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雷鋒網(wǎng)消息，5 月份，Google CEO Sundar Pichai 在谷歌 I / O 大會(huì)上向數(shù)百萬(wàn)觀眾進(jìn)行了一個(gè)演講，主題為 AI 在數(shù)字病理學(xué)上的應(yīng)用。5 周前，F(xiàn)DA 宣布批準(zhǔn)第一個(gè)整體切片成像（WSI）系統(tǒng)，作為病理學(xué)診斷的主要方式。以上兩個(gè)事件都指向病理學(xué)和實(shí)驗(yàn)室醫(yī)學(xué)的未來(lái)：軟件將在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。
過(guò)去 20 年中，軟件已經(jīng)席卷世界。零售業(yè)由電子商務(wù)公司亞馬遜主導(dǎo)，電影租賃業(yè)巨頭 Blockbuster (百事達(dá)) 被在線(xiàn)影片租賃公司 Netflix 擠垮，還有 Uber 用軟件接管了出租車(chē)行業(yè)。目前尚未見(jiàn)到軟件大規(guī)模進(jìn)軍醫(yī)療保健領(lǐng)域，軟件應(yīng)用于數(shù)字病理學(xué)，可以說(shuō)是軟件在醫(yī)療領(lǐng)域最初的嘗試。
當(dāng)然持懷疑態(tài)度的人會(huì)反駁到：“組織細(xì)胞永遠(yuǎn)是具有物理性質(zhì)的”，或者是說(shuō)：“計(jì)算機(jī)永遠(yuǎn)不會(huì)像人類(lèi)一樣能夠診斷出癌癥這樣復(fù)雜的疾病”。所有這些反駁的觀點(diǎn)都是正確的，但軟件的研發(fā)已經(jīng)開(kāi)始涉足病理學(xué)核心功能，標(biāo)志著軟件已經(jīng)向著診斷癌癥的方向進(jìn)軍。
病理學(xué)是軟件沒(méi)有“攻占”的最后一塊前沿陣地，病理學(xué)診斷的金標(biāo)準(zhǔn)仍然是病理醫(yī)生使用顯微鏡觀察病理切片上組織細(xì)胞的病理變化，從而做出診斷結(jié)果。
病理學(xué)是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵一環(huán)，通常疾病的第一份診斷報(bào)告都出自病理診斷。因此，醫(yī)生對(duì)于患者做出的治療措施，80％ 受病理學(xué)報(bào)告的影響。出于同樣的原因，它也可能是衛(wèi)生保健系統(tǒng)面臨 7,500億美元誤診成本的最大問(wèn)題。
病理醫(yī)生訓(xùn)練有素，他們是識(shí)別組織細(xì)胞中病理變化方面的專(zhuān)家。然而，即使是最好的病理醫(yī)生也會(huì)犯錯(cuò)誤，他們通常只是主觀地給出一個(gè)最可能的疾病類(lèi)型，而沒(méi)有量化的答案。由于診斷的不確定性，可能延誤了對(duì)患者的治療。
軟件在病理學(xué)中幾乎沒(méi)有作用，但是最近有了新的研究進(jìn)展。技術(shù)是讀取載玻片中的數(shù)字病理圖譜，因此該領(lǐng)域已被大部分人歸入物理領(lǐng)域。目前，數(shù)字病理領(lǐng)域的主要參與者正在推動(dòng)切片成像系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際，研發(fā)通過(guò)掃描切片來(lái)生成大量病理圖像的硬件。
將切片上的病理信息轉(zhuǎn)換成像素的實(shí)驗(yàn)是走在科技前沿的。因?yàn)橛蔑@示器呈現(xiàn)病理變化比顯微鏡好，因?yàn)轱@示器可以通過(guò)像素點(diǎn)呈現(xiàn)切片的所有病理生理現(xiàn)象，這便是數(shù)字病理學(xué)的重要之處。數(shù)字化系統(tǒng)還幫助將文件存貯并提供了檢索功能，為以后快速獲取提供了極大便利。只有軟件才能將數(shù)萬(wàn)億像素的組織圖譜應(yīng)用于人類(lèi)疾病的病理診斷。
病理數(shù)字化對(duì)醫(yī)療診斷的影響是巨大的，有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)我們要記住。首先，我們將看到一個(gè)重新設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室及其工作流程，這個(gè)流程簡(jiǎn)單而且全面，采取設(shè)定的做法并將切片數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息。或者說(shuō)，將數(shù)字診斷與醫(yī)生診斷結(jié)合起來(lái)。這是一項(xiàng)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新，使病理醫(yī)生能夠?yàn)閿?shù)字病理提供輔助答案：“我的癌癥是否會(huì)擴(kuò)散？”，“我的癌癥在五年內(nèi)是否會(huì)復(fù)發(fā)？”和“哪種是最有效的治療方法？”。如今數(shù)字病理均可以解決上述問(wèn)題，依據(jù)相關(guān)信息進(jìn)行分子檢測(cè)，采用類(lèi)似于遺傳學(xué)的方式，用數(shù)字病理學(xué)為癌癥診斷和護(hù)理提供依據(jù)。
衛(wèi)生保健和技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者持續(xù)推動(dòng)病理學(xué)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型，已經(jīng)長(zhǎng)達(dá) 15 年之久。為什么現(xiàn)在的轉(zhuǎn)型速度越來(lái)越快呢？
