— Мы в Клинике на экспертном уровне занимаемся лечением мочекаменной болезни. Это довольно распространенное и к тому же системное заболевание. В этом его можно сравнить с сахарным диабетом. Только на базе нашей клиники в прошлом году было проведено порядка 700 операций по удалению мочевых (почечных) камней. К сожалению, удаление камней не является решением проблемы раз и навсегда. В течение 5 лет после операции 50 % пациентов сталкиваются с рецидивом. Однако его можно предупредить или хотя бы отложить на более продолжительный срок. Для этого необходимо точно знать химический состав камней, которые образовываются в почках пациента, так как рекомендации врач может составить, отталкиваясь именно от этой информации. Во время выписки мы отдаем пациенту фрагмент конкремента (камушка. — Прим. ред.), извлеченного в ходе операции, и рекомендуем его отнести в лабораторию. Загвоздка в том, что такой анализ требует от пациента дополнительных финансовых и временных затрат. Необходимо самостоятельно найти лабораторию, выполняющую данное исследование, и оплатить его. Комплаентность, то есть приверженность пациента дальнейшему лечению, при этом снижается. Как показывает мировая статистика, только 20 % пациентов доходят до лаборатории и обращаются к врачу с результатами анализа, чтобы получить рекомендации, направленные на предупреждение рецидива: от соблюдения диеты до приема медикаментозных препаратов. Подчеркну, что такая статистика характерна не только для России, так обстоят дела во всем мире.

— Во-первых, этот анализ стоит от пяти до семи тысяч рублей. Во-вторых, его делают до 10 дней. В-третьих, его проводят не в каждой лаборатории, до нее еще нужно дойти. Например, в нашей клинике лаборатория находится на первом этаже, отправить камень на анализ пациенты могут не выходя из здания. Однако не везде есть такие условия. Чаще всего человеку нужно сначала найти лабораторию, добраться до нее, заплатить деньги, потом ждать результаты. Все это растягивается во времени, а ведь острота проблемы снята, боли больше не беспокоят, можно заниматься решением своих многочисленных бытовых задач. Погружаясь в рутину, большинство пациентов до лаборатории не доходят. Естественно, через несколько лет они вновь попадают в клинику с рецидивом.

— Не просто перенести, ведь поставить анализатор в операционный блок технически можно и сегодня. Мы хотим, чтобы хирург уже в ходе операции, не извлекая эндоскоп из пациента, получал достоверную информацию о составе камня и мог использовать ее для выбора вида применяемой энергии, ее мощности и режима при проведении литотрипсии (дробления камней в почках и мочеточнике. —Прим. ред.).

— Мы никак не вмешиваемся в саму процедуру проведения литотрипсии, а используем имеющиеся возможности, дополняя их технологиями искусственного интеллекта и машинного обучения. В ходе контактной литотрипсии хирург вводит в мочевыводящие пути пациента эндоскоп. К нему подключена видеокамера, с которой врач получает изображения камней на монитор. Нам пришла в голову идея создать мини-компьютер, который можно было бы подключить через HDMI (интерфейс, который используется для передачи изображения, звука и видео. — Прим. ред.) к видеовыходу блока видеокамеры эндоскопа. При включении он может считывать видеопоток и пересылать его на облачный сервер, где c помощью технологий ИИ происходит обработка изображений, сопоставление с базой данных. На экран выводится уже результат анализа камня с указанием вероятности (например, что это оксалат моногидрат или оксалат дигидрат).

— Это одно из важных преимуществ нашей разработки. В нашей базе уже содержится более 200 видеоизображений камней с различным химическим составом. Я не видел в открытом доступе подобного набора данных, тем более с такой выборкой. Dataset будет еще пополняться.

Различают порядка 21 группы камней. Мы распределили их на четыре основных группы — они встречаются в 90 % случаев. Есть также камни со смешанным составом, разной формы. Включение таких изображений станет нашим следующим шагом в направлении расширения базы. Подчеркну, что уже сейчас имеющихся данных достаточно для проведения тестовых заданий перед клинической апробацией.

