Высокая точность: искусственный интеллект помогает патологам устанавливать онкологический диагноз

НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова принимает участие в проекте по разработке и внедрению в клиническую практику искусственного интеллекта (ИИ), который анализирует гистологические микропрепараты и помогает врачам избежать ошибок, а также в 10 раз быстрее ставить диагноз. Система создается на основе уникального, крупнейшего в России, патоморфологического архива Центра из 10 млн биологических образцов. На сегодня оцифровано и используется 100 тыс. микропрепаратов, к 2023 году эта цифра достигнет 1 млн образцов. Разработчик системы ИИ – медицинский стартап OneCell.

В 2019 году на базе НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова создан референс-центр патоморфологических, иммуногистохимических, молекулярно-генетических и лучевых методов исследований. В его задачи входит в том числе оказание методической помощи медицинским организациям в регионах Российской Федерации по вопросам проведения патоморфологической диагностики злокачественных новообразований, проведение образовательных мероприятий для специалистов патологоанатомических отделений.

«Практически всем пациентам с подозрением на злокачественную опухоль онкологический диагноз ставится на основе заключения патологов. Исследование микропрепаратов (гистологических стекол), изготовленных на основе образцов опухоли, взятых во время биопсии или хирургического вмешательства, позволяет сформировать персонализированную стратегию и определить тактику лечения. В России этот процесс до сих пор является полностью аналоговым, разработанным более века назад», – отмечает Анна Артемьева, к.м.н., руководитель группы патоморфологических и иммуногистохимических методов исследований референс-центра, заведующая патологоанатомическим отделением НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова.

Интерпретация данных проводится патологом с помощью микроскопа. На основании биологического материала от одного клинического случая, например, рака молочной железы, изготавливается несколько десятков гистологических стекол. Специалист должен их скрупулезно изучить, сверяясь с профессиональными справочниками и данными аналогового архива. Так, сотрудники патологоанатомического отделения НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова за год просматривают более 250 000 микропрепаратов, изготовленных в том числе в других онкологических учреждениях страны.

Ручной режим по своей сути малопродуктивен и может способствовать изменчивости диагностики, ставит ее в зависимость от квалификации специалистов, нехватка которых в регионах составляет 50–70 %. К тому же это снижает скорость постановки диагнозов онкологическим пациентам.

В 2020 г. за решение этих задач совместно взялись эксперты из НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова и медицинского стартапа OneCell, который является эксклюзивным партнером НМИЦ по этому проекту. Они предложили патологам использовать собственные современные разработки – систему, в которую входят оборудование и технология удаленного взаимодействия с искусственным интеллектом, который анализирует гистологические микропрепараты и помогает врачам в постановке диагноза.

Уникальный патоморфологический архив НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова насчитывает 10 млн биологических образцов (гистологических стекол и блоков), самые старые из них датируются 1927 годом. Именно благодаря ему удалось решить проблему базы данных, с помощью которой организовано обучение ИИ. Специалисты НМИЦ онкологии им. Петрова взяли на себя отбор образцов и корректную расшифровку данных, оборудование OneCell уже позволило разметить и перевести 100 тыс. микропрепаратов опухолей в цифровой формат. Все лицензированные цифровые слайды сопровождаются анонимными патологическими и клиническими аннотациями. Отметим, что система сравнивает и анализирует данные, сужая область клинического поиска, диагноз ставит патолог, опираясь в том числе и на собственные знания и навыки. Это позволяет диагностировать рак почти в 10 раз быстрее, чем это происходит без помощи ИИ. К 2023 г. количество оцифрованных образцов составит 1 млн.

«Оцифровка данных станет недостающим звеном в принятии цифровой патологии, продвинув эту жизненно важную область вперед с помощью инструментов поддержки врачебных решений. В результате патологи не будут тратить время на рутинную работу, а сосредоточат внимание на интерпретации данных и детализации диагностики. Скорость, поддержка, производительность, снижение нагрузки с врачей – вот приоритет разработки технологий искусственного интеллекта, а Big Data – это краеугольный камень в этом процессе», – рассказал Александр Нинбург, основатель OneCell.

В первую очередь оцифровываются микропрепараты опухолей молочной и предстательной железы, с редкими и наоборот – классическими случаями злокачественных новообразований, которые могут использоваться для обучения патологов.

Пока к платформе для удаленного взаимодействия подключены два региональных онкодиспансера: Нижегородский областной клинический онкологический диспансер и Якутский республиканский онкологический диспансер. Предполагается, что в будущем использовать разработку смогут онкологические медицинские организации по всей стране.