Ādas skenēšana, kas palīdz agrīni diagnosticēt melanomu: Bdetect

Bdetect multispektrālās attēlveidošanas ierīce

Saskaņā ar PVO datiem, ādas vēzis ir visizplatītākā vēža grupa pasaulē – aptuveni 1,5 miljoni gadījumu 2022. gadā. No tiem 330 tūkstoši ir melanoma, no kuriem 60 tūkstoši pacientu mira. Tāpat kā ar jebkuru vēzi, agrīna diagnostika ir izšķiroša labiem rezultātiem, padarot to par lielisku jomu inovācijām.

Bdetect ir divu Latvijas augstskolu sadarbības rezultāts, stāsta Dmitrijs Bļizņuks, Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) asociētais profesors un viens no jaunuzņēmuma līdzdibinātājiem. Zināšanas medicīnā un fotonikā nāk no Latvijas Universitātes (LU), bet inženierija – no RTU. Ierīce ir samērā vienkārša – āda tiek apgaismota ar dažādu krāsu gaismu, kas tiek izkliedēta un absorbēta atkarībā no ādas sastāva. Šī procesa laikā tiek uzņemti attēli no ādas atstarotās gaismas. Šie attēli tiek augšupielādēti serverī, kur algoritmi tiek izmantoti, lai analizētu, klasificētu un noteiktu, vai fotografētais ādas veidojums ir melanoma, cita veida ādas vēzis vai kāds no labdabīgajiem ādas bojājumu veidiem.

Viens no algoritmiem ir matemātisks un balstīts uz zināšanām par cilvēka ādas specifiskajām īpašībām – LU izstrādāta formula, ko var izmantot, lai aprēķinātu ādas hromoforu (pigmentu) proporciju, meklējot kombināciju, kas raksturīga melanomai. Otrs algoritms ir apmācīts, izmantojot mašīnmācīšanos, jeb to, ko šodien dēvē par mākslīgo intelektu. Tas ir apmācīts ne tikai uz melanomu, bet uz pieciem dažādiem ādas bojājumu veidiem, no kuriem melanomai pašlaik ir vislielākā precizitāte (vairāk nekā 90%). Lai gan ierīci varētu izmantot arī šo citu bojājumu diagnostikai, Dmitrijs uzsver, ka galvenais fokuss ir tieši uz matemātisko modeli un melanomas diagnostiku.

Dažādu krāsu gaisma tiek izkliedēta un absorbēta atkarībā no ādas sastāva.

No tehnoloģijas līdz praktiskam pielietojumam

LU jau apmēram 20 gadus strādā ar ādas veidojumu multispektrālo analīzi, tāpēc zināmā mērā arī Bdetect ir 20 gadus vecs. Tomēr par labāku sākumpunktu varam izvēlēties laiku pirms aptuveni 10 gadiem – kad Dmitrijs iepazinās ar Ilzi Lihačovu, kas tolaik bija LU studente un uzsāka pētniecību savai doktora disertācijai. Kopā abi nolēma izveidot projektu par melanomas diagnostiku ar matemātiskas formulas palīdzību un veiksmīgi saņēma Eiropas Reģionālās attīstības fonda (ERAF) finansējumu. Rezultātā laikā no 2017. līdz 2019. gadam tika izveidots pirmais Bdetect prototips. Sekoja vēl viens projekts Latvijas Zinātnes padomē, kura laikā ierīces funkcionalitātei tika pievienots mākslīgā intelekta algoritms.

Pirmais klīniskais pētījums notika sadarbībā ar Rīgas Austrumu klīniskās universitātes slimnīcas Latvijas Onkoloģijas centru – tika uzņemti attēli pacientiem ar ādas slimībām, un diagnoze nekavējoties tika pārbaudīta ar tradicionālajām metodēm. Pašlaik šis pats princips turpinās Ungārijā, Budapeštas Semmelveisa Universitātē (Semmelweis University), kur vairāki pētnieki interesējas par ādas veidojumu analīzi un ir liela pacientu plūsma. "Pašlaik mums ir vairāk nekā 4000 veidojumu attēlu, un liela daļa no tiem ir histoloģiski apstiprināti," stāsta Dmitrijs. "Visas pētniecības publikācijas ir pieejamas brīvpieejā."

Visbeidzot, 2021. gadā notika projekta komercializācija un jaunuzņēmuma oficiālā dibināšana. Komanda saņēma tehnoloģijas komercializācijas licenci no LU, un ar Komercializācijas reaktora palīdzību komandai pievienojās pašreizējais Bdetect izpilddirektors, uzņēmējs Ronalds Skulme. "Kad mēs dibinājām Bdetect, augstskolās izstrādātā tehnoloģija bija praktiski gatava lietošanai," stāsta Dmitrijs. "Pašlaik mēs uzlabojam ierīces dizainu (kur saņēmām palīdzību no RTU Zinātnes un inovāciju centra), darbības ātrumu un algoritmu precizitāti. Mēs pastāvīgi iegūstam jaunus datus, kas ļauj mums vai nu no jauna apmācīt mākslīgā intelekta algoritmu, vai pielāgot matemātiskā modeļa formulu." Pašlaik komandu veido trīs zinātnieki, divi uzņēmēji un mainīgs skaits konsultantu – visi joprojām strādā pilnu slodzi citos uzņēmumos vai augstskolās.

