цифровой визуализации поверхности кожи представлена давно, является лидером – зачем нужно было подключать ИИ? 

- «Новаторство» - одна из основных корпоративных ценностей FotoFinder. Поскольку ИИ является одним из мировых мегатрендов в области технологий, мы хотели первыми сделать его доступным для практикующих дерматологов; направить шумиху вокруг ИИ, часто связанную с такими громкими словами, как deep learning и convolutional neural network (cвёрточная нейронная сеть), звучащими несколько абстрактно и научно-фантастично – в сферу дерматоскопии. И потому несколько лет назад мы начали разработку этого алгоритма. В прошлом году профессор Хольгер Хенссл со своей командой из Гейдельбергского университета опубликовали исследование под названием «Человек против машины». Его цель заключалась (и заключается до сих пор) в том, чтобы искусственный интеллект мог оказывать врачам помощь в области профилактики рака кожи.

- Расскажите, пожалуйста, о схеме работы решения. Какие инновационные методики, софт и оборудование при этом используется? 

- ATBM master – это третье поколение знаменитой разработки FotoFinder ATBM, которая расшифровывается как автоматическое картирование всего тела (Automated Total Body Mapping). Новая система ATBM master позволяет проводить анализ как всей поверхности кожи, так и отдельных родинок, быстрее и лучше, чем когда-либо прежде. 

С помощью ATBM master впервые стало возможно оценить структуру и расположение отдельных поражений уже на фотографии всего тела, благодаря высокому разрешению 50 Мпикс, специальной обработке RAW и новой технологии поляризованного освещения PolFlash XE. Этот метод называется «дерматоскопия всего тела».

Также система визуализации FotoFinder использует ИИ для того, чтобы выделять отдельные кожные поражения на общей фотографии тела и распределять их по размеру - такая функция получила название «мозаичный просмотр». Это позволяет дерматологу с первого взгляда раскрыть «гадкого утенка» среди родинок. Кроме того, система визуализирует новые и измененные поражения – так их можно будет контролировать при последующих обследованиях. Таким образом, программное обеспечение помогает обнаружить даже мельчайшие изменения. Обнаружение новых пигментных пятен чрезвычайно важно, поскольку около 70% меланом развиваются de novo на здоровой коже.

Благодаря новой ATBM Master время, необходимое для получения полного изображения тела, сокращается примерно на 50 %: если системе предыдущего поколения требовалось от 3 до 5 минут, то сейчас – до 2 минут. В сочетании с функцией «мозаичного просмотра» врач может сэкономить огромное количество времени и сосредоточиться на атипичных родинах, изучить их более внимательно с помощью видеодерматоскопа, который также входит в систему.

Кроме того, врач может использовать экспертную систему Moleanalyzer pro на основе искусственного интеллекта для оценки дерматоскопических изображений на злокачественную опухоль и, таким образом, получить помощь и альтернативное мнение в дальнейшей диагностике.

- Сколько времени ушло на разработку решения? Потребовались ли для его разработки какие-то дополнительные компетенции, увеличение штата, новые партнерства?

- Разработка ATBM master, его дизайн, программное и аппаратное обеспечение проходили исключительно в нашей штаб-квартире в Бад-Бирнбахе, в Германии. Разработка началась около двух лет назад. Наша система основывается на опыте и отзывах пользователей, которые мы собрали с момента запуска первого поколения системы в 2006 году и второго поколения в 2013 году.

- Где и как проводилось апробация? Каковы ее результаты?

- ATBM master был впервые представлен общественности на Всемирном конгрессе в Милане на прошлой неделе. В настоящее время процесс утверждения начинается во всем мире и в конкретных странах. В целом устройства FotoFinder в настоящее время используются более чем в 100 странах мира. В России система появится ориентировочно во второй половине 2019 года.

- За счет чего ИИ может «обыгрывать» человека в точности диагностики рака кожи?

- Программное обеспечение Moleanalyzer pro на основе ИИ позволяет оценить риск злокачественных опухолей. В нем используется алгоритм глубинного обучения: человеческая способность учиться на примерах и опыте перенесена в компьютер. Искусственные нейронные сети обеспечивают комплексное машинное обучение, аналогичное биологическим процессам обучения. Чем больше, лучше и уникальнее база данных, тем разумнее система становится за короткий промежуток времени благодаря непрерывному обучению. FotoFinder Moleanalyzer pro в настоящее время имеет самую большую базу данных, состоящую из дермоскопических изображений и их диагностического описания.

С Moleanalyzer pro врачам дается возможность сочетать свой диагноз с результатами, полученными от ИИ. Для этого дерматоскопические изображения поражений – отдельные фотографии или сравнение двух фотографий – классифицируется по цветовой шкале автоматически рассчитанной от 0 до 1. Если у врача появляются сомнения, он может получить независимое мнение от известных международных экспертов в области рака кожи. В этом случае ИИ представляет собой своего рода молчаливого виртуального коллегу, который готов предоставить независимое мнение просто, незаметно и в любое время. Так, человеческий опыт совместно с опцией виртуального независимого мнения может повысить точность диагностики.

