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。隨著人口老齡化，在癌癥等疾病的發(fā)病率不斷上升的同時(shí)，精準(zhǔn)診斷的需求促使免疫組化等特殊檢查的申請(qǐng)量也在上漲，這些都大幅增加了病理醫(yī)生的工作量。而另一方面，由于工作環(huán)境、待遇等因素的影響，全球范圍內(nèi)病理醫(yī)生都非常稀缺，如中國(guó)病理醫(yī)生的缺口就在九成左右。由此，如何應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)就成為日益重要的課題。

臨床診斷數(shù)字化時(shí)代的到來(lái)

由于臨床診斷的全面數(shù)字化可以避免傳統(tǒng)玻片在分發(fā)、共享、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的諸多不便，故大幅改善病理診斷的質(zhì)量和效率，進(jìn)而提升醫(yī)院整體治療水平和加快患者周轉(zhuǎn)率，一直是病理學(xué)發(fā)展的方向。由于技術(shù)條件的不成熟以及成本的限制，早期的病理數(shù)字化還僅僅限于對(duì)零星典型病例的掃描存檔以及會(huì)診，而日常工作中病理醫(yī)生仍然以使用顯微鏡或者CCD相機(jī)為主。2017年美國(guó)FDA基于一項(xiàng)評(píng)估了約2000病例的大規(guī)模多中心研究的結(jié)果批準(zhǔn)了首個(gè)可用于病理臨床診斷的數(shù)字病理系統(tǒng)。該研究證明飛利浦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(cè)相一致，從而可用于臨床診斷。網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)的性能提升及成本下降則使病理診斷的全面數(shù)字化變得現(xiàn)實(shí)及可行。千兆網(wǎng)、5G等技術(shù)的普及使得高達(dá)幾個(gè)GB的高清病理圖像的傳輸不再受限, 海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)成本也在逐漸降低。由此，病理科臨床診斷的全面數(shù)字化已經(jīng)逐漸走入現(xiàn)實(shí)。目前世界范圍內(nèi)已經(jīng)有LabPON等幾十家病理中心或者實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了全數(shù)字化的升級(jí)。在大中華范圍內(nèi)，臺(tái)北榮民總醫(yī)院率先從去年開(kāi)始分三期進(jìn)行了全數(shù)字化改造?？梢哉f(shuō)，病理臨床診斷的數(shù)字化時(shí)代已經(jīng)開(kāi)啟。

臨床診斷數(shù)字化的價(jià)值

改善醫(yī)生工作體驗(yàn)

長(zhǎng)時(shí)間盯著顯微鏡和持續(xù)快速地切換鏡頭容易引起醫(yī)生肩頸的嚴(yán)重問(wèn)題。經(jīng)過(guò)了染色干燥等諸多工序的切片也會(huì)造成醫(yī)生的工作區(qū)嚴(yán)重污染，而很多病理科空間有限，也無(wú)法保證醫(yī)生有遠(yuǎn)離污染的休息區(qū)和用餐區(qū)。數(shù)字化診斷可以有效地解決這些問(wèn)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(biāo)等人機(jī)交互設(shè)備會(huì)減輕醫(yī)生的疲勞和不適。在電腦前閱片也避免了玻片對(duì)于醫(yī)生工作區(qū)和休息區(qū)的污染。這使得病理科醫(yī)生終于有機(jī)會(huì)從刺鼻的氣味中解脫出來(lái)。面對(duì)新型冠狀病毒等傳染性疾病的樣本時(shí)，將樣本與醫(yī)生隔離開(kāi)也為保證醫(yī)生的安全提供了額外的一層保障。

提升病理科的效率

傳統(tǒng)的大量玻片需要人工整理、分發(fā)和回收。這一過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且極易出錯(cuò)。病理醫(yī)生拿到切片后首先要核對(duì)患者信息和切片數(shù)量，確認(rèn)切片無(wú)誤。而當(dāng)患者做了免疫組化等多種特殊的檢查后，醫(yī)生也沒(méi)法很方便地比較同一部位的不同染色結(jié)果。專業(yè)的流程和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)使得數(shù)字切片的分發(fā)快速而準(zhǔn)確，不僅節(jié)省了人力，也避免了錯(cuò)發(fā)或漏發(fā)切片，提升了診斷的安全性。在屏幕上閱片也提升了診斷的效率，比如醫(yī)生可以很方便地同屏比對(duì)或者堆疊顯示同一部位的不同染色結(jié)果，測(cè)量等操作也方便快捷。與醫(yī)院信息系統(tǒng)的集成，也使得醫(yī)生無(wú)需在各個(gè)系統(tǒng)中費(fèi)力搜索就可以一目了然地掌握作出診斷所需患者的全部信息，從而得到正確的診斷結(jié)論。人工智能等高級(jí)分析技術(shù)則會(huì)使臨床中越來(lái)越多的定量測(cè)量，比如計(jì)數(shù)、測(cè)距等，變得省時(shí)省力，而且準(zhǔn)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)生可以在家中或者在外出開(kāi)會(huì)途中隨時(shí)隨地地工作。比如為應(yīng)對(duì)COVID-19疫情， FDA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(jìn)行遠(yuǎn)程病理診斷。同樣的，在有多個(gè)院區(qū)的醫(yī)院里，本就人手不足的病理醫(yī)生也不必浪費(fèi)寶貴的時(shí)間來(lái)回奔波，完全可以就近在各自的辦公桌前完成整個(gè)醫(yī)院的診斷工作。不同院區(qū)或者不同醫(yī)院之間的會(huì)診咨詢也不必再依靠快遞或者醫(yī)生人力運(yùn)輸切片，數(shù)字切片可以快速分享而無(wú)需擔(dān)心運(yùn)輸造成切片損壞或者丟失。支持同屏實(shí)時(shí)共享的系統(tǒng)和分級(jí)壓縮重建的圖像技術(shù)，使得多方實(shí)時(shí)交流互動(dòng)變得非常方便。這就為區(qū)域病理中心的建立打下了基礎(chǔ)。比如澳大利亞的Sullivan Nicolaides Pathology病理中心就構(gòu)建了一個(gè)覆蓋澳大利亞?wèn)|部和北部廣袤地區(qū)的病理網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)數(shù)名身在大城市的病理醫(yī)生為幾百萬(wàn)平方公里的患者提供支持。而國(guó)際最大的獸醫(yī)醫(yī)療公司IDEXX則以87名醫(yī)生和28臺(tái)掃描儀組成了一個(gè)服務(wù)于美國(guó)、歐洲乃至大洋洲75個(gè)城市的大型國(guó)際病理網(wǎng)絡(luò)。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(jìn)整個(gè)區(qū)域的病理診斷水平乃至整體疾病診療水平的提升。

