Автоматическое распознавание МК на основе цифровой эпилюминисцентной дерматоскопии

При обследовании 34 (мужчин – 5, женщин – 29) пациентов со 107 пигментными новообразованиями кожи была проведена апробация медицинской установки FotoFinder dermoscope II (Германия).

Средний возраст пациентов составил 41 год. По результатам клинического обследования все пациенты были разделены на две группы. В первой группе у 12 пациентов имелось 14 пигментных новообразований кожи, подозрительных на МК, во второй группе - у 22 пациентов определялось 93 пигментных новообразования без клинических признаков МК. На первом этапе обследования у всех пациентов (n=34) была проведена автоматическая дерматоскопическая диагностика. Обследование каждого пациента с использованием установки FotoFinder dermoscope II занимало от 5 до 15минут и включало создание электронной истории болезни, цифровых фотографий кожных покровов человека, маркировку выявленных пигментных новообразований, оценку дерматоскопической картины каждого пигментного новообразования и сохранение результатов автоматизированного анализа с определением вероятности МК. У 33 больных при обследовании в среднем выявлялось по 2 подозрительных на МК пигментных новообразования. У одной больной проведено обследование 26 пигментных новообразований кожи. На втором этапе обследования выполнялась стандартная дерматоскопия.

В результате обследования с использованием FotoFinder dermoscope II в первой группе пациентов с клиническим подозрением на МК (n=14) было выявлено 4 (29%) МК, которые были удалены и морфологически верифицированы. Два (14%) пигментных новообразования, которые при автоматичсекой дерматоскопии имели высокую вероятность меланомы, были также удалены. При морфологическом исследовании удаленных препаратов диагностированы невусы. В остальных 8 (60%) пигментных новообразованиях при проведении автоматической дерматоскопии признаков МК выявлено не было.

Во второй группе пациентов с наличием пигментных новообразований, без клинических признаков МК, невусы были диагностированы в 90% случаев (84 из 93). Высокая вероятность МК установлена при исследовании 8 (9%) пигметных новообразованиях. Из них диагностированы 3 диспластических невуса, подтвержденные гистологически после хирургического удаления, и 5 доброкачественных пигментных новообразований.

Лишь в одном случае (1%) при наличии клинической картины невуса автоматическая система FotoFinder dermoscope II не распознала МК диаметром 2мм. Это связано с невозможностью автоматической оценки параметров пигментного новообразования малых размеров (1-2мм), так как изменения формы, контуров, цвета и структуры минимальны. МК малых размеров была выявлена на втором этапе обследования при проведении комплексной дерматоскопии и удалена с последующим морфологическим подтверждением.

Общее количество ложноположительных заключений о наличии МК при использовании установки FotoFinder dermoscope II составило 10 (9%) случаев из 107 обследованных пигментных новообразований у 34 пациентов. Одной из причин ложноположительных результатов явилось неправильное автоматическое определение границ пигментного новообразования. Границы двух близко расположенных доброкачественных пигментных новообразований при дермоскопии сливались, поэтому автоматическая диагностическая система неправильно устанавливала высокую вероятность МК. Данный недостаток может быть устранен при доработке программного обеспечения данной установки.

В 7 наблюдениях ложноположительная диагностика МК при доброкачественных пигментных новообразовниях была связана с наличием темно-коричневой и черной окраски, неравномерной пигментации, неправильной формы и размера более 5мм (дисплатический невус- 3, невус -4). Для морфологической подтверждения диагноза потребовалось удалить помимо пяти МК еще три диспластических и два простых невуса.

Таким образом, первые результаты клинической апробации медицинского прибора FotoFinder dermoscope II показали, что данная установка позволяет проводить автоматическую диагностику МК с чувствительностью 80%, специфичностью 90% и точностью 90%. Небольшое число ошибок при диагностике могут быть устранены при последующей доработке данной диагностической установки. Оригинальное программное обеспечение позволяет создавать базу данных цифровых фотографий поверхности кожи тела человека и дерматоскопической картины каждого выявленного новообразования для проведения высокоэффективного первичного обследования и дальнейшего динамического наблюдения пациентов в группе высокого риска развития МК.

