肾穿刺活检病理远程诊断的实施标准探讨

作者:简桂花，蒋金根，茅静芳，汪年松，蒋智铭，陈洁晴，郑辉，张惠箴

【摘要】 目的 研究肾穿刺活检病理切片远程诊断的正确率和影响因素以探讨其实施标准。方法 选择40例已有病理诊断的肾穿刺活检标本的病理切片，肾脏病医师和病理医师分别对20例进行选样。通过3种方法获取数字化病理图像，随后将其从浙江青田传输至上海，由另一位病理医师根据这些图像和提供的病史进行诊断（采用盲法）并对画面质量进行评估和对影响诊断正确率的因素进行分析。结果 40 例中28例诊断完全正确，2例基本正确，4例有差异正确，4例诊断错误，2例延迟诊断。当场诊断的38例病例的严格诊断正确率为73.7%，而临床重要性诊断正确率为89.5%。由不同医师选样的两组的诊断正确率相等（严格诊断正确率为73.7%，临床重要诊断正确率为89.5%）。不常见疾病的诊断正确率明显低于常见疾病（前后两者的严格诊断正确率分别为14.3%、87.1%，临床重要诊断正确率分别为42.9%、100%，P<0.001）。病例图像中包含的肾小球数目与诊断结果（完全正确诊断3分、基本正确诊断2分、差异性正确诊断1分、错误诊断0分）呈正相关（P<0.05）。结论 本研究的远程病理诊断正确率基本符合临床要求，肾穿刺活检病理切片远程病理诊断方法易行，普通方法采集图像、压缩、传输、显示和诊断方式不影响诊断正确率，而通过提高肾脏病理的肾小球采样数可以提高诊断正确率，据此提出其实施标准。

【关键词】 远程病理；肾穿刺活检

Investigation of inplementing standard：telepathology of renal needle biopsy
【Abstract】 Objective Study the accuracy and its relative facts to evaluate the feasibility of telepathology (TP) diagnosis for renal needle biopsy. Methods 40 cases of renal needle biopsy are included based on the microscopy results. A nephrology doctor and a pathology doctor selected 20 cases each. Digital images are obtained from 3 paths. Then digital images are transmitted from Qingtian，Zhejiang to Shanghai. Another pathology doctor makes diagnosis blindly for each case based on the images and the clinical histories，also evaluating the quality of the pathological images，and the relative facts are discussed on technologic and clinical facets. Results 28 diagnoses of those of the 40 cases are absolutely correct，2 essentially correct，4 partial correct，4 wrong and 2 delayed. Of the 38 cases diagnosed on the spot，the strict accuracy and clinically important one are 73.7% and 89.5% respectively. The diagnostic accuracy of the 2 groups whose images are selected by different doctors is identical (strict accuracy：73.7% and clinically important one：89.5%). The accuracy of uncommon diseases is obviously lower than that of common diseases (strict one is 14.3%、87.1% respectively and clinically important one is 42.9%、100% respectively，P<0.001). The numbers of glomeruli selected is positively correlative with the digitized results of diagnosis (if diagnosis is absolutely correct it gets 3，essentially correct gets 2，partial correct gets 1 and wrong gets 0，P<0.05). Conclusion Methods of TP of renal needle biopsy is feasible and easy. The accuracy of TP diagnosis in our trial can essentially meet the clinical demand. General methods to capture，compress，transmit，display images and to diagnose won’t influence the diagnostic accuracy. Selecting more renal glomeruli may improve the diagnostic accuracy.

【Key words】 telepathology；renal needle biopsy

远程病理学是远程医学的一个分支，是指异地间通过计算机和通信技术远程传输病理切片的数字图像以供远程病理专家从显示屏而不是从显微镜下获取病理信息的一种病理实践［1］。远程病理已经广泛应用于很多医学学科。但缺乏内科领域的远程病理实践尝试，如肾内科的肾脏穿刺活检标本等。本研究探讨肾穿刺活检病理切片远程诊断的正确率及其影响因素并提出其实施标准。

