Создали платформу OpticElastograph для исследований в онкологии, дерматологии и хирургии
- Заказчик
- Заказчики — специалисты компании «Оптикэластограф», куда входят ученые ИПФ РАН.
- Задача
- Создать веб-платформу для исследований в области онкологии, хирургии, косметологии и дерматологии, которая позволит обрабатывать томограммы и получать новую информацию о биоткани.
Вместе с компанией «Оптикэластограф» мы разработали веб-платформу с вычислительным кластером, которая помогает ученым и исследователям бороться с раком и другими серьезными заболеваниями. Ее будут использовать для исследований в области онкологии, хирургии, косметологии и дерматологии.
Веб-платформа OpticElastograph:
- позволяет запускать и применять программы для глубокого анализа томографических сканов;
- может собирать и анализировать данные, которые до этого были недоступны;
- позволяет ускорить исследование с помощью пакетной обработки сканов;
- справляется с образцами, которые раньше было сложно анализировать;
- автоматически выдает необходимую информацию врачам и ученым;
- позволяет делиться результатами с коллегами.
Новые данные помогают ученым в борьбе с раком. Повышают точность диагноза, помогают увидеть четкие края опухоли и подобрать лечение, увеличивают шансы сохранить орган при операции. Кроме онкологии данные такого порядка нужны в хирургии, косметологии, разработке и тестировании лекарств.
Вывели обработку томографических сканов на веб-платформу
Специалисты компании «Оптикэластограф», куда входят ученые ИПФ РАН, разработали алгоритмы, которые обрабатывают томографические сканы и дают новую информацию о свойствах биоткани. Например, эти программы могут визуализировать кровеносные сосуды, находить зависимости между параметрами, строить карты деформаций и жесткости тканей, моделировать новые сканы — подсветить то, что нужно увидеть врачу или исследователю.
Riverstart интегрировали программы с платформой OpticElastograph, которую могут применять в медицинских исследованиях во всем мире. Обработка происходит потоково посредством Octave в контейнерном исполнении на вычислительном кластере. Его архитектура спроектирована DevOps инженерами компании Riverstart. Он разворачивается в любом облачном дата-центре.
Обработчики можно установить на ПК исследователя или медицинского работника и использовать стационарно. Выведение обработчиков на веб-платформу открывает новые возможности для исследований. Веб-сервис OpticElastograph переносит обработку на облачный вычислительный кластер нужной мощности и позволяет:
- обрабатывать сканы пакетно и за меньшее время;
- создавать единый аккаунт на несколько ПК для сотрудников организации;
- запускать обработку с любого устройства и любую ОС через личный кабинет в сервисе.
Платформа содержит множество программ для обработки и позволяет индивидуально настраивать ПО под потребности отдельных клиентов. Например, добавлять алгоритмы под конкретные задачи, биоткани, органы и приборы разных производителей.
Выделили пользовательские роли
Администрируют сервис сотрудники ООО «Оптикэластограф». У них есть доступ к пользовательским аккаунтам и балансу, они назначают пользователям уникальные контейнеры для обработки и настраивают в контейнерах поля, по которым система будет анализировать сканы.
Так в интерфейсе выглядит добавление нового обработчика на платформу. Есть возможность внести нужные параметры и мощность виртуальной машины, необходимой для обработки:
Проработали процесс использования
Пользователи платформы — исследователи, ученые, медицинские работники клиник и лабораторий — загружают в систему сканы и запускают задачи на обработку.
В личном кабинете платформы пользователь может загрузить в облако ОКТ-томограммы и применить модальности, разработанные для анализа. К примеру:
- эластографию — картирование жёсткости биоткани;
- деформационный имаджинг — картирование деформаций различной природы;
- анализ амплитудного сигнала;
- ангиографию — контрастное исследование кровеносных сосудов;
- другие модальности.
Сканы томографа тяжеловесные, их неудобно загружать через веб-интерфейс, поэтому для загрузки сканов используется S3-хранилище.
Реализовали управление задачами
После загрузки сканов пользователь формирует задачу и запускает анализ. Сервис интегрирован с кластером обработки: кластер выполняет задачу, сервис выводит результат в интерфейсе.
Задачи можно запускать массово, выбрав несколько сканов из файлового хранилища. Пользователь выбирает группы и поля параметров анализа в зависимости от результата, который он хочет получить. В аккаунте пользователя сохраняются результаты обработки сканов, чтобы он мог к ним вернуться.
Для оптимизации работы в сервисе предусмотрено динамическое управление нагрузкой: при появлении нагрузки система создает виртуальные машины для обработки задач и удаляет их, если нагрузки больше нет.
Проработали интерфейс
Обработка позволяет сегментировать верхний слой биоткани трёхмерного ОКТ-скана с возможностью просмотреть и оценить среднюю толщину слоя покадрово и на всем трехмерном снимке.
В интерфейс выводится структурное изображение, эластограмма, спектр жёсткости и зависимости параметров друг от друга: давления от деформации биоткани, жесткости от деформации и жесткости от давления.
Обработанными задачами в списке можно управлять: открыть для просмотра, загрузить результаты, повторить или закончить, если задача ещё не выполнена:
Проработали тарифы
Сервис монетизируется с помощью тарифов. У пользователя есть баланс — количество доступных ему запусков контейнеров на обработку, баланс можно пополнять через запрос к администратору. Задачи на обработку сканов запускаются по очереди, приоритет обработки имеют задачи от пользователя с наивысшим тарифом.
Пользователям с более низкими тарифами нужно ждать чуть дольше: на 10 задач пользователя с наивысшим тарифом система обрабатывает одну задачу простого пользователя.
Так выглядит отображение текущего баланса: количество запусков обработчиков с историей списаний и зачислений.
Организовали отчеты
Пользователю и администратору доступна подробная статистика по выполненным задачам и расходам. Исследовательский центр, клиника или другая организация могут формировать отчеты по затратам и проведенным обработкам сканов, а также следить за объемом файлового хранилища, куда они загружают сканы.
Результат: сервис выходит на рынок и вызывает интерес на мировом рынке
Платформа для обработки сканов OpticElastograph создана, протестирована и готовится к выходу на массовый рынок. На первом этапе планируется перевод текущих пользователей эластографического ПО — медицинских учреждений и университетов — на использование веб-платформы для обработки сканов.
Сервис, адаптированный для англоязычных пользователей, вызвал интерес на мировом рынке: его уже успели представить на презентациях в Китае и ОАЭ, в планах демонстрация в США.
Тренд в здравоохранении — использование технологий искусственного интеллекта, чтобы автоматизировать диагностику заболеваний, отслеживать динамику показателей, подбирать дозировки лекарств и увеличивать точность хирургических манипуляций. Разработчики также тестируют применение нейронных сетей для обработки показателей сканов и обнаружения патологий.
