Международным победителем конкурса James Dyson Award 2017 стал проект доступного устройства для выявления меланомы

Меланома представляет собой наиболее опасную форму злокачественных образований кожи. Заболеваемость в России увеличивается почти на 5% ежегодно . Меланома, как правило, быстро прогрессирует до IV стадии, при которой пятилетняя выживаемость не превышает 10% . Выявление заболевания на ранней стадии критически важно для спасения жизни пациента.

В настоящее время ранняя диагностика меланомы проводится методом визуальной проверки, который сложно назвать точным. Использование более совершенных методов, таких как биопсия, требует большого количества времени и денег. В России в 22% случаев меланома диагностируется уже на последней, IV стадии.

Решение задачи ранней диагностики меланомы легло в основу изобретения, представленного командой из четырех студентов-инженеров из Университета Макмастера (Канада). Устройство The sKan представляет собой недорогую и простую в использовании систему ранней диагностики, которая позволит спасать жизни и при этом экономить не только время, но и деньги медицинских учреждений.
Авторы проекта The sKan получат 30 000 фунтов стерлингов на развитие проекта.

Как работает The sKan

Раковые клетки выделяют больше тепла из-за более высокой скорости обмена веществ, чем в здоровых клетках. Это значит, что после резкого охлаждения (например, при наложении пакета со льдом на кожу) температура злокачественных образований восстанавливается быстрее по сравнению со здоровыми тканями. Это указывает на высокую вероятность меланомы.

The sKan оснащён набором терморезисторов — недорогих высокоточных тепловых датчиков. Их накладывают на исследуемый участок кожи, после чего отслеживают, как быстро восстанавливает температура после охлаждения. Информация с терморезисторов оцифровывается, синхронизируется время сигналов, оценивается разница температур и выполняется проверка температурных отклонений. Данные интерпретируются, и результаты отображаются на тепловой карте: график изменения разницы температур указывает на наличие или отсутствие заболевания.

Неинвазивные технологии тепловизионного выявления меланомы уже существуют, однако они дорогостоящие, поскольку используют тепловизионные камеры с высоким разрешением, стоимость которых превышает 20 000 фунтов стерлингов. Предполагаемая стоимость The sKan — менее 1 000 долларов.

Джеймс Дайсон отмечает: «Используя распространённые недорогие компоненты, The sKan делает выявление меланомы доступным для широкого круга медицинских учреждений. Это по-настоящему умное устройство способно спасать жизни по всему миру. Именно поэтому я выбрал его международным победителем в этом году».

Реймонд Вонг, глава подразделения гастроинтестинальной онкологии Онкологического центра Джуравински, говорит: «Сейчас для определения, является ли опухолевый очаг меланомой, используется визуальная проверка. В результате такого подхода пациенты иногда подвергаются ненужным операциям, или же происходит слишком позднее выявление меланомы. The sKan может стать недорогим, простым и эффективным средством решения этой проблемы».
Команда изобретателей The sKan комментирует: «Победа в конкурсе James Dyson Award значит для нас очень многое. Призовые средства помогут нам продолжить работу над устройством, позволяющим спасать человеческие жизни. Мы понимаем возложенную на нас ответственность и чувствуем большое воодушевление».

Изобретатели The sKan планируют активно развивать проект. Команда направит призовые средства на дальнейшее совершенствование устройства для получения одобрения от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. Изобретатели надеются, что следующим шагом станет внедрение The sKan во врачебную практику по всему миру.

Примечания

Как работает технология:

• Прибор состоит из датчика, контура обработки сигнала, аналого-цифрового преобразователя и программного процессора. Датчик включает в себя набор терморезисторов, которые накладываются на исследуемый участок кожи в то время, как происходит восстановление температуры после охлаждения. Когда температура терморезистора меняется, это изменяет напряжение в подключённой к нему цепи. Сигнал об этом проходит через контур преобразования и фильтр, усиливается, а потом оцифровывается процессором. После этого сигнал отправляется на компьютер через последовательное соединение и адаптируется для представления в формате терморезисторных параметрических кривых. Результаты обработки сигналов представляются в виде тепловой карты и графика изменения температуры с интерпретацией данных. Анализ показывает положение и диапазон температурных отклонений на временно́й шкале.

Всемирная статистика заболеваемости меланомой:

• 132 000 новых случаев меланомы ежегодно регистрируются по всему миру .
• Каждое третье онкологическое заболевание, диагностируемое в мире, — это рак кожи .
Российская статистика заболеваемости меланомой (за 2014 год) :
• В 25% случаев меланому удаётся диагностировать только на поздних стадиях.
• В 2014 году заболеваемость меланомой составляла 54,8 случая на 100 тысяч человек, и этот показатель на 50% больше, чем в 2004 году.
• С 2004 по 2014 год летальность меланомы возросла более чем на 20%.