病理科全面數(shù)字化診斷及管理建設(shè)之路——不僅僅是掃描儀

病理作為公認(rèn)的診斷“金標(biāo)準(zhǔn)”，在疾病的診斷、治療乃至預(yù)后中具有舉足輕重的作用。病理臨床診斷的全面數(shù)字化，即常規(guī)使用數(shù)字切片進(jìn)行診斷，由于可以避免傳統(tǒng)玻璃切片在分發(fā)、共享等環(huán)節(jié)的諸多不便，可以將重要的一手病理信息即時高效地分享給臨床科室，故可以大幅提升醫(yī)院整理診療和科研的質(zhì)量和效率。

以2017年FDA首次批準(zhǔn)飛利浦的數(shù)字病理解決方案可用于臨床診斷作為標(biāo)志，病理臨床診斷的數(shù)字化時代已經(jīng)開啟。目前世界范圍內(nèi)已經(jīng)有LabPON、新加坡總醫(yī)院等幾十家病理中心或者實驗室實現(xiàn)了診斷的全數(shù)字化。我國的病理數(shù)字化也有多年的發(fā)展歷史，遠(yuǎn)程會診是早期數(shù)字化進(jìn)程的主要推動力，新一波的浪潮則是由AI來引領(lǐng)的。目前很多醫(yī)院的病理科都有了或高端或低端的數(shù)字切片掃描儀，然而尚無一家全數(shù)字化的病理科，掃描儀的使用率也并不高。

圖1 荷蘭東部病理中心Lab PON的病理醫(yī)生常規(guī)在飛利浦?jǐn)?shù)字病理系統(tǒng)上進(jìn)行臨床診斷

1 數(shù)字化的實質(zhì)是工作流再造

探究我國醫(yī)院病理數(shù)字化不成功的原因，其中之一就是誤把購置掃描儀等同于數(shù)字化。而正如新加坡總醫(yī)院在總結(jié)其病理數(shù)字化成功經(jīng)驗時指出的，病理科臨床診斷數(shù)字化的核心其實是工作流程的數(shù)字化，數(shù)字化改造即是工作流程的重造。這其實很容易理解：醫(yī)生已經(jīng)疲于應(yīng)付繁重的臨床工作，如果切片的數(shù)字化沒有融入工作流程中去，則意味著醫(yī)生和技術(shù)員需要花費額外的時間精力來去特意數(shù)字化切片，這顯然是難以持續(xù)的；而如果數(shù)字化工作流替代了傳統(tǒng)工作流，切片的數(shù)字化就是默認(rèn)的動作，而且無須分發(fā)和整理切片，比原有的工作模式更大幅地節(jié)約了人力和時間。所以，以工作流程的再造作為整個項目的核心，讓科室切實感受到數(shù)字化的優(yōu)勢，才能破除現(xiàn)有的阻力，真正地實現(xiàn)病理科的數(shù)字化，從而惠及整個醫(yī)院的臨床和科研。

2 穩(wěn)定可靠是第一要務(wù)

掃描儀是實現(xiàn)病理切片數(shù)字化的第一步。目前市場上掃描儀種類繁多，應(yīng)如何挑選呢？從工作流程的角度出發(fā)則可以看到，掃描儀的穩(wěn)定可靠則是應(yīng)首要考慮的，而非常規(guī)思路中的功能性和各參數(shù)。首先，一個大中型病理科的日切片量高達(dá)1000～2000張，如此大量的切片，如果經(jīng)常發(fā)生卡片、對焦不準(zhǔn)等因素需要手動重掃，則會需要有人經(jīng)常性的盯在掃描儀旁，不僅沒有解放人手，反而大大加重了技術(shù)員的工作負(fù)擔(dān)。同時，由于手術(shù)安排等因素，很多科室切片都要到下午才能制作完成，由此，無人值守的通宵掃描就變得非常重要，這也要求掃描儀必須穩(wěn)定可靠。同理，多層掃描、熒光掃描等功能由于需要額外設(shè)置，甚至要醫(yī)生瀏覽切片后再重新掃描，無法融入臨床工作流程，且需要此功能的切片類型較少，所以臨床中往往很少使用。而支持特殊尺寸切片掃描的掃描儀要么需要手工操作，要么因為特殊的機械結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致故障率高，也不適用于臨床診斷。

為了滿足臨床高流通量的需求，根據(jù)科室的切片數(shù)量，往往需要多臺掃描儀同時工作。掃描儀的存儲量過低，則需要人手不停地添加和取出切片；而存儲量太大，由于掃描仍是逐張切片進(jìn)行的，則大量切片白白堆積在掃描儀中。對全自動掃描儀而言，掃描速度也是影響流通量的指標(biāo)。全自動掃描儀的掃描包含了機械臂取片、預(yù)掃、校準(zhǔn)、對焦、逐行精細(xì)掃描、放回切片等一系列動作。由于尚無行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，各廠家標(biāo)稱的掃描時間包含的步驟不同，且實際掃描時間更多由切片組織大小決定，故比較參數(shù)意義不大。但是如果將卡片、掃描失敗重掃等因素考慮在內(nèi)，則會發(fā)現(xiàn)，還是掃描儀的首次掃描成功率對整體流通量的影響更大。

