Journal of Medical Internet Research, 2003; 5(2): (más artículos en esta revista)

Desarrollo y Evaluación de la Patología Virtual de diapositivas: una nueva herramienta en telepatología

Gunther Eysenbach
Sean Costello SP [1], Daniel Johnston J [1], Peter Un Dervan [2], Daniel G O'Shea (Donal.OShea @ dcu.ie) [1]
Resumen
Fondo

La Patología Virtual Slide es un emulador de microscopio interactivo que presenta, a través de Internet o CD-ROM, una completa 15,53 mm x 11,61 mm digitalizadas sección de tejido. La Patología Virtual Slide imita el uso de un microscopio en el incremento escalonado en aumento (de hasta 16x a 2000x) y en movimiento lateral en la X e Y cartesiano direcciones. Esto permite que un patólogo para navegar a cualquier área en una diapositiva, en cualquier ampliación, similar a un microscopio convencional.

Objetivo

El objetivo de este estudio fue evaluar la precisión diagnóstica y la aceptabilidad de la Patología Virtual Slide.

Métodos

Diez de mama aguja central biopsias fueron seleccionados al azar y se presentó al 17 de patólogos o aprendiz patólogos con al menos 2 años de experiencia en patología de la práctica. Los participantes están obligados a examinar cada caso en línea y ofrecer un diagnóstico de clasificación en línea utilizando formas de la regeneración. Los datos del registro permite el examen de la variabilidad interobservador y la satisfacción de los usuarios.

Resultados

Acuerdo entre el vidrio original diapositivas diagnóstico y el consenso mediante el diagnóstico Virtual de Anatomía Patológica de diapositivas se alcanzó en 9 de cada 10 diapositivas. Porcentaje de concordancias de diapositivas para sentar en el rango de 35,3% a 100% con un promedio de porcentaje de concordancia entre las diapositivas de 66,5%. El promedio de las estadísticas de Kappa acuerdo interobservador fue de 0,75, mientras que el porcentaje promedio de concordancia entre los participantes fue de 66,5%. Los participantes examinaron un promedio de 22 campos de vista al examinar cada diapositiva. Confianza: 81,25% de los participantes indicaron la confianza mediante la Patología Virtual Slide para hacer un diagnóstico de decisión, con el 56,25% se describen a sí mismos como "razonablemente confiado" 18,75% como "confianza," y 6,25% como "muy seguros ". Facilidad de uso: 68,75% reportó el sistema como" fácil "o" muy fácil "de usar. Satisfacción: el 87,5% de los participantes expresaron su satisfacción con la calidad de la imagen, con el 43,75% que describe la calidad de imagen como "adecuada", el 25% lo describió como "buena", y 18,75% que describe la calidad de imagen como de calidad "excelente". ; Patólogos que trabajan con un ancho de banda superior a 20 kilobits por segundo encontraron la velocidad de descarga de la Virtual Patología Slide "adecuada" o mejor.

Conclusiones

Los resultados de este estudio muestran que la patología Virtual Slide puede usarse para hacer un correcto diagnóstico de decisión, y que el sistema es una alternativa realista a la telepatología dinámica.

Introducción
Definición de telepatología

Telepatología es la práctica de diagnóstico de patología forense un mando a distancia utilizando las imágenes de los especímenes de tejido transmitidos a través de una red de telecomunicaciones [1, 2]. Tradicionalmente los sistemas de telepatología se definen como sea dinámica o estática. Dinámica de sistemas permiten una telepathologist para ver las imágenes transmitidas en tiempo real desde una distancia robótico microscopio que permite un control completo del campo de visión y la ampliación [3]. Static (o de almacenamiento y retransmisión) telepatología involucra la captura y el almacenamiento de imágenes seguida por la transmisión a través de Internet a través de datos adjuntos de correo electrónico, protocolo de transferencia de archivos, o una página Web, o la distribución a través de CD-ROM. Dinámica También existen híbridos, que incorporan aspectos de ambas tecnologías [3].

