DIGITAL PATOLOGI: framtiden är r här h r! Sten Thorstenson Medicinsk chef, överläkare Avdelningen för f r Klinisk Patologi Diagnostiskt Centrum, LSK Kalmar
Kalmar historik I december 1999 startade vår v r digitala telepatologiska fryssnittsservice mot Västervik. V Preparaten skars ut, snittades och färgades f av BMA påp Klin.kem.lab i Västervik. V Bild och ljudförbindelse via 6 ISDN linjer. Tidskrävande diagnostik. Användes ndes huvudsakligen för f bisköldk ldkörtel- och sentinel node diagnostik. I januari 2008 byttes utrustningen ut till en liten Scanscope scanner.
Vad fick Kalmar att gåg vidare? I samband med att en kollega fick akuta nackbesvär r började b vi fundera påp hur vi skulle kunna minimera arbetstiden i mikroskopet. Digital diagnostik påp skärm en möjlig m lösning?
Hur ser det ut i världen v idag avseende digitalisering inom histopatologin? Digitalisering börjar b komma men i begränsad omfattning och oftast för f undervisning, forskning, fryssnitt (t.ex. sentinel node) ) och konsultationer. Kalmar förefaller f vara först f i världen v med primärdiagnostik rdiagnostik av virtuella rutinpreparat på skärm.
Kalmars huvudskäl l till digitalisering ARBETSMILJÖSK SKÄL Nätverksbyggande (primärt rt Kalmar- Karlskrona) över regiongräns. ns.
Andra fördelarf Distansarbete möjligt m (t.ex. hemarbete) Nätverk av laboratorier med spetskunskap och kapacitet. Fördela/omfF rdela/omfördela diagnostiken. Konsultationer underlättas. Mätteknik (mer objektiv patologi). Bildanalys (prognostik( prognostik, prediktion). Rekryteringsbefrämjande i patologbristens Sverige.
Problem Datavolymerna blir enorma.. Kalmar Patlab beräknar 24 Tb/år (-06: 16781 PAD, 59412 glas, 0,4 Gb/glas). Endast 1 fokalplan, dvs det går g r ej att fokusera igenom preparatet. Vid scanning i flera plan ökar datavolymen dramatiskt liksom scanningtiden. Våra test visar vid 200X förstoring f och kompressionskvalitet 70 en scanningtid/glas på ca 5 minuter i genomsnitt (dock ej optimerat för f scanning). Scanning i 200X ger begränsningar i upplösning vid högförstoringsdiagnostik. Scanning vid 400X ger 3 gånger längre l inscanningstid samt större filer. Sist men inte minst: laboratoriets precision måste förbättras avsevärt.
Processen Anbudsförfr rfrågan i EU dec 2006. Testning av 3 olika scanners 2007. Utrustning, datalogistik, programuppdateringar, anpassningar m.m. klart i februari 2008. Valideringsprocessen 4/3 27/9 2008. Oktober 2008 skarp drift.
Vår r utrustning Scanner: : 2 st Aperio Scanscope XT (upplösning 50.000 pixlar/tum vid 200X scanning). /LRI Bilddatabas: Picsara /Euromed Networks. Hade en färdig f koppling till SymPathy! SymPathy LIS (Tieto( Tieto). Utvecklade 2D datamatrix streckkod till glasetiketterna. 8 arbetsstationer Dell Precision 3400 (4 Gb RAM och Nvidia Quadro FX 3700 med 512 RAM). Varje station 2 skärmar (Dell( 20 resp 30 ).
Scanscope XT scanner
Laddning av 120 glas
Scanning av prostatachips
Den moderna patologens arbetsplats Picsara gränsnitt Imagescope gränssnitt SymPathy gränssnitt (Gammalt mikroskop)
Anpassningar Övergång till 2D datamatrix streckkod påp glasetiketterna. Integrering av LIS med bilddatabas. Skära ut mindre bitar. Rena glas, tunna och släta snitt, färre f snitt/glas, placeringen av snitten påp glasen, färgningskvalitet, f täckglas placeringen, torkning av glasen (60 C, 1 tim) innan scanning. Logistiken inom labbet: våra v sekreterare sköter t.ex. scanningen (inkl. manuell omscanning). Patologen: det tar tid att lära l sig lita påp bilden påp skärmen. Det som är r svårt att diagnostisera påp skärmen är r lika besvärligt i mikroskopet!
Valideringsprocessen Tid: ca 6,5 månader. m 3 specialister och 1 STläkare. 1 kollega (Lennart Mellblom) ) i Karlskrona för f konsultation (extra( extra-regionaltregionalt via Sjunet). Varje preparat diagnostiserades primärt rt påp skärmen och därefter d direkt i mikroskopet. Varje preparat protokollfördes. rdes. Validering gällde g inte bara den medicinska säkerheten utan även förändrade f labrutiner, förändrad lablogistik,, servrar, nätverk, n gränssnitt, brandväggar samt bestämning av lagringsutrymme.
