數(shù)字化閱片在病理診斷中的可重復性和正確率研究

唐仲平 崔權(quán)哲 包驥

[摘要]目的 探討數(shù)字化閱片在臨床病理診斷中的可重復性和正確率。方法 選取成都市第一人民醫(yī)院病理科于2015年9月診斷的300例連續(xù)組織學病例作為研究對象，將所有病理切片運用全切片圖像掃描技術(shù)（WSI）進行數(shù)字化掃描;再分別于2015年11月、2016年1月、2016年3月再次閱片后做出第一次數(shù)字化診斷、第二次顯微鏡診斷及第二次數(shù)字化診斷;最后對不同時間用不同方式診斷的四次結(jié)果進行比較，分析數(shù)字化閱片在臨床病理診斷中的可重復性和正確率。結(jié)果 同顯微鏡診斷一樣，數(shù)字化診斷在病變性質(zhì)及種類上均有很高的可重復性和正確率;同第一次數(shù)字化診斷與顯微鏡診斷的符合率比較，第二次數(shù)字化診斷與顯微鏡診斷的符合率明顯升高;無論是顯微鏡閱片還是數(shù)字化閱片，對疑難病例復診的正確率均高于初診。結(jié)論 數(shù)字化閱片在臨床病理診斷中有很高的可重復性和正確率。隨著病理醫(yī)師對數(shù)字化閱片的逐漸適應，數(shù)字化診斷會越來越貼近、甚至超越顯微鏡診斷的可重復性和正確率。

[關(guān)鍵詞]全切片圖像掃描技術(shù);數(shù)字化閱片;臨床病理診斷;可重復性;正確率

[中圖分類號] R446.8? ? ? ? ? [文獻標識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1674-4721（2020）1（c）-0028-04

[Abstract] Objective To investigate the repeatability and correctness of digital reading in clinical pathological diagnosis. Methods A total of 300 consecutive cases in Pathology Department of Chengdu First People′s Hospital diagnosed in September 2015 were chosen as research objects and all the slices were applied with digital scanning by whole slide images （WSI）. The author reviewed slices again and made the first digital diagnosis， the second microscopic diagnosis， the second digital diagnosis separately in November 2015， January 2016 and March 2016. The four diagnosis results at different times and in different ways were compared， and the repeatability and correctness of digital reading in clinical pathological diagnosis was analyzed. Results Just as microscopic diagnosis， digital diagnosis had high repeatability and correctness in the nature and types of lesions. Compared with the coincidence rate of the first digital diagnosis and microscopic diagnosis， the coincidence rate of the second digital diagnosis and microscopic diagnosis was significantly higher. Whether it was microscopic or digital reading， the correctness of re-diagnosis of difficult cases was higher than that of initial diagnosis. Conclusion Digital reading has high repeatability and correctness in clinical pathological diagnosis. With the gradual adaptation of pathologists to digital reading， digital diagnosis will be more and more close to， or even beyond microscopic diagnosis in the repeatability and correctness.

[Key words] Whole slide images; Digital reading; Clinical pathological diagnosis; Repeatability; Correctness

現(xiàn)代病理發(fā)展的三大方向包括?？撇±?、分子病理和數(shù)字病理。數(shù)字病理核心內(nèi)容是將傳統(tǒng)病理圖像數(shù)字化和數(shù)據(jù)化，數(shù)字化有利于病理信息的傳播和存儲，有利于病理信息的處理及挖掘。數(shù)字病理的用途主要包括教學[1-2]、診斷[3-8]、研究和檔案保存[9]四個方面。目前，數(shù)字病理在病理教學中運用較為廣泛，有時也用于少數(shù)疑難病例會診或術(shù)中冰凍切片的遠程會診[10-11]，但在日常病理診斷以及研究、檔案保存中幾乎未發(fā)揮作用[12-14]。成都市第一人民醫(yī)院病理科利用全切片圖像掃描技術(shù)（whole slide images，WSI）將每天產(chǎn)生的所有切片掃描成數(shù)字化切片。本研究將2015年9月診斷（第一次顯微鏡診斷）的300例連續(xù)組織學病例作為研究對象，之后分別做出第一次數(shù)字化診斷、第二次顯微鏡診斷和第二次數(shù)字化診斷，對比分析數(shù)字化閱片在臨床病理診斷中的可重復性和正確率，現(xiàn)報道如下。