Las solicitudes de telepatología

La diversidad en los sistemas de telepatología refleja la creciente especialización tecnológica en este ámbito y la importancia cada vez mayor de telepatología en educación, formación, garantía de calidad y teleconsulta [4 - 9]. Numerosos patología archivos abundan en la Internet que proporcionen enlaces a ambos educativos y comerciales telepatología sitios web. Estos ofrecen acceso a cualquiera de estática o dinámica imagen de los sistemas de suministro [7 - 19].

Limitaciones de telepatología

La calidad de la imagen y la capacidad de tomar decisiones de diagnóstico por vía electrónica comprimida con imágenes es un tema polémico [3, 19 - 20]. Con el fin de que la telepatología a ser de uso clínico, los estudios han tratado de acceder a la precisión diagnóstica de almacenamiento y retransmisión telepatología, y han demostrado la exactitud en el rango de 77% a 100% [3, 20 - 28]. La diversidad de esta tecnología hace que sea difícil realizar comparaciones entre los estudios, o para formar un consenso sobre un método de las mejores prácticas. No hay universalmente aceptados en la normalización de hardware, software, resolución de imagen, color de fondo, o de compresión de imágenes y el almacenamiento [3]. Sin embargo, los estudios han demostrado que el uso de imágenes con lo más bajo una resolución de 1024 píxeles x 768 píxeles de resolución x 24-bit color no perjudican el rendimiento diagnóstico [3, 20, 27 - 29]. Para lidiar con tales nonstandardization, las directrices se han formulado para la captación y tratamiento de imágenes diagnósticas y para la práctica de telepatología [30 - 31].

Las recientes mejoras en el navegador de Internet la tecnología han facilitado el desarrollo interactivo de almacenamiento y transmisión de páginas web. Estas característica la capacidad de mostrar la relación espacial entre las distintas imágenes de baja potencia y alta potencia puntos de vista. Esta tecnología se visualizan usando una pequeña galería de imágenes construidas a partir de uno o dos campos microscópicos de una posibilidad de miles, mostrando imágenes de los mismos campos a aumentos superiores [3, 20, 21]. Campo de selección e interpretación se consideran las principales razones específicas de almacenamiento y retransmisión telepatología que cuenta para su discordancia con el diagnóstico de una patología establecimiento convencional [19 - 20]. El estudio de estas múltiples patólogos proporcionan los más sólidos y precisos método de evaluación de una técnica de telepatología [20 - 27]. Sin embargo, es difícil distinguir el desempeño de la tecnología de la habilidad del patólogo y el grado de dificultad de los casos que se presentan [21]. Hasta hace poco, el desarrollo de una herramienta de diagnóstico de rutina y teleconsulta es la meta de conducción para la evolución de los sistemas de telepatología. Gasto inicial, la falta de conexiones a Internet de banda ancha, posibles responsabilidades, y la falta de transferencia de conocimientos de expertos a los posibles usuarios, todo ello ha contribuido a impedir la incorporación de telepatología en la práctica cotidiana [32 - 35]. El nuevo papel de telepatología en el área de la educación y la garantía de calidad no es ocupado por las mismas dificultades. Se ha demostrado que la aplicación de telepatología en esas funciones tiene la ventaja de menor costo, menos esfuerzo logístico, y una respuesta positiva a su utilización por el usuario final [36 - 39]. Junto con la creciente presencia de ultra-rápido de diapositivas escáneres, lo que ha de garantizar un papel cada vez mayor para la telepatología en este ámbito [40 - 42].

La patología de diapositivas Virtual (VPS)

Para superar los problemas atribuibles al sesgo de muestreo y la interpretación resultante de limitado ámbito de selección, telepathologists debe ser capaz de navegar a cualquier campo de visión, a aumentos comparables a la de un microscopio convencional, mediante la utilización de imágenes de resolución suficiente para hacer un correcto diagnóstico [21, 22, 35]. Para cumplir con estos criterios, hemos desarrollado la patología de diapositivas Virtual (VPS) [43, 44]. Este es un emulador de microscopio que muestra las representaciones digitalizadas de diapositivas de tejidos, lo que permite la inspección de numerosos campos de vista, a lo largo de una amplia gama de aumentos. Aplicaciones similares, comúnmente denominado Virtual láminas, han sido desarrollados por otras comerciales y organismos académicos [16, 18, 20, 34, 35, 40 - 42]. Una captura de pantalla de nuestro VPS se muestra en la Figura 1; más capturas de pantalla se encuentran en el apéndice 1 Multimedia.

