病理科全面數字化診斷及管理建設之路——不僅僅是掃描儀

病理作為公認的診斷“金標準”，在疾病的診斷、治療乃至預后中具有舉足輕重的作用。病理臨床診斷的全面數字化，即常規使用數字切片進行診斷，由于可以避免傳統玻璃切片在分發、共享等環節的諸多不便，可以將重要的一手病理信息即時高效地分享給臨床科室，故可以大幅提升醫院整理診療和科研的質量和效率。

以2017年FDA首次批準飛利浦的數字病理解決方案可用于臨床診斷作為標志，病理臨床診斷的數字化時代已經開啟。目前世界范圍內已經有LabPON、新加坡總醫院等幾十家病理中心或者實驗室實現了診斷的全數字化。我國的病理數字化也有多年的發展歷史，遠程會診是早期數字化進程的主要推動力，新一波的浪潮則是由AI來引領的。目前很多醫院的病理科都有了或高端或低端的數字切片掃描儀，然而尚無一家全數字化的病理科，掃描儀的使用率也并不高。

圖1 荷蘭東部病理中心Lab PON的病理醫生常規在飛利浦數字病理系統上進行臨床診斷

1 數字化的實質是工作流再造

探究我國醫院病理數字化不成功的原因，其中之一就是誤把購置掃描儀等同于數字化。而正如新加坡總醫院在總結其病理數字化成功經驗時指出的，病理科臨床診斷數字化的核心其實是工作流程的數字化，數字化改造即是工作流程的重造。這其實很容易理解：醫生已經疲于應付繁重的臨床工作，如果切片的數字化沒有融入工作流程中去，則意味著醫生和技術員需要花費額外的時間精力來去特意數字化切片，這顯然是難以持續的；而如果數字化工作流替代了傳統工作流，切片的數字化就是默認的動作，而且無須分發和整理切片，比原有的工作模式更大幅地節約了人力和時間。所以，以工作流程的再造作為整個項目的核心，讓科室切實感受到數字化的優勢，才能破除現有的阻力，真正地實現病理科的數字化，從而惠及整個醫院的臨床和科研。

2 穩定可靠是第一要務

掃描儀是實現病理切片數字化的第一步。目前市場上掃描儀種類繁多，應如何挑選呢？從工作流程的角度出發則可以看到，掃描儀的穩定可靠則是應首要考慮的，而非常規思路中的功能性和各參數。首先，一個大中型病理科的日切片量高達1000～2000張，如此大量的切片，如果經常發生卡片、對焦不準等因素需要手動重掃，則會需要有人經常性的盯在掃描儀旁，不僅沒有解放人手，反而大大加重了技術員的工作負擔。同時，由于手術安排等因素，很多科室切片都要到下午才能制作完成，由此，無人值守的通宵掃描就變得非常重要，這也要求掃描儀必須穩定可靠。同理，多層掃描、熒光掃描等功能由于需要額外設置，甚至要醫生瀏覽切片后再重新掃描，無法融入臨床工作流程，且需要此功能的切片類型較少，所以臨床中往往很少使用。而支持特殊尺寸切片掃描的掃描儀要么需要手工操作，要么因為特殊的機械結構而導致故障率高，也不適用于臨床診斷。

為了滿足臨床高流通量的需求，根據科室的切片數量，往往需要多臺掃描儀同時工作。掃描儀的存儲量過低，則需要人手不停地添加和取出切片；而存儲量太大，由于掃描仍是逐張切片進行的，則大量切片白白堆積在掃描儀中。對全自動掃描儀而言，掃描速度也是影響流通量的指標。全自動掃描儀的掃描包含了機械臂取片、預掃、校準、對焦、逐行精細掃描、放回切片等一系列動作。由于尚無行業標準，各廠家標稱的掃描時間包含的步驟不同，且實際掃描時間更多由切片組織大小決定，故比較參數意義不大。但是如果將卡片、掃描失敗重掃等因素考慮在內，則會發現，還是掃描儀的首次掃描成功率對整體流通量的影響更大。

