數字切片 病理學發展史中的重要變革

2022-12-29 08:36:01 字數 3531 閱讀 2293

義大利醫學家morgagni(1682-1771)根據積累的屍檢材料創立了器官病理學(organ pathology),標誌著病理形態學的開端。2023年,德國病理學家virchow(1821~1902)在顯微鏡的幫助下,開創細胞病理學(celluar pathology)。顯微鏡的運用開始讓人們了解各個器官病變的實質存在於細胞,這對於病理學發展來說是乙個不小的飛躍。

2023年第一台掃瞄透射電子顯微鏡推出用於顯示在光學顯微鏡中無法分辨的病原體和細胞器。病理學先後經歷了肉眼水平、光鏡水平、電子顯微鏡水平,在上個世紀90年代,隨著電子計算機的快速發展,病理學也進入了數位化時代。

數字病理學中,將切片數位化是最基礎、最關鍵的一步。切片數位化是將病理切片通過數字切片掃瞄系統進行全視野高解析度掃瞄,通過計算機進行無縫拼接處理,高保真的將玻璃切片真實重現。數字切片可以廣泛應用於臨床病理診斷、教學和科研等領域。

早在2023年,國內的企業北京優納科技就已經開始提供數字切片掃瞄與數位化讀片服務。十年過去了,基於數字切片的發展,數字病理的發展更加快速、普及,不可否認的是它也正悄悄的改變著我們病理醫生的工作與生活。

一、 數字切片可實現海量資料儲存

國家規定三甲醫院的病理科室面積至少1000平公尺,一方面便於各種裝置的擺放與通風,另一方面也是因為儲存玻璃切片所佔的空間大,受環境影響也比較大。一些具有學術價值的珍貴切片往往因為儲存不得當或製片不當導致褪色。切片數位化之後這些問題就得到了很好的解決,數位化切片,可永久儲存。

圖1 傳統切片與數位化切片儲存的對比

同時,數字切片還具有顯微鏡所沒有的標註、對比、分析、測量等功能,方便檢索與傳輸,最大程度的利用其學術價值。

圖2 針對數字切片進行編輯計算

不過也有病理醫生對於數字切片感覺不習慣。有位病理醫生說我用顯微鏡看片都看了30多年了,習慣了雙鏡筒的顯微鏡,你要是讓我用電腦螢幕看片,還非得把我眼睛用黑布遮上才習慣。從這個角度上來說,要讓病理醫生習慣數字切片還是需要一段適應的時間的。

二、數字切片改變了病理醫生的工作方式

相比其他科醫生,病理醫生的培養過程是漫長而枯燥的。「眾所周知,參加長跑比賽的運動員孤獨而寂寞,但是,長跑者再寂寞也比不上乙個外科病理醫師獨自工作時的寂寞。」這段話是病理屆泰斗stephen 在被譽為病理學聖經的《診斷外科病理學》(diagnostic surgical pathology)第一版的序言中如是說。

乙個合格的病理醫生是在切片堆中成長的。他需要認真閱讀1萬例以上切片,才能發初步的病理報告,經手3萬例以上,才能複查下級醫生的報告,經手5萬例以上,才能解決疑難診斷。如果一位初學者一天能讀10例切片,並且還能保證他的每乙個工作日都不能偷懶,那麼,他一年可以閱讀2510例,要完成1萬例的入門目標,他需要讀近4年;要完成5萬例的高階目標,他需要無怨無悔的讀近20年。

從這一組資料上可以看出,初級病理醫生每天的工作內容就是乙個人對著顯微鏡反覆的看片,所以85%的病理科醫生是高度近視或視力較弱。同時還要忍受無人交流的漫長的看片過程。

數字病理增強了切片的可視性,改變了病理醫生獨自寂寞工作的方式,可以實現多人共同瀏覽、討論;借助於數字病理遠端共享平台還可以實現多人、異地、討論與會診。

圖3 傳統工作方式與數字病理工作方式對比

2023年,北京優納科技獨創移動病理診斷系統進一步把病理醫生從顯微鏡工作模式中解放出來,目前,移動終端病理診斷系統支援ios、安卓等移動終端。病理醫生無論在何時、何地,都可以通過pad、手機閱覽數字切片並傳送診斷報告。移動病理診斷系統可以說是對病理醫生工作方式的一種革命。

圖4 專家通過移動pad進行閱片診斷

二、 數字病理改變了病理醫生傳統的教學模式

培養一名病理醫生少則需要10年時間,多則需要20年時間,因為病理醫生是靠讀片來提高其診斷能力的,是在實踐中學習,傳統的看片時通過顯微鏡**載玻片,**乙個玻片要從挑選病例玻片、調整位置、顯微觀察等幾個步驟,不僅浪費時間,還得有較高的統計分析和檔案管理能力。在病理老師教學時,往往用多顯微鏡頭共享的方式,共同**老師操作的玻片,畢竟鏡頭數量有限,一次能夠帶的學生也就有限。如果一名老師帶多名學生就要多次重複講解同乙個病例,每個學生成為優秀的病理醫生要看十幾萬甚至幾十萬的**,可想而知這個工作量是多麼巨大!