圖2 以色列Maccabi醫(yī)療集團(tuán)的病理中心，應(yīng)用飛利浦?jǐn)?shù)字病理系統(tǒng)實現(xiàn)診斷數(shù)字化后大幅提升了工作效率與工作環(huán)境（右圖可見其使用多臺飛利浦UFS極速掃描儀并行工作）

所以綜合考慮，高穩(wěn)定性的、存儲量在300張切片左右的全自動高速掃描儀是適用于臨床數(shù)字化的主力機型，包括熒光在內(nèi)的其他切片的掃描可以用一臺低通量多功能掃描儀來實現(xiàn)。

3 完整的IT系統(tǒng)是核心

我國醫(yī)院早期病理數(shù)字化不成功的另一個因素就是僅僅購買單機掃描儀，而忽視了IT系統(tǒng)與相應(yīng)的硬件，導(dǎo)致產(chǎn)生的數(shù)字切片無法進(jìn)入工作流中，無法便捷的發(fā)送到醫(yī)生端，也無法存儲和管理。與早期的遠(yuǎn)程會診等應(yīng)用場景相比，臨床診斷會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，因此除了高通量全自動的掃描儀外，還需要完整的IT系統(tǒng)以實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的管理和存儲。每張切片全切片根據(jù)尺寸和壓縮程度不同，大小在幾百MB到幾個GB之間。一個中型病理科每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也至少有幾個TB，每年需要存儲的數(shù)據(jù)則要到PB量級。由此可以看到，全數(shù)字化建設(shè)實際已經(jīng)是相應(yīng)信息系統(tǒng)的建設(shè)，相關(guān)投入也要超過了掃描儀的成本，需要豐富的影像信息化的經(jīng)驗和完善的系統(tǒng)設(shè)計。考慮到巨大的投入成本和科室轉(zhuǎn)換工作模式所需要的適應(yīng)過程，數(shù)字化建設(shè)最好分期分步實施。這也要求相應(yīng)的系統(tǒng)和設(shè)計具有可擴展性。當(dāng)考慮到長期存儲的經(jīng)濟性時，也需要仔細(xì)評估數(shù)據(jù)格式的壓縮程度，以降低醫(yī)院長期的使用成本，如飛利浦專為數(shù)字病理開發(fā)的iSyntax圖像格式就采用了分級存儲的技術(shù)，避免了冗余信息，大幅節(jié)約了存儲空間。

說到信息系統(tǒng)就要考慮到數(shù)據(jù)的安全性。與常見的遠(yuǎn)程會診中使用的公有云方案相比，服務(wù)器部署在醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)可以保證數(shù)據(jù)不出院，醫(yī)生遠(yuǎn)程訪問通過VPN進(jìn)行，從而提升了數(shù)據(jù)的安全性。而作為承載患者重要數(shù)據(jù)的數(shù)字病理診斷平臺，系統(tǒng)的安全性也需要得到驗證。比如飛利浦的數(shù)字病理系統(tǒng)在2016年就通過了美國國防部信息認(rèn)證程序DIACAP，證實了該系統(tǒng)的安全和可靠性。

4 系統(tǒng)集成是關(guān)鍵

信息系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通是信息化工作流程的重要保證。只有與醫(yī)院的LIS等信息系統(tǒng)集成，避免形成信息孤島，減少重復(fù)操作，才能真正提升病理數(shù)字化診斷的效率。與信息系統(tǒng)的集成可以使醫(yī)生一目了然的獲得患者的全部信息，從而做出更明智的診斷，提升診斷信心。而病例的診斷狀態(tài)也可以同步到LIS系統(tǒng)中，醫(yī)生所做的標(biāo)注、截圖等都可以直接導(dǎo)入報告系統(tǒng)中，無需額外的操作，提升了醫(yī)生的工作效率。科室主任可以方便地實時查看各個醫(yī)生的工作量和進(jìn)展，及時調(diào)整，也可以便捷地進(jìn)行質(zhì)控和評估。

數(shù)據(jù)的互通對于數(shù)據(jù)格式也有著嚴(yán)格的要求。病理科數(shù)字化還處于發(fā)展初期，數(shù)據(jù)格式尚未統(tǒng)一，嚴(yán)重影響互聯(lián)互通甚至數(shù)據(jù)的長久可用性。與放射影像相比，病理影像是高分辨率的彩色圖像，尺寸巨大，需要大比例壓縮，目前尚沒有形成例如DICOM那樣的統(tǒng)一的圖像格式。格式的不同導(dǎo)致各廠家的軟件對于其他廠商的圖像的支持能力不同。所以只有如iSyntax這樣完全開放的數(shù)據(jù)格式才能保證數(shù)據(jù)長久的可用性。同樣的，診斷系統(tǒng)的兼容性，即能接入其他廠家的圖像格式，對于醫(yī)院未來的發(fā)展也是至關(guān)重要。

幾十家全數(shù)字化病理中心的實踐經(jīng)驗告訴我們，相比簡單的購置設(shè)備，病理診斷流程的數(shù)字化挑戰(zhàn)更大，需要多個部門、多種角色的密切配合，長遠(yuǎn)規(guī)劃，逐步實施。但也僅有以創(chuàng)建數(shù)字化工作流為目標(biāo)，才能真正地實現(xiàn)病理信息的數(shù)字化，從而提升病理科乃至整個醫(yī)院的教學(xué)和科研的效率和質(zhì)量。