Для пациентов использование картирования в сочетании с ИИ означает большую надежность раннего выявления рака кожи. По сравнению с интуитивно понятным подходом врачей, который включает историю пациента или генетическую предрасположенность в диагнозе, алгоритм является абсолютно объективным в его анализе. Тем не менее, искусственный интеллект не может заменить человеческий интеллект и опыт в выявлении рака кожи: ведь в итоге именно врач решает, что делать.

- Т.е. несмотря на то что искусственный интеллект уже дает более точные диагностические результаты, чем специалисты в области медицины, в какой-то обозримой перспективе он не заменит врачей-людей?   

- Каким бы удивительным ни был ИИ, в настоящее время он не способен заменить человеческий интеллект, когда дело доходит до профилактики рака кожи. ИИ уже обладает высокой чувствительностью и специфичностью, которые можно сравнить с опытными врачами, но алгоритм знает только картинку, а не историю пациента, возраст, предыдущие болезни и т.д. Еще одним важным моментом является то, что большая доля меланом развивается не из существующих родинок, а de novo, на здоровой коже. Чтобы обнаружить их как можно раньше, нам нужны повторные осмотры и анализы всей поверхности кожи. Вот почему сочетание картирования и ИИ является идеальным решением для ранней диагностики рака кожи. Когда меланома уже развилась, обнаружить ее нетрудно – мы же сосредоточены на том, чтобы заметить ее «в зародыше». Чем раньше она обнаружена, тем больше шансов на выздоровление.

Подводя итог, скажу, что мы рассматриваем ИИ в качестве помощника для врачей. Цель состоит в том, чтобы повсеместно объединить глобальные знания и устоявшиеся диагностические стандарты – независимо от места врачебной практики. Это как управление самолетом – технология автопилота может удерживать самолет на маршруте, но только опытный пилот может приземлиться в реке Гудзон в случае чрезвычайной ситуации. Применительно к диагностике рака кожи это означает, что ИИ дает оценку, но именно врач решает, какое повреждение нужно анализировать, вырезать и документировать. ИИ также позволит врачам углублять свои знания. Сочетание человеческого опыта и ИИ может привести к резкому улучшению диагностической точности.

Кстати, опыт показывает, что пациенты совсем не готовы отказаться от посещения врача. Отзывы, которые мы получаем регулярно, подтверждают, что они хотят видеть сочетание высоких технологий в медицине и профессиональных знаний врача.

- При внедрении различных инновационных решений перед медицинскими учреждениями встает очень острый вопрос финансирования покупки. Это особенно важно для тех стран, где все, связанное с онкологией, находится преимущественно в ведении государства, которое всегда не быстро откликается на инновации. Какие источники финансирования, на ваш взгляд, в данном случае будут работать?

- Существует несколько исследований, доказывающих, что использование этой технологии повышает точность диагностики. Что касается финансирования, то это зависит от различных рынков, и в каждой важной стране у нас есть партнеры, которые могут гарантировать это финансирование. Что же касается медицинских учреждений, то система также может быть использована для диагностики псориаза, диагностики волос и эстетики, а значит вопрос окупаемости решается.

- Что является сдерживающим фактором для применения ИИ в медицине? Что может стать стимулом для распространения подобных систем в медицине?

- Мы можем ответить на этот вопрос только в области диагностики рака кожи, а не в области медицины в целом. В первую очередь, следует отметить, что чем раньше выявлен рак кожи, тем лучше прогноз на выздоровление. Общемировые тенденции показывают, что люди очень любят загорать, несмотря на озоновый слой и рост заболеваемости раком кожи. Такая тенденция увеличивает значимость раннего выявления рака кожи во всем мире.

Таким образом, искусственный интеллект будет все более и более востребованным в дерматологии и анализе кожных поражений. Врачи будут объединять картирование с видео-документированием отдельных родинок и их оценкой на основе ИИ. Сочетание этих трех элементов является основой раннего обнаружения рака кожи.

Не следует забывать и о растущих издержках в здравоохранении: виртуальные инструменты диагностической поддержки позволят ускорить профилактику и раннюю диагностику. Во многих странах количество дерматологов сокращается или специалисты сосредоточены только в крупных городах, в то время как другие регионы похожи на «медицинские пустыни». ИИ может быть частью проектов по телемедицине; это может привести к тому, что врачи общей практики смогут лучше определять состояние пациента, и отправлять специалистам только абсолютно релевантные случаи.

- В каком направлении в дальнейшем будет развиваться продуктовая линейка вашей компании?  

- В будущем мы будем заниматься двумя основными проблемами: с одной стороны, обширная область профилактики рака кожи. Мы постоянно развиваемся и проводим исследования в этой области, чтобы обеспечить врачей наилучшими технологиями. Второй основной темой в ближайшем будущем станет трихоскопия. В этой области мы работаем вместе с TrichloLAB и помогаем врачам в диагностике заболеваний волос и кожи головы.