Цифровая гистология в России: сказка или реальность?

UNIM – первая и пока единственная в России гистологическая лаборатория, позиционирующая себя как телемедицинская. Все образцы, поступающие сюда, оцифровывают, а к консультациям привлекают ведущих специалистов-патологов, в том числе европейских и американских. Мы разобрались, как именно организована работа лаборатории, что с ней было не так раньше и какова ее роль в развитии патологии в настоящее время.

Зачем вообще нужна патология?

Если принять высказывание «анатомия – мать медицины», то патология – это не что иное, как сама медицина, а все остальные предметы и специальности – ее многочисленные и послушные дети. Действительно, в сферу изучения патологии входят все состояния, выходящие за рамки нормальной физиологии. Таким образом, образование и практическая деятельность любого врача всегда связана с пониманием патологических процессов, лежащих в основе тех заболеваний, которые он распознает и лечит. Но наиболее основательно с этими процессами знакомы врачи-патологи (в России их принято называть патологоанатомами).

В сферу компетенции патолога входит определение и описание патологических процессов в различных биологических образцах. Таким образом, патолог всегда работает с конкретным субстратом – это может быть и молекулярная диагностика (ДНК, иммуногистохимия), и срез ткани на стекле, и биопсийный макропрепарат, и полноценная аутопсия. На основании заключения патолога врач-клиницист принимает решение о дальнейшем лечении пациента. Так или иначе это касается всех медицинских специальностей, но, например, в онкологии для верификации диагноза всегда требуется либо гистологическое, либо цитологическое исследование материала, и в подавляющем большинстве случаев мнение патолога является наиболее точным и ценным – «золотым стандартом» диагностики.

Декаданс патологии в России и мире

С учетом всей важности патологического заключения, ему должно уделяться особое внимание. Но на деле же это зачастую не так. Вот основной ряд профессиональных и инфраструктурных проблем, с которыми сталкиваются врачи-патологи и их коллеги [1]:

плохая подготовка исследуемого материала (некачественный образец или срез, нерепрезентативное количество образцов, некачественное окрашивание и т.д.);
человеческий фактор: первоначальное направление может быть утеряно, а иногда образцы могут быть банально перепутаны с чужими;
время, которое требуется для выполнения анализа или постановки диагноза, может быть сильно завышенным.
При всей важности патологической диагностики, не стоит забывать, что гистология – довольно субъективный диагностический метод, который напрямую зависит от компетентности врача, исследующего материал. Субъективность компенсируется использованием современных гайдлайнов, с которыми у многих нет желания/возможности знакомиться. В российских реалиях в большинстве случаев отсутствует принцип коллегиальности, т.е. заключение выносится только одним специалистом, что повышает вероятность ошибки. В том же случае, когда работают несколько специалистов, могут возникать разногласия и недопонимания по множеству различных причин: банальные ошибки, сложность классификации, неоднозначность качественных терминов, отсутствие конкретики в количественных терминах, выраженная гетерогенность образцов, относительность критериев [2].

Цифровая гистология в России: сказка или реальность?

Шесть типов разногласий в гистопатологии [2] (нажмите, чтобы увеличить)

Все эти факторы выливаются в драматически высокую степень расхождения диагнозов. Например, по результатам ретроспективного исследования, проведенного цифровой гистологической лабораторией KingMed Diagnostics (Китай) и Питтсбургским медицинским центром (США), только ¼ (25,6%) всех пересмотренных диагнозов (855 случай) оказалась идентичной и верной, а в половине случаев (50,8%) диагноз был подвержен значительным изменениям, повлекшим пересмотр лечения [3]. Норвежская организация, занимающаяся компенсациями для пациентов, которые пострадали в результате преступной халатности, также опубликовала неоптимистичные данные [4]. Среди 26600 проанализированных случаев, 93 относились к ошибкам в патологической диагностике, при этом 71% заявлений на компенсацию (66 случаев) было одобрено. Главными причинами были ложно-отрицательные результаты в случаях, когда не была идентифицирована меланома или атипичные клетки в шейке матки. И это только вершина айсберга.

Слабая инфраструктура и закоренелая консервативность отрасли только усугубляют проблемы. С XIX века, времен основополагающих работ Рудольфа Вирхова, произошло не так много технологических изменений – образцы все также оцениваются под микроскопом, а чтобы получить стороннее мнение, нужно физически доставить образец в другую лабораторию. Складывается ощущение, что цифровые технологии, облачные хранилища, высокоскоростной интернет и прочие прелести современной цивилизации проходят мимо старушки Патологии.

