Цифровая патология и телепатология в трансплантологии: возможность реализации на базе электронной медицинской карты

F.Vanzo, F.Sandri, A.Eccher, M.Brunelli, C.Saccavini, L.Gubian

Цифровая патология и телепатология играют все более важную роль в передаче диагностических изображений и отчетов в информационные системы (электронные медицинские карты – ЭМК) отделений патологической анатомии, что направлено на улучшение процесса организации медицинской помощи [4, 15]. В нашем распоряжении имеется региональная платформа в области Венето (северо-восточная часть Италии), с помощью которой можно использовать ЭМК в качестве системы для обмена медицинскими данными. Сохранение данных в цифровом формате гарантирует, что они будут доступны всем местным органам здравоохранения и госпитальным объединениям.

Новизна предложенной модели заключается в том, что весь рабочий процесс доступен специалистам, работающим в системе местного здравоохранения. В основе модели лежит подход, предлагающий сделать ЭМКА средством, с помощью которого специалисты смогут быстро и эффективно находить ответы на актуальные вопросы. Готовая модель обладает рядом преимуществ, предлагая средства для улучшения доступности медицинской помощи в регионах. Примером такого подхода служит создание условий для обмена информацией между всеми сотрудниками системы здравоохранения.

Для начала мы сконцентрировали внимание на идентификации стандартов и практик взаимодействия между врачами; модель ЭМК мы рассматривали именно в контексте цифровой патологии для работы трансплантологов.

Цель проекта – создание телемедицинской сети для проведения дистанционных консультации между двумя основными трансплантологическими центрами. В нашей работе приняли участие объединения госпиталей Вероны и Падуи (Италия).

Согласно официальной статистике по этим регионам, в 2015 году было проведено 376 трансплантаций почек и печени в обоих центрах, что составляет более 10% всех трансплантаций этих органов в Италии [13].

Мы ожидаем существенно улучшить рабочий процесс трансплантации после того, как объединим платформу цифровой патологии с сетью телепатологии и ЭМК. Трансплантация является экстренным и жизненно необходимым средством; сам процесс может занимать 12-24 часов. Кроме того, необходима круглосуточная поддержка, обеспечиваемая 55-ю специалистами.

Цифровая платформа позволит проводить консультации между патологами в реальном времени для того, чтобы проверять донорские органы на соответствие реципиентам, избегая затрат времени на передачу гистопатологических образцов и соответствующих проблем транспортировки (повреждение или утеря) [1, 14]. Кроме того, в ЭМК можно загружать и данные населения, используя уникальный мастериндекс пациентов для того, чтобы иметь доступ к историям болезней, которые могут быть полезны. Такая интеграция данных, как и каждый этап всего процесса, должны быть приведены в соответствие с правилами обработки персональных данных [8].

Мы определили срок 8 месяцев для того, чтобы оценить надежность системы и проведения дистанционных консультаций. Также важно, чтобы лечащие врачи чувствовали себя уверенно во время использования новой системы. Многие исследования показали, что полноразмерная визуализация во время диагностики имеет преимущества перед традиционной диагностикой гистологических препаратов [3,9,10].

Технические партнеры предоставили нам два сканера вместе с программным обеспечением для проведения цифровой микроскопии, обмена цифровыми слайдами и совместного их использования, а также – для создания сетевых сервисов хранения данных. Каждый сканер представляет собой компактное устройство, вмещающее два образца, и объективы с четырех-, двадцатии сорокакратным увеличениями. Функциональность устройства позволяет проводить микроскопию онлайн, сканировать изображения (в режимах предпросмотра, высокого качества, а также получать серию оптических срезов), осуществлять навигацию по слайдам, загружать изображения из базы данных. Также можно анализировать изображения (исследовать ядра, мембраны, что особенно важно для патологов [7, 12]), экспортировать их в формате JPEG 2000, создавать учетные записи пользователей и сканировать штрих-коды (одномерные и двухмерные). Производительность устройства позволяет сканировать изображения с площадью 5 см2 (что составляет среднюю площадь препарата) при двадцатикратном увеличении менее чем за 12 минут.

Ожидается, что минимальные технические требования составят: 2 Тб дискового пространства в год (для исследования конкордантности и проведения дистанционных консультаций), средняя пропускная способность – 10 Мбит/с. При этом существующая региональная сеть имеет более высокую пропускную способность (30 Мбит/с) [11].

Проведение дистанционных консультаций осуществляется по стандартной схеме. Специалисты-патологи используют стандартную шкалу для количественной оценки морфологических особенностей печени и почек. В то же время, перед самой трансплантацией в отчетный лист записывают гистопатологические наблюдения различных органов.

Мы записали серию тренировочных видео; был создан специальный канал на YouTube с приватным доступом, на который мы загружали постоянно обновляемые ролики (рис. 1). Так наши специалисты могли выполнять поставленные задачи, даже если не занимались этим некоторое время, поскольку могли посмотреть обучающие видео. В ходе проекта также был запущен онлайн-опрос, благодаря которому мы получали информацию о статистических данных, предпочтениях пользователей и конкордантности исследования, согласно методике оценки медицинских технологий [16]. Опрос доступен в отдельном разделе веб-портала.

