病理诊断是临床诊断中的金标准,在临床医学实践中承担了重要使命,近年来,随着数字病理运用场景越来越多样化,数字病理的重要性日益凸显。

今天,让我们跟随云康病理技术中心远程病理首席诊断专家——姚建国,一起揭开“数字病理”的神秘面纱。

本期大咖

姚建国 主任医师,教授,硕士生导师
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姚建国 主任医师,教授,硕士生导师

云康集团数字病理首席专家,远程病理诊断中心主任。从事病理诊断、科研和教学工作30余年,形成了以胆囊及肝脏病理(肝脏肿瘤、肝病及肝移植病理)为重点,并专注于脑肿瘤、软组织病理及数字病理学的个人业务专长。先后主持包括发改委、国自然在内的各类经济科技项目多项,获得省市级科技奖励4项,发表包括SCI和中华病理学杂志在内的核心期刊论文30余篇。原著、主编、参编著作4部。从事数字/远程病理诊断工作近10年,见证了中国数字/远程病理诊断的发展成长过程,出版国内第一部《远程病理学》。

中华病理学会数字病理与AI工作委员会委员、粤港澳病理联盟常委、广东省临床医学学会病理专委会常委、浙江省抗癌协会第五届病理专委会委员

数字病理(digital pathology)是当今病理学发展中的一个显著创新,它改变了100多年来以显微镜为基本观察工具的病理学工作模式。

其显著特点是实现了诊断工具从显微镜到计算机屏幕阅片的转变,并将图像存储介质从传统玻璃切片转变为数字化图像文件,这种图像的呈现是模拟光学显微镜观察整张切片的效果,可以在电脑屏幕上任意缩小放大,因此叫作全数字化切片(whole slide imaging )。

这种全数字化切片图像是经专门的全数字化切片扫描仪扫描生成的。数字病理是一个概括性术语,集成了病理切片数字化和相关元数据的工具和系统,其功能主要包括数字图像的存储、浏览、分析,以及与基础设施、医院信息系统、实验室信息管理系统等的集成。

广义上,数字病理包括基于原始玻璃切片生成的所有类型的部分或全部的不同模式的数字化图像的分析方法,如数字图片(照片)、视频、实时动态图像和全数字化切片,其本质在于供浏览分析的目标载体由物理存在的用于显微镜观察的玻璃切片图像转换成了可以在电脑屏幕上观察分析的数字化图像。

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狭义的数字病理被定义为在计算机上使用完整的数字图像(包括全数字化切片和实时动态图像)而不是像传统组织病理学中那样在显微镜下进行的病理学实践,也就是由计算机取代显微镜作为病理学工作者的工作界面。

从应用角度来看,数字病理大致可以分为三个主要的应用方向:

数字病理本地诊断

即全数字化病理科, 指病理科全面数字化,由数字图像全面取代玻璃切片来实现日常病理诊断工作。目前,国外已有大约十几家病理实验室实施了全数字化病理诊断,特别是荷兰乌特勒支大学医学中心从新冠疫情流行开始,已经成功实现了居家病理诊断工作。

荷兰乌特勒支大学医学中心病理科在新冠肺炎流行期间居家办公场景
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荷兰乌特勒支大学医学中心病理科在新冠肺炎流行期间居家办公场景

远程病理诊断

远程病理是病理医生和/或合格实验室人员之间在两个或更多地点之间就需要处理的病例,通过病理相关的信息网络进行的电子多媒体通信协商诊断,而且包括临床医生和/或患者的参与。是由玻璃切片制作及数字化图像传输的需求端、数字图像及病例相关资料的传输环节和异地远程病理医生出具报告的诊断端组成的一个闭环医疗系统。可用于远程初始诊断(primary diagnosis)、远程病理会诊(secondary consultation)和远程术中诊断(intraoperative consultation)。

其特点是病理诊断活动突破了时空和地域范围的限制,在任何时间和地点都可以实施。远程病理诊断是数字病理最早和最成熟的应用领域,自1989年第一例远程术中会诊的商业应用成功问世以来,经历了30余年的发展,现在远程病理诊断应用场景已经遍布全球,许多大型分布式远程病理诊断中心如雨后春笋般在国内外不断涌现。

如云康集团·广州达安临床检验中心的远程病理诊断中心,现每天平均诊断超500个病例,惠及国内20多个省市的偏远基层医院的患者,能够帮助国内偏远和欠发达地区缓解病理资源短缺问题。

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计算病理学

随着计算机技术的飞速发展和计算能力的不断提高,基于数字图像的具有深度学习特征的人工智能辅助病理诊断系统应运而生。

这种采用一定的提取模式和方法将包括病理图像数据和元数据在内的多重患者信息进行综合并分析其特征,以达到诊断和/或研究目的的方法被美国数字病理学会命名为计算病理学,是病理学的“组学”或“大数据”方法。

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在数字病理领域最常见的应用是使用深度学习等人工智能方法从数字化病理图像及其相关元数据中提取信息,实现辅助决策和诊断功能,即各种计算机辅助病理诊断系统。

目前,这方面的研究已经成为当下的热点,同时也成为数字病理未来应用的潜在增长点。美国FDA已经批准第一款具有深度学习特征的人工智能辅助病理诊断软件应用于前列腺癌患者的筛查诊断;国内虽然还未有这种人工智能辅助诊断软件获批,但这方面的研究也如火如荼,有几款产品正在申报和审批过程中。

据不完全统计,全球有33%~67%的病理医生在使用数字病理进行日常诊断工作,特别是荷兰、西班牙、英国及新加坡等国家的很多大型学术病理中心都已经实施了全数字化病理科的转换升级,并且运行良好,基本上告别了使用近百年的光学显微镜,实现了病理工作方式的变革。

这是一个飞速发展的时代,也是充满了不断变革的时代,各种新技术和新方法不断涌现。

在国内,数字病理的应用五年前看似还是令人憧憬的未来,但是,未来已来。让我们张开双臂,尽情拥抱“数字病理”这项新技术,积极行动起来,投身于这项革命性的病理技术变革之中。

在大时代背景的加持之下,中国的病理事业一定会更加美好,云康数字病理发展之路一定会更加精彩!

云康

云康集团源于中山大学,致力于医学健康服务业的发展,聚焦于客户的健康需求,提供有竞争力的解决方案与服务,为大众创造幸福生活。

如欲了解更多信息,敬请联系邮箱pr@yunkanghealth.com。