En un nuevo punto de partida importante, el VPS puede también registrar y cuantificar el diagnóstico rastro de un patólogo, como un conjunto de datos en un servidor central. Esto permite que la disociación de un patólogo del campo de selección de la funcionalidad técnica del sistema de telepatología. En este trabajo, nos informe sobre el desarrollo de este sistema, su aceptación entre un grupo de patólogos evaluación, el nivel de diagnóstico de acuerdo entre este grupo y las posibilidades futuras aplicaciones de VPS en la telepatología.

Métodos

Un documento que detalla el algoritmo de escaneo y la arquitectura del sistema de la VPS se encuentra en el apéndice 2 Multimedia.

La construcción del VPS
Validación de las VPS
Resultados
Usuario de rendimiento utilizando el VPS

El cuadro 1 muestra fuerte acuerdo entre el diagnóstico inicial de vidrio de diapositivas y el diagnóstico más común el diagnóstico ofrecido por los usuarios de la VPS, con el acuerdo alcanzado en 9 de los 10 diapositivas. Los desacuerdos de 1 grado de diagnóstico se produjo con diapositiva 8 (vidrio diapositiva diagnóstico fue B3; más común VPS diagnóstico fue B4). El diagnóstico de clasificación de diapositiva 8 tenía el nivel más bajo de acuerdo entre los participantes en 38,5%. La segunda opción más popular para la diapositiva 8 se dividió entre B2 y B3, 6 participantes (35,3% de los usuarios), clasificada como B4, mientras que 4 participantes (23,5% de los usuarios), clasificada como B3 y 4 participantes (23,5% de los usuarios), clasificados como B2). Los participantes con los 4 Kappa puntuaciones más altas (23,5% de los usuarios) diapositiva 8 clasificados como B4.

A más de un análisis detallado de las clasificaciones diagnósticas formuladas por los participantes se describe en el cuadro 2. El porcentaje medio de concordancia entre los participantes en todos los casos fue 66,5%. De los 17 participantes, 14 han alcanzado un porcentaje de concordancia entre el 90% y 60%.

El promedio Kappa valor alcanzado por los participantes fue 0,76. Los participantes 36 y 6 logrado un Kappa de 0,26 y 0,23, respectivamente, indicando "acuerdo justo" [31 - 32] con otros participantes, mientras que los restantes 15 participantes lograron una de Kappa entre 0,97 y 0,65.

El porcentaje medio de concordancias de diapositivas fue 66,5% con un mínimo de concordancia de 35,3% para diapositivas 8 y un máximo de concordancia de 100% para la diapositiva 6. El porcentaje de concordancia para la diapositiva 5 fue de 47%. Para todas las demás diapositivas hubo superior al 50% de acuerdo entre los participantes.

El número medio de los campos de vista examinados por cada uno de los participantes fue de 23 por lámina. Participante número 5, que logró el mayor Kappa, se examinaron 321 opiniones, mientras participante número 6, que presentó el menor Kappa, se examinaron 418 campos de vista.

El mayor número de número de campos de vista para examinar una diapositiva fue de 118 por participante número 6, mientras que el examen de diapositiva 10. Esta diapositiva tiene un porcentaje de concordancia entre los participantes del 52,9%. El menor número de puntos de vista examinados, mientras que el examen de una diapositiva fue de 3, lo que fue de 10 participantes que lograron una puntuación de Kappa de 0,91 y está de acuerdo con el consenso del grupo para diapositiva 2. El diagnóstico de diapositiva 2 tenía un porcentaje de acuerdo entre los participantes de 94%.

El plazo medio para los participantes a examinar una diapositiva se registró como 6 minutos 11 segundos. El máximo tiempo necesario para examinar una diapositiva se registró 12 minutos 49 segundos por participante número 36 con un promedio de ancho de banda de 20 kilobits por segundo, mientras que el examen de diapositivas 7. El tiempo mínimo de examen se registraron como 43 segundos por participante número 1, con un promedio de ancho de banda de 64 kilobits por segundo, mientras que el examen de diapositiva 2.

