Диагностика рака: как запустить цифровую патологическую лабораторию

Ошибки в установлении диагноза – нередкое явление. По статистике, каждый 20-ый россиянин умирает от ложного диагноза и неправильного лечения. Проблема заключается не в том, что врачи целенаправленно врут. Расхождения в прижизненных и посмертных диагнозах связаны с кадровым голодом в патологических лабораториях и нехваткой современных технологий в отечественной практике патологических исследований.

Кажется, что все процедуры в работе лабораторий отработаны, но современная микроскопия продвинулась далеко вперед и предложила медицине цифровую патологию. Цифровая патология открывает новые возможности в диагностике онкологий, помогает патоморфологам работать эффективнее и повышает точность диагностики. Если раньше обычной историей было принять доброкачественное новообразование за злокачественное и ошибочно удалить часть органа пациента, то с приходом "цифры" в медицину эту ситуацию можно однозначно исключить.

От аналога к цифре

Цифровая патология включает в себя три технологии визуализации:

1. Грубая визуализация
Речь идет о получении и хранении макроскопических патологических изображений для облегчения диагностики и создания набора данных о новообразовании.

2. Телепатология
Является предшественницей технологии полнослайдовых изображений, предполагает дистанционное управление модифицированным микроскопом без возможности сохранения изображений в цифровом виде.

3. Технология полнослайдовых изображений WSI (Whole Slide Imaging)
Когда речь идет о цифровой патологии, обычно имеется в виду технология Whole Slide Imaging (WSI). WSI выполняется с помощью очень сложного специализированного сканера, который используется для захвата цифрового изображения всего стекла. Это позволяет впоследствии просматривать изображение в любой точке мира в удаленном режиме.

WSI или "виртуальный слайд" – это изображение, созданное путем полной оцифровки стекла с разрешением до 200000 dpi (точек на дюйм). Полученные изображения имеют размер до 10 гигапикселей. Если бы они печатались со стандартным разрешением 300 dpi, то были бы такого же размера, как теннисный корт.

К счастью, имеется специализированное программное обеспечение для сжатия изображения, так что оно сокращается до приемлемого размера. Современные сканеры WSI могут сканировать от 1 до 400 слайдов одновременно, обычно используя объектив микроскопа с увеличением в 20 или 40 раз. Существуют и системы, которые могут увеличивать больше, чем в 40 раз.

WSI полностью имитирует просмотр препарата под микроскопом и выводит изображение на монитор. Благодаря этому специалист получает единый цифровой снимок препарата и возможность выбрать любой его участок для увеличения.

Чем полезна цифровая патология

Преимущества цифровой патологии можно разделить на четыре основных категории:

1. Безопасность

• Использование интегрированной системы цифровой патологии позволяет безбумажно передавать цифровые изображения непосредственно патологоанатому, уменьшая вероятность путаницы, ошибочной идентификации или ошибок перемещения в рамках диагностического процесса.
  
  
• Цифровые изображения не ограничены физическими носителями и не бьются, в отличие от хрупких стекол.
  
  

2. Эффективность рабочего процесса

• WSI позволяет гибко управлять распределением дел, активно реагировать на колебания рабочей нагрузки и максимально использовать человеческие и технические ресурсы.
  
  
• Быстрое отслеживание дел, архивирование и извлечение изображений и диагностической информации.
  
  
• Ускорение передачи дел между лабораторией, назначенными патологоанатомами и другими экспертами, уменьшение сроков выполнения работ и определения направления дальнейшего исследования.
  
  

3. Продуктивность персонала лаборатории

• Лаборатория сможет предложить сотрудникам гибкий график работы, комбинировать режим работы сотрудников, достигать баланс в нагрузке каждого сотрудника благодаря технологии дистанционной работы.
  
  
• WSI позволяет тем, кто работает в режиме неполного рабочего дня, максимально увеличить свою производительность на рабочем месте. При выходе на пенсию сотрудник может предложить свои услуги, исходя из своих возможностей, и помочь закрыть вопрос нехватки кадров.
  
  
• Цифровая патология помогает соблюдать баланс между работой и личной жизнью. Это привлечет больше абитуриентов в медицинские вузы и поднимает привлекательность профессии.
  
  

4. Качество услуг

• WSI делает диагностику более доступной для пациентов: сокращает сроки выполнения работ и ускоряет доступ пациентов к результатам патологического исследования.
  
  
• Упрощение обмена информацией в совместной работе, устранение двойной отчетности и быстрый доступ к дополнительным заключениям и результатам экспертизы может привести к точности диагностики при более высоком ее качестве.
  
  
• Удобное измерение и регистрация параметров распространения онкологического процесса и метастазирования. Цифровая патология помогает улучшать результаты работы, подтверждать или опровергать диагнозы, обеспечивает воспроизводимость данных о заболевании и повышает удовлетворенность пациентов работой лаборатории.
  

