Генетические исследования в облаке. Опыт МКНЦ

Московский клинический научно-практический центр имени А. С. Логинова работает с пациентами на любом этапе лечения, от диагностики до реабилитации, а также изучает генетические причины и риски возникновения социально значимых заболеваний.

С помощью инструментов Yandex Cloud команда МКНЦ смогла быстро и качественно масштабироваться, без лишних затрат улучшить инфраструктуру для научных исследований и видеотрансляций операций.

Готовые решения нашего партнёра Neuro.net сейчас автоматизируют взаимодействие с 300 000 пациентов центра. Инструменты Compute Cloud обеспечивают надёжное хранение и экономную обработку терабайт клиентской и научной информации.

Московский клинический научно‑практический центр имени А. С. Логинова (ГБУЗ МКНЦ имени А. С. Логинова ДЗМ) — многопрофильное лечебное, научное и учебное учреждение. В Центре проводят полный цикл лечения: от диагностики до реабилитации. Сочетая традиционные методы с новейшими технологиями, сотрудники МКНЦ выполняют уникальные малоинвазивные операции, в том числе при онкологических патологиях.

С 2018 года Центр персонализированной медицины на базе МКНЦ исследует генетическую предрасположенность к социально значимым онкологическим и хроническим заболеваниям: почему опухоли становятся злокачественными, кто в группе риска, какие участки ДНК указывают на заболевание, как выявить опасные мутации.

С помощью облачных технологий МКНЦ планировал:

• автоматизировать взаимодействие с клиентами до и после приёма у врача. В частности, подобрать готовое решение для автоматизации колл‑центра и разработать новую версию сайта;
• создать площадку, чтобы транслировать операции в прямом эфире и хранить их записи;
• решать задачи в области генетики, в том числе хранить и обрабатывать данные о человеческих геномах объёмами в десятки гигабайт;
• перевести сайт и документацию на английский язык.

Изначально для автоматизации процессов МКНЦ пользовался сервисом из Нидерландов, но затем российское законодательство обязало компании хранить персональные данные пользователей на территории России. Переезд оказался довольно болезненным: никак не удавалось найти подходящее облако, почти все вопросы приходилось решать звонками в техподдержку. При этом учёным Центра персонализированной медицины перестало хватать возможностей настольных компьютеров. Команда Центра решила найти новую облачную площадку.

Yandex Cloud оказалась наиболее подходящим вариантом, удовлетворяющим требованиям законодательства. Центр может самостоятельно управлять вычислительными мощностями, не занимаясь при этом поддержкой физической инфраструктуры, и безопасно хранить персональные данные.

С помощью платформы Центр хотел решить несколько задач:

• Свободно работать с большими объёмами данных (в том числе методами ML). Геном одного человека занимает около 70 гигабайт. Суммарный объём данных МКНЦ и его научных партнёров — сотни терабайт, которые нужно где‑то хранить. И это только сырые данные — чтобы их обработать, требуется не один промежуточный файл.
• Наладить трансляцию для большой аудитории и сохранять записи. МКНЦ первыми в России почти 10 лет назад начали проводить операции в прямом эфире и собирались перенести трансляцию в облако. Требования к новой площадке были стандартные: стабильное соединение и качественное видео.
• Создать новый сайт: обновить интерфейс, а также безопасно хранить данные тысяч пациентов. Так как количество пациентов МКНЦ растёт, увеличивается количество учётных записей и персональной информации, которую надо бережно хранить и быстро обрабатывать. Чтобы сайт был полезен и клиентам, и сотрудникам, важно было не только улучшить интерфейс с эстетической точки зрения, но и добавить новые функции, в том числе для автоматизации колл‑центра.

Для всех этих целей подошли масштабируемые мощности Yandex Compute Cloud.

• Перевести медицинскую документацию и материалы сайта на английский язык. Нужно было перевести все материалы, вплоть до категоризации и цен, делать это вручную было бы слишком долго и трудозатратно.

Решать задачу изначально планировали с помощью Yandex Translate.

Для исследований Центра персонализированной медицины команда МКНЦ выбрала Compute Cloud.

Изучая образцы ДНК, можно выявить причины и риск‑факторы, которые уже привели к онкозаболеванию, или же предотвратить опасные мутации у тех, кто генетически к ним предрасположен.

В онкогенетике критически важно проводить исследования быстро: время работает против пациентов. В МКНЦ создали нейросеть для изучения геномов, которая ищет подозрительные отклонения и отличает опасные мутации от безобидных. Когда персональные компьютеры учёных перестали справляться c ML‑обработкой большого объёма данных, потребовались дополнительные вычислительные мощности. Закупать новые машины в МКНЦ не хотели: железные решения дорогие и требуют поддержки.

