آینده‌ی پاتولوژی دیجیتال است

آزمایشگاه پاتولوژی دیجیتال دکتر یاورمنش
آزمایشگاه پاتولوژی دیجیتال

آینده‌ی پاتولوژی دیجیتال است

معرفی

اصطلاح «پاتولوژی دیجیتال» (Digital Pathology) نخستین بار در سال ۱۹۸۶ توسط واینستین معرفی شد. این مفهوم به تشخیص پاتولوژیک از راه دور اشاره دارد که شامل تصاویر دیجیتال از نمونه‌های میکروسکوپی و ماکروسکوپی، داده‌های بالینی و اطلاعات مربوط به مواردی است که از طریق لینک داده به پاتولوژیست ارسال می‌شود. این سیستم امکان انتقال تصاویر و ضبط ویدئوهای زنده را فراهم می‌کند.

در آزمایشگاه پاتولوژی دکتر یاورمنش، ما نیز با آگاهی از این تحول، مسیر به‌روزرسانی و تطبیق با استانداردهای دیجیتال را دنبال می‌کنیم…

وضعیت فعلی دیجیتالی‌سازی در پاتولوژی

پیشرفت‌های فنی در رشته‌های تشخیصی در سال‌های اخیر به‌طور چشمگیری افزایش یافته است. برخلاف پزشکی آزمایشگاهی، تشخیص در پاتولوژی بسیار جامع است. وظیفه‌ی پاتولوژیست شناسایی ویژگی‌ها و الگوهای سلول‌ها و بافت‌ها برای تغییرات پاتولوژیک است، در حالی که میکروسکوپ هنوز به‌عنوان استاندارد طلایی در نظر گرفته می‌شود. برای تشخیص و طبقه‌بندی پاتولوژیست، ارزیابی مورفولوژی و تغییرات مشخص در سطح مولکولی نمونه‌ی بیمار ضروری است که تأثیرات مهمی بر تصمیمات درمانی بعدی دارد.

 

اهداف و مقاصد آسیب‌شناسی دیجیتال (DP)

آسیب‌شناسی دیجیتال با هدف بهبود کیفیت تشخیص، آموزش، تحقیق و همچنین افزایش بهره‌وری در خدمات آسیب‌شناسی توسعه یافته است. در این بخش، به دلایل اصلی استفاده از فناوری دیجیتال در آسیب‌شناسی اشاره شده:

  1. ارتقای دقت تشخیص: با دیجیتالی کردن لام‌های بافتی، آسیب‌شناس می‌تواند با وضوح بالا، در هر زمان و مکان، مشاهدات دقیق‌تری داشته باشد.

  2. امکان اشتراک‌گذاری و مشاوره: لام‌های دیجیتال به‌راحتی با دیگر متخصصان در هر نقطه‌ای از جهان به اشتراک گذاشته می‌شوند. این کار موجب بهبود کیفیت تشخیص، به‌ویژه در موارد دشوار یا نادر می‌شود.

  3. آموزش و یادگیری: در محیط‌های آموزشی، لام‌های دیجیتال به عنوان منبعی ارزشمند برای آموزش دانشجویان و رزیدنت‌ها عمل می‌کنند. می‌توان به راحتی موارد را بایگانی و مرور کرد.

  4. پشتیبانی از پژوهش‌های علمی: با استفاده از داده‌های دیجیتال، امکان استفاده از الگوریتم‌های تحلیل تصویر و یادگیری ماشین فراهم می‌شود که باعث گسترش پژوهش‌های پاتولوژی می‌گردد.

  5. آماده‌سازی برای هوش مصنوعی (AI): داده‌های دیجیتال زمینه را برای تحلیل‌های پیشرفته با کمک AI فراهم می‌کنند. در آینده، این فناوری می‌تواند به تشخیص‌های خودکار و نیمه‌خودکار کمک کند.

