Инженер изобрела быстрый метод диагностики заболеваний кожи

Кандидат технических наук, доцент кафедры лазерных и биотехнических систем Самарского университета им. Королева, инженер-биотех Ирина Матвеева занимается научными исследованиями в области интеллектуального анализа биомедицинских данных. Вместе с другими учеными вуза она разработала неинвазивный мультимодальный метод диагностики новообразований кожи. Сначала родинки просвечиваются лазером и фотографируются, а далее искусственный интеллект определяет, доброкачественное новообразование или злокачественное.

«Это идея моего научного руководителя – доктора физико-математических наук, профессора Валерия Павловича Захарова. Мои старшие коллеги исследовали разные оптические методы для диагностики заболеваний кожи. Каждый из них позволяет получить дополнительную информацию о новообразованиях кожи, не заметную человеческому глазу. Спектральный метод позволяет как бы заглянуть внутрь кожи и изучить ее биохимию, а фотоизображения — увидеть внешние особенности новообразований. Поэтому мы задались логичным вопросом — а можем ли мы проводить более точную диагностику, если объединим несколько оптических методов, то есть будем анализировать несколько типов данных? Поможет ли создание такого прибора улучшить диагностику? Это и стало темой моего исследования в аспирантуре. По его итогам я защитила кандидатскую диссертацию, опубликовала несколько статей. Мы подтвердили гипотезу о том, что совместный анализ спектральных данных и дерматоскопического изображения – лучше, чем анализ только спектров или только изображений.
Разработка аппаратной части прибора, который совмещает в себе два этих вида анализа, велась и до меня. Не менее 10 лет прошло от возникновения идеи до того отличного результата, который мы видим сейчас. Медицинская разработка – всегда долго, особенно когда дело касается сбора данных для обучения ИИ. Процесс осложнен редкостью некоторых заболеваний, разными фототипами и состоянием здоровья пациентов, юридическими ограничениями».

Сначала медицинский прибор светит на родинку лазером и регистрирует ее спектр. Потом ее фотографируют в хорошем качестве. Далее нейросеть по двум этим типам данных определяет, доброкачественная ли это родинка или это рак кожи, и нужно обратиться к онкологу.
Такой метод диагностики мог бы использоваться в обычных поликлиниках, где нет специалистов-онкологов. И на медосмотрах, когда важно понять – человек здоров или нужно провести дополнительное обследование.
Диагностика новообразований кожи с помощью этого мультимодального метода точнее, чем визуальный осмотр врачом-онкологом. Пока ученые научились определять злокачественность и выделять среди злокачественных заболеваний меланому. Но помимо нее есть много других заболеваний, которые тоже нужно уметь диагностировать. Для этого нужно собрать базу данных из нескольких тысяч пациентов и научить нейросеть различать людей с разными диагнозами. Сейчас исследователи масштабируют функционал, учатся идентифицировать разные заболевания.

Сами по себе методы дерматоскопии, в том числе и с ИИ, и рамановской спектроскопии известны давно и применяются во множестве сфер. Однако использование двух этих методов вместе – это оригинальная идея Самарского университета, таких исследований в мире не проводилось.

Сами по себе
методы дерматоскопии,
в том числе и с ИИ,
и рамановской спектроскопии известны давно и применяются во множестве сфер. Однако использование двух этих методов вместе – это оригинальная идея Самарского университета, таких исследований в мире не проводилось.

Сами по себе методы дерматоскопии, в том числе и с ИИ, и рамановской спектроскопии известны давно и применяются во множестве сфер. Однако использование двух этих методов вместе – это оригинальная идея Самарского университета, таких исследований в мире не проводилось.

«Наш метод диагностики неинвазивный, то есть, не нужно нарушать кожный покров человека и брать биопсию. Такое безболезненное исследование психологически проще и приятнее для пациента. Если поставить этот подход на поток, то мы сможем обследовать гораздо больше людей и выявить случаи рака кожи у большего числа жителей области на ранней стадии.
Прибор, предположительно, обойдется в несколько миллионов рублей, но он быстро окупится. Расходных материалов для него не нужно. Будут снижены и требования к квалификации персонала: диагностику сможет провести врач общей практики в любом медучреждении.
Тестировать прибор планируется в Самарским онкодиспансере.

«Я родилась в маленьком городе Похвистнево Самарской области и там училась в школе №1. Мама – учитель математики в другой школе, папа – инженер. Мне всегда была интересна медицина, но при этом врачом быть не хотелось, поэтому я решила стать инженером в этой области и применять новые технологии на благо здравоохранения. Это желание привело меня в Самарский университет на кафедру лазерных и биотехнических систем, где учатся по направлениям «Биотехнические системы и технологии» и «Лазерная техника и лазерные технологии». Они связаны с инженерией и оптическими технологиями в медицине. Так у меня получилось стать инженером-биотехом».

«Мне нравится свобода действий, самостоятельное планирование и возможность получать новые знания. Ученый сам решает, в каком направлении двигаться, сам ведет свои проекты. Когда получается сделать какое-то микро-открытие, которое в перспективе сделает жизни людей лучше, я чувствую глубокое удовлетворение. Я оставляю в этом мире что-то нужное, важное, ценное, чем будут пользоваться следующие поколения, и я буду «жить» в своих изобретениях».

«Меня восхищает итальянский ученый эпохи Возрождения, философ и священник Джордано Бруно. Он одним из первых начал отстаивать гелиоцентризм и не отказался от своих слов перед огнем римской инквизиции. Для меня этот ученый — пример невероятного мужества. В те времена было настоящей храбростью и дерзостью задавать вопросы, которые заставляли пошатнуться устоявшиеся представления о мире. Отстаивать истину и свободу мысли ценой собственной жизни могут только великие люди. Мы должны равняться на них».