Bdetect pamatkomanda. No kreisās: Ilze Lihačova, CMO; Aleksejs Lihačovs, CSO; Ronalds Skulme, CEO; Dmitrijs Bļizņuks, CTO.

Labs rīks dermatologa arsenālā

Norberts Kiss, Semmelveisa Universitātes Dermatoloģijas nodaļas docents un universitātes dermatoloģijas stacionāra vadītājs, bieži saskaras ar dažādām ādas veselības problēmām – no vēža līdz retām slimībām. N. Kiss ar Bdetect komandu sadarbojas vairāk nekā piecus gadus: "Pirmo reizi es redzēju viņu prezentāciju medicīniskās attēlveidošanas konferencē Maiami. Es pamanīju potenciālu viņu tehnoloģijā un sākotnējos pētījumos un nolēmu, ka varu palīdzēt ar savām zināšanām dermatoloģijā."

N. Kiss skaidro, ka dermatologiem jau ir dermatoskopi – pašlaik visplašāk izmantotā ādas diagnostikas ierīce, kas aprīkota ar gaismas avotu un 10 reižu palielinājumu: "Bet ar dermatoskopa palīdzību nevar redzēt tādus fluoroforus kā melanīnu un karotīnu, kuriem ir svarīga loma ādā dažāda veida vēža (melanomas, plakanšūnu karcinomas, pigmentētas bazālo šūnu karcinomas u.c.) veidošanās procesā. Turklāt šo molekulu izvietojums ādā labdabīgos ādas bojājumos ir ļoti atšķirīgs. Visbeidzot, attēla interpretācijā palīdz mākslīgais intelekts – algoritms, kas apmācīts atpazīt šo izvietojumu dažādu slimību gadījumos. Tas nozīmē, ka Bdetect ierīce ļauj ne tikai apskatīt ādas morfoloģiskās struktūras, bet arī efektīvi novērtēt molekulāro līmeni."

Tomēr viņš arī uzsver, ka ierīces izmantošanai ir praktiski ierobežojumi – tā ir samērā liela, un to nevar izmantot grūti sasniedzamās ķermeņa vietās (piemēram, starp pirkstiem) vai vietās, kur nav pietiekami lielas plakanas virsmas (deguns, ausis u.c.). "Papildus melanomai ir vēl vairākas citas diagnozes, kurām ierīces jutība ir aptuveni 90% un specifiskums pārsniedz 80%. Nemaz nerunājot par citām ādas problēmām, par kurām vēl nav pietiekami daudz datu. Tomēr ir arī retas slimības, kurās šīs melanīna un karotīna pazīmes nav klāt, kas nozīmē, ka šajos gadījumos labāk piemērots ir dermatoskops," turpina N. Kiss par ierobežojumiem. "Līdzīgi ir ar bojājumiem, kas atrodas dziļi ādā – to gadījumā ultraskaņa būs daudz efektīvāka nekā multispektrālā attēlveidošana. Protams, biopsija joprojām būs zelta standarts, bet tā ir invazīva procedūra, un parasti tā seko sākotnējai diagnozei un to apstiprina, nevis konkurē ar to."

Bdetect ierīces prototipi.

Papildu vērtība

Šīs ierīces labuma guvēji varētu būt ne tikai ārsti, bet arī skaistumkopšanas saloni un jebkura cita vieta, kur cilvēki vēlētos pārbaudīt savu ādu. Ierīces darbība ir ļoti vienkārša – piespiest to pie ādas tā, lai telpas gaisma nesasniegtu šo vietu, ieslēgt ar vienu pogu, uzņemt attēlu ar otru. Rezultātu var uzreiz redzēt ierīces ekrānā, un tas tiek saglabāts arī datorā.

Tomēr galvenā ideja ir palīdzēt ģimenes ārstiem un vispārējās prakses ārstiem, kuriem ir liela pacientu plūsma ar nespecifiskām sūdzībām. "Ja pacients nāk un saka – man uz ādas ir kāds veidojums, tad ģimenes ārstam nav attiecīgo speciālo zināšanu diagnostikai, un pie mazākajām aizdomām viņš nosūta šo pacientu pie dermatologa. Rezultātā dermatologi sūdzas, ka viņiem ir liela pacientu plūsma, kuri izrādās veseli," stāsta Dmitrijs. "No otras puses, ir pacienti, kuriem veidojums var neizskatīties īpaši bīstams, bet ar šīs ierīces palīdzību bojājumu var viegli noskenēt, un slimību var atklāt agrīni."