Заключение

МК относиться к категории наиболее агрессивных опухолей и является главной причиной смерти более 50% больных в онкодерматологии. Исследования последних лет указывают на быстрое увеличение частоты МК в большинстве стран мира, включая Россию, где в общей популяции каждое десятилетие происходит удвоение случаев этого заболевания. При этом, несмотря на доступность МК к обследованию и возможность для визуального распознавания, показатели своевременной диагностики в России и в частности в Москве в настоящее время трудно признать удовлетворительными. Более чем у 30% больных МК определяется при III-IV стадии. Эти обстоятельства требуют пересмотра ряда общепринятых онкологических принципов клинической диагностики и разработки новых методов ранней неинвазивной диагностики МК.

В настоящее время в ряде стран Западной Европы, Австралии и США в связи с реализацией возможностей современных медицинских технологий представление о меланоме как о трудноизлечимой опухоли пересматривается.

К современным методам неинвазивной ранней диагностике МК относятся: эпилюминисцентная микроскопия (дерматоскопия), инфракрасная спектроскопия, конфокальная лазерная микроскопия, высокочастотный ультразвук, оптическая когерентная томография, флуоресцентная диагностика. В России практически отсутствует опыт по использованию эпилюминисцентной и флуоресцентной дерматоскопии для выявления меланомы на ранней стадии развития, включая группы высокого риска возникновения МК.

Наиболее сложной проблемой, решению которой посвящена основная часть нашего исследования, являлась разработка метода диагностики МК на основе комплексного использования цифровой и Zoom-фотографии кожи, эпилюминисцентной и флуоресцентной дерматоскопии в сравнении с традиционной клинической диагностикой. Разработанный метод диагностики позволил повысить чувствительность и специфичность диагностики ранней МК с 65% и 86% (при клиническом осмотре) до 92% и 99% соответственно.

Впервые использован метод контактной микродерматоскопии с увеличением до 120 раз. Наиболее информативным было использование микродерматоскопии для оценки состояния микрососудистой сети пигментных новообразований кожи с выделением определенных типов их архитектоники.

Флуоресцентная дерматоскопия с 5-аминолевулиновой кислотой в связи с высокой частотой ложно-положительной флуоресценции ПпIX, связанной с посттравматическим воспалением, пограничной высокой пролиферативной активностью, лимфо-гистиоцитарной реакцией и гиперплазией сальных желез может быть использована только в плане комплексной дифференциальной диагностики МК.

Впервые проведен сравнительный анализ результатов клинического, дерматоскопического и морфологического исследований при МК и атипичных доброкачественных пигментных новообразованиях кожи.

Для динамического наблюдения пациентов группы высокого риска меланомы была впервые разработана и использована оригинальная методика, включающая методику цифровой фотографии всех кожных покровов (total body photography) и динамическая дерматоскопия.

При сопоставлении данных динамики изменений дерматоскопической структуры и морфологических особенностей меланоцитарных невусов была установлена взаимосвязь между степенью выраженности меланоцитарной дисплазии и характером изменений структуры диспластических невусов при наблюдении в сроки от 3 месяцев до 2 лет.

Впервые проведена апробация медицинской установки FotoFinder dermoscope II (Германия) для автоматического распознавания МК. Несмотря на высокие результаты автоматической диагностики меланомы на основе дерматоскопии в настоящее время данная методика не может заменить опытного специалиста и может использоваться только в качестве дополнительной информации для принятия клинического решения.

Таким образом, использование комплексной методики дерматоскопического исследования позволяет с высокой точностью не только установить диагноз МК, но и определить вид всех выявленных доброкачественных пигментированных новообразований кожи.

В результате проведенных исследований впервые в стране разработана методика дерматоскопического обследования и динамического наблюдения пациентов в группе высокого риска развития МК.

Учитывая неинвазивный характер и высокую эффективность метод дерматоскопии также может быть использован для скрининга в группах высокого риска меланомы.

Выводы:

1. Разработана методика комплексного дерматоскопического исследования пигментных новообразований кожи, включающая цифровую фотографию и компьютерное картирование кожных покровов, Zoom – фотографию с увеличением до 10 раз, эпилюминисцентную дерматоскопию с увеличением до 150 раз.

2. На основе данных клинического, дерматоскопического и морфологического исследований определены критерии дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных пигментных новообразований кожи, основанные на выделении 39 специфичных дерматоскопических признаков.

3. На основе данных комплексной дерматоскопии впервые разработаны диагностические критерии диспластического невуса с чувствительностью 89 %.

