综述：病理学数字化转型：面向集成诊断系统的数字优先模式

《Pathology International》：Digital Transformation in Pathology: A Digital-First Model for Integrated Diagnostic Systems

　　

摘要 过去十年，在数字切片扫描技术（whole-slide imaging, WSI）进步以及对远程和数据集成诊断工作流程日益增长的需求推动下，数字病理学（digital pathology, DP）迅速发展。然而，许多实施仍局限于部分数字化，未能从根本上改变实验室和诊断流程。在这篇综述中，研究人员将病理学的数字化转型视为一种涵盖工作流程优化、数字基础设施和网络化诊断服务的系统性重新设计。以国际医疗福祉大学（International University of Health and Welfare, IUHW）成田医院（Narita Hospital）的实施为例，研究人员描述了如何将数字优先（digital-first）方法整合到常规临床实践中。关键要素包括与切片数字化相一致的连续实验室工作流程、支持无缝访问诊断数据的全面数字基础设施，以及支持多机构协作和亚专科会诊的网络化系统。研究人员进一步讨论了数字病理学如何超越临床诊断，支持教育和研究，将传统的切片档案转变为可访问的数据资源，并概述了实施中的实际考量，包括工作流程重新设计、用户采纳和机构协调。最后，通过比较IUHW成田的经验与其他大规模实施案例，研究人员讨论了病理学数字化转型的可推广原则，包括工作流程驱动的设计、数据集成、互操作性和基于网络的诊断模式。

论文主体内容总结如下：

1. 1.
   引言
   解剖病理学在过去十年经历了快速转型。传统诊断依赖于以光学显微镜和物理玻璃切片为中心的模拟工作流程。然而，数字切片扫描技术（whole-slide imaging, WSI）的进步使得数字病理学（digital pathology, DP）得以更广泛地采用，支持远程签出、数字会诊和分布式诊断工作流程。尽管取得了进展，但数字化（digitization）与数字化转型（digital transformation）之间存在重要区别。数字化指将玻璃切片转换为数字图像，而数字化转型涉及对工作流程、信息系统和诊断过程的重新设计，以创造新的临床和组织价值。在许多机构中，DP的实施仍局限于部分数字化，例如选择性切片扫描或会议使用，而未从根本上改变诊断工作流程。放射学提供了一个有用的先例。从胶片成像向影像归档和通信系统（picture archiving and communication systems, PACS）的过渡不仅重塑了图像存储和查看方式，也改变了临床工作流程和跨部门协作。病理学的数字化转型可以被理解为涵盖实验室工作流程、数字基础设施和网络化诊断服务的系统性重新设计。IUHW成田医院的经验为此方法提供了一个代表性示例。

1.1 从数字化到病理学数字化转型

数字病理学通常通过安装切片扫描仪和图像管理系统引入。虽然这些技术至关重要，但它们只代表迈向有意义转型的第一步。真正的数字化转型需要对病理学服务的运作方式进行更广泛的反思，将数字技术整合到整个诊断过程中。结构性挑战解释了为何许多DP计划停滞在部分数字化阶段。病理学工作流程复杂且高度依赖分析前实验室流程。因此，成功的DP实施需要在多个领域进行协调的重新设计。

1.2 工作流程重新设计作为数字病理学的基础

DP实施的一个主要障碍是传统实验室工作流程与大规模切片数字化的要求不匹配。有效的数字化转型需要从批处理转向连续流处理。在连续工作流程中，更频繁地处理小批量标本，确保有稳定的切片输入到扫描流水线中。除了工作流程的连续性，可追溯性和流程集成也是数字化转型的关键组成部分。基于条码的跟踪系统可以监控整个实验室过程中的标本。

1.3 构建数字优先的诊断基础设施

一个数字优先的病理学系统需要整合WSI、可扩展的数据存储和可互操作的信息系统。数字基础设施的一个核心要素是采用全面的切片数字化。数据管理是DP系统中的一个主要考虑因素。分层存储策略提供了一种平衡性能与长期数据保留的实用方法。互操作性同样是关键要求。标准化格式如DICOM减少了对专有解决方案的依赖，并支持长期的系统灵活性。最后，在网络连接的支持下，数字基础设施超越了单个机构的范围。

1.4 网络化病理学服务：从个体实验室到虚拟科室

DP使得诊断服务能够重组，超越了个体实验室的边界。WSI允许病例在数字环境中即时共享，将焦点从物理位置转移到诊断专业知识。这支持了网络化病理学系统的发展，在该系统中，地理上分散的实验室作为一个虚拟的解剖病理学部门的组成部分运作。IUHW网络内的实施为此类方法的规模提供了一个说明性示例。该系统通过共享的数字基础设施连接了日本不同地区的多家附属医院。网络化系统的一个关键优势是支持亚专科会诊。网络化病理学还促进了专业化实验室资源的更有效利用。

1.5 数字病理学作为教育和研究平台

DP通过实现教育和研究的新方法，超越了临床诊断。其一个直接优势是能快速访问历史病例。数字切片档案也为病理学教育提供了一个可扩展的平台。此外，DP将传统档案转变为可搜索的研究资源。准备研究数据集需要仔细关注数据治理。最后，DP与生物样本库和分子数据资源的整合支持了一种更全面的生物医学研究方法。

1.6 数字化转型的临床和学术影响

除了技术实施，数字化转型对于病理学作为一门临床和学术学科如何发挥作用具有重要意义。通过实现跨机构边界的实时诊断材料访问，DP减少了会诊延迟，并促进了更及时的临床决策。在学术环境中，DP也重塑了知识共享和专业发展的方式。从战略角度来看，DP还可能影响机构如何在更广泛的医疗网络中定位自己。

1.7 实施考量与实践经验

成功的病理学数字化转型不仅取决于技术采用，还取决于与机构工作流程和组织文化相一致的实际实施策略。一个重要考量是实施的时机。另一个关键因素是实验室流程与数字基础设施之间的对齐。用户接受度也是决定成功与否的关键因素。最后，机构治理和战略规划在数字化转型中起着核心作用。

1.8 数字病理学的挑战与未来方向

尽管DP在过去十年取得了快速进展，但在完全集成的数字诊断环境成为临床实践的普遍现象之前，仍然存在若干挑战。最显著的障碍之一是DP基础设施的成本。另一个重要挑战涉及工作流程重新设计和组织变革。监管考量也在塑造DP实施方面发挥作用。数据治理和网络安全是另一个新兴的关注领域。计算工具整合到病理学工作流程中既带来了机遇也带来了挑战。随着DP越来越多地支持人工智能和跨机构数据共享，伦理和治理考量将变得越来越重要。展望未来，DP的未来很可能涉及与其他形式的医疗数据进行更深入的整合。

1.9 病理学数字化转型的可推广原则

本文描述的经验表明，病理学的数字化转型并非由特定技术的采用来定义，而是由一套可以在不同机构背景下应用的基本设计原则所决定。首先，DP应被视为一个工作流程驱动的过程，而非技术驱动的升级。其次，数字化转型需要建立一个数字优先的诊断环境。第三，数据集成至关重要。第四，互操作性和系统灵活性对于长期可持续性至关重要。最后，DP实现了从以机构为中心向基于网络的诊断模式的转变。