臨床診斷數(shù)字化—開啟病理學(xué)的新時代

病理作為公認的診斷“金標準”，在疾病的診斷、治療乃至預(yù)后中具有舉足輕重的作用。隨著人口老齡化，癌癥等疾病的發(fā)病率在不斷上升，精準診斷的需求促使免疫組化等特殊檢查的申請量隨之上漲，從而導(dǎo)致病理醫(yī)生的工作量大幅增加。

臨床診斷數(shù)字化時代的到來

臨床診斷的全面數(shù)字化，避免了傳統(tǒng)玻片在分發(fā)、共享、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的諸多不便，大幅改善了病理診斷的質(zhì)量和效率，進而提升醫(yī)院整體治療水平和加快患者周轉(zhuǎn)率，是病理學(xué)發(fā)展的方向。早期的病理數(shù)字化，由于技術(shù)條件的不成熟以及成本的限制，僅限于對零星的典型病例的掃描存檔以及會診，而日常工作中病理醫(yī)生仍然以使用顯微鏡或者是電荷耦合器件(CCD)相機為主。

掃描技術(shù)和圖像重建技術(shù)的發(fā)展使得高清的數(shù)字切片已經(jīng)可以替代顯微鏡下觀察。2017年，美國食品藥品管理局(FDA)基于一項評估了約2 000例病例的大規(guī)模多中心研究的結(jié)果，批準了首個可用于病理臨床診斷的數(shù)字病理系統(tǒng)(飛利浦intelliSite)，該研究中來自4家醫(yī)院的16名病理科醫(yī)生對約2 000例病例的3 400張切片進行了16 000次的判讀，結(jié)果證明intelliSite數(shù)字病理系統(tǒng)得到的全切片圖像質(zhì)量與傳統(tǒng)顯微鏡觀測相一致，從而可用于臨床診斷。網(wǎng)絡(luò)和存儲的性能提升及成本下降則是使病理診斷的全面數(shù)字化變得現(xiàn)實及可行。千兆網(wǎng)絡(luò)、5 G等技術(shù)的普及使得高達數(shù)個GB的高清病理圖像的傳輸不再受限。隨著海量數(shù)據(jù)的存儲成本逐漸降低，多數(shù)醫(yī)院均已建立集中的數(shù)據(jù)存儲中心，病理科臨床診斷的全面數(shù)字化已逐漸實現(xiàn)。目前，世界范圍內(nèi)已經(jīng)有LabPON等數(shù)十家病理中心或者實驗室進行了全數(shù)字化的升級，病理臨床診斷的數(shù)字化時代已經(jīng)開啟。

臨床診斷數(shù)字化的價值

改善醫(yī)生工作體驗。長時間地盯著顯微鏡和持續(xù)快速的切換鏡頭容易引起醫(yī)生肩頸的嚴重問題，而經(jīng)過了染色干燥等諸多工序的切片往往帶有試劑和膠，會造成工作區(qū)的嚴重污染，受病理科空間有限，無法保證醫(yī)生有遠離污染的休息區(qū)和用餐區(qū)，而數(shù)字化診斷有效解決了上述問題。符合人體工程學(xué)設(shè)置的顯示器和鍵盤乃至觸摸板、3D鼠標等人機交互設(shè)備會減輕醫(yī)生的疲勞和不適；在電腦前閱片也避免了玻片對于醫(yī)生工作區(qū)和休息區(qū)的污染，將病理科醫(yī)生從刺鼻的氣味中解脫出來；尤其是面對新型冠狀病毒(2019-nCoV)等傳染性疾病的樣本時，將醫(yī)生與樣本隔離開可為保證醫(yī)生的安全提供保障。

數(shù)字化時代病理醫(yī)生可通過顯示器進行診斷

提升病理科工作效率。傳統(tǒng)的大量玻片需要人工整理、分發(fā)和回收，費時費力且極易出錯。病理醫(yī)生拿到切片后首先要核對患者信息和切片數(shù)量，確認切片無誤。當患者做免疫組化等多種特殊檢查后，醫(yī)生需要切換多個玻片，難以比較患者同一部位的不同染色結(jié)果。診斷數(shù)字化的專業(yè)流程和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)使得數(shù)字切片的分發(fā)快速而準確，在節(jié)省人力的同時，還可避免錯發(fā)或漏發(fā)切片，提升診斷的安全性。在屏幕上閱片可提升診斷的效率。診斷數(shù)字化與醫(yī)院信息系統(tǒng)集成，使醫(yī)生一目了然地掌握患者的全部診斷信息。人工智能(AI)等高級分析技術(shù)則會使臨床中越來越多的定量測量，如計數(shù)、測距等變得省時省力，且準確性和可重復(fù)性都大幅提升。

