Die Objektträgervorbereitung ist ein Schlüsselfaktor für den Erfolg der digitalen Pathologie

Digitale Pathologie in einem schwedischen Labor mit mehreren Standorten: Region Skåne

In den letzten Jahren hat sich die digitale Pathologie zunehmend als klinisches Diagnoseinstrument etabliert und in Pathologielaboren eine entscheidende Rolle eingenommen. Einer der ersten Anwender digitaler Pathologie ist das Department of Clinical Genetics and Pathology, Office for Medical Services, in der Region Skåne, ein schwedisches Labor mit mehreren Standorten, das jährlich über 800.000 histopathologische Objektträger herstellt. Die Abteilung hat die digitale Pathologie in allen vier Laboren der Organisation implementiert und ist damit eine der weltweit größten Gruppen für digitale Pathologie in der klinischen Praxis. Insgesamt sind 18 digitale Objektträgerscanner installiert, darunter eine Kombination aus den NanoZoomern S360 und S60.

Noch vor dem Jahr 2019 wurde festgestellt, dass es innerhalb des derzeitigen Pathologenteams an Berichtskapazität mangelte. Außerdem sollte die Durchlaufzeit für die Krebsbehandlung verkürzt werden. Die digitale Pathologie wurde als eine Option zur Lösung dieser beiden Defizite erkannt. Der Standort in Malmö war an der Implementierung und Integration der digitalen Pathologie aktiv beteiligt, die 2019 erfolgte und alle Labore umfasste. Ab November 2019 war die Region im Hinblick auf die Histopathologie zu 100 % digital. Die Umsetzung war ein intensiver Prozess. Dafür wurde klares und strukturiertes Feedback von Pathologen benötigt, um Bedenken zu analysieren, damit das Labor reagieren und notwendige Korrekturen vornehmen kann.

Dr. Kevin Sandeman, klinischer Pathologe und Leiter der Abteilung für Pathologie in Malmö, berichtet über seine Erfahrungen und Erkenntnisse aus der erfolgreichen Umsetzung der digitalen Pathologie. Er erläutert die Vorteile, die die digitale Pathologie für das Labor mit sich gebracht hat, und erklärt die Bedeutung einer standardisierten Objektträgervorbereitung.

Was sind die Vorteile der digitalen Pathologie? 

Dr. Sandeman sagt: „Während es viele Vorteile für die digitale Pathologie gibt, ist es für die Region von großem Vorteil, auch aus der Ferne arbeiten zu können, insbesondere während einer globalen Pandemie wie COVID-19. Darüber hinaus ist eine Gruppenberatung ohne persönlichen Kontakt möglich.

Dr. Kevin Sandeman, klinischer Pathologe und Leiter der Abteilung für Pathologie im Department of Clinical Genetics and Pathology, Malmö.

Zudem wurden in der gesamten Region schnellere Diagnosen und damit kürzere Vorlaufzeiten bei der Krebsbehandlung beobachtet. Eine schnellere Diagnose ist ein wichtiger Indikator, und die Evidenz zeigt, dass die Einführung digitaler Pathologie den diagnostischen Anteil unserer Berichtszeiten um bis zu 27 % reduziert hat, bei einer Reduzierung der Gesamtzeit bis zur Diagnose um 12,5 %.”

Aus finanzieller Sicht hat die Implementierung digitaler Pathologie zu Kosteneinsparungen geführt, indem die Anzahl der von der Region benötigten Überstunden für Pathologen minimiert wurde.

„Eine schnellere Diagnose ist ein wichtiger Indikator, und die Evidenz zeigt, dass die Einführung digitaler Pathologie den diagnostischen Anteil unserer Berichtszeiten um bis zu 27 % reduziert hat, bei einer Reduzierung der Gesamtzeit bis zur Diagnose um 12,5 %.” 

Die Standardisierung der Laborprozesse in der gesamten Region hat es ermöglicht, feuchte Proben vor der Präparation umzuverteilen. Dadurch können Labore, die bisher Schwierigkeiten hatten, ihre Arbeit abzuschließen, Proben an nahegelegene Labore senden und somit sicher sein, dass ihre Proben auf dieselbe Weise behandelt werden. Die gescannten Bilder stehen dann weiterhin allen Benutzern über das zentrale Bildverwaltungssystem zur Verfügung.

„Die NanoZoomer-Scanner, die von der Region Skåne verwendet werden, sind so konzipiert, dass sie den Großteil des Gewebes und der Färbung unter einem einzigen Profil scannen.” Dies sorgt für einen reibungslosen Arbeitsablauf mit minimaler Interaktion des Laborpersonals. Dr. Sandeman berichtet, dass die Schulung von Assistenz-Pathologen nun optimiert wird und z. B. den Vorteil der Kommunikation über Anmerkungen auf den Bildern bietet. Außerdem hat der Fachpathologe so einen Überblick über alle Schulungsfälle.

Hat sich die Einführung der digitalen Pathologie auf den Arbeitsablauf im Labor ausgewirkt?

„Die Objektträgervorbereitung ist ein Schlüsselfaktor für den Erfolg der digitalen Pathologie (...).”

