Разработано новое приложение для диагностики желтухи при раке и других заболеваниях поджелудочной железы и печени

Рак поджелудочной железы характеризуется одним из худших прогнозов – ​5-летняя выживаемость составляет всего 9%. Отчасти это связано с длительным бессимптомным течением заболевания и отсутствием неинвазивных инструментов для проведения скрининга.

В настоящее время ученые из Ва­шингтон­ского университета разрабатывают приложение, которое позволит диагностировать рак и другие заболевания поджелудочной железы и печени. Для этого нужно будет всего лишь загрузить в него свою фотографию, сделанную при помощи смартфона. Приложение BiliScreen использует камеру смартфона, алгоритмы компьютерного зрения и технологию машинного обучения для обнаружения повышенного уровня билирубина по оттенку склеры человека. Новое приложение было представлено на Ubicomp 2017 – ​международной совместной конференции по глобальной компьютеризации, организованной Ассоциацией вычислительной техники.

Одним из ранних симптомов рака поджелудочной железы, а также ряда других заболеваний является желтуха – ​пожелтение кожи и склеры, вызванное накоплением билирубина в организме. Способность выявлять желтуху при ­незначительном увеличении уровня ­билирубина до того, как это будет заметно невооруженным глазом, может стать основой новой программы скрининга для людей с повышенным риском.

В первичном клиническом исследовании эффективности приложения приняли участие 70 человек. Приложение BiliScreen в комбинации с коробкой, напечатанной при помощи 3D-технологии и позволяющей контролировать освещение глаз, по сравнению с рутинным анализом крови верно идентифицировало увеличение уровня билирубина в 89,7% случаев (рис. 1).

Приложение BiliScreen основывается на более ранней разработке лаборатории Ubiquitous Computing Lab – ​приложении BiliCam для выявления желтухи новорожденных на основании фотографии кожи ребенка, которое, по опубликованным в журнале Pediatrics данным, дало точную оценку уровня билирубина у 530 детей.

Анализ крови, который в настоящее ­время используется для измерения уровня билирубина, неудобен для частого скрининга и обычно не проводится взрослым, если нет причин для беспокойства.

Таким образом, приложение BiliScreen является простым в использовании неинвазивным инструментом, который поможет определить, должен ли человек проконсультироваться с врачом для дальнейшего обследования.

Помимо диагностики, приложение BiliScreen также может быть потенциально полезно для пациентов с раком поджелудочной железы, которым требуется частый мониторинг уровня ­билирубина.

Приложение BiliScreen использует встроенную камеру и флеш-память смартфона, чтобы получить изображение глаза человека, когда он фотографирует себя.

Команда разработала специальную систему компьютерного зрения, которая может автоматически эффективно изолировать склеру, что является ценным инструментом для медицинской диагностики.

Затем приложение анализирует информацию о цвете склеры на основе длины отраженных и ­поглощенных волн света и сопоставляет ее с уровнем билирубина при помощи алгоритмов машинного обучения.

Учитывая различные условия освещения, команда проверила BiliScreen с двумя аксессуарами: напечатанными бумажными очками с цветными квадратами для калибровки цвета и напечатанной на 3D-принтере коробкой, которая блокирует окружающее освещение (рис. 2). Использование приложения в сочетании с коробкой обеспечило лучшие результаты.

Следующие шаги для исследовательской группы включают тестирование приложения на более широком круге людей, у которых есть риск развития желтухи, а также усовершенствование приложения, в том числе устранение необходимости в дополнительных ­аксессуарах.

Patel S.N. et al. BiliScreen: smartphone-based scleral jaundice monitoring for liver and pancreatic disorders. Proc. ACM Interact. Mob. Wearable Ubiquitous Technol. 2017.

Перевела с англ. Екатерина Марушко

Тематичний номер «Онкологія» № 4 (50), жовтень 2017 р.