1資料與方法

1.1一般資料

選取成都市第一人民醫(yī)院病理科于2015年9月診斷的300例（共計384張HE染色切片）連續(xù)組織學病例作為研究對象，其中男115例，女185例;年齡10～92歲，平均（45±15）歲;來自消化系統(tǒng)155例，乳腺及女性生殖系統(tǒng)82例，皮膚34例，軟組織與骨10例，泌尿系統(tǒng)與男性生殖器官7例，頭頸部7例，造血與淋巴組織3例，肺、胸膜、胸腺及心臟2例。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審核批準。

1.2方法

將病理切片運用Aperio全自動數(shù)字切片掃描系統(tǒng)（美國Aperio Technologies公司）掃描成數(shù)字化切片（20倍物鏡）。于2015年11月、2016年1月和2016年3月分別做出第一次數(shù)字化診斷、第二次顯微鏡診斷和第二次數(shù)字化診斷，對比分析數(shù)字化閱片在臨床病理診斷中的可重復性和正確率。

1.3觀察指標

本研究將病變性質(zhì)分為良性、交界性/癌前病變、惡性，病變性質(zhì)的符合情況分為符合和不符合;將病變種類的符合情況分為完全符合、部分符合和不符合，其中部分符合主要指病變種類的大類正確但亞型不正確或主要病變正確但漏診了一些次要病變。觀察指標包括兩次顯微鏡閱片的符合情況，兩次數(shù)字化閱片的符合情況，第一次顯微鏡與第一次數(shù)字化閱片的符合情況，第二次顯微鏡與第二次數(shù)字化閱片的符合情況。

請上級醫(yī)師常規(guī)閱片并為300個病例制定“標準答案”，觀察兩次顯微鏡閱片及兩次數(shù)字化閱片與“標準答案”的符合情況得出正確率。符合率/完全符合率/正確率較高的標準要求以上指標>90%。

1.4統(tǒng)計學方法

采用SPSS 22.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料用均數(shù)±標準差（x±s）表示;計數(shù)資料采用率表示，比較采用χ2檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2結(jié)果

2.1常規(guī)病理與數(shù)字化病理診斷病變性質(zhì)的符合情況

對300例組織學病例的病變性質(zhì)而言，兩次顯微鏡診斷的符合率（99.33%）及兩次數(shù)字化診斷的符合率（99.67%）均在98.00%以上。另外，兩次對比顯微鏡和數(shù)字化診斷的符合率亦均在98.00%以上。將四次診斷結(jié)果與“標準答案”比較，四次診斷均與“標準答案”符合的病例歸為普通病例（270例），四次中有任意一次診斷與“標準答案”不符合的病例歸為疑難病例（30例）。結(jié)果顯示，即使在30例疑難病例的病變性質(zhì)方面，兩次顯微鏡診斷的符合率（93.33%）及兩次數(shù)字化診斷的符合率（96.67%）均在90.00%以上。另外，第二次顯微鏡與第二次數(shù)字化診斷的符合率（96.67%）比第一次顯微鏡與第一次數(shù)字化診斷的符合率（86.67%）高10.00%（表1）。惡性病變（4例）的診斷符合率為100.00%（表2～5）。

2.2常規(guī)病理與數(shù)字化病理診斷在病變種類上的符合情況

對300例組織學病例的病變種類而言，兩次顯微鏡診斷的完全符合率（94.33%）及兩次數(shù)字化診斷的符合率（94.67%）都非常接近95.00%。另外，兩次對比顯微鏡和數(shù)字化診斷的完全符合率都在90.00%以上，且第二次顯微鏡與數(shù)字化診斷的完全符合率（97.66%）比第一次顯微鏡與數(shù)字化診斷的完全符合率（90.67%）高出接近7.00%。

但就30例疑難病例的病變種類而言，兩次顯微鏡診斷的完全符合率（43.33%）和兩次數(shù)字化診斷的完全符合率（46.67%）均在50.00%以下。但第二次顯微鏡與數(shù)字化診斷的完全符合率（76.66%）遠遠高出第一次顯微鏡與數(shù)字化診斷的完全符合率（6.67%）（表6）。

2.3常規(guī)病理與數(shù)字化病理診斷的正確率

兩次顯微鏡診斷和第二次數(shù)字化診斷的正確率均高于95.00%，而第一次數(shù)字化診斷的正確率（94.33%）也非常接近95.00%。且數(shù)字化診斷與顯微鏡診斷的正確率比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。