4. Для формирования групп повышенного риска развития МК выделены следующие признаки:

- 1-й и 2-й фототип кожи;

- 50 и более невусов (включая диспластические невусы);

- МК в анамнезе;

- наличие родственников страдающих МК;

- другие онкологические заболевания в анамнезе;

- три и более эпизодов солнечного ожога кожных покровов;

- частое посещение солярия и проведение ПУВА-терапии.

5. Разработана схема мониторинга дерматоскопических диагностических признаков при динамическом наблюдении и скрининге пациентов в группах высокого риска развития МК.

6. Чувствительность и специфичность клинической диагностики МК с использованием правила ABCD составила 65% и 86% соответственно. Ошибки отмечены при диагностике МК на ранней стадии развития, когда толщина опухоли по Бреслоу не превышала 1мм или относилась к беспигментному или узловому типу меланомы.

7. Разработанный симптомокомплекс трехэтапного дерматоскопического исследования с многофакторным компьютерным анализом позволил повысить чувствительность и специфичность диагностики ранней МК с 65% и 86% (при клиническом осмотре) до 92% и 99% соответственно.

8. При использовании разработанного симптомокомплекса дерматоскопического исследования удалось в 20 раз снизить количество ложно-положительных результатов диагностики МК при доброкачественных пигментных новообразованиях кожи.

9. Эффективность автоматизированной компьютерной дерматоскопической диагностики на установке FotoFinder dermoscope II составила: чувствительность - 80%, специфичность - 90%, точность - 90%. Диагностические ошибки и ложно-отрицательные результаты отмечены при размерах МК менее 3мм.

10. Метод контактной микродерматоскопии с увеличением до 150 раз позволяет с высокой точностью оценивать состояние микрососудистой сети пигментных новообразований кожи и выявляет характерный для злокачественных опухолей кожи (беспигментная меланома, базальноклеточный рак) тип кровеносных сосудов.

11. Флуоресцентная дерматоскопия с 5-аминолевулиновой кислотой (Аласенс) выявляет краевое свечение, соответствующее зоне повышенной пролиферативной активности опухоли кожи.

Практические рекомендации:

1. Дерматоскопическое исследование следует включить в программу ранней диагностики МК у больных из группы высокого риска: 1/ наличие МК в анамнезе у пациента или среди близких родственников; 2/ общее количество невусов более 50, при этом имеется 3 и более диспластических невуса; 3/ I-II фототип кожи; 4/ в анамнезе больного 3 и более эпизодов солнечных ожогов кожи в течении жизни.

2. При выявлении доброкачественных пигментных новообразований немеланоцитарной или меланоцитарный природы и отсутствии факторов риска возникновения МК данная категория пациентов не требует динамического наблюдения.

3. При выявлении признаков МК проводится её хирургическое удаление с детальным гистологическим исследованием операционного препарата. В дальнейшем данная категория пациентов попадает в группу высокого риска развития новых очагов МК.

4. Динамическое наблюдение больных с диспластическими невусами (особенно при диспластическом синдроме) позволяет по динамике изменения структуры новообразований своевременно диагностировать развитие тяжелой меланоцитарной дисплазии или меланомы in situ. Контрольное обследование необходимо проводить каждые 6 месяцев.

5. Автоматическая диагностика меланомы на основе дерматоскопии в настоящее время может использоваться только в качестве дополнительной информации для принятия клинического решения.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Соколов Д.В., Булычева И.В., Шашков Б.В., Соколов В.В., Кузьмин С.Г. Комплексная ранняя диагностика меланомы кожи // Тез.докл. V Всерос. научн.-практ. конфер. с межд. участ. «Отечественные противоопухолевые препараты», г.Москва, 21-24марта 2006 г. - Российский Биотерапевтический Журнал. – 2006г. - том 5, №1 - С.10-11

2. Соколов Д.В., Махсон А.Н., Кузьмин С.Г., Ворожцов Г.Н. Современная цифровая дерматоскопия в онкодерматологии // Тез.докл. VI Всерос. научн.-практ. конфер. с межд. участ. «Отечественные противоопухолевые препараты», г.Москва, 24-26марта 2007 г. - Российский Биотерапевтический Журнал. – 2007г. - том 6, №1 - С.70

3. Демидов Л.В., Соколов Д.В., Булычева И.В., Шашков Б.В., Махсон А.Н., Ворожцов Г.Н., Кузьмин С.Г., Соколов В.В. Совершенствование методов диагностики меланомы кожи. // Вестник РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН. – 2007. – Т.18, №1. – стр.36-41.

