申成香，楊小苗，司有誼，懷建國(guó)

數(shù)字切片在病理遠(yuǎn)程會(huì)診中應(yīng)用分析

申成香，楊小苗，司有誼，懷建國(guó)

數(shù)字切片；病理診斷；遠(yuǎn)程會(huì)診

美國(guó)Weinstein等[1]在1987年率先提出遠(yuǎn)程病理會(huì)診理念，為提高診斷效率，科學(xué)合理的運(yùn)用醫(yī)療資源指出了新途徑。隨著數(shù)字切片掃描系統(tǒng)的誕生及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的迅猛發(fā)展，這一新型診療技術(shù)逐漸步入臨床實(shí)踐之中。其中，將病理切片經(jīng)計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)轉(zhuǎn)化成可存儲(chǔ)全切片數(shù)字化圖像(whole slide image, WSI)，(亦稱為數(shù)字切片或虛擬切片)并進(jìn)行傳輸起關(guān)鍵性作用[2]，閱讀視野的清晰度及制片質(zhì)量也決定了閱片者是否可以及時(shí)根據(jù)數(shù)字切片作出準(zhǔn)確的病情診斷。2011年12月，我院作為衛(wèi)生部國(guó)家病理遠(yuǎn)程會(huì)診與質(zhì)控試點(diǎn)單位，開(kāi)始實(shí)施基于WSI制作的遠(yuǎn)程病理會(huì)診工作。本文收集328例遠(yuǎn)程病理會(huì)診病例作為研究對(duì)象，對(duì)其數(shù)字切片的應(yīng)用情況進(jìn)行全面的回顧性分析，以評(píng)估該技術(shù)在病理診斷領(lǐng)域中的應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)介紹如下。

1 材料與方法

1.1 材料 收集蕪湖市第一人民醫(yī)院病理科2012年1月～2013年12月間行病理遠(yuǎn)程會(huì)診的病例328例。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)病例醫(yī)療資料均完整，無(wú)破損、丟失；(2)所有病理HE切片、數(shù)字切片均在我院病理科完成；(3)患者對(duì)本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、方式知情，并同意參與；排除外院切片。男性134例，年齡1～77歲，平均(34.56±17.92)歲，女性194例，年齡1.2～75歲，平均(36.01±14.54)歲。病變包括呼吸系統(tǒng)24例、消化系統(tǒng)98例、泌尿系統(tǒng)36例、生殖系統(tǒng)41例以及皮膚軟組織26例、甲狀腺疾病21例、乳腺腫瘤31例、淋巴造血系統(tǒng)14例、其他37例。

1.2 方法

1.2.1 研究設(shè)備 Motic VM數(shù)字切片掃描與應(yīng)用系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)：全自動(dòng)數(shù)碼顯微鏡1臺(tái)，數(shù)字切片掃描儀1臺(tái)，計(jì)算機(jī)1臺(tái)。(1)硬件環(huán)境：處理器(Intel Pentium IV2.8GHz)，內(nèi)存：4G以上，硬盤(pán)：400G，顯卡：IntelHD3000共享內(nèi)存容量，數(shù)字掃描與控制軟件，SVGA顯示適配器；(2)軟件環(huán)境：操作系統(tǒng)Windows7；數(shù)據(jù)庫(kù)：SQL Server 2000。軟件系統(tǒng)：數(shù)碼顯微互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室(網(wǎng)絡(luò)版)軟件(Motic Digilab2.0)；實(shí)時(shí)圖像處理軟件(Motic ImageJ Advanced3.2)；虛擬顯微鏡系統(tǒng)軟件(Motic VMV1)[3]。

1.2.2 數(shù)字切片的制備 本實(shí)驗(yàn)所用數(shù)字切片均使用我院病理科制作的HE切片進(jìn)行轉(zhuǎn)化。首先利用計(jì)算機(jī)調(diào)入病例并上傳已制作好的HE切片，使用Motic的全自動(dòng)顯微鏡在低倍鏡(4×)下對(duì)HE切片進(jìn)行快速掃描，生成清晰的導(dǎo)航地圖，然后在導(dǎo)航地圖中選定待掃描圖像的界域，調(diào)整顯微鏡至高倍鏡(40×)，使界定好的圖像區(qū)域達(dá)到清晰狀態(tài)，隨后對(duì)不同的組織位置進(jìn)行聚焦，查看各點(diǎn)的切片質(zhì)量，據(jù)此選擇掃描方式(標(biāo)準(zhǔn)、高精度、多層融合)和建模點(diǎn)數(shù)，進(jìn)行掃描建模，同時(shí)在掃描模式界面中設(shè)置好切片名稱，確定切片保存路徑，再對(duì)選定的掃描區(qū)域進(jìn)行高清晰度掃描。完成掃描后，對(duì)圖像效果進(jìn)行細(xì)致瀏覽，查看圖像的完整性。最后利用Motic軟件系統(tǒng)中的圖像融合和拼接技術(shù)對(duì)生成的掃描圖像進(jìn)行融合和拼接，進(jìn)而生成數(shù)字化切片，并進(jìn)行儲(chǔ)存[4]。