Dr. Sandeman erklärt: „Der Arbeitsablauf im Labor ist weitgehend gleich geblieben. Die Schulung der Mitarbeiter, die den Scanner verwenden, ist wichtig und hilft ihnen zu verstehen, wie bedeutsam der Laborprozess für das endgültige gescannte Bild ist. Die Standardisierung des gesamten Laborprozesses hat auch die Implementierung der digitalen Pathologie erleichtert.” Die Objektträgervorbereitung ist ein Schlüsselfaktor für den Erfolg der digitalen Pathologie, und das Labor hat seit der Einführung eine Steigerung der Qualität der produzierten Arbeit erlebt.

Standardisierung und Qualität präanalytischer Verfahren

Damit die digitale Pathologie ihr volles Potenzial entfalten kann, müssen sich Labore darauf konzentrieren, Qualität und Standardisierung in allen präanalytischen Prozessen zu etablieren.

Dr. Sandeman betont, dass „die Umstellung auf digitale Technologie eine harte Qualitätsprüfung für das Labor ist,” da die Qualität des digitalen Bildes vollständig von der Qualität des gescannten Gewebeprobenträgers abhängt. Die Objektträgervorbereitung ist daher der Schlüssel zu hochwertigen digitalen Bildern. Abweichungen in präanalytischen Prozessen führen zu Abweichungen bei Farbe und Bildqualität. Da all diese präanalytischen Verfahren das finale gescannte Bild beeinflussen, erleichtert die Standardisierung die Visualisierung und Interpretation des digitalen Bildes.

MTA Walid Jabbar neben dem Tissue-Tek Prisma® Plus und dem integrierten Färbe- und Folieneindecksystem Tissue-Tek Film®.

Dr. Sandeman fügt hinzu, dass Abweichungen bei der Objektträgervorbereitung und -handhabung zwischen den Einrichtungen zu Konflikten bei den Scanergebnissen führen können. Daher müssen die MTA aller Einrichtungen die präanalytischen Verfahren standardisieren. Ein Beispiel dafür ist die Standardisierung der Dicke von Schnitten im Mikrotomieschritt, was den Scanvorgang optimiert. Die Kommunikation zwischen den Zentren für standardisierte Lösungen war ein wichtiger Faktor für die erfolgreiche Umsetzung der digitalen Pathologie.

Erleichterung des Scanvorgangs

Für das Labor ist es außerdem wichtig, präanalytische Faktoren zu optimieren, um den Scanvorgang zu erleichtern. Insbesondere die Auswahl des Eindeckmediums kann hierauf großen Einfluss haben. Alle Zentren der Region Skåne verwenden sowohl Glas- als auch Folieneindeckautomaten (Tissue-Tek Film® Folieneindeckautomat, Sakura Finetek).

„Die Qualität digitaler Bilder ist bei den durch Folien eingedeckten Objektträgern ähnlich hoch wie bei den durch Glas eingedeckten.”

Insgesamt sind acht Tissue-Tek Film® Folieneindeckautomaten installiert. Dr. Sandeman berichtet, dass die Qualität der digitalen Bilder bei den durch Folien eingedeckten Objektträgern ähnlich hoch ist wie bei den durch Glas eingedeckten. Die MTA, die die Objektträger vorbereiten, fanden heraus, dass das Eindecken mit Folie den Scanvorgang erleichtert und unscharfe Ereignisse minimiert. Obwohl routinemäßig gefärbte Objektträger sowohl mit Folie als auch mit Deckglas eingedeckt werden, bietet die Verwendung des Folieneindeckers viele Vorteile:

• Das Eindecken mit Folie ist schneller als das Eindecken mit Glas

• Mit Folie eingedeckte Objektträger haben eine kürzere Trocknungszeit als mit Glas eingedeckte Objektträger. Die eingedeckten Objektträger können gestapelt werden, ohne zusammenzukleben, und sind sofort zum Scannen bereit.

• Der schnellere Scanvorgang und die kurze Trocknungszeit ermöglichen eine nahtlose Synchronisierung mit Hochdurchsatz-Scannern

• Beim Eindecken mit Folie kann kein Eindeckmedium austreten, was den Scanner beeinträchtigen und den Scanvorgang stören könnte.

„Die Folieneindeckung eignet sich [für die digitale Pathologie] im Hinblick auf den Scanvorgang hervorragend”

Dr. Sandeman betont, dass die MTA in Malmö eine klare Präferenz für die Folieneindeckautomaten haben. Er fügt hinzu, dass die Folie bei der Folieneindeckung mittig und auf dieselbe Weise für jeden Objektträger positioniert wird, wodurch die manuelle Anpassung entfällt, die ansonsten erforderlich werden kann, wenn ein Deckglas nicht korrekt auf den Objektträger ausgerichtet ist.

Die Zukunft

Das Aufkommen neuer fortschrittlicher Technologien treibt den Bereich der digitalen Pathologie weiter voran. Eine spezifische Technologie, die zunehmend in die digitale Pathologie integriert werden soll, ist die künstliche Intelligenz (KI). Dr. Sandeman ist ein unabhängiger Forscher im Bereich der KI. Auf die Frage, wie wichtig die Standardisierung der Objektträgervorbereitung in der digitalen Pathologie ist, antwortet er: „Die standardisierte Vorbereitung von Objektträgern ist in der KI von zentraler Bedeutung.” Er erläutert weiter, dass KI-Algorithmen für eine bestimmte Aufgabe trainiert werden, daher muss bei der Schulung des Algorithmus jedes Artefakt berücksichtigt werden. „Wenn Sie den für eine bestimmte Aufgabe vorgesehenen Algorithmus nicht ständig aktualisieren möchten, ist eine Standardisierung der Objektträgervorbereitung wichtig.”