凌思凱 何奕

【摘 要】 建設(shè)多院區(qū)數(shù)字化病理診斷平臺，可提升病理科數(shù)字化和智能化水平。介紹了多院區(qū)數(shù)字化病理診斷平臺系統(tǒng)架構(gòu)，其在病理診斷分片、閱片、會診、科研教學(xué)等方面均得到較好應(yīng)用，可實現(xiàn)多院區(qū)病理診斷資源集約化利用和診療結(jié)果互聯(lián)互通，推動優(yōu)質(zhì)病理診斷資源下沉，實現(xiàn)多院區(qū)同質(zhì)化醫(yī)療，提高患者滿意度。

【關(guān)鍵詞】 多院區(qū)；數(shù)字化病理；病理遠程診斷；質(zhì)量與信息化

中圖分類號：R197.3????? 文獻標識碼：B

Construction and Application of a Digital Pathological Diagnosis Platform for Multiple Hospital Areas/LING Sikai，HE Yi.//Chinese Health Quality Management，2024，31（5）：09-12

Abstract Through the construction of digital pathological diagnosis platform for multiple hospital areas， the digital and intelligent level rate of pathology department can be improved. The study introduced the system architecture of digital pathological diagnosis platform? for multiple hospital areas， which had been well applied in the aspects of pathological diagnosis segmentation， film reading， consultation， scientific research and teaching， etc.， which could realize the intensive utilization of pathological diagnosis resources and the interconnection of diagnosis and treatment results? for multiple hospital areas， promote the decline of high-quality pathological diagnosis resources， achieve the homogenization of medical treatment for multi-hospital areas， and improve patients' satisfaction.

Key words Multiple Hospital Areas;Digital Pathology;Remote Pathology Diagnosis;Quality and Information

First-author's address Ruijin Hospital，School of Medicine，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai，200025，China

病理學(xué)診斷是疾病診斷的“金標準”。根據(jù)國家衛(wèi)生健康委統(tǒng)計，截至2021年底，我國在冊病理醫(yī)生僅為2.5萬人，其中能獨立完成病理診斷的醫(yī)生不足8 000人［1］。隨著醫(yī)療機構(gòu)業(yè)務(wù)的增長和規(guī)模的不斷擴大，使得原本就緊張的病理診斷資源愈發(fā)供需失衡。全切片數(shù)字化圖像（Whole Slide Image，WSI）技術(shù)的快速發(fā)展為解決這一問題提供了技術(shù)支持。該技術(shù)采用數(shù)字病理切片掃描儀對病理切片數(shù)據(jù)進行采集和存儲，使得病理數(shù)據(jù)的可視性和共享性得到顯著提升［2］。本研究對上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院多院區(qū)數(shù)字化病理診斷平臺的構(gòu)建與應(yīng)用情況進行闡述。

1 平臺架構(gòu)

1.1 平臺整體設(shè)計

該院多院區(qū)數(shù)字化病理診斷平臺采用分布式部署B(yǎng)/S架構(gòu)系統(tǒng)，利用前后端分離的開發(fā)方式進行開發(fā)，前端采用的開發(fā)框架為VUE（一種用于構(gòu)建用戶界面的漸進式框架），簡單易用，可快速實現(xiàn)頁面開發(fā)，后端采用SpringBoot+MySql+Redis+Elasticsearch的技術(shù)選型和框架，作為主流技術(shù)選型方案，其通常不會遇到難以解決的技術(shù)難點［3］。

該院多院區(qū)數(shù)字化病理診斷平臺本著多地多備的原則，將靜態(tài)文件存儲服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)均在多地進行互備，同時支持多地的數(shù)據(jù)庫服務(wù)和靜態(tài)存儲服務(wù)同時提供服務(wù)，系統(tǒng)

保障文件和數(shù)據(jù)的全局唯一性，并支持就近訪問。即該院嘉定院區(qū)的用戶訪問時會優(yōu)先訪問部署在嘉定院區(qū)的服務(wù)存儲數(shù)據(jù)，總院的用戶訪問時會優(yōu)先訪

問部署在總院的存儲數(shù)據(jù)，保障更短的訪問路徑。當發(fā)生網(wǎng)路故障時，嘉定院區(qū)和總院依然可操作，不至于整體不可用。同時，系統(tǒng)為多網(wǎng)組融合的部署架構(gòu)，當后續(xù)增加更多的分院區(qū)和機房時，也可以快速進行擴展擴容，實現(xiàn)系統(tǒng)接入和整體訪問［4］。在上述的技術(shù)選型和部署架構(gòu)下，該院分院區(qū)只需通過專線打通網(wǎng)絡(luò)，即可直接訪問數(shù)字化病理診斷平臺，且可根據(jù)各院區(qū)實際業(yè)務(wù)和角色定位，進行病理診斷系統(tǒng)的快速部署，以便使用高效的病理診斷服務(wù)。多院區(qū)數(shù)字化病理診斷平臺架構(gòu)見圖1。

