Digitale Pathologie ermöglicht schnelle und präzise Diagnosen am ASAN Medical Center.

Das ASAN Medical Center in Seoul ist das größte privat geführte Krankenhaus Südkoreas. Es verfügt über 2.400 Betten und versorgt jährlich mehr als eine Million stationäre Patient*innen sowie 3,2 Millionen poliklinische Patient*innen. Die Einrichtung stellt einen Leuchtturm für Krebsbehandlungen und Organtransplantationen dar. Dr. Heounjeong Go leitet eine Pathologieabteilung mit 27 Professor*innen und etwa 15 Assistenzärzt*innen und Ärzt*innen in Weiterbildung. Seit 2022 werden am ASAN Medical Center alle chirurgischen Fälle sowie Konsultationen von Fällen aus anderen Krankenhäusern mithilfe der digitalen Pathologie diagnostiziert. Der Weg zur digitalen Pathologie begann für das ASAN bereits vor Jahren, und Dr. Go ist überzeugt, dass sich der Aufwand angesichts des gewonnenen Nutzens gelohnt hat: kürzere Zeit bis zur Diagnose, höhere Diagnosesicherheit und besseres Arbeiten für Pathologen sowie mitbehandelnde Ärzt*innen.

ASAN produziert ein hohes Volumen an Präparaten (etwa 900.000 Pathologiepräparate jährlich) und diagnostiziert etwa 130.000 chirurgische Pathologiefälle. Während die Fallzahlen steigen, bleibt die Personalstärke in der Pathologieabteilung konstant. Um dennoch zeitnahe Diagnosen und einen reibungslosen Ablauf der Konsultationen aufrechtzuerhalten, erfordert dies eine verbesserte Arbeitseffizienz des Personals. Dieses gestiegene Volumen stellt auch Herausforderungen für das Datenmanagement dar.

Die Einführung der digitalen Pathologie am ASAN hat zu einer verkürzten Zeit bis zur Diagnosestellung geführt. Trotz gestiegener Anzahl an Diagnosen und unveränderter Anzahl an Patholog*innen konnte mit digitaler Pathologie die mittlere Diagnosedauer in der Histopathologie um 19 Stunden und 51 Minuten (-27,6 %) und in der Immunpathologie um 1 Stunde und 28 Minuten (-2,93 %) verkürzt werden. In der Molekularpathologie wurde die Testzeit pro Fall um etwa eine Stunde verkürzt, indem die Festlegung des ROI mittels eines digitalen Pathologiesystems eingeführt wurde.

Da Menschen länger mit Krebs leben, kommt es immer häufiger vor, dass diese Patient*innen sich im Rahmen der Nachuntersuchung wiederholten Biopsien oder Operationen unterziehen, was oft eine Begutachtung von Präparaten aus früheren Jahren erfordert.

Vor der digitalen Pathologie war das Auffinden dieser physischen Präparate mit zusätzlichem Zeitaufwand verbunden. Außerdem hatte mitunter die Färbungsqualität auf alten Präparaten nachgelassen, was die Bildqualität und die Diagnosesicherheit beeinträchtigte. Es ist schwierig, mit physischen Präparaten präzise Anmerkungen zur Diagnose zu erstellen. Physische Präparate können beschädigt werden oder verloren gehen. Wenn Präparate für Forschungszwecke verwendet werden, kann es schwierig sein, diese zeitnah zu finden und zu begutachten. Beim Vorbereiten von Konferenzen oder beim Verfassen von wissenschaftlichen Arbeiten müssen Fotos mit einer Kamera aufgenommen werden, um Ergebnisse zu präsentieren, was sehr umständlich sein kann. Darüber hinaus erfordert die Lagerung physischer Präparate erheblichen Platz in der Einrichtung.

Um die Herausforderungen zu bewältigen, entschied man sich am ASAN, alle neu angefertigten Objektträger sowie die Objektträger der letzten zehn Jahre zu digitalisieren und die Daten vor Ort zu speichern. Elektronische Patientenakten und Bildmanagementsysteme sind eng verzahnt, um die diagnostische Effizienz zu steigern. Die integrierten Systeme senden alle pathologischen Zusatzuntersuchungsergebnisse aus der Pathologieabteilung an den digitalen Pathologieserver, sodass sämtliche Untersuchungsergebnisse – sortiert nach chirurgischen Pathologiefällen – verwaltet werden können. Das ASAN hat eine Schnittstelle für KI-basierte Algorithmen implementiert und baut eine Plattform auf, die anonymisierte und pseudonymisierte Diagnosepräparate für Forschung und externe Konsultationen bereitstellen kann. Das ASAN verwendet ein KI-basiertes Programm, das die morphometrische Analyse in weniger als einer Minute pro Fall auswertet (früher musste ein Assistenzarzt/ eine Assistenzärztin täglich zwei Stunden lang Morphometrien analysieren). Außerdem ist die Erstattung für KI-unterstützte Morphometrie höher.

