“一秒千片”,瑞金医院病理科数字化建设之道

身体不舒服,不知道哪里生了病,就要去医院看医生来帮助诊断和治疗,这是最浅显的道理。但是,如果医生看病也遇到了问题,无法直接判断病因,他们又该去求助谁呢?在如今大部分的医院里,就有一个名为“病理科”的科室,这里的医生大部分时间不直接面对患者,他们的职责就是帮助专科医生做患者的病理切片分析并作出报告,帮助专科医生准确诊断并制定后续治疗方案。所以,他们又被称作“医生的医生”。
“医生的医生”,是怎么工作的
如果你去参观传统病理科医生的日常工作,你大概会觉得他们不像传统意义上“望闻问切”的医生,而更像实验室的科学家。
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对于绝大多数疾病,特别是肿瘤疾病来说,病理诊断被称为临床医学诊断的“金标准”。简单举例来说,一个病人得了肿瘤疾病,这个肿瘤到底是良性还是恶性,他得的是不是癌症,虽然通过B超、CT、核磁共振等影像学检查也能初步诊断,但最终确诊还是要根据病理切片,这是医生判断疾病性质的最终依据,极大地影响着对患者的治疗方法、用药以及预后的判断。而病理诊断水平很大程度上决定了误诊率和漏诊率,特别对于癌症患者而言,这通常是决定生死的一环。作为医学上最可靠的一级诊断,当病理报告无法确诊时,往往导致要么过度治疗,要么治疗不足。病理科的重要性正如中国工程院钟南山院士所说,“临床病理水平是衡量国家医疗质量的重要标志”。
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上海交通大学医学院附属瑞金医院是一所集医疗、教学、科研为一体的国内顶级三级甲等综合性医院,其综合实力排名连续多年上海第一、华东第一。病理科作为瑞金医院的重点学科之一,承担了来自全国各地的海量病理诊断,具备国际一流的病理检测平台和雄厚的软实力。瑞金医院病理科每两周一次的网络直播疑难病理讨论,如今已成为中国病理医生的学习平台。
推动病理科发展,让更多人得到及时准确的诊治
王朝夫是上海交通大学医学院附属瑞金医院病理科主任、上海交通大学医学院病理学系主任,作为全国病理学方面的著名专家,他曾担任2020年首批支援武汉的上海交通大学医学院新冠肺炎病因研究专家组组长。他自己亲身接诊过的许多患者的故事,让人深深感受到准确的病理诊断对患者而言是多么重要。
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2010年,一位32岁男性肾脏肿瘤会诊病例,原单位诊断为良性,王朝夫阅片后第一感觉不是良性,但从来没见过这样的肿瘤,WHO肿瘤分类中也没有相应的肾肿瘤,当时他敏感地意识到可能是肾癌的一个新类型,后来证明果然如此,王朝夫是中国首个发现这种肾细胞癌的医生,当时世界上也仅有17例报道。
2016年初,30岁的江苏张女士,脚踝生了个肿物,当地医院作为疑难病例数次组织会诊,确诊为骨癌,需要截肢。经王朝夫会诊后诊断为骨化性肌炎(良性病变),最后保住了这位年轻妈妈的腿。
江西程老伯2018年以来大腿、头颈等多发淋巴肿大,全国多家医院病理科会诊,依然无法确诊,老人绝望下表示愿捐献遗体做科研,2020年7月,他的女儿辗转找到瑞金医院,经王朝夫会诊后确诊为形态特殊的一种外周T细胞淋巴瘤,经治疗老伯已康复出院……
在现实生活中,不可能每一名患者都能及时地找到像王朝夫这样的专家来诊断,或许这就意味着难免有许多人不幸地被误诊、漏诊。中国的医疗资源分布不平衡,也大量表现在病理科领域。主要的病理科医生集中在大三甲医院,注册病理医生仅不足2万,缺口达到14万,且广大二级、三级医院缺乏病理科医生。而中国的癌症发病率高居全球第一,如何快速把大三甲医院,尤其瑞金医院这样顶级医院的病理科能力赋能到广大基层医院,是亟待解决的问题。