優(yōu)化病理資源配置。數(shù)字化診斷突破了地域的限制，醫(yī)生可在家中或外出開會途中隨時工作。在應(yīng)對新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)疫情中，F(xiàn)DA特意許可醫(yī)生在此期間使用特定的家用顯示器和飛利浦IntelliSite數(shù)字病理解決方案在家中進行遠程病理診斷。不同院區(qū)或者不同醫(yī)院之間的會診咨詢時，數(shù)字切片可以快速分享而無需擔心運輸造成切片損壞或者丟失。支持同屏實時共享的系統(tǒng)和分級壓縮重建的圖像技術(shù)使得多方實時交流互動非常方便，為區(qū)域病理中心的建立打下了基礎(chǔ)。區(qū)域病理中心的模式將使寶貴的病理醫(yī)生資源得到充分的利用和整合，促進整個區(qū)域的病理診斷水平乃至整體疾病診療水平的提升。

數(shù)字化時代的遠程會診中病理醫(yī)生可實時共享及互動

挖掘病理數(shù)據(jù)價值。隨著醫(yī)療大數(shù)據(jù)觀念的不斷普及，診斷數(shù)字化將臨床工作中的病理信息成為計算機可識別的醫(yī)療數(shù)據(jù)，是病理大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。而數(shù)據(jù)化的病理信息則可連接未來的基因分析平臺和腫瘤多學(xué)科診療平臺等臨床決策平臺，使醫(yī)療決策更全面更智能。病理AI分析技術(shù)也依靠于大量的病理數(shù)據(jù)，相比于目前AI公司基于各自研發(fā)的產(chǎn)品而特地對少量病例進行拍照和勾畫的模式而言，臨床流程數(shù)字化將方便而自然地構(gòu)建通用的AI訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫，減少了很多重復(fù)勞動，也大幅提升了數(shù)據(jù)量，極大提升病理AI輔助診斷系統(tǒng)的效能和開發(fā)速度。

目前數(shù)字病理的圖片格式尚不統(tǒng)一，尚需廠家的數(shù)據(jù)格式必須完全開放，從而保證數(shù)據(jù)長遠的可用性。AI等高級分析工具的生命力在于能使醫(yī)生在臨床工作中隨手可用，而非局限于特定的孤立工作站中，這也要求圖像診斷平臺是開放的，可與第三方的分析工具相集成，從而真正提升醫(yī)生的工作效率。只有開放的數(shù)據(jù)格式和開放的系統(tǒng)平臺才能真正地創(chuàng)建病理大數(shù)據(jù)庫，提升病理數(shù)據(jù)的價值，從而服務(wù)于臨床乃至產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

臨床診斷數(shù)字化的實現(xiàn)

首要考慮法規(guī)問題，如相應(yīng)的數(shù)字病理系統(tǒng)是否被國家藥品監(jiān)督管理局批準可用于病理診斷，以及有無其他國際上的相關(guān)注冊等。收費體系也是影響因素，如江蘇、云南等地已經(jīng)開始數(shù)字掃描的收費，按其收費價格算，可在一年內(nèi)回收相應(yīng)的投資成本，以減輕醫(yī)院在資金上的負擔。

臨床數(shù)字化技術(shù)與現(xiàn)有的會診和(或)科研數(shù)字掃描相比，是海量數(shù)據(jù)的生成、傳輸和存儲的問題，需要醫(yī)院各方面通力合作。高速而穩(wěn)定的掃描系統(tǒng)是滿足臨床需求的必要條件，全自動設(shè)計以實現(xiàn)無人值守的掃描可節(jié)省人力，而高速的掃描可以更少的掃描儀來滿足日常所需，空間和維護的成本都更低。每張數(shù)字切片大小依據(jù)樣本尺寸不同在1至數(shù)個GB之間，而醫(yī)生在診斷時則需要對如此大的圖像做快速的放大縮小和移動。除對網(wǎng)速提出較高要求外，需要專用的圖像壓縮和重建技術(shù)，如iSyntax格式是將圖像做小波變換等處理后進行分級存儲和壓縮，減少服務(wù)器之間傳遞的數(shù)據(jù)量，實現(xiàn)更快的圖像傳輸和重建。在海量的數(shù)據(jù)存儲中，中等病理科一年的切片量為20余萬張，頂級病理科可達100余萬張，病理科一年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量達數(shù)百TB，要求系統(tǒng)有完善的分級存儲體系，既通過高速存儲架構(gòu)保證短期的數(shù)據(jù)可被快速調(diào)閱，也有大容量架構(gòu)以經(jīng)濟地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的長期存儲。而iSyntax的特有壓縮技術(shù)避免了其他格式的冗余存儲，可最大程度地節(jié)約數(shù)據(jù)存儲空間。因此，只有病理科、信息科和醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)層的相互配合，在專業(yè)醫(yī)療信息化解決方案供應(yīng)商的支持下，采用覆蓋診斷全流程的整體方案，方能最終實現(xiàn)臨床診斷的全面數(shù)字化。