Compute Cloud предоставляет пользователям виртуальные машины требуемой конфигурации: можно выбрать число ядер процессора, объём памяти и количество дисков. МКНЦ сразу оценил удобство — масштабировать мощности стало возможно простым передвижением ползунка.

Центру хватило всего одной виртуальной машины. Её настройка заняла пару дней. Сейчас учёные написали, протестировали и запускают все необходимые для обработки и анализа данных скрипты, осталось только оптимизировать их.

Автоматизировать взаимодействие с клиентами МКНЦ помог партнёр Yandex Cloud — Neuro.net. Учётные системы регистратуры интегрировали с цифровым колл‑центром, и теперь пациенты могут быстро записаться на приём к врачу и получить напоминание о записи, общаясь только с роботом. А если всё‑таки понадобится помощь оператора‑человека, любые действия с амбулаторной картой пациента он сможет совершить в режиме одного окна: вся информация сразу будет доступна. Сейчас Центр тестирует робота, который за полчаса до приёма высылает пациенту сообщение с номером нужного кабинета.

Поручив рутинный труд роботам, МКНЦ освободил сотрудникам регистратуры время и ресурсы для работы с нестандартными случаями.

Трансляции операций МКНЦ проводит с помощью Compute Cloud. Важно, что МКНЦ может взаимодействовать с сервером самостоятельно, не обращаясь в техподдержку Yandex Cloud, что очень сильно упрощает работу. Центр использует Wowza Media Server, который позволяет как потоково транслировать видео, так и отдавать его по запросу.

МКНЦ ещё в 2011 году первым в России начал транслировать свою работу и со временем предоставил такую возможность другим российским врачам. В качестве показательных операций МКНЦ выбирает самые интересные: это и уникальная роботическая хирургия печени, и небанальные случаи стандартных вмешательств. Сегодня 90% собранной информации — это UGC‑контент: прямые эфиры от профессиональных медиков.

Для организации трансляций выбрали Kernel Video Sharing. Эта платформа лучше всего отвечала техническим требованиям и обладала более гибкими возможностями кастомизации, чем решения с использованием популярных CMS.

Новый сайт МКНЦ развёрнут на виртуальных машинах Compute Cloud, а клиентские данные хранятся в MySQL. Теперь пациентам доступно всё, что нужно: каталог диагностических исследований, электронное расписание, справочные материалы о заболеваниях. Чувствительные данные зашифрованы в соответствии с требованиями 152‑ФЗ, GDPR, индустриальными стандартами ISO и PCI DSS.

Сейчас МКНЦ анализирует действия посетителей сайта: например, сколько раз они обновляют страницу с записью, как на неё попадают, когда нажимают на номер телефона, чтобы позвонить прямо с сайта, а когда — на кнопку «Записаться». Это помогает улучшать качество работы сайта и системы взаимодействия с пациентами в целом.

Чтобы переводить сайт и документы на английский язык, МКНЦ использует Yandex Translate — сервис машинного перевода, в основу которого лёг опыт создания Яндекс Переводчика. С помощью технологий машинного обучения Translate удалось перевести материалы сайта МКНЦ с учётом особенностей профессиональной терминологии. Сейчас реализован алгоритм, который в автоматическом режиме переводит новые материалы, в том числе медицинские заключения.

Сервисы Yandex Cloud позволили МКНЦ решить текущие задачи:

• Проводить масштабные исследования десятков терабайт данных геномов с помощью нейросети. Благодаря гибкому управлению виртуальными машинами и масштабированию по требованию удалось обойтись без лишних затрат на инфраструктуру.

• Создать современную, гибкую и отказоустойчивую систему взаимодействия с пациентами: автоматизировать колл‑центр и интегрировать его с сайтом. За два года, которые МКНЦ работает с Yandex Cloud, число зарегистрированных пациентов увеличилось с 30 000 до 300 000. Это огромная цифра для медицинского учреждения. Быстро запустить сервис и своевременно масштабироваться пропорционально росту нагрузки на колл‑центр МКНЦ помогли решения Neuro.net.

• Поддерживать и развивать сайты с прямыми трансляциями операций и архивами видеозаписей.

• Надёжно и безопасно хранить чувствительные данные о клиентах в соответствии с федеральными и индустриальными стандартами.

• Улучшить систему расписаний и логику работы прейскурантов. МКНЦ тщательно анализирует обратную связь от клиентов и улучшает mknc.ru. Также Центр научился направлять пациентов в нужный корпус или кабинет без похода в регистратуру.

• Быстро и качественно переводить сайт и специфическую документацию на английский язык. Тексты на портале объёмные, сложные и с точки зрения структуры, и с точки зрения содержания. Из‑за этого медицинские документы (например, выписки из стационара) чаще всего невозможно обработать по частям, только целиком. За последние полгода МКНЦ перевёл более 1750 текстов с помощью Yandex Translate.