Als Dr. Go sich für die digitale Pathologie entschied, war das Fachgebiet noch relativ neu, und es lagen nur wenige Informationen vor. Zu dieser Zeit gab es keine Referenzmodelle für eine so große Einrichtung wie das ASAN, und die meisten anderen Einrichtungen hatten digitale Pathologie lediglich teilweise eingeführt. Das ASAN begann 2017 mit der Entwicklung eines eigenen Plans, was bis Ende 2019 dauerte. Anschließend wurde eine Vereinbarung mit der Krankenhausverwaltung getroffen, um das Vorhaben umzusetzen. Im Jahr 2020 stellte man am ASAN ein Expertenteam zusammen, um das Projekt zu starten, und entwickelte ein Jahr lang die notwendigen Schnittstellen. Es schloss sich eine einjährige Testphase an. Die vollständige Implementierung der digitalen Pathologie am ASAN dauerte etwa fünf Jahre.

Den Bedenken hinsichtlich der digitalen Implementierung begegnete Dr. Go, indem sie Schwierigkeiten im analogen Workflow für die Diagnose aufspürte und feststellte, dass ein wesentliches Hindernis das Auffinden und Überprüfen zuvor angefertigter physischer Präparate war. Dr. Go konnte eine Reihe von Vorteilen aufzeigen. Der Zugriff auf die Präparate ist über das digitale System einfach, auch für Forschende. Die Sicherheit der Patientendaten wird erhöht, wenn bei Konsultationen mit anderen Krankenhäusern digitale Objektträger verwendet werden, da keine physischen Präparate von einem Ort zum anderen transportiert werden. Die Patholog*innen hatten Bedenken hinsichtlich der Fähigkeit, neue Technologien zu nutzen, und daher bot Dr. Go individuelle Schulungen an, damit ihr Team sich mit der Technologie sicher fühlte. Digitale Objektträger lassen sich leichter betrachten als unter dem Mikroskop (jüngere Patholog*innen fühlen sich sehr wohl im Umgang mit Computern, während erfahrene MTRs die vergrößerte Ansicht zu schätzen wissen). Die Gefahr einer Fehlidentifikation physischer Objektträger ist durch das einheitliche Strichcode-System nahezu vollständig ausgeschlossen, sodass ein fehlerfreies Identifizierungssystem entsteht.* Die Klinik nutzt ein 1G-Netzwerk, während die Pathologieabteilung für das Hochladen und Herunterladen von Daten ein separates 10G-Netzwerk verwendet.

Das ASAN zeichnet sich durch kurze Durchlaufzeiten für Pathologiepräparate aus und liefert Diagnosen innerhalb von 1,5 Tagen für Biopsieproben und 3,5 Tagen für Resektionspräparate; laut Dr. Go verfügt das ASAN über eine besonders effiziente Auslastung der Arbeitskräfte im Vergleich zu anderen Institutionen. Zu Beginn gab es Bedenken hinsichtlich Produktivität und Effizienz – können diese nach der Einführung der digitalen Pathologie aufrechterhalten werden? Schließlich kam der zusätzliche Schritt des Scannens der Objektträger hinzu.

Um dem entgegenzuwirken, entschied Dr. Go, alle Prozesse aus der Perspektive der Digitalisierung neu zu bewerten und sie für die digitale Pathologie zu optimieren. Sie traf die mutige Entscheidung, das digitale Pathologiesystem nicht schrittweise, sondern auf vollständig einmal zu implementieren, um die Ineffizienzen eines teilweise digitalen und teilweise analogen Workflows zu vermeiden. Das ASAN richtete eine Benutzeroberfläche ein, die es ermöglicht, frühere Ganzschnittbilder direkt aus dem Case Management-Bildschirm der elektronischen Patientenakte anzusehen. Dies erleichtert die Überprüfung aller Präparate.

Die Einrichtung hat außerdem die gesamte physische Umgebung der Pathologieabteilung – einschließlich Geräte, Beleuchtung, Arbeitsbereiche und Konferenzräume – so verändert, dass sie einen digitalen Workflow unterstützt. Molekulare Arbeiten sind jetzt effizienter, da Anmerkungen für die DNA-Extraktion direkt auf dem Objektträger vorgenommen werden können, was zuvor bei einem Glasobjektträger 1–2 Tage erforderte.

Dr.Go sagt, dass Pathologinnen und Pathologen die digitale Ansicht gegenüber der Mikroskopie bevorzugen, da sie den Workflow erleichtert und die gescannten Bilder mit mehr als 40-facher Vergrößerung betrachtet werden können, was bei der Identifizierung kleiner Partikel oder Organismen hilfreich ist. Das einfache gemeinsam Nutzen und Besprechen digitaler Bilder fördert die Zusammenarbeit mit anderen Klinikteams.

