<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">cardiotomsk</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Siberian Journal of Clinical and Experimental Medicine</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2713-2927</issn><issn pub-type="epub">2713-265X</issn><publisher><publisher-name>TSU publishing</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.29001/2073-8552-2026-2881</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">cardiotomsk-2881</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МЕДИЦИНЕ И ЗДРАВООХРАНЕНИИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>DIGITAL TECHNOLOGIES IN MEDICINE AND HEALTHCARE</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Анализ причин ошибочной классификации изображений немеланоцитарных опухолей кожи программами на основе технологий искусственного интеллекта</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Analysis of the reasons of misclassification of non-melanocytic skin tumors by artificial intelligence based programs</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-0459-0488</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Корабельников</surname><given-names>Д. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Korabelnikov</surname><given-names>D. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Корабельников Даниил Иванович - канд. мед. наук, доцент, почетный работник сферы образования Российской Федерации, заведующий кафедрой внутренних болезней с курсами семейной медицины, функциональной диагностики, инфекционных болезней, профессиональных болезней медицинского факультета, ректор АНО ДПО «Московский медико-социальный институт им. Ф.П. Гааза».</p><p>123056, Москва, ул. 2-я Брестская, 5</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Korabelnikov Daniil Ivanovich - Cand. Sci. (Med.), Associate Professor, Honorary Worker of Education of the Russian Federation, Head of the Department of Internal Medicine with courses in Family Medicine, Functional Diagnostics, Infectious Diseases, and Occupational Diseases, Medical Faculty of the Moscow Haass Medical and Social Institute.</p><p>5, 2nd Brestskaya str., Moscow, 123056</p></bio><email xlink:type="simple">dkorabelnikov@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-7930-6018</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ламоткин</surname><given-names>А. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Lamotkin</surname><given-names>A. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Ламоткин Андрей Игоревич - канд. мед. наук, ассистент, кафедра внутренних болезней с курсами семейной медицины, функциональной диагностики, инфекционных болезней, профессиональных болезней, медицинский факультет, АНО ДПО «Московский медико-социальный институт им. Ф.П. Гааза».</p><p>123056, Москва, ул. 2-я Брестская, 5</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Lamotkin Andrei Igorevich - Cand. Sci. (Med.), Assistant Professor, Department of Internal Medicine with courses in Family Medicine, Functional Diagnostics, Infectious Diseases, and Occupational Diseases, Medical Faculty of the Moscow Haass Medical and Social Institute.</p><p>5, 2nd Brestskaya str., Moscow, 123056</p></bio><email xlink:type="simple">amotkin.an@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Автономная некоммерческая организация дополнительного профессионального образования «Московский медико-социальный институт имени Ф.П. Гааза»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow Haass Medical and Social Institute</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Автономная некоммерческая организация дополнительного профессионального образования «Московский медико-социальный институт имени Ф.П. Гааза»; Центральный научно-исследовательский институт организации и информатизации здравоохранения Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ «ЦНИИОИЗ» Минздрава России)</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow Haass Medical and Social Institute; Russian Research Institute of Health (RIH)</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2026</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>05</day><month>04</month><year>2026</year></pub-date><volume>41</volume><issue>1</issue><fpage>221</fpage><lpage>231</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Корабельников Д.И., Ламоткин А.И., 2026</copyright-statement><copyright-year>2026</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Корабельников Д.И., Ламоткин А.И.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Korabelnikov D.I., Lamotkin A.I.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.sibjcem.ru/jour/article/view/2881">https://www.sibjcem.ru/jour/article/view/2881</self-uri><abstract><p>Дифференциальная диагностика немеланоцитарных опухолей кожи остается ключевой задачей дерматоонкологии, поскольку своевременное выявление злокачественных форм повышает шансы на успешное лечение. Субъективность традиционных методов стимулирует использование искусственного интеллекта (ИИ), при этом ошибки программ компьютерного зрения требуют анализа их причин.