病理科全面数字化诊断及管理建设之路——不仅仅是扫描仪

病理作为公认的诊断“金标准”，在疾病的诊断、治疗乃至预后中具有举足轻重的作用。病理临床诊断的全面数字化，即常规使用数字切片进行诊断，由于可以避免传统玻璃切片在分发、共享等环节的诸多不便，可以将重要的一手病理信息即时高效地分享给临床科室，故可以大幅提升医院整理诊疗和科研的质量和效率。

以2017年FDA首次批准飞利浦的数字病理解决方案可用于临床诊断作为标志，病理临床诊断的数字化时代已经开启。目前世界范围内已经有LabPON、新加坡总医院等几十家病理中心或者实验室实现了诊断的全数字化。我国的病理数字化也有多年的发展历史，远程会诊是早期数字化进程的主要推动力，新一波的浪潮则是由AI来引领的。目前很多医院的病理科都有了或高端或低端的数字切片扫描仪，然而尚无一家全数字化的病理科，扫描仪的使用率也并不高。

图1 荷兰东部病理中心Lab PON的病理医生常规在飞利浦数字病理系统上进行临床诊断

1 数字化的实质是工作流再造

探究我国医院病理数字化不成功的原因，其中之一就是误把购置扫描仪等同于数字化。而正如新加坡总医院在总结其病理数字化成功经验时指出的，病理科临床诊断数字化的核心其实是工作流程的数字化，数字化改造即是工作流程的重造。这其实很容易理解：医生已经疲于应付繁重的临床工作，如果切片的数字化没有融入工作流程中去，则意味着医生和技术员需要花费额外的时间精力来去特意数字化切片，这显然是难以持续的；而如果数字化工作流替代了传统工作流，切片的数字化就是默认的动作，而且无须分发和整理切片，比原有的工作模式更大幅地节约了人力和时间。所以，以工作流程的再造作为整个项目的核心，让科室切实感受到数字化的优势，才能破除现有的阻力，真正地实现病理科的数字化，从而惠及整个医院的临床和科研。

2 稳定可靠是第一要务

扫描仪是实现病理切片数字化的第一步。目前市场上扫描仪种类繁多，应如何挑选呢？从工作流程的角度出发则可以看到，扫描仪的稳定可靠则是应首要考虑的，而非常规思路中的功能性和各参数。首先，一个大中型病理科的日切片量高达1000～2000张，如此大量的切片，如果经常发生卡片、对焦不准等因素需要手动重扫，则会需要有人经常性的盯在扫描仪旁，不仅没有解放人手，反而大大加重了技术员的工作负担。同时，由于手术安排等因素，很多科室切片都要到下午才能制作完成，由此，无人值守的通宵扫描就变得非常重要，这也要求扫描仪必须稳定可靠。同理，多层扫描、荧光扫描等功能由于需要额外设置，甚至要医生浏览切片后再重新扫描，无法融入临床工作流程，且需要此功能的切片类型较少，所以临床中往往很少使用。而支持特殊尺寸切片扫描的扫描仪要么需要手工操作，要么因为特殊的机械结构而导致故障率高，也不适用于临床诊断。

为了满足临床高流通量的需求，根据科室的切片数量，往往需要多台扫描仪同时工作。扫描仪的存储量过低，则需要人手不停地添加和取出切片；而存储量太大，由于扫描仍是逐张切片进行的，则大量切片白白堆积在扫描仪中。对全自动扫描仪而言，扫描速度也是影响流通量的指标。全自动扫描仪的扫描包含了机械臂取片、预扫、校准、对焦、逐行精细扫描、放回切片等一系列动作。由于尚无行业标准，各厂家标称的扫描时间包含的步骤不同，且实际扫描时间更多由切片组织大小决定，故比较参数意义不大。但是如果将卡片、扫描失败重扫等因素考虑在内，则会发现，还是扫描仪的首次扫描成功率对整体流通量的影响更大。

图2 以色列Maccabi医疗集团的病理中心，应用飞利浦数字病理系统实现诊断数字化后大幅提升了工作效率与工作环境（右图可见其使用多台飞利浦UFS极速扫描仪并行工作）

所以综合考虑，高稳定性的、存储量在300张切片左右的全自动高速扫描仪是适用于临床数字化的主力机型，包括荧光在内的其他切片的扫描可以用一台低通量多功能扫描仪来实现。

3 完整的IT系统是核心

我国医院早期病理数字化不成功的另一个因素就是仅仅购买单机扫描仪，而忽视了IT系统与相应的硬件，导致产生的数字切片无法进入工作流中，无法便捷的发送到医生端，也无法存储和管理。与早期的远程会诊等应用场景相比，临床诊断会产生海量的数据，因此除了高通量全自动的扫描仪外，还需要完整的IT系统以实现对海量数据进行高效的管理和存储。每张切片全切片根据尺寸和压缩程度不同，大小在几百MB到几个GB之间。一个中型病理科每天产生的数据也至少有几个TB，每年需要存储的数据则要到PB量级。由此可以看到，全数字化建设实际已经是相应信息系统的建设，相关投入也要超过了扫描仪的成本，需要丰富的影像信息化的经验和完善的系统设计。考虑到巨大的投入成本和科室转换工作模式所需要的适应过程，数字化建设最好分期分步实施。这也要求相应的系统和设计具有可扩展性。当考虑到长期存储的经济性时，也需要仔细评估数据格式的压缩程度，以降低医院长期的使用成本，如飞利浦专为数字病理开发的iSyntax图像格式就采用了分级存储的技术，避免了冗余信息，大幅节约了存储空间。

说到信息系统就要考虑到数据的安全性。与常见的远程会诊中使用的公有云方案相比，服务器部署在医院内网可以保证数据不出院，医生远程访问通过VPN进行，从而提升了数据的安全性。而作为承载患者重要数据的数字病理诊断平台，系统的安全性也需要得到验证。比如飞利浦的数字病理系统在2016年就通过了美国国防部信息认证程序DIACAP，证实了该系统的安全和可靠性。

4 系统集成是关键

信息系统之间的互联互通是信息化工作流程的重要保证。只有与医院的LIS等信息系统集成，避免形成信息孤岛，减少重复操作，才能真正提升病理数字化诊断的效率。与信息系统的集成可以使医生一目了然的获得患者的全部信息，从而做出更明智的诊断，提升诊断信心。而病例的诊断状态也可以同步到LIS系统中，医生所做的标注、截图等都可以直接导入报告系统中，无需额外的操作，提升了医生的工作效率。科室主任可以方便地实时查看各个医生的工作量和进展，及时调整，也可以便捷地进行质控和评估。

数据的互通对于数据格式也有着严格的要求。病理科数字化还处于发展初期，数据格式尚未统一，严重影响互联互通甚至数据的长久可用性。与放射影像相比，病理影像是高分辨率的彩色图像，尺寸巨大，需要大比例压缩，目前尚没有形成例如DICOM那样的统一的图像格式。格式的不同导致各厂家的软件对于其他厂商的图像的支持能力不同。所以只有如iSyntax这样完全开放的数据格式才能保证数据长久的可用性。同样的，诊断系统的兼容性，即能接入其他厂家的图像格式，对于医院未来的发展也是至关重要。

几十家全数字化病理中心的实践经验告诉我们，相比简单的购置设备，病理诊断流程的数字化挑战更大，需要多个部门、多种角色的密切配合，长远规划，逐步实施。但也仅有以创建数字化工作流为目标，才能真正地实现病理信息的数字化，从而提升病理科乃至整个医院的教学和科研的效率和质量。