Япония применяет передовые технологии в лечении рака

В начале 2024 года Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) прогнозировала, что к 2050 году число новых случаев рака во всем мире превысит 35 миллионов, что на 77% больше, чем 20 миллионов случаев в 2022 году.

Этот рост в значительной степени обусловлен старением населения, его ростом и изменением образа жизни. Ожидается, что бремя рака будет иметь далеко идущие последствия для всех стран.

В Японии врачи и инженеры используют искусственный интеллект (ИИ) и другие передовые технологии для разработки инструментов для эффективной диагностики и лечения рака.

Использование технологий искусственного интеллекта для выявления ранних признаков рака

Ранняя и точная диагностика играет ключевую роль в борьбе с такими заболеваниями, как рак. Однако недавнее исследование показало, что ежегодно в США почти 800 000 человек умирают или получают необратимые повреждения из-за неправильной диагностики или несвоевременного выявления рака.

В частности, рак желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) является основной причиной смерти от рака в Японии и во всем мире, в основном из-за позднего выявления. Хотя эндоскопия считается эффективным методом ранней диагностики рака ЖКТ, вызывает беспокойство тот факт, что около 20% случаев по-прежнему остаются незамеченными врачами при осмотре верхних отделов ЖКТ.

Но что, если бы технология искусственного интеллекта могла анализировать эндоскопические изображения и выявлять любые отклонения, которые врач мог пропустить? Именно в этом и заключается цель передовой системы искусственного интеллекта gastroAI model-G, разработанной медицинской технологической компанией AI Medical Service Inc.

Система предназначена для оказания помощи врачам во время гастроскопии путем анализа изображений в режиме реального времени и выявления отклонений, которые могут быть пропущены во время обследования.

Примечательно, что система работает в тандеме с эндоскопистом, постоянно анализируя изображения, полученные в ходе эндоскопии. При обнаружении потенциально опасной области, например, аномального поражения или признака рака, GastroAI Model-G выделит эту область и выдаст предупреждение, например: «Рекомендуется биопсия».

Это помогает врачам лучше сосредоточиться на проблемных областях, повышая точность диагностики и снижая вероятность пропуска серьезных заболеваний, особенно рака желудочно-кишечного тракта.

«Эндоскопия — это, по сути, процесс распознавания изображений», — сказал Тада Томохиро, генеральный директор AI Medical Service. «Врачи осматривают желудок или толстую кишку, чтобы обнаружить поражения, а система ИИ выступает в качестве мощного помощника, помогая им повторно осмотреть области с признаками патологии. Даже если концентрация внимания врача может снижаться с утра до вечера, система ИИ поддерживает постоянную производительность, не уставая».

Тада Томохиро обнаружил, что ИИ может превосходить людей в распознавании изображений, что является ключевым фактором в выявлении рака желудочно-кишечного тракта.

В 2016 году г-н Тада Томохиро начал применять ИИ в эндоскопической медицине. Он создал систему глубокого обучения, обучившись примерно на 200 000 высококачественных видеороликов по заболеваниям желудочно-кишечного тракта, и успешно разработал первую в мире систему ИИ, способную выявлять рак желудка и пищевода на ранней стадии.

В 2017 году он основал компанию AI Medical Service и расширил деятельность, открыв дочерние компании в США и Сингапуре.

Компания быстро стала пионером благодаря двум выдающимся преимуществам: развитой исследовательской сети с доступом к данным из более чем 100 крупнейших медицинских центров Японии, включая больницу Токийского университета, больницу Университета Кэйо и Международный онкологический институт в Осаке, а также тесному сотрудничеству с производителями устройств.

AI Medical Service фокусируется на разработке гибкого программного обеспечения, которое может интегрироваться и работать с большинством существующих эндоскопических систем, расширяя глобальную применимость.

«В настоящее время Япония является мировым лидером по производству эндоскопов», — подчеркнул г-н Тада. «Сотрудничество с производителями — это не только важная стратегия, но и шаг на пути к тому, чтобы Япония стала мировым лидером в области медицинских технологий».

Система диагностической поддержки AI Medical Service получила одобрение регулирующих органов Японии, Бразилии и Сингапура, что подтверждает эффективность и надежность технологии.

Компания также успешно привлекла около 14,5 млрд иен (93,4 млн долларов США) из фондов венчурного капитала и программ государственных субсидий, заложив прочную основу для расширения.

В 2024 году компания AI Medical Service вошла в список 100 выдающихся малых компаний и стартапов по версии журнала Forbes Asia, что вызвало большой интерес со стороны инвестиционного сообщества.

В настоящее время г-н Тада Томохиро сосредоточен на расширении своего присутствия в Сингапуре, постоянно обновляя и совершенствуя систему на основе достижений технологии искусственного интеллекта.

Компания также работает над получением разрешения регулирующих органов США и расширением применения ИИ для диагностики других видов рака. Несмотря на свою напряжённую технологическую миссию, г-н Тада продолжает заниматься клинической работой, демонстрируя твёрдую приверженность улучшению общественного здравоохранения.