Dr. Go hebt einige der früheren Schwierigkeiten bei der Diagnose in der analogen Ära hervor. „Wenn mehrere Ärzt*innen eine Beratung benötigten, versammelten sie sich zu einem separaten Treffen, oder sie kamen nacheinander mit Objektträgern ins Büro, um eine Zweitmeinung einzuholen. Da diese Fälle erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand erfordern, kann sich die Diagnosestellung verzögern, und manchmal erfolgt sie ohne ausreichende Rücksprache. Mit einem digitalen Pathologiesystem können Sie bequem mehrere Pathologinnen und Pathologen über die einfache IMS-Messenger-App konsultieren und ihnen zur gleichen Zeit Zugriff auf Ihren Fall gewähren, sodass Sie Meinungen austauschen können, auch wenn Sie sich nicht im selben Raum befinden. Dies beschränkt sich nicht nur auf eine Meinung zur Diagnose, sondern kann auch erforderliche zusätzliche Tests, deren Befundung und die klinische Situation des Patienten oder der Patientin umfassen. Dadurch ist eine genauere Diagnose möglich, die für die Behandlung des Patienten oder der Patientin von großem Nutzen sein kann.“

Diese IMS-Kollaborationsfunktion ermöglicht es nicht nur Pathologinnen und Pathologen, sich über Chat-Sitzungen und Weitergabe von Links zu Fällen zu vernetzen. Sie kann auch für andere Zwecke als die Diagnose genutzt werden (z. B. Konsultationen, Expertenrunden und Fortbildungsveranstaltungen). Dadurch können Pathologinnen und Pathologen digitale Präparate in Echtzeit gemeinsam mit anderen Benutzerinnen und Benutzern von überall aus begutachten.

In Zukunft stellt sich Dr. Go vor, dass die digitale Pathologie um Tiefkühlschnitte und zytologische Proben, ein System zur Verwaltung aller ergänzenden Testbilder sowie die Entwicklung eines prognostischen Krebsscreening- und -bewertungssystems erweitert werden kann.

„Ich denke, dass KI die Effizienz und diagnostische Effizienz deutlich steigern wird, wenn wir neben der derzeit verwendeten Morphometrie mehr Modelle für unterschiedliche Anwendungen einsetzen können“, sagt Dr. Go. „Zum Beispiel muss im Prostata-Screening-Modell, das derzeit in mehreren Institutionen verwendet wird, jeder der 12 Kerne hinsichtlich Diagnose, Gleason-Score, Gleason-Muster, Tumorvolumen, Gesamtprobengröße und Tumorportionsgröße, Anzahl der Tumorfoci und Infiltration des Nervengewebes bewertet werden. Das ist arbeitsintensiv, umständlich und ermüdend. Wenn man eine Reihe von Aspekten beschreibt, kommt es leicht zu Fehlern. Wenn das KI-Modell zuerst das Screening durchführt und insbesondere einen Bericht über die Ergebnisse schreibt, erwarte ich eine drastische Zunahme an Genauigkeit und Effizienz der Diagnose.“

Dr. Go betont die Bedeutung eines benutzerzentrierten Ansatzes bei der digitalen Transformation der Pathologie: „Bei der Implementierung eines Systems ist es entscheidend, sich die Veränderungen aus Sicht der Patholog*innen vorzustellen, die es tatsächlich nutzen werden.“ Meist legen die umsetzenden Personen den Fokus auf die technischen Aspekte, während für die anwendenden Personen vor allem zählt, wie sehr ihre Arbeit durch das digitale System vereinfacht wird."

Von Anfang an volldigital zu arbeiten, ergab beim ASAN mehr Sinn, da sowohl ein hybrider Workflow als auch ein volldigitaler Ansatz denselben Umfang an Infrastrukturentwicklung erfordert hätten und der volldigitale Workflow eine Verkürzung der Zeit bis zur Diagnose ermöglichte. Die Scan-Dauer ist jetzt kürzer als zuvor, und Patholog*innen können zwei Stunden früher mit der Befundung beginnen. Diese Zeit sparen sie nun für andere Aufgaben.

Sie weist darauf hin, dass eine enge Integration von elektronische Gesundheitsakte und Bildmanagementsystem (IMS) unerlässlich ist und dass der gesamte Workflow transformiert werden muss, da klassische pathologische Prozesse für die analoge Methode ausgelegt sind. Philips ist ein erfahrener und vertrauenswürdiger End-to-End-Partner vor, während und nach der digitalen Transformation mit Workflow-Planung, Implementierung, Schulung und Unterstützung für eine reibungslose Transformation zur digitalen Pathologie.

Dr. Go sagt, dass Philips während des gesamten Prozesses sein Engagement für Qualität bewiesen hat und das Philips-Team Innovationen in der digitalen Pathologie vorantreibt, indem es aufmerksam auf das Feedback von Pathologinnen und Pathologen eingeht.

Die digitale Pathologie am ASAN Medical Center hat zu verkürzten Diagnosezeiten geführt, stärkt das Vertrauen der klinischen Teams und wird von der Abteilung wegen ihres positiven Einflusses auf den Workflow und die Work-Life-Balance des Personals geschätzt.