آزمایشگاه پاتولوژی دیجیتال

مسائل فنی در آسیب‌شناسی دیجیتال

برای موفقیت در پیاده‌سازی آسیب‌شناسی دیجیتال، باید چالش‌های فنی زیادی در نظر گرفته شوند:

  1. کیفیت اسکنر: انتخاب اسکنر با رزولوشن مناسب و قابلیت ثبت تصاویر دقیق از اهمیت بالایی برخوردار است. دقت در رنگ، وضوح و تطابق با استانداردهای پاتولوژی ضروری است.

  2. ذخیره‌سازی داده‌ها: تصاویر لام‌های دیجیتال حجم زیادی دارند (گاهی چند گیگابایت برای یک لام). بنابراین زیرساخت قوی برای ذخیره‌سازی ایمن و سریع نیاز است.

  3. زیرساخت شبکه و سرعت انتقال: برای مشاهده سریع لام‌ها از راه دور، نیاز به اینترنت پرسرعت و سرورهای بهینه‌سازی‌شده وجود دارد. تأخیر در بارگذاری تصاویر می‌تواند فرایند تشخیص را مختل کند.

  4. نرم‌افزارهای مشاهده و مدیریت تصاویر: استفاده از نرم‌افزارهایی که قابلیت زوم، اندازه‌گیری، نشانه‌گذاری و همکاری هم‌زمان دارند، بسیار مهم است.

  5. پشتیبانی از فرمت‌های استاندارد: فایل‌ها باید با فرمت‌های شناخته‌شده و قابل‌استفاده در نرم‌افزارهای مختلف ذخیره شوند، مانند DICOM برای پزشکی.

  6. ادغام با سیستم‌های بیمارستانی (LIS, HIS, EMR): سیستم آسیب‌شناسی دیجیتال باید با سیستم‌های ثبت و گزارش پزشکی دیگر سازگار باشد.

آزمایشگاه پاتولوژی دیجیتال
نمودار عملکردی لایه‌های فنی ضروری با جریان‌های اطلاعات و داده‌ها در آسیب‌شناسی دیجیتال (Digital Pathology).

رویکردهای تحلیلی

در آسیب‌شناسی دیجیتال، آنالیز داده‌ها دیگر تنها به چشم انسان متکی نیست، بلکه روش‌های تحلیلی دیجیتال وارد میدان شده‌اند:

  1. Image Analysis Algorithms (الگوریتم‌های تحلیل تصویر)
    این الگوریتم‌ها ویژگی‌های خاص سلول‌ها یا بافت‌ها (مانند اندازه، رنگ، شکل، تعداد میتوز، نسبت هسته به سیتوپلاسم) را به‌صورت کمی اندازه‌گیری می‌کنند.

  2. Quantitative Pathology (پاتولوژی کمی)
    استفاده از داده‌های عددی برای تحلیل دقیق‌تر و قابل تکرارتر نتایج پاتولوژیک، به‌ویژه در مواردی مانند IHC یا شمارش سلول‌های خاص.

  3. Artificial Intelligence & Machine Learning (هوش مصنوعی و یادگیری ماشین)
    سیستم‌های AI با آموزش دیدن از داده‌های لام دیجیتال، توانایی طبقه‌بندی و تشخیص خودکار برخی بیماری‌ها یا ساختارهای بافتی را دارند. این امر می‌تواند زمان تشخیص را کاهش دهد و دقت را بالا ببرد.

  4. Pattern Recognition (شناسایی الگو)
    شناسایی الگوهای خاص در تصاویر بافتی که ممکن است از دید انسان پنهان بمانند اما در تحلیل دیجیتال قابل شناسایی باشند.

  5. Integration with Omics Data (ادغام با داده‌های ژنومیک، پروتئومیک، و…)
    با ترکیب داده‌های تصویری با داده‌های مولکولی، می‌توان درک جامع‌تری از بیماری به‌دست آورد که به پزشکی دقیق‌تر و درمان هدفمندتر منجر می‌شود.

آزمایشگاه پاتولوژی دیجیتال
ناحیه‌ی موردنظر از یک مقطع بافت میوکارد اسکن‌شده توسط سیستم Whole Slide Imaging که درگیر میوکاردیت است. تصویر با استفاده از اسکنر Olympus V120 گرفته شده است. تصویر دیجیتال با بزرگنمایی ۲۰ برابر ثبت شده و با بزرگنمایی ۵ برابر نمایش داده شده است.