Bdetect varētu būt īpaši vērtīgs ārpus lielajām pilsētām, reģionos, kur speciālisti ir mazāk pieejami. Projekta sākumā komanda veica nelielu pētījumu, kura laikā ģimenes ārsts devās uz vairākām mazpilsētām Latvijā un noskenēja 50 pacientus ar ādas bojājumiem – diviem no tiem ierīce signalizēja par melanomas risku, un pēc vizītes pie dermatologa diagnoze tika apstiprināta. "Mēs necenšamies būt labāki par dermatologiem – galu galā viņi pieņem lēmumus, un tikai viņi var pilnībā apstiprināt diagnozi," uzsver Dmitrijs.

N. Kiss arī uzsver, ka viena no lielākajām Bdetect priekšrocībām ir tā, ka šī tehnoloģija ir ļoti finansiāli izdevīga un var būt plaši pieejama. Tās lietošana ir vienkārša un neprasa nekādas tehniskas vai zinātniskas prasmes – tāpēc to var viegli izmantot ne tikai ģimenes ārsts, bet arī medmāsa vai ārsta palīgs. Pacienti regulāri nāk pie sava ģimenes ārsta ar labdabīgiem ādas bojājumiem, piemēram, seborejisku keratozi vai vecuma kārpām. Ierīce var tos ļoti viegli atšķirt no melanomas, un ārstiem nevajadzētu tik daudz pacientu sūtīt pie dermatologa aizdomu dēļ. Un pat ja rodas šaubas, tā vietā, lai rīkotu klātienes konsultāciju, iegūtos attēlus var saglabāt tiešsaistē un nosūtīt speciālistam, tādējādi attīstot telemedicīnas jomu.

Tiešsaistes platforma ierīces uzņemtajiem attēliem.

Skats nākotnē

"Tāpat kā jebkuram medicīnas tehnoloģiju jaunuzņēmumam, ir svarīgi iegūt sertifikātu, kas ir ļoti lēns un sarežģīts process," skaidro Dmitrijs. "Pašlaik mēs gatavojamies definēt savu mērķi – esam robežsituācijā, kur, no vienas puses, mēs veidojam ierīci, kas ārstam sniedz tikai informāciju, bet, no otras puses, mēs jau piedāvājam iespējamu diagnozi. Pēdējā ir daudz nopietnāka funkcija, un šāda veida ierīcei ir jābūt pamatotai ar padziļinātiem klīniskiem pētījumiem."

Kas attiecas uz biznesa modeli, Bdetect plānots ieviest ar sākotnēju depozītu un nelielu ikmēneša maksu atkarībā no pacientu plūsmas. "Ar slimnīcām ir vieglāk, bet mēs jau esam runājuši ar potenciālajiem ģimenes ārstu klientiem. Lai gan daži ir ieinteresēti, daudzi atsakās," stāsta Dmitrijs. "Gan tāpēc, ka šādiem izdevumiem nav naudas (mēs ceram, ka nākotnē varētu vienoties par valsts finansējumu), gan tāpēc, ka pat ja ierīces izmantošana ir ļoti ātra, viņiem praksē vienkārši nav laika ar to nodarboties. Zinot ģimenes ārstu darba slodzi, tas ir saprotams."

N. Kiss uzsver, ka, lai uzlabotu diagnostiku, ir nepieciešami vairāk klīnisko pētījumu ar rezultātiem, kas ļautu palielināt ierīces jutību un specifiskumu. Jo vairāk datu, jo labāk var apmācīt algoritmu. Ir vērts turpināt darbu pie tā, lai ierīce būtu pēc iespējas vienkāršāka un ērtāka lietošanā, jo tas jau ir viens no šīs tehnoloģijas stiprajiem aspektiem. Jo vieglāk un ātrāk ārsti ar tās palīdzību iegūs uzticamus rezultātus, jo lielāks būs pieprasījums tirgū.

"Ir svarīgi atcerēties, ka, lai gan šodien pastāv efektīva melanomas terapija, tā ir ļoti dārga un ar smagām blaknēm, tāpat kā ar visiem vēža veidiem," saka N. Kiss. "Tāpēc liela nozīme ir profilaksei – melanomas diagnostikai pēc iespējas agrīnākā stadijā, kad efektīva ir neliela ķirurģiska manipulācija. Es uzskatu, ka, ja Bdetect veiksmīgi izplatīsies, mēs varēsim lēti palīdzēt daudziem pacientiem un atbrīvot veselības aprūpes sistēmu resursus."

• * *

Šis raksts tapis sadarbībā ar Medicus Bonus – Latvijas žurnālu veselības aprūpes speciālistiem – jaunā sērijā par veselības aprūpes inovācijām Latvijā. Ja esi ārsts, abonements ir bezmaksas – vienkārši raksti uz redakcija@medicusbonus.lv!