Percepción del usuario de la VPS

Los participantes se les pidió que evalúen su propio equipo de competencia y la frecuencia con que utilizan un sistema de telepatología. Los participantes se describe a sí mismos como "avanzado" (18,75%), "competente" (18,75%), o "suficientemente competentes" (62,5%) con ordenadores, mientras que el 44% de los participantes indicaron que nunca habían utilizado un sistema de telepatología antes de el estudio.

La Figura 3 muestra que 68,75% de los participantes clasificaron el VPS "fácil" (62,5%) a utilizar o "muy fácil" de usar (6,25%). Los participantes se les pidió que su tasa grado de confianza en hacer un diagnóstico decisión de acuerdo con el VPS.

La figura 4 muestra que el 80,25% de los participantes expresó su confianza en el uso de VPS con el 56,25%, indicando que eran "razonablemente confiado", mientras que 18,75% eran "Confiamos", y el 6,25% estaban "muy seguros" en hacer un diagnóstico .

Figura 5 muestra que el 87,5% de los participantes expresaron su satisfacción con la calidad de imagen con el 43,75% que indica la calidad como "adecuado", el 25% como "buena", y 18,75% de los participantes indicando la calidad de imagen como "excelente. "

Discusión

El sistema de VPS es una alternativa realista a la telepatología dinámica, en función de su capacidad para imitar un microscopio convencional, su accesibilidad a través de Internet, y su simplicidad de operación. De los 17 participantes, 15 lograron una de Kappa entre 0,97 y 0,65 y 14 alcanzó un porcentaje de concordancia entre el 90% y 60%. Esto demuestra "sustancial" el acuerdo entre los usuarios cuando se utiliza el VPS [31 - 32]. El cálculo de Kappa fue ponderado a fin de reflejar el grado de variación de un participante del diagnóstico decisión de la mayoría de elección popular. Por ejemplo, 18 participantes alcanzado un alto Kappa de 0,86 a pesar de estar de acuerdo con otros participantes para el 4 de los 10 diapositivas. Esto se debe a que para cada una de las otras 6 diapositivas, participante 18 era incompatible con la elección popular de un grado. Participante 36 logrado el mismo porcentaje de concordancia como participante 18, pero sólo logró un Kappa de 0,26. Esto se debe a que las categorías diagnósticas de los participantes seleccionados 36 se desvió a un mayor grado de elección popular el que los seleccionados por participante 18 [48 - 49].

Participante 36 y participante 6 logrado el nivel más bajo Kappa puntuaciones de 0,26 y 0,23, respectivamente. Esto redujo el promedio global Kappa valor considerablemente. Confianza en el uso de la VPS se ha descrito como "razonablemente seguros" de 36 participantes, que tenían 3 años de experiencia en patología y examinó 201 campos de vista al examinar todo el conjunto de diapositivas. Un análisis más detallado de las imágenes es considerada necesaria para dilucidar las razones por las decisiones de diagnóstico realizados por los participantes 36; sin embargo, la inexperiencia con la patología de mama, junto con insuficiente examen de las diapositivas pueden haber contribuido al pobre desempeño. El uso de telpathology se describió como "infrecuente" por participante 6 que se "seguros" para hacer un diagnóstico utilizando la clasificación VPS y se describe el uso del VPS como "fácil". Sin embargo, los participantes 6 atribuido algunos de diagnóstico a la incertidumbre "problemas con la evaluación de la importancia sutil de las pequeñas lesiones sin tener toda la diapositiva de ver." Participante 6 examinar 418 campos de vista, el mayor número examinado por cualquier participante.

El promedio de porcentaje de concordancia para toda la serie de diapositivas fue 66,5%. Pleno acuerdo entre los participantes se logró para la diapositiva 6, lo que demuestra que el pleno acuerdo puede lograrse mediante el VPS.

