Более надежная диагностика рака благодаря инновационным подходам к автоматизации лабораторных процессов
- Заказчик
- inveox GmbH
- Местоположение
- Гархинг (Германия)
- Дата
- 2019
![Автоматизация лабораторных процессов](http://images-ctf.baslerweb.com/dg51pdwahxgw/5gm8QwK2zOTzaVuBoEdAmj/1e6dc885ff67a63095f547650ebdd52c/UC-lab-automation-container-stock-image.webp?fm=webp&f=center&w=800&q=80&fit=pad)
Ошибки, связанные с выполнением операций вручную, являются наиболее распространенной причиной неправильной диагностики рака. По оценкам экспертов, нарушения отмечаются в диапазоне примерно от 1% до 15% случаев и в худшем случае могут привести к неправильной постановке диагноза и назначению некорректного лечения, с потенциально смертельным исходом для пациента.
Основные проблемы лабораторной диагностики
По статистике половине людей по крайней мере раз в жизни диагностируют рак. Помимо прочих диагностических процедур, диагноз обычно выносится на основании результатов анализа образца ткани, взятого у пациента. «Несмотря на то, что в медицине чуть ли не каждый день случаются технологические прорывы, многие процессы преаналитического этапа не менялись на протяжении десятилетий, и это вызывает все больше и больше проблем», — комментирует Доминик Зиверт, учредитель и управляющий директор inveox. В частности этап первоначального ввода данных образцов считается в профессиональных кругах «ахиллесовой пятой гистопатологии». Эта процедура (как правило) выполняется вручную и поэтому в первую очередь нуждается в оптимизации. По словам Доминика, она проводится практически одинаково по всему миру: это длительный, дорогостоящий и подверженный ошибкам процесс. Кроме того, для последующего этапа характерны такие нарушения, как случайная замена, загрязнение или даже потеря образцов тканей, в том числе сразу после взятия.
![Мария и Доминик Зиверт, соучредители и управляющие директора inveox](http://images-ctf.baslerweb.com/dg51pdwahxgw/4iAvBzhUF8qTPUTVhKclqP/344a77b5f970633e9ebade106ce30452/inveox-founders-and-managing-directors.webp?fm=webp&f=center&w=800&h=450&q=80&fit=pad)
Для соучредителей inveox Доминика и Марии Зиверт такое положение вещей стало стимулом к поиску способов оптимизации операций и процессов, включая сканирование образцов, их лабораторный анализ и обработку результатов. Роль, которую разработки inveox сыграли в развитии рынка, можно без преувеличения назвать революцией в автоматизации лабораторных процессов.
Три инновационных решения для повышения надежности при автоматизации лабораторных процессов
«Мы поставили цель повысить скорость и надежность диагностики рака за счет перевода в цифровой формат и полной автоматизации процессов гистопатологии и совместной работы патологов, начиная с взятия образцов и заканчивая их исследованием под микроскопом», — поясняет Доминик Зиверт. Для решения этой задачи inveox разработала систему автоматизации лабораторных процессов, которая состоит из трех основных компонентов: интеллектуального контейнера для образца ткани, полученного методом биопсии, устройства для автоматизированного сканирования образцов и интернет-платформы с высоким уровнем безопасности для структурированного взаимодействия и передачи данных между лечащим врачом и патологоанатомической лабораторией.
![Интеллектуальный контейнер для биологических образцов от inveox](http://images-ctf.baslerweb.com/dg51pdwahxgw/8XbQDxD8Zcga2Pm9HGjj5/4fe5c35a1eb9dd69689785fdbaf04c43/UC-lab-automation-container.webp?fm=webp&f=center&w=800&h=450&q=80&fit=pad)
Биологический образец в одном контейнере на протяжении всего преаналитического этапа
Интеллектуальный контейнер позволяет выполнить несколько важнейших преаналитических операций без переноса образца ткани в другие контейнеры. «Повсеместно применяемые сегодня методы предполагают перенос частиц ткани пациента для исследования вручную в несколько разных контейнеров, каждый из которых маркируются отдельно. Разумеется, этот этап чрезвычайно подвержен ошибкам», — делится Доминик Зиверт. Биопсийная кассета inveox имеет встроенный фильтр для удаления формалина, в котором хранится образец ткани, перед дальнейшей обработкой, без необходимости извлечения образца из контейнера. Поскольку в этом случае образец остается в одном и том же контейнере с уникальным идентификатором, исключаются риски его замены и загрязнения.
![Устройство для автоматизированного сканирования образцов](http://images-ctf.baslerweb.com/dg51pdwahxgw/Yu32Sdy43yZGijF5Ifbmr/6ce075d6889156d34f5b0dd7c16eb046/UC-lab-automation-inveox-sample-container.webp?fm=webp&f=center&w=800&h=450&q=80&fit=pad)
Устройство для автоматизированного сканирования образцов и их последующей удобной обработки
Эти новые типы контейнеров для образцов легли в основу второго инновационного решения — специального устройства для автоматизированного сканирования образцов, также было разработанного inveox, которое предоставляет возможность автоматической обработки нескольких десятков контейнеров одновременно. Это полностью автоматизированный процесс, включающий в себя регистрацию данных, удаление формалина и получение цифрового изображения образца ткани для дальнейшего документирования и вынесения заключения. Затем образец, все еще в оригинальной биопсийной кассете с нанесенным на нее уникальным кодом, покидает устройство и направляется на дальнейшую обработку и исследование в лабораторных условиях.