История одной (не)лаборатории

Количество цифровых патогистологических лабораторий в мире не так велико. Не смотря на то, что техническое решение многих проблем патогистологии было возможно уже давно, эта сфера начала развиваться только в последние годы – качественные современные сканеры для оцифровки стекол появились лишь около 5 лет назад. Но самое важное событие произошло в 2017 году, когда FDA, наиболее авторитетная организация по оценке лекарственных средств и стандартов медицинской помощи, одобрила использование полноценного цифрового сканирования в патологии. В настоящее время в США и Канаде эта практика еще не стала рутинной, но уже используется, чтобы проводить интраоперационную гистологическую оценку для медицинских учреждений в удаленной местности.

В России на настоящий момент существует только одна цифровая патогистологическая лаборатория – это «UNIM». Изначально, в 2014 году, создатели лаборатории планировали развиваться исключительно как инфраструктурный проект, обеспечивая доставку препаратов из периферийных лечебных учреждений к патологам преимущественно федеральных центров (чаще всего это были детский центр им. Рогачева или Морозовская детская больница) за нескромные 11 000 рублей. Это оставило на их истории темный след, чему посвящен даже отдельный сайт, на котором в несколько истеричной манере критикуется деятельность того старого UNIM. В 2017 году руководством было решено создать свою собственную лабораторию, что называется, «с нуля». Основным мотивом послужил тот факт, что доставляемые к специалистам препараты зачастую приготавливались ненадлежащим образом, а основной фокус было решено сместить на цифровизацию и эффективную логистику.

Алексей Ремез, CEO компании, подробно рассказал об организационных моментах создания лаборатории: от режима работы блока питания холодильной камеры до внутрилабораторной логистики поступающих материалов.

Как это работает?

По словам Алексея, UNIM – не столько о лаборатории и ее техническом оснащении, сколько об организации рабочего процесса. Перепутанные образцы, неправильное окрашивание, нехватка реактивов – всего этого можно избежать, если наладить распорядок работы. Его разработкой и занялись создатели UNIM в первую очередь. В итоге получилась система, которая позволяет не только отследить, на каком этапе находится каждый из препаратов, но и свести к минимуму человеческий фактор.

Ключ к работе UNIM – в грамотном использовании цифровых технологий. Каждый поступающий в лабораторию образец, будь то фрагмент ткани или готовое «стекло», заносится в базу данных и получает уникальный номер – идентификатор, который сопровождает его от регистратуры и до печати заключения. Каждый идентификатор привязан в базе данных к конкретному пациенту.

Как такие идентификаторы упрощают работу? Номера, присвоенные образцам, можно закодировать в виде штрих-кодов, а их распечатать и наклеить на контейнеры, в которых транспортируются образцы в лаборатории. Каждое рабочее место оборудовано планшетом и сканером. Работа с образцом начинается с того, что лаборант считывает штрих-код; на планшете при этом открывается анкета для конкретного препарата, куда по пунктам заносятся проведенные действия. На каждом из этапов работы анкета включает все параметры, которые нужны для полного и корректного описания препарата – забыть что-то в принципе невозможно.

При этом сам процесс организован по принципу конвейера: один сотрудник занимается исключительно макроскопическим описанием препаратов, другой занимается формированием блоков, третий – подготовкой срезов для микроскопии. Через каждого сотрудника проходят десятки образцов, но только на определенном этапе. Это позволяет довести нужный навык до автоматизма и еще больше снижает возможность ошибки.

Цифровая гистология в России: сказка или реальность?

Часть конвейерного процесса в лаборатории (нажмите, чтобы увеличить)

Но в конечном счете главная особенность UNIM заключается даже не в этом слаженном ансамбле подготовки гистологического препарата. Кульминация конвейерного процесса находится на следующем этапе, когда препарат уже готов.

В обычных лабораториях гистологический препарат направляется на предметное стекло микроскопа, где его анализирует патоморфолог и выносит свое заключение. В UNIM все происходит немного иначе. Первым делом препарат оцифровывают на одном из двух сканеров [5] и загружают в базу, все так же привязывая изображение к конкретному идентификатору образца и пациенту. Затем в игру вступают облачные технологии.

Цифровая гистология в России: сказка или реальность?

Помещение для оцифровки стекол (нажмите, чтобы увеличить)

Да, в лаборатории UNIM есть врач, который готов при необходимости описать препарат. Но, кроме него, компания удаленно сотрудничает с другими патологами – это и специалисты из России, и эмигрировавшие в Европу коллеги, и изначально европейские или американские врачи. Образец оцифровывается именно для них: это устраняет географическую преграду.

