Мониторинг пигментных образований кожи с помощью 3D-визуализации всего тела

Введение и цель: Современные методы искусственного интеллекта и машинного обучения могут существенно изменить выявление, картирование, отслеживание и документирование кожных образований. Мы предлагаем систему 3D-визуализации всего тела 3DSkin-mapper для автоматического выявления, оценки и картирования кожных образований.

Методы: Для синхронной автоматической съёмки всей поверхности кожи человека с нескольких ракурсов разработана модульная система камер цилиндрической конфигурации. На основе полученных изображений созданы алгоритмы реконструкции 3D-модели, обработки данных, а также выявления и отслеживания кожных образований с помощью глубоких сверточных нейронных сетей. Кроме того, разработан адаптируемый и удобный интерфейс, позволяющий интерактивно просматривать, изменять и размечать изображения. В него встроена функция переноса двумерных изображений кожных образований на соответствующую 3D-модель.

Результаты: Система предназначена для скрининга кожных образований; в этой работе описана сама система, а не результаты клинического исследования. На синтетических и реальных изображениях продемонстрирована её эффективность: система показывает целевое кожное образование с разных ракурсов, что позволяет проводить дальнейший анализ его трёхмерной геометрии и отслеживать изменения во времени. Кожные образования выявляются как выбросы, требующие повышенного внимания врача, специализирующегося на раке кожи. Детектор использует экспертную разметку для обучения распознаванию кожных образований с учётом анатомической вариабельности. Съёмка всей поверхности кожи занимает несколько секунд, обработка и анализ изображений — около получаса.

Выводы: Эксперименты показывают, что предложенная система позволяет быстро и удобно получать трёхмерные изображения всего тела. Дерматологические клиники могут использовать её для скрининга кожи, выявления и отслеживания кожных образований, поиска подозрительных очагов и документирования пигментных образований. Система потенциально позволит существенно сократить затраты времени и усилий практикующих врачей. Трёхмерная визуализация и анализ могут изменить подход к фотографированию всего тела и найти применение при различных заболеваниях кожи, включая воспалительные и пигментные нарушения. Сокращение времени, необходимого для получения и документирования качественных данных о состоянии кожи, позволит врачам уделять больше времени лечению, опираясь на более подробную и точную информацию.