1.2.3 遠(yuǎn)程會(huì)診中數(shù)字切片的傳輸和查詢 本組328例分別由北京協(xié)和醫(yī)院、上海腫瘤醫(yī)院、安徽醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院等的各科專(zhuān)家進(jìn)行會(huì)診。數(shù)字切片制作完成后，相繼進(jìn)行專(zhuān)家選擇和切片上傳，并等候?qū)＜以\斷回傳。如相關(guān)專(zhuān)家要求對(duì)某一特定部位進(jìn)行圖像細(xì)致描繪，則根據(jù)專(zhuān)家意見(jiàn)，對(duì)該位置重復(fù)上述程序，形成新的圖像進(jìn)行再次傳輸。24 h后，通過(guò)該遠(yuǎn)程會(huì)診平臺(tái)“病例及診斷管理”界面對(duì)專(zhuān)家診斷意見(jiàn)進(jìn)行查詢、打印后交付患者主治醫(yī)師。

1.3 觀察指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn) (1)對(duì)328例的遠(yuǎn)程病理會(huì)診診斷回復(fù)率及耗時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；(2)對(duì)遠(yuǎn)程病理會(huì)診診斷結(jié)果和本院常規(guī)疾病診斷的符合率進(jìn)行比較。符合率包括完全符合率與相對(duì)符合率，其中完全符合率主要指本院診斷醫(yī)師所診斷的初診結(jié)果與遠(yuǎn)程會(huì)診專(zhuān)家診斷的最終結(jié)果完全符合；而相對(duì)符合率主要指本院診斷醫(yī)師與遠(yuǎn)程會(huì)診專(zhuān)家的最終診斷結(jié)果在組織分型方面稍有差異。不符合率包括不診斷符合率及未明確診斷率，不診斷符合率主要指本院診斷醫(yī)師對(duì)該病例無(wú)法進(jìn)行診斷而需遠(yuǎn)程會(huì)診專(zhuān)家做出診斷及給予相應(yīng)輔助檢查意見(jiàn)；未明確診斷率則指本院診斷醫(yī)師對(duì)該病例在分型和定量方面無(wú)法給出明確診斷結(jié)果，存有諸多疑慮，請(qǐng)求遠(yuǎn)程病理專(zhuān)家會(huì)診。(3)通過(guò)專(zhuān)家電話回訪，對(duì)影響符合率的原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2 結(jié)果

2.1 診斷回復(fù)率及耗時(shí) 328例均得到診斷回復(fù)，回復(fù)率為100%。自發(fā)出申請(qǐng)至診斷結(jié)果回傳<4 h者58例，4～12 h者137例，12～24 h者133例，平均診斷耗時(shí)為(6.35±2.06) h。

2.2 328例遠(yuǎn)程病理會(huì)診診斷情況 遠(yuǎn)程會(huì)診與初診結(jié)果符合率為85.97%，不符合率為14.02%。其中骨髓、淋巴結(jié)未明確診斷率最高，達(dá)42.86%，消化系統(tǒng)、皮膚軟組織不符合率最高，分別為7.14%、26.92%(表1)。

表1 328例遠(yuǎn)程病理會(huì)診診斷情況

2.3 不符合率及未明確診斷率原因統(tǒng)計(jì) 導(dǎo)致診斷遠(yuǎn)程會(huì)診與初診結(jié)果不符合的原因依次為標(biāo)本圖像選樣缺陷、圖像不清晰、診斷差異、臨床及影像等資料不完整；導(dǎo)致未明確診斷率原因依次為圖像不清晰、標(biāo)本圖像選樣缺陷、臨床及影像等資料不完整、診斷差異，診斷不符合與未明確診斷的各項(xiàng)原因除臨床及影像等資料不完整一項(xiàng)，其他差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，P<0.01，表2)。

表2 不符合率及未明確診斷率原因統(tǒng)計(jì)