在30例疑難病例的診斷正確率方面，無論是顯微鏡閱片還是數(shù)字化閱片，復診（即第二次）的正確率均高于初診;更重要的是，顯微鏡復診比初診的正確率只提高了16.67%，而數(shù)字化復診比初診的正確率卻提高了26.67%（表7）。

3討論

在數(shù)字病理蓬勃發(fā)展的今天，數(shù)字化閱片的可重復性和正確率成了醫(yī)生和患者最關(guān)心的問題[15-18]。本研究通過將300例組織學病例的兩次顯微鏡診斷、兩次數(shù)字化診斷以及高年資病理醫(yī)生制定的“標準答案”進行對比分析，以此探討數(shù)字化閱片在臨床病理診斷中的可重復性和正確率。

本研究首先針對整組300例組織學病例，分析了顯微鏡診斷與數(shù)字化診斷的可重復性，結(jié)果顯示，兩次顯微鏡診斷在病變性質(zhì)上的符合率為99.33%，在病變種類上的完全符合率為94.33%;兩次數(shù)字化診斷在病變性質(zhì)上的符合率為99.67%，在病變種類上的完全符合率為94.67%。重要的是，所有不符合的病例中，并無惡性病變的漏診或過診斷，提示無論是患者最關(guān)注的病變良惡性，還是醫(yī)師追求的病理診斷精確性，數(shù)字化診斷都擁有與顯微鏡診斷同樣的高重復性。就病變性質(zhì)而言，兩次對比顯微鏡和數(shù)字化診斷的符合率都在98.00%以上，提示閱片者對病變性質(zhì)有較準確而穩(wěn)定的把握。

本研究還針對30例疑難組織學病例分析了顯微鏡診斷與數(shù)字化診斷的可重復性，結(jié)果顯示，兩次顯微鏡診斷在病變性質(zhì)上的符合率為93.33%，在病變種類上的完全符合率為43.33%;兩次數(shù)字化診斷在病變性質(zhì)上的符合率為96.67%，在病變種類上的完全符合率為46.67%，提示在疑難病例的性質(zhì)方面，顯微鏡診斷和數(shù)字化診斷均擁有很高的可重復性。但就疑難病例的病變種類而言，兩次顯微鏡診和兩次數(shù)字化診斷的完全符合率均不理想。但無論是病變性質(zhì)還是種類，兩次數(shù)字化診斷的符合率均略高于顯微鏡診斷，提示對于疑難病例而言，數(shù)字化診斷的可重復性略高，可能是由于數(shù)字化切片能永遠保持圖像質(zhì)量，而常規(guī)切片隨著時間的流逝，切片質(zhì)量的下降（褪色、灰塵、破損等）可能會對診斷造成一定的影響。

無論是針對整組300例組織學病例還是30例疑難病例，在病變性質(zhì)和種類兩方面，第二次顯微鏡閱片和第二次數(shù)字化閱片的診斷符合率均高于第一次顯微鏡閱片和第一次數(shù)字化閱片的診斷符合率，提示只要有專業(yè)的設備和訓練，病理醫(yī)生會越來越適應數(shù)字化閱片和診斷，數(shù)字化診斷與顯微鏡診斷的符合率也會明顯提升。

更重要的是，就整組300例組織學病例而言，第一次數(shù)字化診斷的正確率為94.33%，第二次數(shù)字化診斷的正確率為97.00%，這么高的正確率提示數(shù)字化閱片所做出的診斷是完全可以用于臨床工作的。就疑難病例而言，第一次數(shù)字化診斷的正確率為43.33%，第二次數(shù)字化診斷的正確率為70.00%，雖然兩次數(shù)字化診斷的正確率均不理想，但數(shù)字化復診比初診的正確率提高了26.67%，提示隨著病理醫(yī)生診斷經(jīng)驗的積累和對數(shù)字化閱片的熟練，數(shù)字化診斷在疑難病例的正確率方面還有很大的提升空間。

綜上所述，數(shù)字化閱片在臨床病理診斷中有較高的可重復性和正確率，并隨著病理醫(yī)師對數(shù)字化閱片的逐漸適應，數(shù)字化診斷會越來越貼近、甚至超越顯微鏡診斷的可重復性和正確率。另外，隨著人工智能技術(shù)的興起[19-21]，相信在今后日常病理工作中，WSI將逐步取代傳統(tǒng)切片的診斷地位。

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（收稿日期：2019-07-02? 本文編輯：任秀蘭）