Применение цифровой патологии

Сферы применения:

1. Первичная диагностика образцов. Световая микроскопия заменяется исследованием полнокадровых изображений в рамках стандартных процедур. Это позволяет увидеть общую клиническую картину, определять вид и подвид опухоли и направление дальнейших исследований, например, в рамках гинекологической патологии.
   
   
2. Оценка иммуногистохимии. Светомикроскопическое исследование стекол заменяется цифровыми изображениями для оценки иммуногистохимических маркеров.
   
   
3. Междисциплинарная врачебная комиссия / онкологический консилиум. Отбор, сбор, рассмотрение и представление изображений по технологии WSI или аннотированных наборов данных обеспечивает продуктивную работу совещаний врачей смежных специальностей. Слайды могут быть отсканированы после первоначальной обычной диагностики стекол, а затем просмотрены и представлены в цифровом виде.
   
   
4. Диагностика замороженного среза. Изображения по технологии WSI используются для получения заключения по срочному интраоперационному гистопатологическому исследованию. Это также актуально, если нужно обеспечить удаленное исследование замороженного среза партнерским учреждением или узкоспециализированным патоморфологом.
   
   
5. Получение и запрос вторых мнений / пересмотр микропрепаратов и блоков. Система цифровой патологии используется для запроса повторного заключения по ранее рассмотренному случаю, например, сложному кожному новообразованию, от общего патологоанатома к дерматопатологу
   
   
6. Удаленная диагностика. Использование цифровой патологии позволяет патологоанатомам просматривать изображения удаленно из других лабораторий сети или из дома.
   
   
7. Инсорсинг / аутсорсинг диагностических работ. Использование цифровой патологии позволяет перейти на инсорсинг или аутсорсинг части диагностической работы между поставщиками услуг патологической диагностики.

План внедрения цифровой патологии

Переход на цифровую патологию возможно внедрять лишь с учетом видения развития бизнеса, логистики, технических аспектов и эргономики. Поэтому необходимо построить четкий план цифровизации на проектной основе. Мы предлагаем воспользоваться нашим опытом и "дорожной картой" цифровизации:

1. Проведите анализ рабочих процессов лаборатории. Если вы уже используете какой-либо софт, стоит иметь его в виду, поскольку он может быть интегрирован в новые процессы с учетом планирования доходов лаборатории. Лучше всего рабочие процессы лаборатории представить в виде схемы, зафиксировав "узкие места", которые вызывают затруднения или задержки. Нарисовать схему можно только в том случае, если рабочий процесс описан полностью от доставки патологического материала до окончательного результата исследования биоптата. Только после этого можно понять, какие процессы могут быть цифровизованы.
   

2. Разработайте подробный бизнес-план и план действий. Необходимо начать с цели – полная или частичная цифровизация процессов. В этом вам поможет создание рабочей группы специалистов, которую впоследствии можно будет дополнять внешними консультантами и представителями поставщиков. Кроме этого, один из важнейших элементов цифровизации, который необходимо обязательно продумать - это подготовка персонала. Обучение сотрудников поможет как можно быстрее перейти на цифровые "рельсы". Начать стоит с тех, кто проявляет энтузиазм к новой схеме работы. Именно они помогут органично составить четкий план обучения остальных сотрудников.

3. Проанализируйте и оптимизируйте ИТ-инфраструктуру (мощность оборудования, локальные и внешние сети, пропускная способность, выключатели и коммутаторы). Удобство и скорость работы обеспечиваются несколькими моментами. Один из них – скорость рендеринга изображений внутри программы просмотра изображений. Чем быстрее визуализируется изображение, тем быстрее проводится диагностика. Для этого требуется компьютер с мощными видеокартой и процессором, большим объемом памяти и двумя мониторами. В случае с облачной системой критически важна также скорость интернет-соединения. Для защиты данных программа просмотра изображений должна быть интегрирована с лабораторной информационной системой.

4. Установите сканер для препаратов. Количество требуемых сканеров зависит от их мощности: количество сканируемых стекол за единицу времени. Кроме этого, необходимо закладывать время на загрузку и выгрузку стекол из аппарата, ввод данных и удобство интерфейса, проверку качества снимков, плановое и внеплановое обслуживание, учитывать распределение рабочей нагрузки в течение дня, иные перерывы в работе сканера, выходные дни, продолжительность рабочего дня, ускорение работы сотрудника с приобретением опыта использования нового аппарата, процедуры смены оператора.

5. Оптимизируйте программу просмотра изображений. Программа для просмотра изображений может быть разработана специально под запросы лаборатории. Например, она может позволять патологоанатому видеть обзор запланированных к исследованию слайдов, сортировать их по различным критериям, отслеживать действия, просмотры, просмотр отдельных участков для каждого слайда, работать на смартфоне или планшете, организовать совместный просмотр слайда и удобное прикрепление записей и документов к нему, взаимодействие врачей с пациентом по его препаратам и так далее. Программа может быть фактически интегрирована с электронной медицинской картой и другими медицинскими системами, создавая ИТ-экосистему, комфортную для врачей, специалистов и пациентов.