數字病理系統很好的解決了這個問題,利用龐大的資料庫,將各種病理病例的數字影像儲存起來,並通過分析和統計軟體將同類的病理切片數字影像分析和分類,查詢起來非常方便,病理老師和學生可以通過計算機調取感興趣的數字病理影象在分屏或者是聯網的顯示器上共同**,可以擺脫顯微鏡的侷限,並且龐大的資料量和便捷的調取功能更加有利於病理老師和學生的觀察。另外數字病理系統支援移動終端如pad、智慧型手機等登陸檢視,學生可以隨時隨地享受原來在實驗室才能進行的讀片功能,大大的縮短了學習的時間,提高學校效率。再者遠端教學功能的引入,使學生可以像病理專家們學習病理知識,而不侷限於自己的導師和小圈子。

圖5 傳統病理教學與數字病理教學的對比

在歐美一些國家,病理學生甚至可以通過診斷模擬器來進行學習,有利於提高從業者的病理解釋能力。目前,europals泛歐洲的(病理)資格測試已經採用數字病理的方式進行,有利於標準化的病理培訓。

圖6 基於數字切片的**(病理)資格測試

三、 數字病理解決了基層醫院病理專家稀缺問題

在我國一些邊遠地區的病理科,其條件之差出乎意料:至今仍是一台國產切片機,每天搖幾張厚厚的切片而已,其它一無所有,簡直連18世紀歐州的病理室都不如。基層的病理醫師缺乏正規的訓練,病理診斷水平普遍較低,導致在診斷過程中,誤診、漏診情況時有發生;以海南省昌江縣人民醫院病理科為例,整個病理科僅有3人,2名病理醫生、1名技師。

甚至有些醫院的病理科只有一人在堅持工作。

數字病理很好的解決了基層醫院病理專家稀缺問題。數字病理遠端會診系統是通過數字病理遠端共享平台,整合病理專家資源,實現遠端專家會診。以新疆自治區為例,自治區各市縣醫院及基層衛生院只需配置相應的數字病理遠端會診終端裝置,與數字病理遠端會診平台聯網,即可快速便捷地接受省級專家的病理遠端會診、諮詢、指導並獲得診斷意見。

今年6月初,某患者因甲狀腺腫大到喀什人民醫院就診,該院為患者切除甲狀腺腫物後,初步診斷為甲狀腺濾泡癌,需要進一步做化療。為了確診,6月10日,喀什人民醫院病理科將患者病理切片經掃瞄後,上傳至數字病理遠端會診平台,經平台專家庫專家會診,最終診斷為甲狀腺乳頭狀癌,雖然同為癌症,但甲狀腺乳頭狀癌卻不需要再做化療。專家的診斷意見避免了患者的過度**,也提高了基層工作者的診斷認識。

有了數字病理遠端會診系統,市縣醫院的病理醫生不出本院就可以和上級醫院專家討論病情,為市縣醫院疑難病例的診斷,提供了更精準的科學依據。

數字病理在發展過程中仍然存在著一些問題,數字成像的精細程度,數字切片掃瞄速度可以進一步提高等,但在未來,數字病理一定是病理學發展的必然方向。最後,附上復旦大學附屬腫瘤醫院病理科張仁元教授做的一首打油詩,與其他病理界同行共勉,願未來所有這些狀況都隨著數字病理的發展而改變!

病理醫師懸著的心——《冰凍切片之歌》

冰凍切片看不清,是癌非癌難確定

手術醫生催報告,時間窘迫不容情

如果是癌報非癌,延誤病人有責任

如果非癌報為癌,害人害己是罪人

病理醫生處此境,前進後退都不行

如臨深淵履薄冰,如演雜技走鋼繩

下定決心出報告,出了報告心不寧

輾轉反覆睡不著,睡著醒來心還驚

提心吊膽等結果,蠟片出來才安神

剛要舒鬆一口氣,冰凍切片又來臨

病理醫生險生涯,為了病人在玩命

年年月月如此過,齒危髮禿仍不停。

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