Отсканированные образцы предоставляются патологам в соответствии с их специализацией. Врач может зайти в систему из любой точки земного шара и начать работу – нужен лишь компьютер и доступ в Интернет. Хранение и обработка данных производится на защищенных серверах, и производительность каждого отдельного компьютера не влияет на удобство работы. При этом один и тот же образец могут одновременно изучать несколько специалистов, советуясь друг с другом и приходя к общему решению.

Отдельного упоминания стоит то, как UNIM производит отбор патологов, с которыми готов сотрудничать. Каждый кандидат выбирает две конкретных патогистологических специализации, с которыми хотел бы работать. После этого его навык проверяют, предлагая описать несколько ранее верифицированных препаратов. При этом специалист должен не только уметь правильно определить заболевание, но и понимать, когда его компетенции недостаточно. «Уметь сказать, что ты не знаешь – тоже очень важный навык, особенно при работе в команде», – считает по этому поводу Алексей. Команда получается разношерстная: здесь над одним и тем же препаратом вместе с именитыми профессорами, принимавшими участие в составлении национальных руководств, работают талантливые молодые специалисты, которым еще предстоит заработать свои титулы.

Цифровая гистология в России: сказка или реальность?

Рабочее место в UNIM (нажмите, чтобы увеличить)

Работать с экрана может поначалу показаться неудобно, но специалисты быстро к этому привыкают. Для самых консервативных врачей на изображение даже можно наложить круглый черный фильтр, который имитирует окуляр микроскопа: «Это никак не влияет на качество изображения, но кому-то так удобнее». Преимуществ больше: например, сейчас UNIM активно подключает к обработке изображений технологии машинного обучения и создает фильтры, которые автоматически выделяют и подсчитывают патологические клетки. Такая технология значительно облегчает работу специалиста, которому в традиционной лаборатории пришлось бы считать их самостоятельно.

Каждый образец в UNIM смотрит по крайней мере два специалиста. После того, как они пришли к общему выводу, формируется такое заключение.

Цифровая гистология в России: сказка или реальность?

Заключение UNIM с подробным описанием препарата и использованием нескольких классификаций, соответствующих международным стандартам и протоколам. Важно отметить, что лечащий врач пациента также может получить доступ к оцифрованному гистологическому образцу.

Достоинства

Преимущества работы с цифровыми образцами очевидны. Без них вся система распалась бы – невозможно было бы собрать всех врачей в одном месте и в одно время. Кроме этого, ценность представляет сам факт существования объемного архива высококачественных оцифрованных гистологических изображений, описанных высококлассными специалистами.

Кажется, что в производственном процессе, разработанном UNIM, есть одно слабое место – «бутылочное горлышко», которое возникает из-за того, что каждый препарат нужно оцифровать. Впрочем, если это и ограничивает максимальную работу лаборатории, пока этот предел не достигнут. Сейчас UNIM обрабатывает несколько сотен образцов в день – но, в теории, сканировать возможно до нескольких десятков образцов в час на каждом сканере.

Цифровые сканеры обеспечивают фантастическое качество изображения – вот здесь можно оценить работу с оцифрованным стеклом. Помимо этого, такой формат препаратов открывает огромные перспективы для использования в образовании и машинном обучении.

Итак, how much?

Для многих пациентов в качестве камня преткновения встает вопрос цены исследования. Прежде чем сравнивать прайс-листы частных лабораторий, необходимо вспомнить, что основные диагностические услуги в патологии включены в систему ОМС (обязательное медицинское страхование). Но дьявол, как обычно, кроется в деталях. Во-первых, вас может не устроить (по вполне справедливым причинам) компетентность патолога, оценивающего ваши препараты. Пересмотр же – всегда платная услуга. Во-вторых, на ряд процедур, необходимых для точной диагностики, например таких, как иммуногистохимия или генетические анализы, бывает очень сложно получить направление по ОМС. В-третьих, фактор времени – исследование может быть затянуто на большие сроки, от недели в лучшем случае до месяцев в худшем. Если же все эти детали обошли вас стороной или же вы сознательно решили их избежать, вот что нужно знать о ценовой политике UNIM:

она значительно дороже (для сравнения: НМИЦ Онкологии им. Блохина, стр. 13; Российская детская клиническая больница, стр. 20; Морозовская детская городская клиническая больница, стр. 144, последняя; иммуногистохимия в Invitro и Гемотест, пересмотр препаратов в Гемотест); таким образом, при обращении клиента напрямую в лабораторию, цена за, например, пересмотр стекол отличается значительно: около 2000 руб в государственных учреждениях, 5000-7000 в частных лабораториях и 12500 в UNIM;
окончательная цена на кейс любой сложности, т.е. если случай окажется очень сложным и потребует привлечения субпрофильных специалистов, то клиенту не потребуется доплачивать;
логистика из любой точки РФ включена в стоимость.
Вопрос фиксированной стоимости является довольно дискуссионным, однако Алексей Ремез заявил, что эта идея была обдуманной и на настоящий момент переоценке не подлежит. Тот факт, что сложность диагноза не влияет на окончательную стоимость – продуманное со стороны маркетинга и очевидное с этической точки зрения решение. Однако почему доставка препарата жителю Твери и жителю Владивостока обойдется в одну сумму – вопрос уже куда более открытый.

Справедливости ради, нужно оговориться, что обслуживание цифровой патологической лаборатории – довольно дорогая задача. Со слов американских коллег, диапазон цен для закупаемых микроскопов составляет $5000-8000, а стоимость цифрового сканнера около $30 000. Хранение оцифрованных стекол измеряется даже не сотнями гигабайтов, а терабайтами, что тоже влетает в определенную копеечку.

Также стоит отметить, что оценка препаратов отечественными и зарубежными патологами – две разные услуги с разной стоимостью. В команде UNIM, представляющей основной консилиум, работают около 18 врачей со всех регионов России, в том числе 2 русских врача, работающих за рубежом (Норвегия и Италия). Консультация зарубежных врачей необходима только в исключительных случаях, требующих мнения очень узкого специалиста, либо если клиент с самого начала оплачивал услугу пересмотра стекол иностранными врачами. В случае, если пациент обратился в UNIM по «отечественной тарификации» и появилась необходимость консультации зарубежного специалиста, доплачивать ему не придется. Хотя в подавляющем большинстве случаев хватает и компетенции отечественных врачей, которые тоже не лыком шиты. Наша редакция связалась с зарубежными партнерами UNIM (некоторыми врачами и лабораториями) и может подтвердить, что это настоящие лица, а не рекламный фантик.

Кроме частных клиентов (которых, по словам лаборатории, только 2%), UNIM работает и с патологическими отделениями больниц. Интересно то, что это сотрудничество происходит на других условиях и по более выгодным ценам. Какой ценник за такой тест выставляется пациенту, остается на совести больницы – но, вероятно, возможность получить качественное заключение того стоит?

Заключение

К сожалению, российская медицина практически во всем значительно отстает от уровня большинства западных и некоторых развитых азиатских стран. Чаще всего современные медицинские тренды доходят до нас спустя многие годы. Но существуют приятные исключения и, кажется, UNIM – это один из тех случаев, когда внедрение технологий в российскую медицину происходит сопоставимо с ведущими системами здравоохранения мира. Несмотря на то, что стартап начинался не самым высокотехнологичным образом, UNIM все-таки нащупали свой путь к модернизации патологии в России – максимальная автоматизация процесса, строгий контроль качества, использование информационных систем, облачных технологий и машинного обучения. Это уже сейчас изменило жизнь многих пациентов и качество медицинской помощи в целом. Будем надеяться, что в дальнейшем UNIM сможет гибко встроиться в систему здравоохранения и предоставлять качественные услуги большему количеству пациентов в нашей стране и за рубежом.

Литература и ссылки

Hollensead, Sandra C., William B. Lockwood, and Ronald J. Elin. «Errors in pathology and laboratory medicine: consequences and prevention.» Journal of surgical oncology 88.3 (2004): 161-181.
Cramer, S. F., et al. «Sources of variability in classifying common ovarian cancers using the World Health Organization classification. Application of the pathtracking method.» Pathology annual 28 (1993): 243.
Zhao, Chengquan, et al. «International telepathology consultation: three years of experience between the University of Pittsburgh Medical Center and KingMed Diagnostics in China.» Journal of pathology informatics 6 (2015).
Alfsen, G. Cecilie, et al. «Pathology-related cases in the Norwegian System of Patient Injury Compensation in the period 2010-2015.» Tidsskrift for den Norske laegeforening: tidsskrift for praktisk medicin, ny raekke 136.23-24 (2016): 1984-1987.
https://www.leicabiosystems.com/digital-pathology/scan/aperio-at2/