Интернет-платформа для структурированного взаимодействия и надежной диагностики
«Обмен информацией об исследуемых образцах между лабораторией и врачом по-прежнему большей частью осуществляется на бумаге, — делится управляющий директор inveox Мария Зиверт. — Благодаря интернет-платформе обмена данными с технологией шифрования данные, полученные в ходе исследования тканей и актуальные для постановки диагноза, включая изображения и их описание, размещаются в базе данных с высоким уровнем безопасности, к которой предоставляется доступ патологам через существующие лабораторные информационные системы. Таким образом у лечащего врача и патолога в лаборатории есть возможность безопасного взаимодействия в цифровом формате и передачи данных в режиме реального времени, что способствует более быстрой и надежной постановке диагноза». Оба могут в любой момент получить информацию о текущем статусе образца в структурированном виде — начиная с этапа сканирования и цифрового исследования образца и вплоть до постановки диагноза.
Компоненты системы автоматизации можно использовать по отдельности или вместе
Все три компонента нашего решения для автоматизации лабораторных процессов можно использовать независимо друг от друга, и каждый из них решает определенную важную задачу. Однако именно при условии их объединения в систему они наиболее эффективны и способствуют повышению безопасности пациента, а также и увеличению производительности лаборатории на 50–70% на этапе сканирования образцов. Для патологоанатомических лабораторий среднего размера это может означать потенциальную экономию в размере до 200 000 евро в год и даже больше в случае крупных медицинских учреждений, таких как университетские больницы.
Технологии обработки изображений как основной компонент системы автоматизации
Технологии обработки изображений являются незаменимым компонентом устройства для автоматизированного сканирования образцов и, следовательно, всей системы автоматизации лабораторных процессов от inveox. На них базируются многие преимуществ нашего решения. Образцы тканей помещаются внутрь устройства, где проходят несколько полностью автоматизированных этапов, включая бесконтактное удаление формалина и автоматизированный перенос образцов тканей из транспортного контейнера в биопсийную кассету с последующим нанесением на нее лазерной маркировки. Устройство для автоматизированного сканирования образцов оснащено камерами Basler dart, которые делают множество снимков образцов тканей в герметично закрытых контейнерах, изготовленных из абсолютно прозрачного материала, а также сканируют нанесенные на них штрихкоды. С этой целью контейнеры полностью автоматически размещаются в ряд внутри устройства и разворачиваются в оптимальное для съемки.
![Матричная камера Basler dart](http://images-ctf.baslerweb.com/dg51pdwahxgw/sD8ZSFD24Haj3TJWWNpJs/3b767288c454e53b00c6360759163498/uc-lab-automation-dart-portfolio.webp?fm=webp&f=center&w=800&h=450&q=80&fit=pad)
Камеры dart в основе системы компьютерного зрения
В зависимости от конфигурации, в настоящее время устройства для автоматизированного сканирования образцов оснащаются максимум пятью бескорпусными камерами серии Basler dart, которые обеспечивают разрешение и скорость съемки, более чем достаточные для выполнения поставленных задач.
Интерпретация изображений с помощью ИИ и машинного обучения
Полученные изображения интерпретируются с помощью разработанного inveox программного обеспечения с технологиями искусственного интеллекта и машинного обучения, которое автоматически предлагает рекомендованные меры и обоснования для принятия решений по результатам анализа изображений. Например, проводится моментальная оценка пригодности биологического образца для последующего исследования исходя из его размеров, при этом неподходящий биоптат исключается.
В результате сохраняются полные изображения биологических образцов в развертке на 360 градусов вместе с рядом параметров, таких как размеры, форма, цвет и состав, которые выполняют еще одну важную функцию, помимо целей документирования: патологи могут впоследствии запросить эти изображения образцов из базы данных для дальнейшей диагностики, изучить их еще раз в цифровом виде и, возможно, сделать выводы на основе их первоначального состояния. «До настоящего времени не существовало возможности повторно исследовать исходные образцы тканей», — поясняет Зиверт.
Все компоненты компьютерного зрения мы закупаем у Basler. Главным аргументом в пользу сотрудничества для нас стал широкий выбор камер, однако не менее важным фактором, наряду с наличием нужных нам компонентов, стало то, что в Basler с самого начала восприняли нас на равных и подтвердили уверенность в осуществимости нашей идеи. Тот факт, что к нам отнеслись как к равному партнеру, даже несмотря на то, что мы все еще находились на стадии стартапа, произвело на нас серьезное впечатление.
Мы высоко ценим Basler как гибкого и надежного делового партнера, который быстро реагирует на наши запросы и оказывает нам профессиональную поддержку во всех отношениях, например, без предварительной договоренности предоставляет во временное пользование различные модели камер, чтобы мы могли сравнить их, или помогает на этапе интеграции. Учитывая наши долгосрочные планы по расширению присутствия в других странах, нам не придется искать новых поставщиков на местах, поскольку мы сможем сотрудничать с уже проверенным партнером.
Компоненты этого решения
Хотите реализовать подобное решение? Обратите внимание на эти компоненты.