6. Наладьте внешнее взаимодействие со специалистами на удаленной основе. Согласуйте регламент совместной работы. Здесь может быть вся цепочка онколечения, в том числе патоморфолог, гистопатолог, клинический морфолог, радиолог, микробиолог, химиотерапевт, онкодерматолог, генетик, личные электронные кабинеты которых также стоит предусмотреть для автоматизированного обмена данными и защиты информации.

При поэтапной цифровизации вы неизбежно столкнетесь с этапом параллельного применения цифровых и традиционных процессов. Это может замедлить рабочий процесс лаборатории. Чтобы свести это к минимуму, необходимо продолжать соблюдать план для максимально быстрого перехода на сканеры и электронные сервисы.

Как повысить эффективность внедрения цифровой патологии

Компания Omega имеет 9-летний опыт разработки и внедрения ИТ-продуктов для компаний по всему миру. 300 реализованных проектов от небольших до международных позволили нам отполировать процесс запуска цифровизации в зависимости от специфики организации и пользователей систем. Благодаря такому опыту мы выработали некоторые рекомендации:

1. На ранних этапах планирования организуйте совещание со всеми сотрудниками лаборатории, при наличии – и с ИТ-отделом или с ИТ-компанией, чтобы создать систему, которая бы действительно решала проблемы конкретной лаборатории, отвечала специфическим потребностям и учитывала ее будущее развитие.
   
   
2. При планировании необходимо исходить не из оценки одного рабочего дня, а брать за основу, как минимум, недельные периоды.
   
   
3. Исходите из принципа бережливого производства и максимально загружайте сканеры работой.
   
   
4. Чтобы получать качественные изображения, необходимо хорошо подготавливать стекла. Имеющиеся проблемы подготовки патологического материала необходимо решить до сканирования, чтобы исключить повторные сканирования.
   
   
5. Рассматривайте сканирование как неотъемлемую часть процесса производства слайдов. Отношение к сканированию как к "дополнению" замедляет работу.
   
   
6. Продумайте, какой вариант перехода вам подходит лучше: поэтапный или одновременный. В крупных лабораториях постепенный переход позволяет нивелировать риски сбоев в работе.
   
   
7. Выработайте систему обратной связи сотрудников лаборатории: рекомендации и предложения даже по небольшим улучшениям могут существенно повысить эффективность работы.
   
   
8. Определите три вероятные группы сотрудников: энтузиастов, сомневающихся и скептиков. Опрос персонала позволит выяснить скрытые страхи и неуверенность и выявить ключевых сотрудников в каждой из групп, с которыми необходимо наладить более плотное взаимодействие и переобучение.
   
   
9. Продумайте детальный план цифровизации с помощью скептиков. Несмотря на то, что энтузиасты кажутся более ценными, они, вероятно, не смогут увидеть потенциальные слабые места цифровизации. Наоборот, скептики составят вам длинный список возможных проблем.
   
   
10. Договоритесь с представителем команды внедрения о систематических совещаниях со всеми сотрудниками лаборатории.
    
    
11. Регистрируйте возникающие проблемы рабочего процесса. Определите ключевых сотрудников, которые могут устранить проблемы качества изображения, трудности настройки рабочей станции и т. д. Убедитесь, что все знают, с кем связаться в случае проблем, определите способ контакта и время, когда ключевой сотрудник доступен для связи.
    

Микроскопия имеет более длительную историю, чем цифровая патология. Однако цифровая патология открывает новые возможности в диагностике онкологий, помогает патоморфологам работать эффективнее и повышает точность диагностики, организовывать телеконференции, экономить средства и время специалистов и пациентов.

Для того чтобы лаборатория полностью почувствовала эффективность перехода на цифровые технологии, все системы должны работать согласованно: лабораторная информационная система, система отслеживания препаратов, программное обеспечение для управления изображениями, программа просмотра изображений, сервис электронной медицинской карты и другие интерфейсы в зависимости от запросов лаборатории. Бесшовная интеграция этих систем улучшит пользовательский опыт и облегчит рабочий процесс.

Работа в разных отраслях позволяет нам находить неожиданные решения в сложных проектах и решать задачи под новым углом, в том числе при разработке сервисов телемедицины и электронной медкарты. Команда аналитиков, разработчиков и дизайнеров компании Omega готова в тесном контакте с лабораторией провести аудит и анализ ИТ-систем, продумать новую логику процессов, архитектуру и интерфейс существующих систем, перевести их на современные технологии и дополнить новыми интерфейсами и функциями, основываясь на потребностях конкретной лаборатории, ее сотрудников, партнеров и пациентов.


Станислав Бердников
ведущий системный интегратор в области здравоохранения компании Omega