1.2 平臺數(shù)據(jù)互備與訪問設(shè)計

平臺數(shù)據(jù)庫采用傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（MySql），分別在總院和嘉定院區(qū)進行部署，互為實時備份的主備實例，保障系統(tǒng)在發(fā)生故障時有更高的容錯性。同時，系統(tǒng)支持在第三地設(shè)置延時備份數(shù)據(jù)庫實例，以提升數(shù)據(jù)安全性，且對于一些突發(fā)的運維事故可留夠充足響應(yīng)時間，保障數(shù)據(jù)安全。同時采用遠程字典服務(wù)（Redis）進行數(shù)據(jù)緩存，對于高頻的熱點數(shù)據(jù)進行緩存，保障訪問性能，遠程字典服務(wù)也采用主備的方式部署，保障系統(tǒng)的可用性。

由于數(shù)字切片圖像單個體量較大，為避免工作時間占用大量帶寬影響其他業(yè)務(wù)的正常運行，平臺采用異步上傳方式，在晚間執(zhí)行作業(yè)，傳輸至總部院區(qū)統(tǒng)一存儲平臺，分院區(qū)切片僅保留部分數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的低成本、高性能以及集中統(tǒng)一管理。

1.3 平臺工作流程

分院區(qū)在數(shù)字化病理診斷平臺填寫病理會診申請單后，標本經(jīng)過取材、脫水、包埋、切片、染色等步驟，最終通過數(shù)字病理切片掃描儀轉(zhuǎn)化成圖像傳輸至總部數(shù)字切片存儲，圖像在傳輸完成后會優(yōu)先經(jīng)過人工智能（Artificial Intelligence，AI）算法分析，標記出病灶位置，并自動生成初步診斷意見［5］。在收到分院區(qū)會診申請后［6］，總院病理醫(yī)生即可通過平臺診斷界面在線調(diào)閱數(shù)字切片，在人工智能標注的輔助下，對切片進行閱片分析，完成診斷及報告簽發(fā)，最終將報告回傳至各分院區(qū)信息系統(tǒng)以備查詢。多院區(qū)數(shù)字化病理診斷工作流程見圖2。

1.4 各院區(qū)功能定位

根據(jù)不同院區(qū)的功能定位，可分為三種類型的院區(qū)：總院、嘉定院區(qū)以及其他分院區(qū)。

總院：作為主要提供病理診斷服務(wù)的院區(qū)，總院擁有數(shù)十位資深病理醫(yī)師和多位病理學(xué)教授，是整套數(shù)字化病理診斷平臺的中心［7］。職責(zé)包含為總院、嘉定院區(qū)和其他分院區(qū)提供遠程會診服務(wù)，配備整套病理科全流程設(shè)施以及切片掃描儀。

嘉定院區(qū)：擁有數(shù)位資深病理診斷醫(yī)師，主要負責(zé)本院區(qū)的病理診斷，提供本院區(qū)的基本病理服務(wù)及其他分院區(qū)的會診服務(wù)。嘉定院區(qū)作為總院數(shù)字化病理診斷平臺的備份，也需要配備全套病理科全流程設(shè)施及切片掃描儀。

其他分院區(qū)：僅配置負責(zé)技術(shù)流程的工作人員，無需配備診斷醫(yī)生，分院區(qū)內(nèi)需配備全套技術(shù)流程需要的設(shè)備以及切片掃描儀，制片完成后，通過會診流程將數(shù)字切片以及病理診斷平臺提交到總院，總院診斷完成后進行結(jié)果下發(fā)。

2 平臺應(yīng)用

以往該院病理科普通醫(yī)師平均每天閱片120張，通過對比傳統(tǒng)閱片及數(shù)字化閱片，使用數(shù)字化病理診斷平臺在以下方面有了明顯的變化：

（1）快速分片。通過數(shù)字化病理診斷平臺，病理切片完成制片及質(zhì)控后，直接放入掃描儀轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，省去了傳統(tǒng)物理切片接收、分發(fā)、整理、貼標簽等手工操作。以往技術(shù)人員按亞?？普砬衅⑵骄峙浣o醫(yī)生，平均每天需花費4 h，而直接在系統(tǒng)里面篩選查詢和分配，平均每天僅需30 min。清點切片數(shù)量并簽字接收，平均每人每天僅需30 min，而直接在系統(tǒng)確認簽收，幾乎不花時間。

（2）縮短閱片時間。得益于數(shù)字技術(shù)的便利性，病理醫(yī)生可以通過系統(tǒng)直接獲取并瀏覽數(shù)字切片，減少了顯微鏡下取放切片及閱片的時間，部分亞專科（如宮頸TCT、消化道小標本）更可直接通過AI進行初篩，幫助醫(yī)生減輕工作量。多院區(qū)數(shù)字化病理診斷平臺使用前后閱片相關(guān)工作對比情況見表1。