</p><sec><title>Цель исследования</title><p>Цель исследования: анализ причин ошибочной классификации изображений немеланоцитарных опухолей кожи программами на основе технологий ИИ.</p></sec><sec><title>Материал и методы</title><p>Материал и методы. Для ретроспективного анализа фотоизображений опухолей использованы датасеты, обработанные в программах «Derma Onko Check» и «Melanoma Check». В контексте исследования злокачественные опухоли мы считали положительным результатом, доброкачественные – отрицательным. Для визуализации метрик качества изображений (яркость, контраст, энтропия, размытие, RGB-метрики) использованы боксплоты, парные диаграммы рассеяния, карты различий пиксельных значений. Для визуализации областей, наиболее важных для классификационных решений глубокой нейронной сети, применены два метода объяснимого ИИ: взвешенного картирования активации классов (Score-CAM) и определения чувствительности к окклюзии (Occlusion Sensitivity). Для проверки статистических гипотез использованы t-критерий Уэлча и однофакторный дисперсионный анализ; для оценки связи характеристик – корреляционный анализ по Спирмену.</p></sec><sec><title>Результаты</title><p>Результаты. Истинно положительные (ИП) результаты характеризовались следующими особенностями: меньшая яркость (медиана – 0,6914 в нормализованной шкале 0–1), что означает естественное равномерное освещение без сильных бликов. Энтропия оказалась высокой (медиана – 4,8584), что указывает на сложную текстуру с многими клинически значимыми деталями: изъязвлением, неровными границами и вариациями пигментации. Размытие было умеренным, обеспечивая приемлемую резкость изображения без сильного смазывания краев и текстуры опухоли. Средние значения красного и зеленого каналов были сбалансированными. Ложноположительные (ЛП) результаты имели повышенную яркость (медиана – 0,7994 – переэкспонированное, слишком светлое фото с бликами), низкую энтропию (медиана – 4,6414 – однородная текстура без сложных паттернов). Значимые различия между ИП и ЛП классами подтверждены для яркости (F = 5,1848; p &lt; 0,05), энтропии (F = 5,2509; p &lt; 0,05), размытия по FFT (F = 3,1136; p &lt; 0,05), среднего значения зеленого канала (F = 5,3315; p &lt; 0,05) и среднего значения красного канала (F = 3,3812; p &lt; 0,05). Методы объяснимого ИИ и анализ качества фотоизображений показали, что ошибки классификации происходили также из-за артефактов фотосъемки (фон, волосы, тени).</p></sec><sec><title>Заключение</title><p>Заключение. Разработчикам для обучения программ «компьютерного зрения» рекомендуется проводить предобработку изображений (автоматический баланс белого, гамма-коррекция, фильтры Sobel для усиления текстуры и Wiener для подавления размытости, онлайн-аугментация яркости и контраста), нормализовать цветовые каналы, мониторить ключевые метрики качества после каждой эпохи обучения, использовать аугментацию, компенсирующую отрицательную корреляцию яркость – энтропия и вариабельность освещения. Пользователям рекомендуется соблюдать стандартные условия съемки: равномерное рассеянное освещение без теней и бликов, яркость &lt; 0,75 в нормализованной шкале, отсутствие артефактов в кадре; выполнять съемку в режиме макро с расстояния 8–15 см, центрируя опухоль и обеспечивая энтропию &gt; 4,8 и разрешение 2000–3000 пикселей по большей стороне; стабилизировать камеру и активировать функцию автоматического баланса белого на устройстве съемки.</p></sec></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><sec><title>Introduction</title><p>Introduction. Differential diagnosis of non-melanocytic skin tumors remains a key challenge in dermato-oncology, as timely detection of malignant forms increases the chances of successful treatment. The subjectivity of traditional methods encourages the use of artificial intelligence (AI), but errors in computer vision programs require analysis.</p></sec><sec><title>Aim</title><p>Aim: To analyze the reasons of misclassification of non-melanocytic skin tumor images by AI-based programs. This was accomplished by identifying systematic differences in data characteristics and visualizing regions of interest during image recognition. The results are aimed at improving the efficiency of training and using computer vision programs.