착색 피부 병변의 인공 지능 지원 평가 (NNCD)

배경

악성 흑색종(MM)은 치명적인 암으로 전 세계적으로 매년 약 160,000건의 새로운 사례가 발생하고 48,000건이 사망합니다[1]. MM의 발생률은 1950년에서 2007년 사이에 남성의 경우 17배 이상(10만명당 1.9~33.5명), 여성의 경우 9배 이상(10만명당 2.6~25.3명) 증가했습니다[2]. 연간 76,000건의 새로운 사례와 9,000건의 사망이 진단되는 것으로 추정됩니다(US, only, 2017) [3]. 유럽 ​​국가는 22000/년을 산출합니다. 흑색종 4기.

MM은 피험자의 약 70%에서 새로운 시작으로, 2밀리미터 이상의 작은 표재성 피부 병변으로 진단되지 않은 상태로 방치하면 더 진행된 단계의 암으로 발전할 수 있으며, 이어서 침묵 림프절 확산 및 간과 같은 중요한 장기의 침범이 뒤따릅니다. 그리고 뇌. MM은 피부로의 직접적인 침습(mm 단위의 Breslow 척도) 또는 피부 수준 침범(Clark 1-5 침범의 구조적 피부 수준)에 의해 단계화됩니다. 두 가지 평가 방법 모두 장기 생존의 예측 변수이며, 이는 1mm 미만의 Breslow 깊이에서 거의 변하지 않고 Clark III 단계 이후에는 훨씬 감소합니다. 따라서 일반적으로 작은 흑색종으로 분류되는 흑색종의 조기 발견이 중요합니다.

MM 검출의 현재 방법론

피부 흑색종을 검출하기 위한 다음과 같은 다양한 방법 및 진단 수단이 현재 진단 수단으로 사용됩니다.

1. Asymmetry, Border, Color, Diameter and Evolvement(ABCDE 규칙)에 의한 시각적 인식. 30년 된 방법론이며 여전히 실행 중이며 평가: ABCDE. 자신의 임상 기술과 본능을 신뢰하는 일부 미국 피부과 의사들이 사용하고 있다[4]. 본질적인 복잡성과 무수한 인식 패턴으로 인해 epiluminescence microscopy에 의한 dermoscopy는 비사용자 피부과 전문의의 60%가 비효과적인 것으로 간주하고 30%는 시간이 많이 소요되어 실행 불가능하다고 보고합니다. 위에서 언급한 규칙은 2015년에 검토되었으며 [5] 흑색종 인식의 기준으로 6mm보다 큰 직경의 사용을 교시합니다. 결과적으로, 흑색종의 70-80%가 작은 흑색종으로 새롭게 시작하기 때문에 생명을 구할 수 있는 흑색종의 조기 발견에 기여하지 않습니다. 직경 기준을 변경하려는 시도, 즉 가정된 6mm 직경의 감소는 민감도와 특이도의 주요 감소로 이어져 ABCDE가 조기 흑색종 발견에 비효율적이 되도록 합니다. 이러한 기본 시각적 기준은 널리 사용되지만 모든 흑색종은 작은 흑색종에서 시작하기 때문에 진화하는 흑색종을 놓치는 선천적 기준으로 인해 비효율적인 예방 방법이라고 결론지었습니다.

2. Epiluminescence microscopy는 평가의 황금 기준으로 간주되는 65년 된 예술입니다. 그것은 진단자의 기술과 지식에 크게 의존합니다. Epiluminescence microscopy는 임상 관찰과 조직병리학적 진단 사이의 가교 역할을 합니다. 유두 진피까지 피부 색소의 시각화를 허용하고 감지 감도와 특이성을 향상시킵니다. 분석은 복잡한 dermoscopy 패턴 분석을 기반으로 하는 dermoscopy 규칙 [6]을 기반으로 임상의에 의해 이루어집니다.

   병변의 완전한 피부경 패턴 분석은 진단의 주류입니다. 각각의 dermoscopic 패턴은 범위, 직경, 일반 또는 국부적 모양이 다양하거나 동일한 병변에서 다양한 표현 영역을 가진 다중 패턴으로 진화하여 백과사전 작업을 넘어서 진단을 내릴 수 있습니다.

   dermoscopic 패턴 분석 방법의 복잡성으로 인해 단순화된 ABCD 규칙, 중간 7개 규칙 평가 및 11개 규칙 체크리스트와 같은 다양한 수정이 제안되었습니다. 무수히 많은 데이터와 그 해석으로 인해 피부경 검사의 전문가조차도 5:1에서 15:1의 상대적으로 낮은 비율, 즉 하나의 피부 흑색종을 진단하기 위해 수행된 양성 병변의 생검 횟수로 흑색종을 식별할 수 있습니다.

   또한 연한 갈색의 구조가 없는 영역의 기준과 마찬가지로 하나의 진단 징후가 다른 징후보다 더 민감할 수 있다는 주장이 있습니다. 피부과 의사들은 일반적으로 종양의 성장과 가장 효과적인 예방의 결정적 시기인 조기 소흑색종을 진단하는 데 실패합니다.