（3）降低人力成本。傳統(tǒng)的病理診斷需要醫(yī)生在顯微鏡下長時間觀察，而數(shù)字化病理診斷平臺可以減少醫(yī)生的診斷時間，減少了醫(yī)生往返取片的成本和時間，人力成本明顯下降。

（4）提升患者滿意度。數(shù)字化病理診斷平臺縮短了患者等待時間，提高了診斷效率，極大地減少了因報告時間延長產(chǎn)生的投訴，降低了患者投訴率。

（5）多院區(qū)和醫(yī)聯(lián)體會診報告。傳統(tǒng)病理診斷需要將分院區(qū)的會診切片、醫(yī)聯(lián)體醫(yī)院的切片寄送到總院進行診斷，約花費5 d時間，周期長。數(shù)字化病理診斷平臺支持醫(yī)聯(lián)體醫(yī)院直接上傳數(shù)字切片到總院進行在線診斷，省去了物理切片來回寄送的時間，報告時間縮短至1 d左右。

（6）科研教學(xué)。傳統(tǒng)科研教學(xué)方式需要去檔案室找大批量的切片借閱。有了數(shù)字切片之后無需去檔案室找切片，直接在系統(tǒng)里面根據(jù)關(guān)鍵詞檢索查閱，并支持分類收藏。多院區(qū)數(shù)字化病理診斷平臺使用前后查找切片時間對比見表2。

使用數(shù)字化病理診斷系統(tǒng)能夠提高閱片效率，縮短診斷時間和報告周期，加快切片調(diào)閱速度，提升病理診斷工作效率。在分片、閱片、診斷、患者滿意度、會診、科研教學(xué)方面，均有明顯改善，實現(xiàn)了更高效、更準確、更安全的病理診斷服務(wù)。

3 思考與討論

從應(yīng)用成果來看，多院區(qū)數(shù)字化病理診斷平臺的構(gòu)建在提高病理診斷效率，降低人力成本，提升醫(yī)療質(zhì)量等方面展現(xiàn)出了顯著優(yōu)勢［8］。通過集約化利用病理診斷資源，實現(xiàn)了診療結(jié)果的互聯(lián)互通，提升了病理標本的流轉(zhuǎn)及診斷效率，也使得臨床醫(yī)生能夠更快速、準確地獲得診斷結(jié)果，為臨床科室提供了有力支持。多院區(qū)數(shù)字化病理診斷平臺的構(gòu)建降低了病理科運營成本，優(yōu)化了病理診斷工作流程。通過多院區(qū)的同質(zhì)化醫(yī)療服務(wù)，也使得總院優(yōu)質(zhì)病理資源得以下沉，拓寬和提高了醫(yī)療服務(wù)的覆蓋面和均等性［9］。

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院多院區(qū)數(shù)字化病理診斷平臺的建立，可使分院區(qū)不設(shè)置病理診斷醫(yī)師崗位，僅保留病理技術(shù)工作人員完成制片，并通過數(shù)字化切片掃描儀，將病理切片掃描并上傳至平臺，總院診斷醫(yī)師通過平臺調(diào)閱數(shù)字病理圖像即可進行病理學(xué)診斷。同時，診斷平臺通過與醫(yī)院信息系統(tǒng)的無縫對接，將病理報告與診斷信息進行實時回傳，實現(xiàn)了多院區(qū)的數(shù)據(jù)互通與診療一體化，有助于實現(xiàn)多院區(qū)病理診斷資源的共享和互補，提升整體醫(yī)療體系的服務(wù)質(zhì)量。

本研究也存在一定局限，如多院區(qū)數(shù)字化病理診斷平臺本身的建設(shè)成本較高，其平臺本身及配套的一系列硬件，包括數(shù)字病理掃描儀、存儲、服務(wù)器、高分辨率顯示器等硬件設(shè)備及后續(xù)的維護成本，尤其是存儲成本，單張數(shù)字病理切片實際需要占用1 GB～2 GB的存儲空間，且每位患者往往有多張病理切片。因此，對于不同地區(qū)、不同醫(yī)院來說，平臺的適用性和推廣價值也需要進一步探討。

隨著技術(shù)的進步和研究的深入開展，多院區(qū)數(shù)字化病理診斷平臺的性能也將得到進一步的完善和提升，期待平臺能夠得到更大范圍的應(yīng)用和推廣，為患者帶來更好的就醫(yī)體驗。

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通信作者：

何 奕：上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院高級工程師

E-mail：seamanhy@hotmail.com

收稿日期：2023-09-10

修回日期：2024-01-15

責(zé)任編輯：姚 濤