圖2 以色列Maccabi醫療集團的病理中心，應用飛利浦數字病理系統實現診斷數字化后大幅提升了工作效率與工作環境（右圖可見其使用多臺飛利浦UFS極速掃描儀并行工作）

所以綜合考慮，高穩定性的、存儲量在300張切片左右的全自動高速掃描儀是適用于臨床數字化的主力機型，包括熒光在內的其他切片的掃描可以用一臺低通量多功能掃描儀來實現。

3 完整的IT系統是核心

我國醫院早期病理數字化不成功的另一個因素就是僅僅購買單機掃描儀，而忽視了IT系統與相應的硬件，導致產生的數字切片無法進入工作流中，無法便捷的發送到醫生端，也無法存儲和管理。與早期的遠程會診等應用場景相比，臨床診斷會產生海量的數據，因此除了高通量全自動的掃描儀外，還需要完整的IT系統以實現對海量數據進行高效的管理和存儲。每張切片全切片根據尺寸和壓縮程度不同，大小在幾百MB到幾個GB之間。一個中型病理科每天產生的數據也至少有幾個TB，每年需要存儲的數據則要到PB量級。由此可以看到，全數字化建設實際已經是相應信息系統的建設，相關投入也要超過了掃描儀的成本，需要豐富的影像信息化的經驗和完善的系統設計。考慮到巨大的投入成本和科室轉換工作模式所需要的適應過程，數字化建設最好分期分步實施。這也要求相應的系統和設計具有可擴展性。當考慮到長期存儲的經濟性時，也需要仔細評估數據格式的壓縮程度，以降低醫院長期的使用成本，如飛利浦專為數字病理開發的iSyntax圖像格式就采用了分級存儲的技術，避免了冗余信息，大幅節約了存儲空間。

說到信息系統就要考慮到數據的安全性。與常見的遠程會診中使用的公有云方案相比，服務器部署在醫院內網可以保證數據不出院，醫生遠程訪問通過VPN進行，從而提升了數據的安全性。而作為承載患者重要數據的數字病理診斷平臺，系統的安全性也需要得到驗證。比如飛利浦的數字病理系統在2016年就通過了美國國防部信息認證程序DIACAP，證實了該系統的安全和可靠性。

4 系統集成是關鍵

信息系統之間的互聯互通是信息化工作流程的重要保證。只有與醫院的LIS等信息系統集成，避免形成信息孤島，減少重復操作，才能真正提升病理數字化診斷的效率。與信息系統的集成可以使醫生一目了然的獲得患者的全部信息，從而做出更明智的診斷，提升診斷信心。而病例的診斷狀態也可以同步到LIS系統中，醫生所做的標注、截圖等都可以直接導入報告系統中，無需額外的操作，提升了醫生的工作效率。科室主任可以方便地實時查看各個醫生的工作量和進展，及時調整，也可以便捷地進行質控和評估。

數據的互通對于數據格式也有著嚴格的要求。病理科數字化還處于發展初期，數據格式尚未統一，嚴重影響互聯互通甚至數據的長久可用性。與放射影像相比，病理影像是高分辨率的彩色圖像，尺寸巨大，需要大比例壓縮，目前尚沒有形成例如DICOM那樣的統一的圖像格式。格式的不同導致各廠家的軟件對于其他廠商的圖像的支持能力不同。所以只有如iSyntax這樣完全開放的數據格式才能保證數據長久的可用性。同樣的，診斷系統的兼容性，即能接入其他廠家的圖像格式，對于醫院未來的發展也是至關重要。

幾十家全數字化病理中心的實踐經驗告訴我們，相比簡單的購置設備，病理診斷流程的數字化挑戰更大，需要多個部門、多種角色的密切配合，長遠規劃，逐步實施。但也僅有以創建數字化工作流為目標，才能真正地實現病理信息的數字化，從而提升病理科乃至整個醫院的教學和科研的效率和質量。