На сегодняшний день в большинстве случаев для постановки патологоанатомических диагнозов используются аналоговые решения — световой микроскоп и предметные стекла, оценку препаратов на которых производит врач-патологоанатом на рабочем месте.

Проблемы, ограничивающие и снижающие качество работы:

большая потребность в данной медицинской услуге;
невозможность сохранить данные в цифровом формате;
высокая стоимость (микроскопы, осуществляющие автоматизированную оцифровку данных, стоят от 10 до 40 млн рублей).

На базе Лаборатории электронного здравоохранения Института цифровой медицины Сеченовского университета был создан аппаратно-программный комплекс (АПК) для оцифровки патоморфологических данных. Он включает в себя:

DICOM-сервер MedGaze, способный работать удаленно и предназначенный для хранения, передачи и обработки полученных в ходе оцифровки данных;
Автоматизированный микроскоп, осуществляющий роботизированное передвижение по осям X, Y и Z с использованием прецизионной технологии передвижения по осям с помощью ШВП (шарико-винтовой передачи). Микроскоп имеет камеру и управление через плату на основе GRBL;
Компьютер и ПО для операционной системы Windows – рабочая станция для управления процессом сканирования и передачи данных на DICOM-сервер;
Телемедицинская платформа NetHealth для консультаций пациентов и взаимодействия врачей.

Стороны, задействованные в реализации решения:

Продукт ориентирован на рынки B2B и в большей степени на B2G.

B2B - Частные патоморфологические лаборатории (Инвитро, Юним и др.)

B2G - Государственные медицинские учреждения (патолого-анатомические бюро(отделения), судебно-медицинские бюро(центры))

Целевая аудитория:

Главврачи и руководители патоморфологических служб в патоморфологических отделениях, референсных центрах и судебно-медицинских центрах
Лаборанты, врачи-патологоанатомы, описывающие препараты и составляющие заключение на основе полученных патологоанатомических препаратов.
Врачи-клиницисты, например онкологи, составляющие диагноз на основе заключения врача-патологоанатома
Пациенты
Научные сотрудники

Возможности комплекса:

Повышение качества – более детальный анализ изображений, возможность оценки несколькими экспертами.
Экономия ресурсов – облачное хранение вместо физического, отсутствие необходимости физической транспортировки гистопрепаратов, увеличение производительности труда, снижение нагрузки на врачей-специалистов.
Развитие науки – развитие телемедицины и патоморфологии.
Междисциплинарный подход – возможность получения второго мнения и совместной работы врачей из разных специальностей.
Создание датасетов и решений на базе ИИ – развитие системы помощи принятия решений на базе глубокого машинного обучения.
Обучение на виртуальных препаратах с использованием банка оцифрованных препаратов.

Механизм действия:

Оцифровка патоморфологических стекол на автоматизированном микроскопе лаборантом. Управление процессом интуитивно понятно и не требует специального медицинского образования – лаборант только загружает стекла. Сканирование препаратов полностью автоматизированно.
Данные сохраняются в DICOM-формате и отправляются на сервер.
Врач через телемедицинскую платформу просматривает оцифрованные изображения и формирует заключение. Врач имеет доступ к системе из любой точки и не привязан к месту нахождения АПК.
Данные накапливаются в оцифрованном формализованном виде на сервере.
Данные могут быть сгруппированы, размечены, и на их основании возможно создание датасетов для последующего глубокого машинного обучения.
На основании датасетов возможно создание решений с применением искусственного интеллекта для автоматизации постановки патологоанатомического диагноза.

Результаты:

Снижена стоимость - создан аппаратно-программный комплекс, стоимость которого составляет в зависимости от комплектации от 500 тысяч до 1 млн, что на порядок меньше в сравнении с ближайшими аналогами.
Создано кросс-платформенное решение, совместимое с другими программными обеспечениями и не привязанное к проприетарному формату иностранных разработчиков, благодаря использованию открытого протокола DICOM.
Комплекс позволяет формировать датасеты для последующего создания решений на базе искусственного интеллекта в патоморфологии.
Для практического использования было создано 8 полнофункциональных образцов микроскопов.

На базе Сеченовского университета была проведена практическая апробация созданных образцов по следующим направлениям:

Оцифровка патоморфологических препаратов рака мочевого пузыря;
Оцифровка патоморфологических препаратов биопсии рака предстательной железы;
Оцифровка биообразцов сухой капли мочи.

В общей сложности было оцифровано более 1500 препаратов из указанных выше исследований. В данной работе было использовано 4 полнофункциональных АПК.

Экономический эффект от данной работы составил при использовании 4 АПК 4 миллиона рублей против 40 миллионов рублей, потенциально потраченных на покупку аналогичных существующих микроскопов.

Этапы внедрения:

Работа над микроскопом началась в январе 2021 года на базе Института цифровой медицины Сеченовского университета. В настоящее время проект находится на этапе MVP.
Модернизация возможностей (получение финального продукта) – 6 месяцев
Мелкосерийное производство – 1 месяц
Подача документов на получение регистрационного удостоверения
Пилотирование научных проектов
Получение регистрационного удостоверения (РУ) – 2 года
Старт продаж АПК для клинических исследований – после получения РУ

Накопление и обработка цифровых данных исследований позволит создавать дополнительные продукты на основе формируемого датасета. Такие решения позволят расширить целевой рынок и будут направлены на фармацевтические компании, НИИ, разработчиков медицинского ПО.