1 资料与方法

1.1 数字图像的采集 选取上海市第六人民医院病理科1998年1月～1999年9月的肾脏穿刺H.E.（苏木精－伊红）染色的病理切片并随机编号1～40（随机数字由计算器产生）。根据WHO 1982年制定的肾小球疾病分类法，挑选具有代表性的、较常见的两大类疾病标本。

　　选样分Ａ、Ｂ组，采用随机平衡分组法。A组由低年肾脏病临床医师选样，B组由非肾脏病理专科的高年病理医师选样。选样医师通过显微镜目镜浏览切片的全貌，挑选合适的视野到中心视野区，操作计算机采集并储存病理图像。盲法（选样者不知切片的光镜检查结果）选取病理图像。选样要求：选取选样医师认为诊断所需最少但足够的视野数量；独立完成选样操作；所有数字图像文件均以JPEG格式保存，图像压缩倍数为10：1～20：1。

１.２ 图像远程传输 全部40个病理切片进行远程传输。远程传输通过普通电话线，从浙江青田至上海中山医院，两地距离约为500公里。通过MODEM（U－336E，ZyXEL）和普通电话线连接两地的计算机进行传输。MODEM的最快传输速率是33.6kbps远程会诊两地的计算机装有远程实时会诊程序一套（分别为服务方与客户方）。

1.３ 远程病理诊断 病理图像在远程病理中心的计算机上显示出来，显示器是分辨率为800×600像素。利用上述远程会诊程序或Photoshop、PhotoImpact软件显示图像。

　　两台计算机交叉显示经远程传输和未经传输的图像。病理医师通过计算机屏幕显示的画面进行病理诊断，同时记录诊断所需时间、诊断结果、病理医师诊断的确信度及不确信的原因和对画面质量的评价等。允许病理医师参阅病史，不允许参阅诊断记录。

１.4 结果统计 (1)选样所需时间、选样数（每例病例选择的光镜下的视野数和每例选择的肾小球数）、图像文件的大小、传输时间、远程病理诊断所需时间等；(2)画面质量；(3)诊断正确率；(4)比较各组间上述指标的差别（A组与B组、图像经远程传输与未经远程传输的、由3种不同途径获得的数字病理图像等）。

1.5 统计学处理 数据采用均数±标准差的形式表示，P<0.05为差异有显著性，使用Microsoft Excel及SPSS统计软件进行数据处理（均数、标准差计算和t检验、卡方检验或相关分析等）。

2 结果

2.1 一般情况 选取的40例肾小球疾病病例中，男15例，占37.5%，女25例，占62.5%。年龄13～68岁，平均41±16.32岁。其中原发性肾小球疾病例数与继发性等肾脏疾病例数比为27：13，常见疾病与不常见疾病比为33：7。随机分为2组（分别由低年肾脏病临床医师和非肾脏病理专科的高年病理医师选样）后的疾病分布情况基本相似，具有可比性。

2.2 选样数和远程病理诊断时间 40例总共选择图像227幅。由肾脏病医师选样平均每例选样数为5.75±1.07幅。由病理医师选样平均每例选样数为5.60±1.31幅。全部40例进行远程病理诊断共耗时2h14min2s，平均每例费时1.68～7.05（3.35±1.55）min。

2.3 诊断结果

2.3.1 远程病理诊断结果分类 以原光镜检查结果为金标准，根据远程病理诊断的结果与其符合的程度，将诊断结果分为完全正确诊断（疾病诊断和病理诊断均符合）、基本正确诊断（疾病诊断和病理诊断之一符合）、差异性部分正确诊断（可以因不同病理医师的看法不同而造成的诊断差别，在相同的临床诊治和随访计划范围内）、错误诊断（疾病诊断和病理诊断均不符合，可能引起完全不同的诊疗或随访计划，造成比较严重的后果）和延迟诊断（远程病理会诊当时不能下诊断，需要经过其他步骤或措施才能给出诊断）。

全部40例的完全正确诊断率为70％，基本正确诊断率为5%，差异性（指看法不同）正确诊断率为10%，错误诊断率为10%，延迟诊断率为5%。按获得当场诊断的38例计算，严格诊断正确率（即完全正确诊断率）为73.7%，而将前三者合并作为临床重要性诊断正确率，为89.5%。