另外,对于像瑞金医院病理科这样的全国知名科室来说,他们每天承接众多病种的临床科室大量病理检查项目,产生超过3500片病理切片,全年总切片量超100万,病理科医生往往要保持满负荷工作量,如何为他们“减负”也是迫切问题。此外,病理物理玻片存放难度大,存放数年掉色后基本无法使用,缺少便捷的信息管理(如手写标签)也极大限制了样本的全流程跟踪与临床科研。
所有的这些问题,如今都指向了一个解决方向,那就是数字化。
数字化赋能病理科建设,科技为所有人服务
数字化病理系统的应用最早始于1985年,20世纪90年代在美国开始被应用于商业领域,从2000年开始在医学院校逐步取代传统显微镜。此后,美国以及全世界范围内有50%的医学院校都已经或正在筹备引进数字化病理系统。
与传统病理系统相比,数字化病理系统能针对性地解决一系列的“痛点”。比如,利用数字病理玻片库,可以永久保存珍贵的病理玻片资料,解决了玻璃玻片不易储存保管、易褪色、易损坏、易丢片掉片和玻片检索困难等问题。而医生在阅片时,可随时随地对数字玻片任何区域进行不同放大倍率的浏览,整个数字玻片可以在显示器上一次查看,可以放大查看不同的区域,实现高精度诊断。同时,数字化病理系统也支持并排显示多幅图像对比分析,可以很方便地分享给别的医生,大大方便了会诊、远程医疗,也方便开展线上读片会和在线直播教学,培养更多的病理科人才。
但是,数字化病理系统同样也面临着许多问题。比如,随着海量的数字玻片生成和储存、读取,作为提供数字玻片阅片服务的ICT基础底座——数据存储系统,将面临解决调阅访问时延大、系统卡顿不流畅和马赛克等严重影响阅片效率和准确性的挑战。单个数字玻片的数据量相当于一部高清电影,根据医院规模的不同,每天可产生数百到数万片病理玻片数据,这些玻片按照法规遵从要求需要长期保存,这就对医院的储存资源提出了很高要求。要买多少设备?建多大的机房?如何做好数据备份?如何确保读取迅速而有效,没有“马赛克”?这一系列问题都极其专业和复杂。
更何况,在日常使用中还有保密的问题、分享的问题、抵御外部黑客攻击的问题,这些潜在的风险无疑成为了许多医院在建设数字化病理系统之路上的绊脚石。
一秒千片,华为OceanStor Pacific分布式存储破除数字化病理关键痛点
为了解决这一系列的问题,提升海量数字切片的分析效率,瑞金医院病理科联合华为数据存储,基于华为OceanStor Pacific分布式存储,在数字化病理高性能调阅和数据缩减技术实现质的飞跃,解决数字化病理关键痛点。
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例如,采用传统方案阅片速度很慢,经常出现马赛克以及几十秒时延卡顿,严重阻碍医生的有效阅片诊断。此外,瑞金医院病理科还提出了更高的要求,全院临床、科研、教学人员都可以实时快速调阅病理切片,加速病理数据的价值转化。在测试了华为OceanStor Pacific分布式存储后,瑞金医院病理科可以实现1秒同时调阅1000个切片能力,超越传统存储80倍以上。
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而针对整体数据量巨大、存储困难的问题,华为独有的数字化病理二次压缩算法,实现了病理数据智能识别,让数据压缩比达到30%以上,同时配合OceanStor Pacific分布式存储的高密硬件设计,让更少的空间更久地存储更多的数据,帮助医院节约了73%的机房空间。
结语:
医疗资源的分布不均衡,医疗水平发展的不平衡,目前在我国是一个现实且急需解决的问题。如何在有限的条件下,尽可能地为更多人提供高质量的医疗服务,是所有医生和患者的梦想,也是科技的梦想。持续技术创新,华为将技术与医疗场景应用深度融合,突破数字化病理根技术,真正打通医院数字化转型的“最后一公里”。

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