3. 시간적 전신 사진에 의한 시각적 인식은 아직 표준화되지 않은 방법론이며, 시간이 많이 걸리고 환자에게 비용이 많이 드는 절차입니다. 사람의 비교 평가를 사용하며 조명, 배경 및 카메라 위치로 인해 측정을 수행하는 동안 픽셀 사진의 편향을 받습니다. 인공 지능에 의한 환자 평가 추가, 실시간으로 병변의 다양한 색도계 및 기하학적 매개변수의 컴퓨터 평가를 기반으로 한 분석은 경험이 없거나 경험이 풍부한 임상의에 비해 때때로 더 많은 위양성을 산출하는 제한적인 이점만 부여합니다.
4. 이미지 분석을 추가로 사용하여 멜라닌, 콜라겐 및 헤모글로빈을 측정하는 다중 분광계 장치는 epiluminescence 현미경 검사에 어떠한 이점도 부여하지 않습니다. 더 높은 민감도를 나타내지만, 이러한 방법론의 특이성은 흑색종 식별률에서 단순 epiluminescence 현미경보다 상당히 낮습니다.
5. 3D 이미징을 위해 저출력 레이저를 사용하는 절차인 공초점 스캐닝 현미경. 효과적인 진단 수단. 그러나 이 방법론의 사용은 높은 비용, 2000-4000개 이미지의 장기간(6개월) 학습 곡선, 고도로 전문화되고 훈련된 개인에 대한 요구 사항으로 인해 제한됩니다.
6. 개발 중인 실험적 방법: 전기 임피던스 분광법, 광간섭 단층 촬영, 고주파 초음파, 레이저 도플러 관류 영상, 동적 열 영상, 광음향 현미경 등이 추가로 개발되고 입증될 예정입니다.

임상 요건

새로운 비침습적 방법론을 확인하는 것이 바람직합니다.

1. 이형성 모반, 스피츠 모반 및 MM과 같은 색소 피부 병변의 진단 감도 향상
2. 작은 MM 식별,
3. 생검할 병변의 특이성 증가
4. 비 침습적 빠른 기술.

상습

일반적으로 환자는 피부 병변 불만 또는 고위험 환자의 경우 정기적으로 방문하라는 소환으로 인해 의사의 평가를 받습니다.

시간이 많이 걸리는 것처럼 보일 수 있기 때문에 피부과 의사 중 일부만이 피부경 검사를 사용하거나 사용에 능숙합니다. 기술 수준에 대한 국제 표준은 없습니다. dermoscopy의 황금 표준 교과서조차 존재하지 않습니다.

의심스러운 병변이 확인되면 환자는 생검을 위해 외과의에게 의뢰됩니다.

최근 검토되고 위에서 언급한 관점에서 볼 때 흑색종 발병률은 계속해서 증가하고 있습니다. 현재의 모든 방법은 일반적으로 초기 단계에서 흑색종을 진단하지 않으며 epiluminescence microscopy는 사용자 의존도가 높으며 진단을 놓치는 경우가 많습니다. 조기 절제는 흑색종과 관련된 사망자 수를 줄이는 유일한 전략입니다. 양성 병변의 불필요한 절제는 이환율을 증가시키고 흑색종 선별검사와 관련된 의료 비용을 증가시켜 Surgeon General(2016)의 전신 선별검사에 대한 권장 제한을 초래하고 그러한 선별검사의 효능에 의문을 제기합니다.

향후 15년 이내에 흑색종 발병률이 1:15로 증가할 것으로 예상되는 점을 고려할 때 보다 체계적인 방법론 및 시스템에 대한 요구는 명백합니다. 작은 흑색종에 대한 이형성 모반의 기회 창을 캡처할 수 있는 새로운 장치는 오늘날 의료 시스템에 매우 유용합니다.

주요 연구 목표

• 생검 민감도와 비교하여 분류자 결과에 대한 최소 75%의 민감도는 올바르게 진단된 이형성 모반, 스피츠 모반 또는 흑색종의 백분율입니다. [ 안전 문제로 지정됨: 아니요 ].
• 생검과 비교하여 MCT(Modified Classifier Technology) 결과에 대한 최소 85%의 감도. 민감도는 정확하게 진단된 이형성 모반, 스피츠 모반 또는 흑색종의 백분율입니다. [ 안전이슈 지정 : 없음 ]
• 생검과 비교하여 분류자 결과에 대해 최소 33%의 특이성. 특이성은 정확하게 식별된 이형성 모반, 스피츠 모반 또는 흑색종의 백분율입니다. [ 안전이슈 지정 : 없음 ]
• 생검과 비교하여 MCT 결과에 대한 최소 33%의 특이성. 특이성은 정확하게 식별된 이형성 모반, 스피츠 모반 또는 흑색종의 백분율입니다. [ 안전이슈 지정 : 없음 ]

2차 학습 목표

• 조직검사 결과 대비 MCT 양성예측도 [ 안전성 문제로 지정 : 없음 ]
• MCT 음성예측치, [ 안전성이슈 지정 : 없음 ]
• MCT의 오탐율, [ 안전성 문제로 지정 : 없음 ]
• MCT의 위음성률, [ 안전성 문제로 지정됨 : 없음 ]
• 두 dermoscope의 차이점, [ 안전 문제로 지정 : 없음 ]
• 조직검사 결과 대비 Classifier 양성예측도 [ 안전성 문제로 지정 : 없음 ]
• 분류기의 음성예측도, [ 안전이슈로 지정 : 없음 ]
• Classifier의 오탐율, [ 안전이슈 지정 : 없음 ]
• 분류기의 위음성률, [ 안전문제로 지정 : 없음 ]
• 임상 결정 민감도 및 특이도 비율.