</p></sec><sec><title>Material and Methods</title><p>Material and Methods. Datasets processed in the Derma Onko Check and Melanoma Check programs were used for a retrospective analysis of tumor images. For this study, malignant tumors were considered positive, while benign tumors were considered negative. Considering two types of AI decisions (true and false), four standard result classes were considered: true positive (TP), false positive (FP), true negative (TN), and false negative (FN). To visualize image quality metrics (brightness, contrast, entropy, blur, and RGB metrics), boxplots, paired scatterplots, and pixel difference maps were used. To visualize areas that significantly influence image classification, two explainable AI methods were applied: weighted class activation mapping (Score-CAM) and occlusion sensitivity. These methods allow us to understand which image regions are most important for the classification decisions of the deep neural network. To test statistical hypotheses, Welch's t-test and one-way analysis of variance were used; to assess the relationship between characteristics, Spearman's correlation analysis was used.</p></sec><sec><title>Results</title><p>Results. Significant differences in image characteristics were identified. The IP results were characterized by the following features. Brightness was lower (median 0.6914 on a normalized scale of 0-1), indicating natural, uniform illumination without strong glare. Entropy was high (median 4.8584), indicating a complex texture with many clinically significant details: ulceration, irregular borders, and pigmentation variations. Blurring was moderate, providing acceptable image sharpness without severe blurring of the tumor edges and texture. The mean values of the red and green channels were balanced. The LP results had increased brightness (median 0.7994, indicating an overexposed, overly bright photo with glare, where fine textural details are lost) and low entropy (median 4.6414, indicating a uniform texture without complex patterns). Significant differences between classes were confirmed for brightness (F = 5.1848; p &lt; 0.05), entropy (F = 5.2509; p &lt; 0.05), FFT blur (F = 3.1136; p &lt; 0.05), green channel mean (F = 5.3315; p &lt; 0.05), and red channel mean (F = 3.3812; p &lt; 0.05). The Score-CAM and Occlusion Sensitivity explainable AI methods and image quality analysis showed that non-melanocytic tumor classification errors by the Derma Onko Check and Melanoma Check AI programs occurred due to overexposure, low entropy, and photography artifacts; false positives occurred on bright, low-texture images, and false negatives occurred on dark/blurred images. AI models are distracted by the background, hair, shadows.</p></sec><sec><title>Conclusion</title><p>Conclusion. When training computer vision programs, developers are advised to perform image preprocessing (automatic white balance, gamma correction, Sobel filters for texture enhancement and Wiener filters for blur suppression, online brightness and contrast augmentation), normalize color channels, monitor key quality metrics after each training epoch, and use augmentation that compensates for the negative brightness-entropy correlation and illumination variability. Users of the programs are advised to adhere to standard shooting conditions: uniform diffuse lighting without shadows and glare, luminance &lt; 0.75 on the normalized scale, and the absence of artifacts in the frame; shoot in macro mode from a distance of 8-15 cm, centering the tumor and ensuring entropy &gt; 4.8 and a resolution of 2000-3000 pixels on the longest side; stabilize the camera and activate the automatic white balance function on the shooting device.</p></sec></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>объяснимый искусственный интеллект</kwd><kwd>новообразования кожи</kwd><kwd>немеланоцитарные опухоли</kwd><kwd>ошибки классификации</kwd><kwd>предобработка изображений</kwd><kwd>параметры изображений</kwd><kwd>качество изображений</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>Explainable Artificial intelligence</kwd><kwd>Skin lesions</kwd><kwd>Non-melanocytic tumors</kwd><kwd>Classification errors</kwd><kwd>Image preprocessing</kwd><kwd>Image parameters</kwd><kwd>Image quality</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">исследование выполнено без финансовой поддержки грантов, общественных, некоммерческих, коммерческих организаций и структур</funding-statement><funding-statement xml:lang="en">the study was conducted without financial support from grants, public, non-profit, or commercial organizations or entities</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Stafford H., Buell J., Chiang E., Ramesh U., Migden M., Nagarajan P. et al. Non-melanoma skin cancer detection in the age of advanced technology: a review. Cancers (Basel). 2023;15(12):3094. https://doi.org/10.3390/cancers15123094</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Stafford H., Buell J., Chiang E., Ramesh U., Migden M., Nagarajan P. et al. Non-melanoma skin cancer detection in the age of advanced technology: a review. Cancers (Basel). 