2.3.2 诊断错误和诊断延迟的原因 本研究中主要是2个原因引起诊断错误或延迟。一是解释错误或解释差异。本试验中7例少见疾病病例中的3例诊断错误归因于解释错误。参与本研究远程病理诊断的病理医师学习肾穿刺活检标本切片病理诊断仅不到两年时间，解释差异导致了4例差异性诊断。因为远程病理诊断医师与原光镜诊断医师并非同一人，不同医师对同一病例可能产生不同看法而得出有差异的诊断，影响2个诊断的符合程度。二是选样不足和选样错误。1个病例的图像几乎看不到间质，病理医师因为不明确间质的情况未能得出间质性肾炎的诊断，另2例则是选样中一个肾小球都没有选到使病理医师不能当场做出诊断致延迟诊断。事实上即使诊断正确的病例中仍有50%的病例诊断医师认为选样不足。如2例新月体肾炎的病例，从新月体肾小球的比例看并未达到新月体肾炎的诊断标准，但结合临床病史和免疫荧光检查的结果、病理医师还是给出了新月体肾炎的诊断，结果证明是正确的。此外，因为缺乏充足的临床病史，诊断医师对2例过敏性紫癜性肾小球肾炎只给出了正确的病理诊断而未能给出疾病诊断。

2.3.3 图像中包含的肾小球数目与诊断正确率 选样时选择的肾小球越多，则诊断正确率越高。每个病例选择的3～8幅图像中包含的肾小球数目在0～10个。将诊断结果按与正确诊断的差距分级，完全正确诊断4分，基本正确诊断3分，差异性正确诊断2分，错误诊断1分以及延迟诊断0分。用诊断结果分级来近似代替诊断正确率，前者与选择的肾小球数目有显著相关性（P<0.01）。

根据每个病例图像中含有的肾小球数目分类统计，含4个以下（包括4个）肾小球的病例的诊断正确率相当低，而含5个和5个以上的病例诊断正确率则逐渐增高。含4个以下肾小球病例的诊断正确率已低到了不能接受的程度（完全正确诊断仅41.6%，临床重要性正确诊断也仅66.7%）。

2.3.4 不同医师选样与诊断正确率 由低年肾脏病医师或高年普通病理医师选样对诊断正确率不产生任何影响。不同医师选样的两组诊断正确率无统计学差别。由低年临床医师选样一组的诊断情况和由病理医师选样一组的诊断情况完全相同。

2.3.5 疾病种类与诊断正确率 本研究中被诊断的疾病是否常见对诊断正确率产生较大的影响。当场诊断的38例疾病中7例不常见（少见）疾病和31例常见疾病的诊断正确率（严格诊断正确率分别为14.3%、87.1%，临床重要诊断正确率42.9%、100%）差异有显著性（P<0.001）。

2.3.6 画面质量与诊断正确率 尽管各种来源的数字图像的画面质量均不能达到光镜下视野的画面质量，但远程诊断病理医师认为所有来源的数字病理图像的画面质量均不影响最后的病理诊断，影响的仅仅是视觉上的感受。

未经远程传输与经远程传输的病理图像的画面质量有统计学差别，但两者的诊断正确率（严格诊断正确率分别为77.8%、80%，临床重要性诊断正确率分别为100%、90%）没有统计学差别。

3 讨论［2～13］

3.1 远程病理的可操作性 进行远程病理的每个步骤中，一个病例的选样需要6.78±2.83min，图像传输约需1～2min，诊断则需3.35±1.55min。不同医师选样的两组诊断正确率没有差别，提示在现场没有病理医师的情况下低年肾脏病临床医师也可以完成远程病理的选样任务。从选样时间、传输时间和诊断时间以及选样所需人员来看，肾穿刺标本切片的远程病理具有良好的可操作性。

根据本试验结果（不同来源的数字化病理图像的画面质量有所差别，但都不影响远程病理的诊断正确率），在实际操作中可以利用现有设备（普通光学显微镜及配置的CCD，数码或非数码普通照相设备和扫描仪等）灵活地采取不同方法获取数字病理图像。本试验结果同样表明利用普通远程会诊的软件和硬件完全可以满足远程病理诊断的需要。

