Новая эпоха патологической анатомии: как в Сеченовском Университете проходит цифровая трансформация профессии патологоанатома
От исследования стекол и постановки диагноза с использованием микроскопа — до совместной работы с ИТ-инженерами и обучения нейросетей. Сегодня патологоанатомы Института клинической морфологии и цифровой патологии Первого МГМУ размечают гистосканы и готовят базу для обучения искусственного интеллекта (ИИ), создают датасеты и системы поддержки принятия врачебных решений (СППВР), участвуют в разработке цифровых двойников онкологических заболеваний. На данный момент собрано более 30 терабайт цифрового материала, который повысит точность диагностики и, как следствие, качество жизни пациентов.
Институт клинической морфологии и цифровой патологии Сеченовского Университета стоит на передовой революционных преобразований в патологической анатомии. Сейчас он находится в процессе трансформации — выстраивает цифровое морфологическое пространство, которое дает возможность переводить изображения патологоанатомических препаратов в цифровой формат и получать к ним доступ из любой точки мира, делиться ими и обсуждать с врачами и учеными, обучать искусственный интеллект и снижать рутинную нагрузку на патологоанатомов, уменьшать риск врачебной ошибки и повышать точность диагноза. Все это в целом позволит вывести российское здравоохранение на новый уровень.
Известно, что 90% стандартной работы врача-патологоанатома — прижизненная диагностика различных заболеваний на основе гистологического анализа биоматериала (изучения под микроскопом клеток или крошечных кусочков тканей). По его результатам ставится диагноз и назначается лечение. И лишь 10% работы занимает аутопсия или вскрытие. Глобальные изменения, которые повлияли на работу и в целом на миссию патологоанатомов, внесла цифровизация данной сферы.
Раньше на вопрос «вы что, только трупы вскрываете?» мы отвечали „нет, в основном мы изучаем под микроскопом стекла с образцами тканей“. Но сейчас мы можем смело говорить, что врач-патологоанатом работает в связке с ИТ-инженерами, со специалистами по машинному обучению. Эта трансформация произошла за последние 2-3 года и мы оказались на передовой этого процесса, потому что мы создаем субстрат — разметку, на которой строятся системы поддержки принятия врачебных решений, — отмечает заместитель директора по научной работе Института клинической морфологии и цифровой патологии, доцент Екатерина Руденко.
По ее словам, институт с 2021 года собирает базу гистологических сканов, то есть оцифрованных изображений биоптата, чтобы использовать их в датасетах. На сегодня собрано более 30 терабайт. Сейчас идет разработка платформы, которая позволит на основе этих гистосканов обучать нейросети.
Вместе с коллегами по Сеченовскому Университету патологоанатомы разрабатывают цифровой двойник по колоректальному раку, занимаются разработкой и экспертизой нейронных сетей. Идет создание более пяти аннотированных датасетов и более 10 неаннотированных. Одновременно разрабатываются три СППВР на основе искусственного интеллекта — совместно с другими подразделениями университета и внешними компаниями.
Также в институте сейчас проходят две апробации цифровых платформ в различных системах Digital Pathology. Специалисты выявляют недостатки и пишут рекомендации — как их можно улучшить, чтобы врачу и лаборанту было максимально удобно работать.
К цифровым технологиям активно привлекается молодежь: исполнился год Школе мастерства по цифровой патологии и искусственному интеллекту, где студенты изучали основы постановки диагноза в цифровой среде, работали в системах Digital Pathology разных компаний и занимались разметкой гистосканов. Сейчас часть из них трудоустроены в университет на должность стажера-исследователя. А для повышения цифровой компетенции врачей в институте разрабатывают несколько программ повышения квалификации (ППК) с уже созданной разметкой, что позволит в деталях изучить различные патологические процессы.
В ближайшее время в институте намечается хакатон, — говорят его сотрудники, — и несколько олимпиад на тему цифровизации, так как за этим будущее. «Наша задача максимально внедрять цифру в морфологии, потому мы все равно к этому придем, и когда будут полностью цифровизированы все лабораторно-информационные системы (ЛИС), врач-патологоанатом будет работать в цифровом пространстве», — подчеркнула Екатерина Руденко.
Как отметил Александр Бирюков — заведующий лабораторией поддержки принятия врачебных решений на базе технологий ИИ Сеченовского Университета, без профессиональной разметки данных обучить модель ИИ невозможно. Именно поэтому патологоанатомы, которые разъясняют разработчикам нюансы патоморфологии и обучают искусственный интеллект, сегодня становятся редкими носителями уникальных компетенций — специалистами на стыке медицины и ИТ.