2023;15(12):3094. https://doi.org/10.3390/cancers15123094</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ferlay J., Colombet M., Soerjomataram I., Dyba T., Randi G., Bettio M. et al. Cancer incidence and mortality patterns in Europe: Estimates for 40 countries and 25 major cancers in 2018. European Journal of Cancer. 2018;103:356–387. https://doi.org/10.1016/j.ejca.2018.07.005</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ferlay J., Colombet M., Soerjomataram I., Dyba T., Randi G., Bettio M. et al. Cancer incidence and mortality patterns in Europe: Estimates for 40 countries and 25 major cancers in 2018. European Journal of Cancer. 2018;103:356–387. https://doi.org/10.1016/j.ejca.2018.07.005</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Fahim Y.A., Hasani I.W., Kabba S., Ragab W.M. Artificial intelligence in healthcare and medicine: clinical applications, therapeutic advances, and future perspectives. European Journal of Medical Research. 2025;30(1):848. https://doi.org/10.1186/s40001-025-03196-w</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fahim Y.A., Hasani I.W., Kabba S., Ragab W.M. Artificial intelligence in healthcare and medicine: clinical applications, therapeutic advances, and future perspectives. European Journal of Medical Research. 2025;30(1):848. https://doi.org/10.1186/s40001-025-03196-w</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Behara K., Bhero E., Agee J.T. AI in dermatology: a comprehensive review into skin cancer detection. PeerJ Computer Science. 2024;10:e2530. https://doi.org/10.7717/peerj-cs.2530</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Behara K., Bhero E., Agee J.T. AI in dermatology: a comprehensive review into skin cancer detection. PeerJ Computer Science. 2024;10:e2530. https://doi.org/10.7717/peerj-cs.2530</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Melarkode N., Srinivasan K., Qaisar S.M., Plawiak P. AI-Powered Diagnosis of Skin Cancer: A Contemporary Review, Open Challenges and Future Research Directions. Cancers. 2023;15(4):1183. https://doi.org/10.3390/cancers15041183</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Melarkode N., Srinivasan K., Qaisar S.M., Plawiak P. AI-Powered Diagnosis of Skin Cancer: A Contemporary Review, Open Challenges and Future Research Directions. Cancers. 2023;15(4):1183. https://doi.org/10.3390/cancers15041183</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kolla L., Parikh R.B. Uses and limitations of artificial intelligence for oncology. Cancer. 2024;130(12):2101–2107. https://doi.org/10.1002/cncr.35307</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kolla L., Parikh R.B. Uses and limitations of artificial intelligence for oncology. Cancer. 2024;130(12):2101–2107. https://doi.org/10.1002/cncr.35307</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ламоткин А.И., Корабельников Д.И., Олисова О.Ю., Ламоткин И.А. Эффективность предварительной дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных новообразований кожи с помощью программы искусственного интеллекта Derma Onko Check. Фармакоэкономика. Современная фармакоэкономика и фармако-эпидемиология. 2025;18(2):261–270. https://doi.org/10.17749/2070-4909/farmakoekonomika.2025.294</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lamotkin A.I., Korabelnikov D.I., Olisova O.Iu., Lamotkin I.A. Effectiveness of preliminary differential diagnosis of benign and malignant skin neoplasms using the artificial intelligence program Derma Onko Check. Farmakoekonomika. Modern Pharmacoeconomics and Pharmacoepidemiology. 2025;18(2):261–270. (In Russ.). https://doi.org/10.17749/2070-4909/farmakoekonomika.2025.294</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ламоткин А.И., Корабельников Д.И., Ламоткин И.А. и др. Точность предварительной диагностики злокачественных меланоцитарных опухолей кожи с помощью программы искусственного интеллекта. Медицинский вестник ГВКГ им. Н.Н. Бурденко. 2025;(1(19)):42–51. https://doi.org/10.53652/2782-1730-2025-6-1-42-51</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lamotkin A.I., Korabelnikov D.I., Lamotkin I.A. et al. Accuracy of preliminary diagnosis of malignant melanocytic skin tumors using an artificial intelligence program. Medical Bulletin of the Main Military Clinical Hospital named after N.N. Burdenko. 2025;(1(19)):42–51. (In Russ.). https://doi.org/10.53652/2782-1730-2025-6-1-42-51</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mevorach L., Farcomeni A., Pellacani G., Cantisani C. A comparison of skin lesions’ diagnoses between AI-based image classification, an expert dermatologist, and a non-expert. Diagnostics (Basel). 2025;15(9):1115. –</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mevorach L., Farcomeni A., Pellacani G., Cantisani C. A comparison of skin lesions’ diagnoses between AI-based image classification, an expert dermatologist, and a non-expert. Diagnostics (Basel). 2025;15(9):1115. –</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