3 討論

與傳統(tǒng)的玻璃切片相比，數(shù)字切片具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，首先，利用掃描與應(yīng)用系統(tǒng)在極短的時(shí)間內(nèi)得到圖像，其清晰度是HE切片的數(shù)十倍，極大提高了參與遠(yuǎn)程會(huì)診專(zhuān)家的診斷準(zhǔn)確度。其次，數(shù)字切片一經(jīng)制成，其圖像質(zhì)量便保持恒定，可以永久進(jìn)行保存且重復(fù)復(fù)制，不僅方便多名會(huì)診專(zhuān)家同時(shí)調(diào)取查閱或進(jìn)行病例比較，還可支持經(jīng)驗(yàn)尚淺的新崗病理醫(yī)師進(jìn)行迅速的行業(yè)知識(shí)積累。另外，數(shù)字切片可實(shí)現(xiàn)區(qū)域的自定義，克服了HE切片閱讀視野的局限性。最后，數(shù)字切片可提高工作效率、降低醫(yī)療成本，本組數(shù)據(jù)即顯示，專(zhuān)家遠(yuǎn)程會(huì)診參與率為100%，而結(jié)果反饋平均耗時(shí)僅為(6.35±2.06) h。說(shuō)明這一會(huì)診模式較實(shí)地會(huì)診更被專(zhuān)家認(rèn)可，快速的診斷不僅縮短了患者治療周期，還免去高昂費(fèi)用[5]。本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，遠(yuǎn)程會(huì)診病例前3位是消化、生殖、泌尿，說(shuō)明我院對(duì)小組織切片、部位及分型易出現(xiàn)多變的病例存在診斷弱勢(shì)。

3.1 未明確診斷率的病例及原因分析 圖像不清晰、標(biāo)本圖像選樣缺陷、臨床、影像等資料不完整、診斷差異、組織鈣化等均與未明確診斷率的病例呈正相關(guān)。如骨髓組織塊太小、活檢部分及病變均不典型，并且個(gè)別鈣化情況導(dǎo)致切片掃描拼接不平整等原因均會(huì)直接影響病例的診斷，淋巴結(jié)組織常有脫水太干及圖像皺褶較多等原因。其中未明確診斷的病例和圖像不清晰高度相關(guān)，相關(guān)研究指出[6]，HE切片組織取材不足，切片厚度缺陷、染色不充分等均可影響數(shù)字切片圖像的清晰度。

3.2 不符合率的原因分析 標(biāo)本圖像選樣缺陷、圖像不清晰、診斷差異、臨床、影像等資料不完整有研究強(qiáng)調(diào)[7]，標(biāo)本圖像選樣缺陷是影響遠(yuǎn)程會(huì)診準(zhǔn)確度的重要因素，這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)論相符，以泌尿系統(tǒng)數(shù)字切片為例，當(dāng)每張圖像中含有腎小球數(shù)≤4個(gè)時(shí)，讀片正確率偏低[8]，還有如消化系統(tǒng)疾病一般以胃鏡和腸鏡標(biāo)本為主，取材相對(duì)較局限，診斷比較困難，另外我院皮膚軟組織標(biāo)本送檢量較少，診斷經(jīng)驗(yàn)不足，有時(shí)很難解讀病理病變，造成診斷困難或誤診可能，通過(guò)遠(yuǎn)程病理會(huì)診平臺(tái)，診斷醫(yī)師可以學(xué)習(xí)會(huì)診專(zhuān)家的豐富診斷經(jīng)驗(yàn)和淵博學(xué)識(shí)，對(duì)一些少見(jiàn)疑難病例做出正確解讀。因此，病理醫(yī)師掌握良好的針對(duì)不同病癥進(jìn)行圖像區(qū)域選樣的能力和豐富的診斷經(jīng)驗(yàn)在數(shù)字切片的應(yīng)用中非常重要。

基于WSI的遠(yuǎn)程病理會(huì)診目前在我國(guó)尚處于初期階段，而在這一過(guò)程中，提高病理醫(yī)師的基礎(chǔ)技能，保證提供優(yōu)質(zhì)的數(shù)字切片，是這一新型診療手段最為關(guān)鍵的保障。為此，各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)應(yīng)該發(fā)展遠(yuǎn)程病理會(huì)診的同時(shí)，構(gòu)建系統(tǒng)的病理醫(yī)師崗上培訓(xùn)機(jī)制和科學(xué)的績(jī)效考核制度，以期為遠(yuǎn)程病理會(huì)診的良性發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。

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安徽省蕪湖市第一人民醫(yī)院病理科，蕪湖 241000

申成香，女，技師。E-mail: 879487217@qq.com 懷建國(guó)，男，碩士，副主任醫(yī)師，通訊作者。E-mail: Huaijg0415@126.com

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接受日期：2017-02-12