最近五年，數(shù)字病理學(xué)是一個(gè)具有巨大前景并且短期能夠看見(jiàn)落地場(chǎng)景的領(lǐng)域，因此投資者對(duì)這類(lèi)研究保持樂(lè)觀的態(tài)度。然而，實(shí)驗(yàn)室單獨(dú)購(gòu)入切片掃描儀需要投入數(shù)百萬(wàn)美元。圖像文件大小約 1GB，意味著實(shí)驗(yàn)室每年需要?jiǎng)?chuàng)建 PB 級(jí)數(shù)據(jù)集，病理數(shù)字化過(guò)程對(duì)于 IT 挑戰(zhàn)和存儲(chǔ)成本提出了挑戰(zhàn)。然而，最現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題還是來(lái)自政策層面，美國(guó)尚未出臺(tái)用于初步診斷的數(shù)字病理系統(tǒng)的相關(guān)政策。
據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，2017 年 4 月，F(xiàn)DA 首次批準(zhǔn)了用于初步診斷病理的整體切片成像系統(tǒng)，這項(xiàng)舉措刺激了其他硬件供應(yīng)商的投資，并燃起了人們對(duì)于數(shù)字病理學(xué)應(yīng)用于臨床病例的興趣。醫(yī)療中心和商業(yè)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始認(rèn)識(shí)到，為了不掉隊(duì)，他們必須要應(yīng)用數(shù)字病理學(xué)的技術(shù)。早期入局者意識(shí)到，雖然這個(gè)數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)的誕生離不開(kāi)硬件的推動(dòng)，但其實(shí)真正地挖掘了這個(gè)系統(tǒng)價(jià)值的是軟件。
隨著數(shù)字病理學(xué)的普及，計(jì)算機(jī)識(shí)別圖像復(fù)雜模式的能力取得了巨大的進(jìn)步。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，病理學(xué)上的計(jì)算進(jìn)步有兩種形式：增強(qiáng)和自動(dòng)化，二者相輔相成。傳統(tǒng)診斷工作流程的自動(dòng)化使得病理學(xué)家可以花更多的時(shí)間在更棘手的病例上，比如在人眼無(wú)法辨別的情況下對(duì)病理數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)充，為病理醫(yī)生提供癌癥的診斷依據(jù)。
Proscia：用云平臺(tái)進(jìn)行病理分析
近十年來(lái)，我國(guó)癌癥發(fā)病率在逐年上升，在癌癥的術(shù)后診斷中，病理分析一直扮演著重要角色。不過(guò)，目前我國(guó)病理醫(yī)生缺口高達(dá) 10 萬(wàn)，無(wú)法為每個(gè)腫瘤患者提供高質(zhì)量的服務(wù)。眼下，“互聯(lián)網(wǎng)+”和“數(shù)字化病理技術(shù)”為破解這一難題帶來(lái)了機(jī)遇：相較于傳統(tǒng)病理，云病理讓醫(yī)療資源利用率提高、成本降低。
以國(guó)外的一家公司為例，Proscia 成立于 2014 年，是美國(guó)一家專(zhuān)注于腫瘤病理云技術(shù)開(kāi)發(fā)的公司，其業(yè)務(wù)主要涵蓋腫瘤切片的影像學(xué)分析、數(shù)據(jù)整合和云共享三方面，Proscia 等公司研發(fā)的軟件為數(shù)字化病理提供了一個(gè)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字病理學(xué)預(yù)期的大部分功能，同時(shí)利用 AI 通過(guò)自動(dòng)化和增強(qiáng)功能為數(shù)字病理提供支持。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)，讓病理學(xué)的診斷由定性轉(zhuǎn)為定量，從而提高病理分析的準(zhǔn)確率。
該公司于 2016 年 7 月獲得 100 萬(wàn)美元種子輪融資。
2015年， Proscia 創(chuàng)建了一個(gè)數(shù)字病理云平臺(tái)，該平臺(tái)使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)來(lái)分析腫瘤的活檢切片和醫(yī)學(xué)影像，并為醫(yī)學(xué)專(zhuān)家提供每張切片中的病理數(shù)據(jù)。 今年上半年， Proscia 將這項(xiàng)云技術(shù)跨界應(yīng)用于腫瘤病理分析，建立了腫瘤病理切片云數(shù)據(jù)庫(kù)。
醫(yī)學(xué)影像分析學(xué)和云系統(tǒng)的結(jié)合，讓 Proscia 擁有了大量的腫瘤病理大數(shù)據(jù)。有了這些數(shù)據(jù)， Proscia 能同時(shí)為研究機(jī)構(gòu)、生物技術(shù)公司、醫(yī)療機(jī)構(gòu)和教育部門(mén)提供服務(wù)。具體來(lái)說(shuō)， Proscia 為科研機(jī)構(gòu)提供來(lái)自全世界的病例樣本整理分析；為生物技術(shù)公司開(kāi)發(fā)新型藥物提供了充足的數(shù)據(jù)來(lái)源；而在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，Proscia 能幫助醫(yī)生判斷腫瘤患者術(shù)后腫瘤切片的情況，并對(duì)下一步治療方案的確定提供可靠的依據(jù)；云數(shù)據(jù)庫(kù)中來(lái)自全世界的腫瘤病理切片信息也為教育部門(mén)提供了良好的教學(xué)素材。
據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，Proscia 的首席執(zhí)行官 David West 表示，數(shù)字病理學(xué)應(yīng)用范圍廣泛，從對(duì)于常見(jiàn)癌癥的自動(dòng)化分類(lèi)到活檢診斷癌癥等等不可觀察的改變對(duì)于臨床診斷十分有意義。“數(shù)字病理學(xué)正在向癌癥護(hù)理方面發(fā)展，并且在未來(lái)五年內(nèi)，軟件將完全進(jìn)入癌癥診斷和患者愈后護(hù)理方面。”
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