— Хирург оценивает визуально, опираясь на свои знания и опыт. Может показаться, что это несложно — научиться различать четыре типа камня. Однако такая оценка достаточно субъективна. Как показывают исследования, в среднем ее точность составляет менее 70 %, что является довольно низким результатом. Мы хотим, во-первых, снизить вероятность ошибки до 2–3 %, а во-вторых, создать такую технологию, которая была бы применима для всех и везде.

— Она может ускорить проведение операции. Например, сегодня литотрипсия стандартно длится в среднем около 40 минут. По нашим оценкам, благодаря программно-аппаратному комплексу по интраоперационному распознаванию состава почечных камней мы можем сократить процедуру до 30 минут. Что уже хорошо, если понимать, что стоит за этими 10 минутами. Очевидно, уменьшается длительность анестезии и ее влияние на организм пациента. Параллельно сокращается время работы хирурга и других медицинских специалистов, а значит, снижается их нагрузка. Что обычно не берут во внимание, но что стоит денег — время работы операционной. Наша разработка поможет повысить эффективность ее использования как в медицинском, так и в экономическом ключе.

Мы также надеемся, что увеличится число пациентов, соблюдающих клинические рекомендации для метафилактики (комплекс лечебно-профилактических мер, направленных на предупреждение рецидива. — Прим. ред.) рецидива мочекаменной болезни. Им не придется самостоятельно организовывать проведение анализа химического состава почечных камней.

Все это ожидаемые результаты. Они могут и будут скорректированы после проведения тестирования технологии в клинических условиях.

— На данный момент написан код, создан тестовый dataset и прототип устройства. Вскоре приступим к тестированию — нашей первоочередной целью станет проверка совместимости оборудования.

— Помимо меня и нашего идейного вдохновителя Наримана Казихановича Гаджиева (заместитель главного врача по медицинской части Клиники высоких медицинских технологий имени Н. И. Пирогова СПбГУ, врач-уролог, д. м. н., профессор кафедры урологии Медицинского института СПбГУ. — Прим. ред.), в проекте задействован еще один врач-клиницист. Конечно, невозможно было бы реализовать наши цели и задачи без IT-специалистов. В рамках проекта мы сотрудничаем с коллективом Центра искусственного интеллекта и науки о данных СПбГУ, в частности с его директором Константином Сергеевичем Амелиным и Екатериной Ивановной Мосейко, руководителем команды разработки. Они берут на себя всю техническую сторону проекта. Взаимодействие между подразделениями Университета осуществляется при помощи заместителя начальника Управления научных исследований Ивана Владимировича Карнаухова.

В нашей клинике традиционно осуществляется всевозможная поддержка научных проектов. Главный врач клиники доктор медицинских наук, профессор Дмитрий Дмитриевич Шкарупа всегда в курсе передовых научных разработок и лично курирует многие направления.

— На сегодняшний день проект финансируется на средства гранта Фонда содействия инновациям. Однако их недостаточно, поэтому мы открыты для любой поддержки.
Врачи часто работают на вдохновении. Например, я могу много сделать на энтузиазме бесплатно, просто потому что я так воспитан, просто потому что мой вид деятельности предполагает работу на результат, который будет в каком-то отдаленном будущем и который необязательно будет финансовым, скорее репутационным. Однако работа членов нашей команды, высококвалифицированных специалистов, должна быть оплачиваема. Мы бы чувствовали себя свободнее, имея более ощутимую финансовую подушку.

Подчеркну: несмотря ни на что, команда проекта справляется. В первую очередь мы коллеги и работаем в одной структуре, в СПбГУ, это нас консолидирует. Мы должны продемонстрировать, что специалисты из таких разных структурных подразделений, как медицинское и техническое, могут успешно и продуктивно взаимодействовать. Наша ближайшая задача — протестировать прототип. Завершив этот этап, мы сможем претендовать на дополнительные инвестиции.

— Потому что тот бум стартапов, в том числе медицинских, когда деньги давали за идею, прошел. Это в 2010-х на идею давали миллиарды долларов. Однако 99 % этих задумок не «выстрелило», поэтому многие потеряли деньги и сейчас готовы выделять инвестиции под конкретный продукт, когда уже есть что показать.

