Die Forschritte der Digitalisierung und die Anwendung von KI in der Pathologie.

In der Pathologie wird viel in der Digitalisierung investiert und viele pathologische Institute sind bereits weit fortgeschritten in diesem Gebiet. Die Mikroskope werden durch Glasobjektträger-Scanner ersetzt und das Wissen der Pathologen wird von der KI ergänzt und/oder unterstützt. Welches sind die Vorteile der Digitalisierung und inwiefern profitiert der Patient von einem digitalisierten Labor?

Die Aufarbeitung der Proben im histologischen Labors wird grössten Teil von biomedizischen Analytiker/innen durchgeführt. In den letzten Jahren wurden viele Geräte für die Automatisierung dieser Arbeitsschritte auf dem Markt gebracht. Jedoch entspricht das Schlussprodukt dieser Geräte nicht den mindesten Erwartungen der Pathologen und biomedizinischen Analytiker/innen. Hingegen versucht man in der Histologie bei der Präanalytik und in der Diagnostik mit der Digitalisierung Fortschritte zu machen.

Glasobjektträger-Scanner sollen Mikroskope ersetzten.

Jede Patientenprobe wird verarbeitet und kommt in Form eines Glasobjektträgers auf dem Tisch der Pathologen. Was passiert, wenn das Glasobjektträger kaputt geht? Wenn man in kurzer Zeit eine Zweitmeinung benötigt? Der Mediziner möchte sich diesen histologischen Schnitt anschauen, aber er besitzt kein Mikroskop – wie kann man diese Stolpersteine in der Zukunft umgehen?

Mikroskop
Mikroskop mit Objektträger (www.unsplash.com)

Bis heute waren solchen Bildern mit einer so hohen Auflösung nur in der Radiologie und Kardiologie zu finden. In den letzten Jahren haben viele Firmen im medizinischen Bereich Glasobjektträger-Scanner auf dem Markt gebracht. Diese Glasobjektträger werden auch „histologische Schnitte“ genannt. Die Scanner werden am LIS und am ausgewählten Speicherplatz angeschlossen. Dadurch werden wiederum Schnittstellen gebildet. Nachdem werden die Scanner mit Glasobjektträger geladen. Sie werden gescannt und direkt auf einem Speicherplatz hochgeladen. Die Pathologen erhalten eine Mail mit einem Link, wo die gescannten Bilder der eigenen Patientenfälle zur Verfügung stehen. Diesen Link ist ebenfalls im LIS abrufbar. Die gescannten Bilder können problemlos und ortsunabhängig auf normale Bildschirme von den Pathologen virtuell mikroskopiert werden.

Die wichtigsten Vorteile von der Digitalisierung der histologische Schnitte

  • Bei Tumorboards können Entscheidungen schneller getroffen werden, weil die Patientendaten alle beieinander sind.
  • Das Archivieren der Bilder ist einfacher und nachhaltig.
  • Die histologischen Bilder können zeitlos in optimale Qualität aufbewahrt und jederzeit hervorgerufen werden.
  • Improvisieren der Standardisierung und Optimierung der mikroskopischen Methoden.
  • Die Diagnostik kann Ortsunabhängig stattfinden.
Übersichtsschema
(Bildquelle: Sharon Scicchitano)

Die Einführung der KI in der Pathologie

Die Aufgabe der Pathologen ist pathologische Veränderungen von Zellen und Geweben zu identifizieren. Das Hilfsmittel um diese Aufgabe zu tätigen ist bis heute das Mikroskop und somit auch der Goldstandard. Eine künstliche Intelligenz sollte und könnte nicht das Wissen der Experten ersetzen. Bei vordefinierten morphologischen Befunden kann aber die KI das gleiche Screening mehr objektiv und schneller durchführen. Computeralgorithmen können Pathologen dabei helfen, die Probe auf vordefinierte morphologische Befunde zu untersuchen und Proben mithilfe etablierter Scores präziser zu bewerten. Mithilfe dieser Scores können die Unterschiede zwischen den Experteneinschätzungen verringert werden, um die Pathologie weltweit vergleichbarer zu machen.

Was ist die Computer-assistierte Diagnose (CAD) und wie wird sie angewendet?

Bisher wurde CAD bei den Mammografien, Radiografien, Computer Tumografien und MRI angewendet. In der Histologie würde die CAD den Pathologen helfen, die pathologischen Veränderungen schnell und präzis zu identifizieren. In der Routine eines Labors werden komplexe Verdachtsdiagnosen mit anderen Experten besprochen.  Die Patienten warten auch dementsprechende länger auf ihre Diagnose, vor allem wenn diese Pathologen nicht am gleichen Ort oder in der Nähe arbeiten. Die Diagnose wird später abgeschlossen und somit wird auch die Therapie später gestartet. Ein CAD wird vor allem bei schwierigen Diagnosen beigezogen, weil nicht alle Fachgebiete mit genug Experte abgedeckt sind. Diese CAD soll die Wartezeiten wegfallen lassen und die Pathologen unterstützen bei der Diagnosenstellung.

Warum haben Pathologien Schwierigkeiten die Digitalisierung umzusetzen?  ·

  • Die hohen Kosten für den Umbau und Anpassung der Infrastrukturen.
  • Hohe Kosten für effiziente Scanner und grosse Speicherplätze für das Archivieren der histologischen Bilder.
  • Die vollständige Integration im Labor-Informationssystem und im Spital-Informationssystem.
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Sharon Scicchitano

Sharon Scicchitano ist eine Biomedizinische Analytikerin HF (Informatikbeauftragte) beim Luzerner Kantonsspital und bloggt aus dem Unterricht des CAS Digital Healthcare.

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