Aktuální vydání

celé číslo

07

2019

Řízení dopravy a budov

celé číslo

Inteligentní dermatologický skener pomáhá zjistit rakovinu kůže

Maligní melanom je mimořádně agresivní a život ohrožující rakovinné onemocnění. Při jeho zjištění až v rozvinutém stadiu velmi prudce klesá naděje na úspěšnou léčbu. Výzkumníci z Fraunhoferova ústavu IFF s partnery vyvinuli asistenční systém pomáhající dermatologům toto zákeřné onemocnění včas diagnostikovat.

 
Počet onemocnění rakovinou kůže celosvětově rychle roste. Podle údajů německé společnosti pro boj proti rakovině DKG (Deutsche Krebsgesellschaft, www.krebsgesellschaft.de) jenom v Německu každý rok rakovinou kůže onemocní asi 200 000 lidí. Podobně je tomu i v České republice, kde se počet onemocnění rakovinou kůže za posledních 30 let zečtyřnásobil.

Nejnebezpečnější formou rakoviny kůže je maligní melanom, který patří mezi nejzhoubnější a nejagresivnější druhy rakoviny. Jakmile melanom jednou vnikne do hlubších vrstev kůže, klesají šance na uzdravení pod 10 %. V Česku tak na zhoubný melanom ročně umírá asi 450 lidí, v přepočtu na počet obyvatel nejvíce ve střední a východní Evropě. Jediná cesta, jak kritické změny kůže včas zjistit, jsou pravidelná preventivní vyšetření. Lékař při takovém vyšetření dermatoskopem – speciálním mikroskopem, umožňujícím vidět do hlubších vrstev kůže – kontroluje atypické jaterní skvrny a pigmentová znaménka. Zajímá ho zejména jejich velikost, struktura a ohraničení a pozoruje, zda a jak se během času mění. Protože většina lidí má takových změn na kůži mnoho, je to časově náročná procedura. Navíc je těžké si změny, jako třeba růst velikosti jednotlivých pigmentových znamének, uchovat v oku, protože je lékař při příštím vyšetření často nemůže s absolutní jistotou ani správně identifikovat.
 

Dermatologický skener snadno a rychle rozpozná stav kůže po celém povrchu těla a jeho změny

Odborníci Fraunhoferova ústavu pro tovární provoz a automatizaci IFF (Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung) vyvinuli společně s lékaři Univerzitní kliniky pro dermatologii a venerologii v Magdeburgu a partnerskými firmami Dornheim Medical Images GmbH a Hasomed GmbH nový digitální dermatologický skener celého povrchu těla, který by měl lékaři s diagnostikou změn na kůži v budoucnu pomáhat. „Skener poskytuje standardizované údaje umožňující objektivně posuzovat stav kůže pacienta. Zároveň také umožňuje lépe dokumentovat časový průběh změn každého podezřelého pigmentového znaménka či jaterní skvrny,“ říká Dr. Christian Teutsch z Fraunhoferova ústavu IFF.
 
Na začátku vyšetření je povrch kůže pacienta nasnímán z různých pozic a rozdělen do asi 100 jednotlivých obrazů (obr. 1). Taková komplexní obrazová dokumentace je důležitá a již sama o sobě přestavuje velký pokrok. Problém je však v tom, že nikdo nemůže jenom na základě plošných snímků jednoznačně určit skutečnou velikost a probíhající změny pigmentových znamének a skvrn. Digitální dermatologický skener tudíž navíc, s použitím většího počtu prostorových (3D) senzorů, poskytuje 3D obraz povrchu kůže, který se v přístroji sloučí s digitalizovanými plošnými (2D) snímky. Tím jsou každému obrazovému bodu na snímku přiřazeny údaje o jeho poloze a měřítko zobrazení. Prostorové senzory a 2D digitální kamery jsou kalibrovány a jejich prostorová poloha je přesně známa. Lze tudíž v prostoru přesně lokalizovat také všechny zaznamenané objekty na kůži. Přestože jednotlivé snímky nebyly pořízeny z přesně stejné vzdálenosti, lékař může s použitím měřítka jednoznačně určit skutečné velikostní poměry. Naměřené prostorové údaje jsou spolu s 2D snímky pokožky zavedeny do vyhodnocovací jednotky (PC), kde je speciální software analyzuje, vyhodnocuje a automaticky klasifikuje. Existují-li snímky pacienta dřívějšího data, software je porovná s aktuálními obrazy. Podle odborníků z ústavu IFF dokáže nový skener rozpoznat změnu velikosti pigmentového znaménka již od 0,5 mm. Další předností je skutečnost, že trojrozměrná data (3D) dovolují lékaři kdykoliv jednoznačně lokalizovat každou jednotlivou jaterní skvrnu či pigmentové znaménko.
 

Konečné slovo při diagnóze má vždy lékař

„Často se stává, že pacient má po těle několik set pigmentových znamének různé velikosti,“ uvádí prof. Dr. Harald Gollnick, ředitel Univerzitní kliniky pro dermatologii a venerologii. „Když se posléze takový velmi rizikový pacient po určité době znovu ukáže u lékaře, nelze na jeho kůži přeplněné znaménky běžnými vyšetřovacími metodami spolehlivě posoudit, zda jsou poloha a velikost konkrétního pigmentového znaménka identické s předchozím nálezem.“ Objektivně posoudit stav a změny na povrchu kůže pacienta při každém jednotlivém vyšetření v řadě je poprvé v historii možné teprve s novým digitálním skenerem.
 
„Vlastní diagnóza je a zůstane věcí lékaře,“ zdůrazňuje Dr. Teutsch. K určení diagnózy má lékař k dispozici snímky povrchu kůže společně s jeho prostorovou mapou se známou vzdáleností mezi jednotlivými obrazovými body. Protože významné mohou být i ty nejmenší změny atypického pigmentového znaménka, musí být veškerá zobrazení v každém časovém okamžiku a také z různých přístrojů porovnatelná, tj. absolutní. Důležitou součástí vývoje dermatologického skeneru proto byla standardizace a verifikace přístroje. „Odborníci ústavu IFF kalibrovali všechny důležité součásti skeneru, jako např. zdroje světla, a převedli obrazové snímky na jednotnou barevnou škálu,“ vysvětlil Dr. Teutsch. „To zaručuje, že jevy jako např. kolísání intenzity světla během času nebudou mít vliv na výsledky skenování.“
 
První prototypy digitálního dermatologického skeneru jsou již úspěšně vyzkoušeny a přístroj je připraven k uvedení na trh. Řešitelé projektu vývoje dermatologického skeneru nedávno získali od německého Spolkového ministerstva pro vědu a hospodářství prestižní cenu Hugo Junkerse pro rok 2014 (www.hugo-junkers-preis.de). Nyní se hledají investoři, kteří by podpořili zavedení dermatologického skeneru do sériové výroby.
[Hautkrebs schnell erkennen. Pressemitteilung Fraunhofer IFF, Forschung kompakt, 05/2015, 1. května 2015.]
Ing. Karel Kabeš