4. D. Sokolov, I. Bulchyeva, B. Shashkov, A. Makhson, G. Vorozhtsov, S. Kuzmin, V. Sokolov Complex early diagnostics of skin melanoma // Abstracs of 21st World Congress of Dermatology, Buenos Aires, 30 Sept. – 5 Oct., 2007. - ID 5670 – p.109

5. Соколов Д.В., Ворожцов Г.Н., Махсон А.Н., Кузьмин С.Г. Комплексный метод ранней диагностики меланомы кожи // Российский онкологический журнал. – 2008. – № 4. – С. 6-10.

6. Соколов Д.В., Махсон А.Н., Демидов Л.В., Ворожцов Г.Н., Кузьмин С.Г., Соколов В.В. Дерматоскопия (эпилюминисцентная поверхностная микроскопия): in vivo диагностика меланомы кожи (Обзор литературы) // Сибирский онкологический журнал. – 2008. – № 5(29) – С. 63-67.

7. Соколов Д.В., Булычева И.В., Махсон А.Н., Ворожцов Г.Н., Кузьмин С.Г., Шашков Б.В., Соколов В.В. Комплексная неинвазивная диагностика меланомы кожи // Тез.докл. VII Всерос. научн.-практ. конфер. с межд. участ. «Отечественные противоопухолевые препараты», г.Москва, 17- 19 марта 2008 г. - Российский Биотерапевтический Журнал. – 2008г. - том 7, № 1 - С. 24.

8. Соколов Д.В., Демидов Л.В., Потекаев Н.Н., Белышева Т.С., Махсон А.Н., Ворожцов Г.Н., Кузьмин С.Г., Соколов В.В. Методы неинвазивной диагностики меланомы кожи // Клиническая дерматология и венерологоия - 2008г. - № 4 - С. 6-9.

9. Соколов Д.В., Демидов Л.В., Белышева Т.С., Потекаев Н.Н., Ворожцов Г.Н., Кузьмин С.Г., Соколов В.В., Махсон А.Н. История развития метода поверхностной эпилюминисцентной микроскопии (дерматоскопии) кожи // Клиническая дерматология и венерологоия - 2009г. - № 1 - С. 11-14.

10. Соколов Д.В., Демидов Л.В., Булычева И.В., Махсон А.Н., Ворожцов Г.Н., Кузьмин С.Г., Шашков Б.В., Соколов В.В. Возможности скринига меланомы кожи в условиях онкологического учреждения // Тез.докл. VIII Всерос. научн.-практ. конфер. с межд. участ. «Отечественные противоопухолевые препараты», г.Москва, 21-22 апреля 2009 г. - Российский Биотерапевтический Журнал. – 2009г. - том 8, № 2 - С. 42.

11. D. Sokolov, A. Makhson, G. Vorozhtsov, S. Kuzmin, I. Bulchyeva, V. Sokolov Complex dermoscopy diagnostics of melanoma in Moscow oncology hospital № 62 // Final program of 12th World Congress on cancer of the skin, Tel Aviv, may 3-6, 2009. - 24 – p.34

12. D. Sokolov, I. Bulchyeva, A. Makhson, G. Vorozhtsov, S. Kuzmin, V. Sokolov Complex dermoscopy diagnostics of pigmented skin lesions in Moscow oncology hospital № 62: 4 years clinical experience // Final program of 7th World Congress on Melanoma & 5th Congress of the European Association of Dermato-Oncology (EADO), Vienna, may 12-16, 2009. – P69 – p.302

13. Соколов Д.В., Белышева Т.С., Булычева И.В., Потекаев Н.Н., Махсон А.Н. Дерматоскопия пигментированного себорейного кератоза // Клиническая дерматология и венерология - 2009г. - № 3 – С.29-31

14. Соколов Д.В., Булычева И.В., Махсон А.Н., Ворожцов Г.Н., Кузьмин С.Г. Диспластический невус // Российский онкологический журнал. – 2009г. – № 5 – стр. 45-47

15. Соколов Д.В., Булычева И.В., Демидов Л.В., Махсон А.Н. Дерматоскопия пигментных новообразований кожи. – Лидер-М, 2009г. – 32стр.