Использование технологии высокоинтенсивного фокусированного ультразвука для лечения рака

В больнице Токийского медицинского университета больной раком лежит на процедурном столе, пока на его живот осторожно помещают конусообразное устройство, прикрепленное к роботизированной руке.

Устройство использует ультразвуковые волны для подачи энергии в поджелудочную железу пациента, создавая локальную температуру до 100°C для уничтожения раковых клеток в органе.

Дополнительные ультразвуковые волны помогают врачу точно отслеживать местоположение нагретой области, обеспечивая эффективное лечение. Процедура крайне малоинвазивна, не требует хирургического вмешательства или анестезии и занимает всего около получаса.

В этом методе лечения используется высокоинтенсивный фокусированный ультразвук (HIFU). В отличие от традиционной лучевой терапии, где излучение может повреждать не только раковые клетки, но и окружающие их здоровые клетки, волны HIFU можно точно сфокусировать на небольшом участке тела, не затрагивая здоровые ткани.

Несмотря на то, что фокальная энергия уменьшается по мере проникновения вглубь кожи, HIFU все равно можно применять неоднократно для лечения рецидивирующих раковых заболеваний, обеспечивая эффективный контроль над заболеванием.

В международных исследованиях фокусированный ультразвук применялся для лечения многих видов рака, включая рак головного мозга, молочной железы, предстательной железы и других органов. В Японии технология HIFU применялась для лечения гиперплазии предстательной железы, болезни Паркинсона и эссенциального тремора.

Врачи в Японии теперь ожидают, что HIFU станет стандартным методом лечения рака поджелудочной железы — одного из самых смертельных видов рака, имеющего тенденцию к частым рецидивам.

Фактически, около 70% случаев рака поджелудочной железы диагностируются на поздней стадии, когда невозможно хирургическое удаление, в результате чего трёхлетняя выживаемость составляет всего 3,2%. Более того, даже после операции рак поджелудочной железы рецидивирует примерно у 80% пациентов.

Лечение рака поджелудочной железы затруднено отчасти из-за того, что орган движется вместе с дыханием пациента, что затрудняет проведение лучевой терапии. Это движение может привести к тому, что облучение повреждает не только поджелудочную железу, но и окружающие органы, особенно пищеварительную систему.

«Поджелудочная железа устойчива к радиации, поэтому необходимы высокие дозы лучевой терапии, которые можно проводить ежедневно в течение шести недель», — сказал Сато Тору, генеральный директор SONIRE Therapeutics Inc., токийского стартапа, разрабатывающего технологию HIFU нового поколения для лечения рака. «Благодаря технологии HIFU SONIRE пациентам достаточно пройти всего два амбулаторных сеанса лечения, что сокращает время лечения и минимизирует его последствия».

Уникальная особенность технологии HIFU заключается в использовании эффекта кавитации — явления, часто наблюдаемого вокруг подводных винтов. Этот эффект возникает при изменении давления, приводящем к образованию пузырьков воздуха в жидкости.

Используя эффект кавитации, технология SONIRE позволяет врачу точно визуализировать область обработки, обеспечивая высокую эффективность и оптимизируя процесс нагрева. Это не только повышает эффективность лечения, но и сокращает время вмешательства, принося огромную пользу пациенту.

Результаты исследований показывают, что HIFU может повысить эффективность лечения в сочетании с традиционными методами. Медиана выживаемости пациентов с неоперабельным раком поджелудочной железы после лечения только химиотерапией составляет всего 288 дней.

Однако, согласно исследованию, опубликованному в онкологическом научном журнале Current Oncology, изданном в Канаде в 2021 году, при сочетании с методом HIFU продолжительность жизни пациентов значительно увеличивалась, достигая 648 дней.

Инновации SONIRE принесли компании широкое признание как на внутреннем, так и на международном уровне. В 2023 году компания была выбрана Министерством экономики, торговли и промышленности Японии для участия в программе поддержки стартапов J-Startup.

В 2024 году система HIFU-терапии SONIRE была признана Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) прорывным устройством в лечении рака поджелудочной железы. Эти достижения открыли множество возможностей и помогли компании достичь новых высот.

В настоящее время SONIRE совместно с партнерами по научным исследованиям и клинической практике проводит первое в мире рандомизированное контролируемое исследование HIFU-терапии при раке поджелудочной железы.

Исследование, проведённое в шести больницах по всей Японии, призвано дать новую надежду пациентам, их семьям и медицинским работникам. В рамках исследования будут отслеживаться результаты выживаемости 90 пациентов с неоперабельным раком поджелудочной железы, включая 30 пациентов, получавших только химиотерапию, и 60 пациентов, получавших химиотерапию в сочетании с HIFU-терапией.

«Мы хотим обеспечить как можно большему числу пациентов более безопасное и эффективное лечение рака, и сделать это как можно скорее», — сказал Сато. «Наша цель — преодолеть границу между фармацевтическими препаратами и медицинскими устройствами, и один из способов сделать это — HIFU-терапия для онкологических больных».