В процессе разработки любой СППВР в области патоморфологии, основанной на ИИ, задача разработчика — создать ассистента для врача-патологоанатома. Это невозможно без глубокого погружения в специфику его работы. Поэтому важно с первых дней привлекать отраслевого специалиста. Таким образом врач-патологоанатом становится постоянным напарником разработчика, методологом, верификатором и одновременно конечным потребителем продукта, — подчеркивает Александр Бирюков.
О том, как за последние 25 лет поменялся формат работы, рассказала Наталья Кретова — врач-патологоанатом Централизованного патологоанатомического отделения Сеченовского Университета, ассистент Института клинической морфологии и цифровой патологии.
Конечно, мы не полностью ушли от наших традиционных методов — вырезки, гистологической проводки, окраски препаратов и просмотра в микроскоп. Но с развитием цифровой патологии у нас появилось много возможностей. Во-первых, на гистоскане можно сделать увеличение гораздо больше, чем на микроскопе, и я могу разглядеть каждую клетку. Я могу более четко видеть инвазию, опухольинфильтрирующие лимфоциты, опухолевое почкование, — отметила врач.
Во-вторых, цифровая патология позволяет работать удаленно из любой точки мира. Это открывает возможности для сотрудничества не только с коллегами из коллектива, но и с любыми врачами и учеными, которые согласны нас проконсультировать.
Кроме того, цифровые сканы облегчают передачу информации студентам, ординаторам и молодым врачам. Если раньше их обучали на стеклопрепаратах, которые со временем желтеют, то сегодня даже самые редкие патологии можно изучать на большом компьютерном экране.
Уже сейчас мы пользуемся алгоритмами искусственного интеллекта, — добавила Наталья Кретова.
В частности, на некоторых цифровых платформах доступен автоматический подсчет белка Ki67, который позволяет понять, как растет опухоль молочной железы, подсчет баллов по Глисону, который применяется при раке простаты, обнаружение митозов. Конечно, последнее слово всегда остается за врачом, но именно в рутинных исследованиях искусственный интеллект сильно экономит наше время и облегчает жизнь.
«Патологоанатом, который идет в ногу со временем, должен хорошо разбираться в цифровых технологиях, — так считает Ольга Лобанова, ассистент и аналитик Института клинической морфологии и цифровой патологии. — Мы много работаем над СППВР, размечаем сканы с опухолями, затем их обрабатывают ИТ-специалисты — так создается программа, способная самостоятельно распознавать опухоль. Вследствие такой плотной работы с программистами я осознала, насколько важно иметь междисциплинарные знания. Считаю, что в будущем получить вторую профессию программиста было бы очень перспективно. Я уже два года обучаю студентов патологической анатомии, и в этом помогает визуализация — они смотрят видео с патологиями, изучают гистосканы, что сильно облегчает понимание материала. Таким образом еще во время учебы они получают крайне востребованные навыки работы в сфере цифровой патологии».
По словам проректора по научной деятельности Сеченовского Университета Татьяны Демура, в то время, когда цифровизация охватила практически все сферы жизни человека, патологическая анатомия не могла остаться за бортом.
Сегодня к профессии патологоанатома обращаются взгляды все большего числа стейкхолдеров медицины и здравоохранения. За счет цифровизации у патологической анатомии началась новая эпоха, когда врач-патологоанатом выходит из тени и становится ключевым актором диагностического и лечебного процессов. Знание фундаментальных основ медицины, патологических процессов, морфологического субстрата болезни, а кроме того, и владение цифровыми компетенциями, позволяет ему быстрее и увереннее ставить диагнозы, — подчеркнула Татьяна Демура.
И, конечно, сегодня наш Институт клинической морфологии и цифровой патологии стал одним из лидеров в прививании таких компетенций молодым врачам-патологоанатомам, ординаторам и студентам.
В этом году институт результативно провел Всероссийскую научно-практическую конференцию «Цифровое морфологическое пространство. Сегодня и завтра». Проректор отметила, что данное мероприятие имело успех и теперь будет проводиться на ежегодной основе.
Разработки в Институте клинической морфологии и цифровой патологии Сеченовского Университета реализуются в рамках проекта «Сеть развития лучших практик в медицине, науке и образовании».
23.08.2024, 239 просмотров.