试验所得的诊断正确率（严格诊断正确率为73.7%，而临床重要性诊断正确率为89.5%）在国外学者于其他学科领域作的远程病理可行性试验的结果范围［8～10，14，22～26］内，基本符合临床要求。

因此，从操作、软硬件设施和诊断正确率来看，静态系统的肾穿刺活检标本切片远程病理（简称远程肾脏病理）诊断是可行的。

3.2 远程肾脏病理的特点 远程肾脏病理与其他学科的远程病理比较有其独特的一面。肾穿刺活检的病理诊断原本就是以肾小球为中心的，因此只要以肾小球为目标选取视野再加上一部分的间质即可提供病理医师所需的诊断视野，选样比较容易。

根据远程肾脏病理的特点，笔者认为制定一个明确的选样规则有利于提高静态远程肾脏病理的诊断正确率。(1)本试验结果显示肾小球的选择数与诊断正确率呈正相关，增加选样数可以提高诊断正确率。增加的选样数用来包含更多的肾小球和间质。肾穿刺活检的病理切片中包含的肾小球数目本来就不多，一般在10～20个，很少超过20个；以JPEG格式保存的病理图像文件的传输时间在本试验中每例（3～8幅图像）仅需1～2min，因此即便将所有含肾小球的视野均选择在内（可以用低倍视野），每个病例的传输时间也还是可以接受的。(2)同时选择低倍和高倍视野，在低倍视野中可以包括较多的血管、间质和肾小球，并使诊断医师对切片有一个相对整体的印象；而高倍视野则可以了解肾小球或肾小管、肾间质等的细微结构，诊断医师依靠高倍视野看清楚具体细微处。低倍视野的选择非常重要，不能忽视，因为低倍视野中往往包含了较多的信息。(3)选择肾小球的同时也应该注意间质的选择，尤其是那些选样医师觉得有异于正常间质形态的地方，因为血管和间质的情况也是诊断时病理医师要注意的一个地方。因此，笔者建议以如下规则进行肾穿刺活检病理切片的选样：(1)以肾小球为主要目标进行选样，包含切片中所有的肾小球；(2)各种放大倍数（40×、100×、200×和400×）均应选择入内等；(3)除了肾小球以外也需有代表性地选择一些间质的图像。

肾穿刺活检标本的常规光镜病理诊断因为是在穿刺所得标本基础上进行的，受限于穿得的肾小球数目。一般病理医师要求肾小球在10个以上（含10个）才予诊断，但考虑到肾穿刺是一个损伤性的操作，即便只有5、6个肾小球，只要可以也给予诊断，但含有的肾小球过少时（如1、2个），一般只作病理描述。结合本试验的结果（含4个肾小球及以下的12例，含4个肾小球的7例和含5个肾小球12例中完全正确诊断分别为41.6%、42.8%和66.7%，临床重要性正确诊断分别为66.7%、71.4%和91.7%），笔者建议肾穿刺活检标本中若仅含4个或以下肾小球时不必进行远程肾脏病理诊断。

远程肾脏病理允许选择所有的肾小球在最大限度上弥补了选样的缺陷，减少了远程病理与普通常规病理的差距，是其他远程病理（尤其是肿瘤病理）所不能达到的，也使远程肾脏病理较其他远程病理有更好的可行性。

3.3 提出对静态远程肾脏病理对操作实施标准 (1)图像采集采用640×480像素的分辨率即可满足远程诊断的要求；(2)图像压缩可以用常见的压缩方法（如JPEG），压缩比例在20：1左右；(3)图像远程传输可以通过普通电话线进行；(4)图像显示时显示器可使用800×600像素的分辨率，24位真彩色图像能完全满足诊断所需色彩要求；(5)选样时选择的图像包含全部肾小球；(6)若肾穿刺活检标本切片本身所含肾小球少于4个（含4个），建议不必进行远程病理会诊。

3.4 对提高诊断正确率的几点建议 (1)远程病理诊断时让会诊双方进行实时有效的对话；(2)对远程病理诊断医师进行事先的培训，以了解远程病理并熟悉屏幕诊断。
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