Патоморфология уходит в «цифру»
Искусственный интеллект «посягнул» теперь и на патоморфологию: по мнению разработчиков, перевод лабораторных исследований в цифру и использование нейросети позволит решить одну из главных проблем онкологии – большое количество ошибок в гистологических диагнозах.
Московская компания UNIM первой в России внедрила комплексное решение, сочетающее программную платформу для патоморфологической диагностики и выполнение диагностических исследований на базе полностью цифровой специализированной лаборатории.
Проект решает несколько проблем: острой нехватки специалистов в патоморфологии, простоя дорого оборудования и низкой точности диагностики. Ведь машина способна выявить больше патологий, чем опытный врач, указать их точнее и работать быстрее. Кроме того, по словам авторов разработки, она позволяет добиться большей эффективности и бизнес-отдачи в сравнении с традиционными методами и подходами.
Лаборатория без микроскопа
Пока UNIM «обкатывает» программное решение на собственной базе: компания с самого начала сочетала два направления деятельности: IT-разработку в здравоохранении и практическое применение этих продуктов.
Расположенная в Сколкове лаборатория UNIM с 2014 года остается первой и единственной в России полностью перешедшей в «цифру», да и за рубежом таких тоже единицы. Она обслуживает более 4 тыс. пациентов в месяц и работает на основе собственной программной платформы для патоморфологической диагностики.
«Лабораторию в Сколково мы открыли, чтобы показать рынку и профессиональному сообществу, что технологии дают много преимуществ в диагностическом процессе, – рассказывает основатель и руководитель UNIM Алексей Ремез. – И отличаемся от всех гистологических лабораторий в стране тем, что обеспечиваем весь объем диагностики в цифровом виде».
Программное обеспечение UNIM дало возможность перевести процесс в компьютер. Большинство диагностов, работающих в компании, вообще не появляются в лаборатории: они отсматривают оцифрованные изображения, находясь в разных регионах. Кроме того, лаборатория сотрудничает с экспертами из Италии, Норвегии и США.
Врачи вообще не смотрят в микроскоп. Их рабочее место – это вкладка в браузере, где есть список кейсов и система уведомлений, вся совокупность информации для постановки диагноза по каждому случаю: оцифрованные гистологические и иммуногистохимические препараты, клинические данные, результаты лучевой диагностики, если она необходима.
Эффективность деятельности каждого специалиста в результате увеличивается, а процесс анализа ускоряется в десятки раз.
Лабораторную информационную систему, разработанную компанией, Ремез называет решением полного цикла, охватывающим весь процесс патоморфологической диагностики – от взаимодействия с лечебным учреждением до выдачи заключения. Она интегрируется с МИС учреждения и обеспечивает работу врача в его личном облачном кабинете. Система поддержки принятия врачебных решений, также разработанная UNIM, устанавливает высокий уровень стандартизации ответа при меньшей вероятности ошибки в нем. В быстро растущей базе данных – около 300 тыс. снимков в высоком разрешении, ежедневно лаборатория выдает около террабайта данных.
Применение ИИ, по словам авторов разработки, позволит снизить вероятность ошибок, которая при использовании традиционных методик очень высока. «По данным различных источников, в разных регионах мира число неверных заключений в онкоморфологии колеблется от 5% до 50%. По России такой статистики нет, но, исходя из нашего опыта, могу констатировать: у нас картина не лучше. На самом деле, далеко не каждая ошибка приводит к неадекватным назначениям. Но каждая вторая – точно является причиной не самого оптимального лечения», – подтвердил руководитель патоморфологической службы Медицинского института им. Березина Сергея (МИБС) Григорий Раскин.
Что может нейросеть?
Среди инструментов платформы – оценка ядерной экспрессии, определяющая скорость роста опухоли и ее агрессивность, от которых зависят методы лечения. «Сейчас во всем мире это делается так: врач в бинокуляре микроскопа с 20 или 40-кратным увеличением считает клетки: какая их доля экспрессирует, и только на оценку этой характеристики у одного пациента тратит около 20 минут, а говорить о 100% точности невозможно. Ошибка в подсчете будет означать неправильное лечение пациента, – рассказывает Алексей Ремез. – У нас патолог выбирает необходимое поле зрения, изображение в режиме реального времени отправляется на сервер, где стоят мощные графические процессоры и работает нейросеть. Через две-три секунды врач получает информацию о числе клеток в поле зрения и доле экспрессирующих с точностью до десятых долей процента. Оценка пролиферативной активности обычно проводится на нескольких сотнях клеток, а здесь можно делать то же самое на тысячах».
Выполняя детекцию метастатической ткани на гистологических препаратах, патолог часто не может оценить весь препарат на максимальном увеличении. Но это делает нейросеть, указывая патологу на подозрительные зоны. Она же позволяет врачу не пропустить клетки с замкнутой мембранной экспрессией, которая свидетельствует о возможности применить тот или иной метод терапии.
Еще один инструмент помогает врачу определиться с тактикой дифференциальной диагностики. Держать в голове соответствия сотен антител и тысяч диагнозов невозможно, поэтому решения подсказывает нейросеть. Она предлагает доктору оптимальный вариант действий и помогает выбрать необходимую панель антител.
Cистема поиска по изображениям подбирает паттерны, аналогичные заданному: врач может сравнить схожие случаи и посмотреть ранее поставленные диагнозы.
Запланирован рост
В России пока не существует аналогов лаборатории UNIM: никакая другая не оцифровывает все стекла. «В России больше 150 сканеров для гистологических препаратов в лабораториях, но они либо не используются, либо запускаются для того, чтобы оцифровать в лучшем случае десяток сложных случаев в месяц для второго мнения, – говорит Ремез. – У нас каждый день оцифровывается около 200 случаев. Реализовать преимущества, которые дает такой подход к диагностике, можно лишь при оцифровке всего объема препаратов».
За год объем диагностики в лаборатории вырос в 30 раз. Она работает более чем с 80 медучреждениями разных регионов – онкологическими и многопрофильными – и выступает в роли подрядчика для таких сетей, как «Инвитро» и CMD. Собственная курьерская служба компании забирает биологический материал и гистологические стекла по всей стране и доставляет их в лабораторию, где и происходят оцифровка и анализ данных. Часть бизнеса компании приходится на работу в системе ОМС, однако сотрудничество складывается с теми регионами, которые установили адекватные тарифы на лабораторные услуги.
В ближайшей перспективе опыт компании будет тиражирован: до конца года в России появится до трех новых полностью цифровых лабораторий, в том числе в государственной системе, с установленной информационной системой UNIM.
Василий Когаловский