Как только мы будем уверены в работоспособности прототипа программного-аппаратного комплекса, можно будет вести переговоры с потенциальными индустриальными партнерами, например с производителями медицинского оборудования и визуализационных систем.

— Работы такие велись на протяжении последних четырех-шести лет. В частности, была предпринята попытка разработать технологию идентификации почечных камней по снимкам с камеры смартфона. Анонсировалась работа с похожим на наше решением лет пять назад, однако устройство в итоге не презентовано и никаких новых публикаций не появилось. Из чего можно сделать вывод, что по каким-то причинам технология развития не получила. Мы изучили и изучаем все, что находится в открытом доступе, учитываем ранее полученные коллегами данные. По имеющейся у нас информации, готового решения, аналогичного тому, над которым мы работаем, на рынке нет.

Стоит также учитывать, что для нас сейчас интеллектуальные возможности многих стран закрыты. Мало кто будет делиться с нами технологиями, поэтому нам нужно рассчитывать на себя. По большому счету, то, что делает наша команда, — это вклад в копилку технологического суверенитета России.

— Это очень интересный вопрос, ответ на который будет разным в зависимости от того, какое техническое воплощение получит разработка. Например, медицинское оборудование должно проходить обязательную процедуру регистрации. Это довольно долго и дорого, что, естественно, повлияет на конечную стоимость продукта. Электронный аппарат не обязательно должен быть признан медицинским изделием. Компьютеры таковыми не являются, хотя стоят сегодня в каждой операционной. В этом случае, по приблизительным данным, готовое устройство может стоить несколько сотен тысяч рублей. Это совсем небольшая цена по сравнению с теми выгодами, которые получают медицинские организации и пациенты. Внедрение нашей разработки в хирургическую практику способно, во-первых, повысить рейтинг и престиж медицинского учреждения, специализирующегося на лечении и проведении операций пациентам с мочекаменной болезнью. Во-вторых, оптимизировать работу урологического отделения клиники, благодаря чему сэкономить значительные средства. Последний (но не по значимости) — социальный эффект. Пациентам не придется самостоятельно и за свой счет проводить анализ химического состава почечных камней. Мы надеемся, что, имея на руках данные сразу после операции, пациенты будут чаще обращаться к урологам для получения рекомендаций, направленных на предотвращение рецидива. В конечном итоге это позволит экономить средства фонда системы ОМС на проведение повторных операций.

— Даже если не говорить о недружественных странах, потенциальный рынок сбыта гигантский: вся Центральная Азия, Ближний Восток и Аравийский полуостров. В этих регионах распространена мочекаменная болезнь, а доступность проведения анализа химического состава почечных камней либо низкая, либо вообще отсутствует. Например, в Казахстане работает всего одна лаборатория, в которой можно сделать анализ камней. Крупные игроки рынка лабораторной диагностики не хотят развивать это направление, поскольку анализ, как я говорил, не дешевый и не рутинный.

Тем временем мы наблюдаем четкую тенденцию к увеличению заболеваемости. Например, в России с 2005 по 2019 год количество новых случаев мочекаменной болезни увеличилось на 14 %.

— Потенциально аппаратно-программный комплекс может быть адаптирован для выявления и диагностики, в том числе гистологической, опухолевых процессов мочевыводящих путей, например рака мочевого пузыря, почечной лоханки. Но определенно о перспективах развития технологии можно будет говорить после проведения тестирования прототипа в клинических условиях.

— Отчетность по грантам, причем очень формализованная, оттягивает на себя много ресурсов. Приходится тратить время на формальные моменты, которые, наверное, важны кому-то для отчетности, но, к сожалению, иногда приводят к недопониманию между членами команды и замедляют работу непосредственно над проектом. Одновременно я прекрасно понимаю, что сложная отчетность отсекает тех людей, которые не нацелены на результат, а просто условно осваивают бюджетные или грантовые средства. Из-за таких недобросовестных людей хорошим ребятам приходится терпеть (улыбается. — Прим. ред.).