中國數字病理發展展望

包 驥，步 宏

(四川大學華西醫院病理研究室，四川 成都 610041)

中國數字病理發展展望

包 驥，步 宏

(四川大學華西醫院病理研究室，四川 成都 610041)

全載玻片成像掃描(Whole Slide imaging， WSI)技術及其衍生的一系列數字病理技術和方法為改變傳統臨床病理診斷方法，探索計算機輔助臨床病理診斷和提高遠程病理會診的學術培訓交流創造了新的機會。隨著人工智能技術的興起，相信在今后病理日常工作中WSI技術將逐步替代傳統切片的診斷地位。本文從臨床診斷病理的角度出發，闡述數字病理的發展階段、特點和面臨的挑戰，討論今后數字病理在中國的發展方向。

全載玻片成像掃描；數字病理；遠程病理

病理科主要任務是為臨床提供明確的疾病診斷和精準的疾病分類以指導治療。病理診斷是疾病診斷中的“金標準”，尤其是在腫瘤確診中，病理診斷極其重要，病理科診斷水平決定了醫院診療水平。傳統上病理醫生借助顯微鏡觀察玻璃病理切片上的細胞學和組織學病變確定疾病類型，閱片效率低，信息傳遞困難。目前我國基層醫院病理科發展明顯滯后，一方面病理醫生極為缺乏，據國家衛生計生委統計，全國有執照的病理醫生不足一萬人，而我們自己了解的情況，估計我國的診斷病理醫生應該也超不過二萬五千人。按照每100張病床配備1～2名病理科醫師的要求計算，缺口高達數萬人。同時在各級醫院的分布也極不均衡，導致基層醫院病理科接診的患者遠遠不如省、市級大醫院，而大醫院又承接了過負荷的患者數量，導致其病理科嚴重超負荷，而基層醫院病理科門可羅雀的現象。由于接診量小，基層醫院病理醫生診斷水平不高，有報道顯示上級醫院復診符合率僅為26%，腫瘤誤診率高。

全載玻片成像掃描(Whole Slide imaging， WSI)技術是一種現代數字系統與傳統光學放大裝置有機結合的技術，它是通過全自動顯微鏡或光學放大系統掃描采集得到高分辨數字圖像，再應用計算機對得到的圖像自動進行高精度多視野無縫隙拼接和處理，獲得優質的可視化數據以應用于病理學的各個領域[1]。病理切片圖像信息通過WSI實現全數字化，形成數字切片，標志著數字病理(digital pathology，DP)的出現。由于DP系統可以使病理資源數字化、網絡化，實現了可視化數據的永久儲存和不受時空限制的同步瀏覽處理，因此在病理的各個領域將得到廣泛應用。我國數字病理發展可以分為三個階段，借助WSI技術，首先是通過計算機網絡開展病理遠程會診的第一階段，這個階段在我國已處于快速發展期，各省市均在積極建設數字病理遠程會診網絡，例如河南、江西、新疆等均建立了遠程病理會診中心。開展遠程病理會診可以服務于基層病理工作，加強基層病理的診斷能力。同時，目前通過數字病理國際遠程會診，發達國家的病理醫生已經可以參與我國病理會診，同樣我國病理醫生也可以盡快通過國際遠程會診幫助其他發展中國家的病理醫生。在WSI技術進一步推廣后，病理科可將所有常規切片全部制作成數字切片整合進入日常工作流，實現數字切片首診，形成區域性病理云平臺，這個就進入了以“互聯網+全數字病理科”為代表的第二階段；互聯網+全數字病理科在我國正處于萌芽階段，四川大學華西醫院病理研究室在成都市第一人民醫院試點建設的“互聯網+全數字病理科”項目，寧波市臨床病理診斷中心利用數字切片開展冰凍切片診斷等都是對互聯網+全數字病理科概念一種有益的嘗試。將傳統病理科改造成為互聯網+全數字病理科，它將充分挖掘中國病理醫生的潛能，特別是市縣級醫院病理醫生所蘊藏的巨大診斷潛力。利用這個技術平臺，基層病理醫師可以通過云平臺獲得病例，得到更多診斷經驗的積累，輔之有效遠程培訓及遠程質控，提高診斷水平，分擔上級醫院診斷量，同時也增加個人經濟收入，提高積極性，是分級醫療在病理科的最好實踐。同時，病理醫生可以利用自己的碎片時間在網絡上為患者提供會診服務，甚至會出現病理醫生團隊在云平臺上提供診斷服務。另外，云平臺集成的大量病例，還可以促成基層病理醫生向專科化發展，提高病理診斷的質量和效率，進一步滿足臨床和患者的需求。第三階段隨著病理圖像大數據積累，機器學習和人工智能的不斷發展，計算機能夠自動檢測數字切片中的病變區域并定量評估各項指標，幫助病理醫生做出快速、準確、重復性高的病理診斷，走向人工智能階段。

