Штучний інтелект допомагає виявляти захворювання шкіри: нова ера в дерматології

Проблеми зі шкірою надзвичайно поширені – майже 1 з 4 людей у світі мають хронічні захворювання шкіри, як-от екзема чи акне. Однак навіть фахівці можуть мати труднощі з діагностикою деяких висипів та плям, особливо на ранніх стадіях. Штучний інтелект (ШІ) сьогодні постає як потужний інструмент допомоги. Завдяки «навчанню» на тисячах або мільйонах фотографій уражень шкіри, алгоритми ШІ можуть виявляти тонкі візуальні патерни, які навіть досвідчені лікарі можуть пропустити. Це не замінює дерматологів, але підсилює їх – допомагає виявляти хвороби раніше та швидше сортувати пацієнтів.

Як ШІ виявляє захворювання шкіри

Інструменти на базі ШІ працюють подібно до розумного фільтра для фото. Спочатку користувач (або лікар) робить чітке зображення ураженої ділянки шкіри. Зображення подається в глибоку нейронну мережу (тип ШІ), натреновану на великих бібліотеках маркованих фото шкіри. Через глибоке навчання ШІ навчається пов’язувати візуальні ознаки з конкретними станами (наприклад, нерегулярний край меланоми або сріблясті лусочки псоріазу). Після навчання система може аналізувати нові фото й видавати ймовірні діагнози або рівні ризику.

Алгоритми ШІ створюються шляхом подавання комп’ютеру сотень тисяч або навіть мільйонів зображень захворювань шкіри, маркованих діагнозом та результатом… комп’ютер вчиться розпізнавати характерні патерни на зображеннях, які корелюють із певними шкірними хворобами.

— Провідне дослідження в дерматології

Процес глибокого навчання для виявлення захворювань шкіри

Клінічна точність та реальна ефективність

У контрольованих тестах ШІ показав вражаючу точність. Метааналіз 2024 року виявив, що комп’ютерна діагностика меланоми (найлетальніша форма раку шкіри) була порівнянною з результатами дерматологів. Інше дослідження, натреноване на понад 150 000 зображень, що охоплювали 70 хвороб, досягло AUC у 0,946 для розрізнення доброякісних та злоякісних уражень – тобто ШІ мав майже 95% точність у цьому завданні загалом.

Ще більш вражає те, що коли лікарі фактично користувалися порадами ШІ, їхня точність значно зростала:

Ми хочемо, щоб пацієнти розраховували на те, що ми застосовуємо допомогу ШІ, аби забезпечити найкращий можливий догляд.

— Дослідник у сфері дерматології

Географічні закономірності у діагностиці ШІ

Глобальне дослідження оцінок ШІ для шкірних захворювань виявляє чіткі географічні відмінності у застосуванні технології:

Глобальний розподіл патернів діагностики ШІ захворювань шкіри

Широкий спектр захворювань, які може виявляти ШІ

ШІ не обмежується раком. Сучасні моделі працюють із широким спектром шкірних захворювань, причому акне та псоріаз очолюють список досліджень у дерматології з ШІ:

ШІ також допомагає в діагностиці інфекційних шкірних хвороб – це особливо цінно в умовах з обмеженими ресурсами. Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) запустила глобальну ініціативу щодо ШІ для виявлення знехтуваних тропічних хвороб шкіри, навчаючи алгоритми розпізнавати проказу, yaws та подібні стани. Ця ініціатива підкреслює підхід «доповненого інтелекту», який підтримує працівників первинної ланки охорони здоров’я, а не замінює їх.

Ключові переваги ШІ в дерматології

Інструменти на базі ШІ пропонують очевидні переваги, що змінюють діагностику захворювань шкіри:

Ключові переваги інтеграції ШІ в практику дерматології

Виклики & обмеження

Незважаючи на обіцянки, ШІ в дерматології має важливі обмеження, які повинні розуміти користувачі та клініцисти:

Ключові виклики у виявленні захворювань шкіри за допомогою ШІ

Глобальні ініціативи & регуляторна база

Провідні організації охорони здоров’я активно формують роль ШІ в дерматології:

Перспективи на майбутнє

Сфера швидко розвивається з кількома перспективними напрямками на горизонті:

Можна очікувати, що ШІ стане рутинною частиною дерматологічних клінік та телемедичних сервісів. Пацієнти колись можуть використовувати схвалені FDA додатки на основі ШІ для сортування звичних висипів, залишаючи візити до лікаря для серйозних випадків. Ключовим буде відповідальне впровадження: забезпечення постійного моніторингу інструментів, прозорість їх роботи та охоплення всіх типів шкіри.

Майбутні напрямки розвитку ШІ в дерматології

Основні висновки

• ШІ обробляє зображення шкіри, щоб помічати хвороби, як-от рак шкіри, екзему чи псоріаз. Моделі глибокого навчання, натреновані на великих бібліотеках фото, можуть відповідати точності дерматологів у багатьох завданнях.
• У дослідженнях клініцисти, що використовували ШІ, ставали точнішими (наприклад, чутливість при раку зросла з ~75% до 81%). Пацієнти могли б отримувати раннє виявлення й кращий доступ до дерматології.
• Топ-застосування ШІ включають скринінг меланоми, діагностику поширених станів (акне, екзема, псоріаз) та виявлення знехтуваних тропічних шкірних хвороб.
• Багато споживчих додатків працюють гірше, ніж очікується (деякі в середньому ~59% точності для меланоми). ШІ має труднощі з нестандартними зображеннями або різними типами шкіри. Завжди звертайтеся за медичною думкою.
• Глобальні агенції охорони здоров’я (ВООЗ, FDA, професійні дерматологічні асоціації) активно розробляють настанови, фотобібліотеки та регламенти, щоб гарантувати безпеку й ефективність інструментів ШІ.

Діагностика шкіри на основі ШІ — це не магічне панацея, але потужний інструмент, що формується. У поєднанні з медичною експертизою він обіцяє швидший і доступніший догляд за шкірою — потенційно раніше виявляючи серйозні проблеми та допомагаючи мільйонам, які не мають доступу до спеціалістів. Як сказав один дерматолог, за належного контролю ШІ пропонує «найкращий можливий догляд» для пацієнтів у майбутньому.