圖1 數(shù)字化時(shí)代病理醫(yī)生可以坐在整潔的辦公桌前通過(guò)顯示器來(lái)進(jìn)行診斷。

圖2 數(shù)字化時(shí)代的遠(yuǎn)程會(huì)診中，病理醫(yī)生可以實(shí)時(shí)共享及互動(dòng)。

挖掘病理數(shù)據(jù)價(jià)值

隨著醫(yī)療大數(shù)據(jù)觀念的不斷普及，產(chǎn)學(xué)研各界對(duì)于醫(yī)療數(shù)據(jù)的價(jià)值有著越來(lái)越深刻的認(rèn)識(shí)。診斷數(shù)字化毫無(wú)疑問(wèn)是病理大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。而數(shù)據(jù)化的病理信息則可以進(jìn)一步連接未來(lái)的基因分析平臺(tái)和腫瘤多學(xué)科診療平臺(tái)等臨床決策平臺(tái)，使醫(yī)療決策更全面更智能。病理的人工智能技術(shù)的發(fā)展也依賴于大量的病理數(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(duì)少量病例進(jìn)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(kù)，減少了很多重復(fù)勞動(dòng)，也大幅提升了數(shù)據(jù)量。這會(huì)極大提升病理AI輔助診斷系統(tǒng)的效能和開(kāi)發(fā)速度。由于目前數(shù)字病理的圖片格式尚不統(tǒng)一，這就要求廠家的數(shù)據(jù)格式必須是完全開(kāi)放的，從而保證數(shù)據(jù)長(zhǎng)遠(yuǎn)的可用性。同樣的，AI等高級(jí)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(tái)是開(kāi)放的，可以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(kāi)放的數(shù)據(jù)格式和開(kāi)放的系統(tǒng)平臺(tái)才能真正地創(chuàng)建病理大數(shù)據(jù)庫(kù)，提升病理數(shù)據(jù)的價(jià)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(shí)現(xiàn)

首要考慮的當(dāng)然是法規(guī)問(wèn)題，比如相應(yīng)的數(shù)字病理系統(tǒng)是否被國(guó)家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)可用于病理診斷，以及有無(wú)其他國(guó)際上的相關(guān)注冊(cè)等。收費(fèi)體系也是影響因素，比如江蘇、云南等地已經(jīng)開(kāi)始數(shù)字掃描的收費(fèi)，按其收費(fèi)價(jià)格算，可在一年內(nèi)回收相應(yīng)的投資成本，這樣就減輕了醫(yī)院在資金上的負(fù)擔(dān)，乃至實(shí)現(xiàn)盈利。

技術(shù)與合作也是不容忽視的因素。與現(xiàn)有的會(huì)診/科研掃描相比，臨床數(shù)字化從技術(shù)上講是海量數(shù)據(jù)生成、傳輸和存儲(chǔ)的問(wèn)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(dòng)設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的掃描可以節(jié)約寶貴的人力。而高速的掃描可以用更少的掃描儀來(lái)滿足日常所需，空間和維護(hù)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到幾個(gè)GB之間，而醫(yī)生在診斷時(shí)則需要對(duì)如此大的圖像做快速的放大縮小和移動(dòng)。這除了對(duì)網(wǎng)速提出較高要求外，還需要專用的圖像壓縮和重建技術(shù)，比如iSyntax格式是將圖像做小波變換等處理后進(jìn)行分級(jí)存儲(chǔ)和壓縮，減少了服務(wù)器之間傳遞的數(shù)據(jù)量，實(shí)現(xiàn)了更快的圖像傳輸和重建。海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是另一個(gè)問(wèn)題。比如一個(gè)中等的病理科一年切片量都要在20萬(wàn)張左右，頂級(jí)病理科甚至可達(dá)100萬(wàn)張，由此病理科一年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量達(dá)幾百TB。這就要求系統(tǒng)有完善的分級(jí)存儲(chǔ)體系，既通過(guò)高速存儲(chǔ)架構(gòu)保證短期的數(shù)據(jù)可以被快速地調(diào)閱出來(lái)，也有大容量架構(gòu)以經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存儲(chǔ)。iSyntax特有的壓縮技術(shù)就由于避免了其他格式的冗余存儲(chǔ)，可以在高速傳輸?shù)耐瑫r(shí)最大程度地節(jié)約數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。可見(jiàn)，只有病理科、信息科、醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)層相互配合，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，才能最終實(shí)現(xiàn)臨床診斷的全面數(shù)字化。