El número medio de puntos de vista examinados por los participantes al examinar todo el conjunto de diapositivas fue 230. El porcentaje de concordancia para una diapositiva disminuye a medida que el número medio de esferas examinadas para que los aumentos de diapositivas. Por ejemplo, el número medio de los campos examinados para diapositiva 6 (100% de concordancia entre los participantes) fue de 14,3, mientras que el número medio de los campos examinados para diapositiva 10 (52,9% de concordancia entre los participantes) fue 34,8. Por el contrario, los participantes con una alta puntuación Kappa tienden a considerar un mayor número de campos de vista de los participantes con una baja puntuación de Kappa, lo que sugiere que cuanto mayor sea la cantidad de tejido vistos por un patólogo, más probable es que van a hacer un diagnóstico correcto.

Diapositiva 8 tenía el nivel más bajo en concordancia de 35,3%. Esto redujo el porcentaje medio de concordancia para el conjunto de diapositivas de 3,46%. Cuadro 2 muestra que hay una amplia distribución de diagnóstico para la categorización de diapositivas de 8 participantes. Como se muestra en el Cuadro 1, para diapositiva 8 el número de campos de vista examinados por los participantes es bajo (299) dada la aparente complejidad del caso. Es evidente que los usuarios están rápidamente llegando a su conclusión de que por lo general no está de acuerdo con la diapositiva original de vidrio diagnóstico. Un estudio más a fondo el examen de las huellas de esta diapositiva será necesaria para evaluar las razones para el diagnóstico diferencial.

Los participantes con 3 años o menos experiencia no tienen acceso a banda ancha de conexión a Internet de banda ancha y registró velocidades de menos de 15 kilobits por segundo. Estos participantes expresaron menos satisfacción con el VPS en términos de facilidad de uso, calidad de imagen, la confianza y de diagnóstico. 3 Todos los participantes, que indicaron que "no confía", atribuyó la dificultad en la utilización de los pobres para VPS velocidad de descarga, con comentarios como: "Pobre velocidad de descarga es muy lenta y la experiencia visual y básicamente desarticulado inviable". De estos 3 participantes, 2 había un grupo de trabajo de ancho de banda de 12,6 kilobits por segundo y 31,5 kilobits por segundo, respectivamente. Un ancho de banda no se pudo determinar para la tercera, sin embargo la tercera oferta hizo esos comentarios como "demasiado tiempo para descargar las imágenes" y "el problema era mi fin, conexión lenta." Alta velocidad de conexión a Internet de banda ancha aún no está a muchos patólogos. Se trata de un importante factor limitante para la aceptabilidad de la web impulsada por la telepatología debido al tiempo necesario para descargar grandes archivos de imagen a través de Internet [2, 4, 39]. Hemos intentado superar este con el desarrollo y el despliegue de un CD-ROM VPS sistema a algunos participantes. Esto facilita la rápida recuperación de imágenes de un CD mientras que los datos relacionados con el examen se transmiten y almacenan en el servidor web VPS.

Los participantes se les pidió que comentaran sobre las mejoras en el VPS que les gustaría aplicar. Varios participantes sugirieron que les gustaría rangos de magnificación adicional. Por ejemplo, "La navegación en la diapositiva fue desarticulado y es difícil mantener la perspectiva al mismo tiempo pasar de un campo a otro. La gama de aumentos era demasiado limitado, sobre todo en la gama intermedia de ampliación ".

Hay un número creciente de patología sitios interactivos disponibles a través de Internet [7 - 19]. La diversidad en cuanto a su principio de funcionamiento, su aplicación en la telepatología, y su grado de sofisticación promete un futuro alentador en telepatología. La contribución de la VPS en el ámbito de telepatología es notable en la medida en que registra el diagnóstico de una vía de patólogos de diapositivas examen. Ahora tenemos el diagnóstico de los rastros de 17 patólogos examinar 10 casos. Tenemos la intención de utilizar estos datos para dilucidar la cognitiva y proceso de toma de decisiones de patólogos, ya que hacer un diagnóstico cuando se utiliza un microscopio. Esto proporcionará valiosa información sobre la variabilidad interobservador y la subjetiva proceso de diagnóstico microscópico.

Los autores desean agradecer a los irlandeses de Investigación en Salud Board (HRB), para su financiación parcial de este trabajo. Los autores también quisiera dar las gracias a los patólogos que se tomó un tiempo para participar en este estudio y siempre que tales útiles y constructivas.