Рис. 1. Сеанс обучения при внедрении системы телепатологии

Каждый пользователь, у которого есть доступ к опросу, может авторизовываться на веб-портале и с помощью анкеты сообщать информацию по каждому случаю. Каждый процесс трансплантации осуществляли как традиционным способом, так и с помощью описанных цифровых технологий. Опрос, посвященный исследованию конкордантности, состоит из пяти разделов: общая информация об исследовании, традиционная передача информации, составление отчетов с помощью цифровых технологий, оцифровка данных и мнение пользователей. Цель каждого раздела состоит в оценке эффективности и преимуществ работы нового способа передачи данных в системе цифровой патологии. После завершения опроса его результаты автоматически записываются в базе данных, на основе которых можно получить графическое представление результатов, всегда доступное на портале в виде «dashboard».

Примеры графиков, которые можно получить после онлайн-опросов, показаны на рис. 2. От верхнего левого угла по часовой стрелке: мнение пользователей о составлении цифровых отчетов (отлично, очень хорошо, хорошо, удовлетворительно, плохо); необходимость дополнительных способов передачи информации; среднее время, необходимое для традиционной диагностики (синий столбик) и для диагностики с помощью цифровых технологий (оранжевый столбик); предпочтение одному из способов диагностики (традиционный, цифровой, нет разницы).

Рис. 2. «Dashboard» системы телепатологии (пояснение в тексте)

Изначально мы преследовали как технологические цели, так и образовательные. Прежде всего, мы пересмотрели техническую сторону совместной работы пользователей системы, способы применения сканирующего оборудования и использования ЭМК для того, чтобы соответствовать стандартам и руководствам IHE (Integrating the Healthcare Enterpsire), DICOM (Digital Imaging and COmmunications in Medicine) и HL7 (Health Level 7) [2, 5, 6]. DICOM является цифровым стандартом, созданным с целью повысить эффективность рабочей среды и совместимость визуализации медицинских изображений с информационными системами (например, лабораторными).

Образовательная составляющая нашего проекта способствует продвижению цифровой патологии среди объединения госпиталей, принявших участие в исследовании. В начале работы в рабочую группу входило 6 врачей, а к 2017 г. число участников уже составляет 25 человек, и это число растет. Дальнейшая работа с онлайн-опросами позволит совершенствовать рабочий процесс, концентрируя внимание на наиболее важных его этапах, что должно повысить стандарты работы.

ВЫВОДЫ

Судя по первым результатам, мы считаем, что усилия, направленные на внедрение нового способа визуализации в систему ЭМК принесет свои плоды; предложенный проект должен оказаться эффективным средством расширения возможностей для выполнения трансплантаций и спасения жизни.

Исследование не имело спонсорской поддержки.

Приоритетная публикация Journal of the International Society for Telemedicine and eHealth Vol 5 (2017).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Bhati CS, Wigmore SJ, Reddy S et al. Web-based image transmission: a novel approach to aid communication in split liver transplantation. Clin Transplant 2010;24(1):98-103.

2. Digital Imaging and Communication System (DICOM). (2017). URL: http://dicom.nema.org (Дата обращения 20.11.2017).

3. Eccher A, Neil D, Ciangherotti A et al. Digital reporting of wholeslide images is safe and suitable for assessing organ quality in preimplantation renal biopsies. Human Pathol 2016;47(1):115-120.

4. Guo H, Birsa J, Farahani N et al. Digital pathology and anatomic pathology laboratory information system integration to support digital pathology sign-out. J Pathol Inform. 2016 May 4;7:23.

5. Health Level 7 (HL7). (2017). Directory. URL: http://www.hl7.org (Дата обращения 20.11.2017).

6. Integrating the Healthcare Enterprise (IHE). (2017). Directory IHE PaLM. URL: http://www.ihe.net/IHE_Pathology_and_Laboratory_ Medicine (Дата обращения 20.11.2017).

7. Isse K, Lesniak A, Grama K, et al. Digital transplantation pathology: combining whole slide imaging, multiplex staining and automated image analysis. Am J Transplant 2012;12(1):27-37.

8. Italian Data Protection Authority. (2017). Directory Italian Legislation. URL: http://www.garanteprivacy.it/web/guest/home_en/italian-legislation (Дата обращения 18.01.2017).

9. Jen KY, Olson JL, Brodsky S, et al. Reliability of whole slide images as a diagnostic modality for renal allograft biopsies. Human Pathol 2013;44(5):888-894.

10. Khurana KK, Katzenstein A-LA, Wojcik S et al. Use of whole-slide imaging system for frozen section diagnosis: comparative study between virtual slide and glass slide interpretation. Mod Pathol 2014;27(2).

11. Nap M. Network consumption and storage needs when working in a full-time routine digital environment in a large nonacademic training hospital. Pathobiology 2016;83(2-3):110-120.

12. Nativ NI, Chen AI, Yarmush G et al. Automated image analysis method for detecting and quantifying macrovesicular steatosis in hematoxylin and eosin-stained histology images of human livers. Liver Transplant 2014:20(2):228-236.

13. Official Italian Transplant Website. (2016). 2015 Transplant Activities. URL: http://www.trapianti.salute.gov.it/cnt/cntPrimoPianoDett.jsp?area=cnt-ge... (Дата обращения 20.11.2017).

14. Ozluk Y, Blanco PL, Mengel M, et al. Superiority of virtual microscopy versus light microscopy in transplantation pathology. Clin Transplant 2012;26(2):336-344.

15. Pantanowitz L, Wiley CA, Demetris A et al. Experience with multimodality telepathology at the University of Pittsburgh Medical Center. J Pathol Inform 2012;3(1):45.

16. Stephens JM, Handke B, Doshi JA. International survey of methods used in health technology assessment (HTA): does practice meet the principles proposed for good research? Comp Eff Res 2012;2:29-44.

телемедицина, информатика, электронное здравоохранение, телепатология, трансплантация