Valideringserfarenheter (1/3) 14.326 preparatglas (de flesta topografier och provtyper) ) har scannats i 200x med kompresssionskvalitet 70. Tidsåtg tgång ca 5 minuter/glas. Dygnet runt scanning har fungerat utmärkt. Väldigt fåf problem med scannern,, som automatiskt startar om varje morgon. 2 webkameror i scannern länkade till LRI i Lund. 2% refusering vid automatisk scanning (2 glas av 100 behöver scannas om manuellt).
Valideringserfarenheter (2/3) 606 PAD (2480 glas) validerades diagnostiskt. I två fall (0,3%) ändrades diagnosen efter konventionell mikroskopi (1 missad svamphyf, 1 missad Helicobacter) högförstoringsdiagnostik. 200X förstoring f räcker r ej för f r t.ex. mitosräkning eller annan högförstoringsbedömning.. DåD använder nder vi mikroskopet eller begär omscanning i 400X förstoring. f Bildöverf verföring ring via Sjunet till Karlskrona fungerar bra.
Valideringserfarenheter (3/3) Subjektiv patologuppfattning i Kalmar: i många fall är r den digitala bildskärms rms- diagnostiken överlägsen (översikt,( mätmöjlighet,, jämfj mförelse, bildanalys). >75% av all histopatologi kan diagnostiseras påp skärm.
Visst har arbetsmiljön blivit klart bättre! Kaffe! Modern patolog
Datalagring Kalmar har idag ett faktiskt behov av 24 Tb/år (exkl cytologi) för f r bildlagring. Vår r primär r drivkraft för f r digitalisering är arbetsmiljön. Därmed kan bilderna slängas efter att diagnostiken, ev. konsultation, rondverksamhet m.m. är r klar (< 6 månader). m Således räcker r 12 Tb som konstant lagringsutrymme. Rensningsscript som körs k automatiskt. FIFO (first in first out).
Juridik Bilden är r en exakt arbetskopia av preparatglaset (visat i valideringen). Preparatglasen lämnas l alltid in till diagnostisören ren,, som själv väljer v om diagnostik påp skärm eller i mikroskop. Därmed kan bilden slängas när n r fallet är färdigt. Originalet (glas och kloss) finns alltid kvar.
Fortsatt utveckling (1/2) Mätteknik (procentuell cellfördelning, kärnarea/dysplasi m.m.). Mer objektiv patologi. Bildanalys (prediktion( t.ex. ER/PGR, HER-2, Ki-67 index m.fl.). Dyr diagnostik och behandling. Finns färdiga f FDA- godkända moduler. Reproducerbar prediktion. Utveckling av gränssnittet nssnittet, HID m.m. Röststyrning? R Scanning i flera plan med fokuseringsmöjligheter jligheter. Snabbare scanning i 400x förstoring f för f r att möjliggm jliggöra högförstoringsdiagnostik utan efterbeställning.
Fortsatt utveckling (2/2) Digitalisering av cytologin som vi ser det via vätskebaserad v cytologi (10 mm scanningyta i monolayer ger tidseffektiv scanning och rel. små datavolymer jmf med scanning av hela glas).
Framtiden? Tänk om landets patologiavdelningar vore uppkopplade i ett nätverk n för f r samarbete för f r kvalitetskontroll, konsultationer, ST-utbildning, omfördelning av diagnostik samt diagnostikhjälp!! Tänk om man bara behövde vara påp sin arbetsplats någon dag i veckan för f r att sköta den manuella delen av verksamheten och resterande delen av veckan kunde vara hemma och skärmdiagnostisera om man sås önskade!! Tänk om man som pensionerad patolog kunde sitta hemma framför r skärmen och bidra med sitt eventuella specialkunnande!! Vore inte detta rekryteringsbefrämjande??
Kalmar idag >60000 histopatologiglas har scannats. Dygnet runt scanning. 1,5 års erfarenhet av digital rutinhistopatologisk diagnostik. >75% av rutinhistopatologin diagnostiseras digitalt. 10 års erfarenhet av digitala telepatologiska fryssnitt. Några klinisk-patologiska konferenser digitalt. Individuell digital slide conferencing (på begäran av kliniker). Hårdvaran mikroskop har konverterats till en mjukvara integrerad i vårt produktionssystem. Immunhistokemisk bildanalys med FDA godkända nda moduler (ER/PGR, HER-2) har nyligen installerats i systemet liksom det självl lvlärande bildanalyssystemet Genie. Fjärrdiagnostik kan ske via programmet Interpath i Iphone? System för f r vätskebaserad v cytologi är r under upphandling.
Paradigmskifte inom patologin Hårdvaran mikroskop är r numera en mjukvara integrerad i produktionssystemet!! Med digitaliserade preparat kan mätteknik och bildanalys ge mer objektiv diagnostik och bättre b reproducerbarhet.
Så. Framtiden är r här. h Den digitala platformen (ad modum Kalmar-LRI LRI/Aperio) är r färdig, f kliniskt validerad och i full användning ndning i klinisk verksamhet i Kalmar, som första f patologilaboratorium i världen. v