數字病理圖像計算機輔助診斷雖然在全球范圍內還只處于實驗室研究階段，但已是數字病理發展的目標。隨著人工智能技術的興起，組織病理圖像分析研究迎來了最好的發展機遇，病理醫生在該研究中扮演著最重要的角色，是問題的提出者、研究的參與者、研究結果的判定者和研究成果轉化的使用者。人工智能專家，通過與病理醫生緊密協同工作，根據病理專家對組織圖像的標注，利用深度神經網絡和機器學習技術開發更有效的針對不同病理組織結構的檢測、分割、特征提取的算法，提高全掃描組織病理圖像分析效率[2]。同時，隨著數字病理大數據和認知計算的結合，產生表型組學，與放射組學，基因組學的數據融合將形成真正的現代病理，更好地為精準醫療服務。目前，隨著國務院印發《新一代人工智能發展規劃》和衛計委出臺《人工智能輔助診斷技術管理規范(2017年版)》，數字病理發展的第三階段將很快到來，在病理云平臺上利用人工智能產品實現計算機輔助病理診斷，進一步提高基層病理醫生診斷效率與準確性。

在目前的數字病理實踐中，也存在幾個突出的問題。通俗的說，首先買得起數字切片掃描設備的單位很少送數字病理會診，需要送數字病理會診的基層單位一是買不起機器，二是不能從數字病理會診中獲得穩定的經濟收入，也影響了他們開展數字病理會診和購買機器的積極性和可能性。因此從促進我國數字病理良性發展來看，急需解決的問題包括“兩個收費和一個標準”，“兩個收費”是將切片掃描的技術過程和專家診斷的腦力勞動過程分開進行收費，既數字切片掃描技術服務收費和數字病理會診收費，這將有利于調動基層醫院開展數字病理的積極性，分開計費還有利于多個病理醫生參與會診和不同疑難程度的數字病理診斷的收費問題，更有利于患者申請病理會診。“一個標準”是數字掃描切片圖像統一的格式標準，克服目前一個數字切片掃描儀廠家一個圖片格式，嚴重影響了數字病理的普及和病理人工智能的發展[3]。

數字化病理是全球趨勢，但其依然是一個新興事物，略早于中國發展的歐美國家，其目前推行的部分“行業標準”也不見完備和成熟[4]。面對數字病理遠程會診的合規性問題，目前國家推行多點執業，這從法律上保障了醫生從事遠程病理診斷的合法性，但進一步推進到醫生在診斷中權益的保障，明確上下級醫院之間的利益與責任，就需要更多正式的法律法規出臺。而對于病理人工智能計算機輔助診斷軟件的使用，雖然國家衛計委出臺了《人工智能輔助診斷技術管理規范(2017年版)》，但并沒有涉及到數字病理的使用。法無禁止即可為，對于新生事物我們要勇于嘗試，不過我們主張無論什么病理新技術，都需要經過病理醫生判斷和確認，最后才能成為一個合法有效的醫療行為。

展望未來，我們將看到，未來的病理科將首先利用數字切片掃描儀，將病理科所有常規切片全部制作成數字切片整合進入日常工作流，實現數字切片首診，并結合互聯網形成區域性病理云平臺。在病理云平臺上利用人工智能產品實現計算機輔助病理診斷，進一步提高基層病理醫生診斷效率與準確性。最后，數字化新技術的開展可以提高病理科的服務水平和服務范圍。

[1] Gurcan MN， Boucheron L， Can A， et al.Histopathological image analysis：a review[J].IEEE Reviews in Biomedical Engineering， 2009， 2：147-171.

[2] Cheng CL， Tan PH.Digital pathology in the diagnostic setting：beyond technology into best practice and service management[J].Journal of Clinical Pathology， 2017，2016：204272.

[3] Higgins C.Applications and challenges of digital pathology and whole slide imaging[J].Biotech Histochem， 2015， 90(5)：341-347.

[4] Randell R， Ruddle RA， Treanor D.Barriers and facilitators to the introduction of digital pathology for diagnostic work[J].Stud Health Technol Inform， 2015， 216：443-447.

DevelopmentprospectofdigitalpathologyinChina

BAOJi，BUHong

(LaboratoryofPathology，WestChinaHospital，SichuanUniversity，Chengdu610041，China)

BUHong

Whole slide imaging (WSI) technology and its derivatives of series of digital pathology techniques and methods are changing the traditional methods of clinical and pathological diagnosis.They are also creating new opportunities in exploring the computer aided clinical pathological diagnosis and improving the telepathological consultation， pathological education and practice.With the rise of artificial intelligence technology， WSI technology will gradually replace the traditional slice in routine work of pathology in the future.This commentary discusses the development stages， and characteristics and challenges of digital pathology from the perspective of clinical diagnostic pathology， as well as the future development of digital pathology in China.

Whole slide imaging；Digital pathology；Remote pathology

步 宏，男，博士，主任醫師，教授，博士生導師。中華醫學會病理學分會主任委員，中國抗癌協會腫瘤病理專業委員會主任委員。主要研究方向：乳腺病理、數字病理及分子病理學診斷和研究。

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1672-6170(2017)05-0001-02

2017-07-31)