چشم‌انداز و دیدگاه‌های آینده

آسیب‌شناسی دیجیتال (DP) یک حوزه‌ی نوظهور است که به‌سرعت در حال پیشرفت است. انتظارات زیادی از سیستم‌های DP وجود دارد تا هم در آسیب‌شناسی روتین و هم در تحقیقات کمک‌کننده باشند. این انتظارات شامل ادغام در روند دیجیتال بیمارستان‌ها است، تشخیص‌های خودکار و استفاده در سیستم‌های تشخیص به‌کمک رایانه و همچنین پیشرفت‌های اخیر در یادگیری ماشین و هوش مصنوعی (AI) از این اهداف پشتیبانی می‌کنند.

هدف تنها حمایت از دقت و کارایی تشخیص نیست. بلکه ایجاد قابلیت‌های جدیدی در تشخیص است که با میکروسکوپ‌های سنتی ممکن نیست. با این حال، نیاز به استانداردسازی بیشتر در تصویربرداری در ذخیره‌سازی و انتقال داده‌ها و همچنین در تحلیل داده‌ها وجود دارد. علاوه بر این،
همکاری میان‌رشته‌ای بین آسیب‌شناسان، دانشمندان علوم کامپیوتر و مهندسان بسیار حیاتی است. این موضوع اطمینان می‌دهد که سیستم‌های توسعه‌داده‌شده برای آسیب‌شناسی دیجیتال واقعاً پاسخ‌گوی نیازهای عملی بالینی در دنیای واقعی باشند.

آزمایشگاه پاتولوژی دیجیتال
نمونه‌ای از تصویر دیجیتال کامل (WSI) از مقطع بافت لنفوم فولیکولار با رنگ‌آمیزی چندگانه (Multiplex) برای CD3، CD8 و PDL1 با استفاده از اسکنر Olympus V120، دیجیتالی‌شده با بزرگنمایی ۲۰ برابر. (A) نمای کامل اسلاید (B) بزرگنمایی ناحیه‌ای در بزرگنمایی ۵ برابر

خلاصه

آسیب‌شناسی دیجیتال فرصت‌های جدیدی را برای پشتیبانی از تشخیص‌های هیستوپاتولوژیک فراهم کرده است. دسترسی به تصاویر کامل اسلاید (WSIs)، مسیر را برای تحلیل خودکار با استفاده از پردازش تصویر و تکنیک‌های یادگیری ماشین هموار کرده است.سیستم‌های تشخیص به‌کمک رایانه می‌توانند با پیش‌بررسی اسلایدها به آسیب‌شناسان کمک کنند، نقاط مشکوک را مشخص کرده و نظر دوم تشخیصی ارائه دهند. این موضوع می‌تواند به افزایش کارایی تشخیصی و کاهش تغییرپذیری تشخیص‌ها کمک کند. با این حال، ادغام سیستم‌های آسیب‌شناسی دیجیتال در فعالیت‌های بالینی،  نیازمند تحقیقات و اعتبارسنجی بیشتر است.

برگرفته از مقاله منتشر شده در وبسایت Elsevier از مجله Pathology – Research and Practice

The future of pathology is digital J.D. Palluaa, A. Brunnera, B. Zelgera, M. Schirmerd, J. Haybaeck

 

تیم ما در آزمایشگاه پاتولوژی دکتر یاورمنش با رویکردی آینده‌نگر و دانش‌محور، آماده بهره‌گیری از تکنولوژی‌های نوین مانند آسیب‌شناسی دیجیتال در مسیر تشخیص بهتر و پاسخ‌دهی سریع‌تر به بیماران و پزشکان ارجمند است. برای انجام آزمایش‌های خود با ما تماس بگیرید.

نظر خود را بنویسید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد *

آزمایشگاه تشخیص طبی و آسیب‌شناسی دکتر علیرضا یاورمنش

دکتر علیرضا یاورمنش

دکتر علیرضا یاورمنش