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Applications de la télépathologie au diagnostic en réseau interhospitalier : expérience de l’ensemble hospitalier militaire parisien
Annales de pathologie (2008) 28S, S106—S108 Disponible en ligne sur www.sciencedirect.com
SYMPOSIUM / Lames virtuelles et réseaux en pathologie
Applications de la télépathologie au diagnostic en réseau interhospitalier : expérience de l’ensemble hospitalier militaire parisien夽 Philippe Camparo a,∗, A. Ramirez b, Valérie Claude c, Céline Bertocchi a, Sophie Masse c, Patrick Blancard b, Didier Branquet b a
Service d’anatomie pathologique, HIA Val-de-Grâce, 74, boulevard de Port-Royal, 75230 Paris cedex, France b Service d’anatomie pathologique, HIA Percy, 101, avenue Henri-Barbusse, 92141 Clamart cedex, France c Service d’anatomie pathologique, HIA Bégin, 69, avenue de Paris, 94163 Saint-Mandé cedex, France Disponible sur Internet le 16 octobre 2008
De juin à décembre 2007, les hôpitaux d’instruction des armées (HIA) de la région parisienne (Bégin à Saint-Mandé [94], Percy à Clamart [92] et Val-de-Grâce à Paris [75]) ont expérimenté l’usage de la lame virtuelle comme outil de diagnostic en routine. Cette expérimentation répondait aux souhaits des pathologistes de proposer des solutions aux problèmes créés par le regroupement envisagé des services de pathologie de ces trois structures en un service centralisé : diminution du nombre des spécialistes et dispersion géographique. En particulier, les expérimentateurs souhaitaient estimer les avantages et les inconvénients d’un tel système diagnostique dans les cas de concertations simultanées, demandes d’avis experts et gestion des examens extemporanés. Chaque hôpital a pu tester plusieurs scanners de lames : Nanozoomer (Hamamatsu), Mirax-scan (Zeiss), et Scanscope (Aperio) ou un microscope motorisé (DotSlide, Olympus). Il disposait d’un serveur indépendant du réseau informatique de l’hôpital pour le stockage des images virtuelles (capacité : 1TB). Afin de permettre les échanges de données, chaque serveur était relié à un réseau interne aux HIA (réseau intrasan sécurisé, indépendant, avec une bande passante de 4MB/s) non connecté au réseau Internet pour des raisons de sécurité informatique. La visualisation et l’annotation des images s’est faite à l’aide du logiciel de gestion d’images MSCOPE (2,2) proposé par la société Aurora-MSC. Un premier travail d’analyse qualitatif a été réalisé sur 240 lames virtuelles (20 préparations histologiques par service participant) obtenues à partir de chacun des quatre appareils mis à disposition. Il s’agissait ici de : • mesurer le temps d’acquisition des lames virtuelles, i.e. le temps nécessaire entre la pose de la lame et la mise à disposition de la lame virtuelle à partir du serveur local ; • mesurer le volume de l’image en MB ; • évaluer la qualité et la rapidité de visualisation de l’image virtuelle à partir d’un poste local (visualisation intrahospitalière) ; 夽 ∗
Symposium présenté le jeudi 20 novembre 2008, de 14 h 30 à 16 h 30 en salle 101, sous l’égide de P. Bertheau et D. Hénin. Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (P. Camparo).
0242-6498/$ — see front matter © 2008 Publi´ e par Elsevier Masson SAS. doi:10.1016/j.annpat.2008.09.036
Applications de la télépathologie au diagnostic en réseau interhospitalier • évaluer la rapidité de visualisation et la qualité de l’image virtuelle à partir d’un poste distant (échange interhospitalier) ; • mesurer l’impact de la communication ainsi induite sur le réseau local de l’hôpital. Un second travail a évalué l’ergonomie des viewers (localement à partir des scanners et à distance à l’aide du logiciel MSCOPE), les performances des outils virtuels (rapidité, pertinence du diagnostic) et la compliance des médecins à leur utilisation dans le cadre des diagnostics collaboratifs en temps différés (demande d’avis expert) et en temps réels (discussion des cas cliniques). Dans ce dernier cas, l’utilisation du logiciel de gestion d’images s’est aidé d’un système de vidéoconférence (caméra vidéo intégrée aux postes informatiques). Une vingtaine de lames virtuelles a ainsi été analysée par chacun des médecins participants au projet. Enfin, un dernier travail a été entrepris afin d’évaluer les applications potentielles et les contraintes d’un tel système dans la gestion des examens extemporanés (réalisation sous contrôle vidéo et demande d’avis expert). Les résultats indiquent comme attendu que la rapidité d’acquisition de l’image et sa taille sont fonction : • de la taille de l’échantillon numérisé (en mm2 ) ; • de l’objectif choisi (× 20, × 40) ; • de la résolution du système utilisé (en m/pixel) ; • du taux de compression de l’image avant restitution (de 10—30 % suivant les modèles de scanners utilisés). Ainsi, l’acquisition d’une biopsie (un fragment : trois niveaux de coupe) prenait de deux minutes (à × 20) à 11 minutes (à × 40) et celle d’un fragment de 16 mm × 27 mm entre neuf et 18 minutes. Le volume occupé par ces images variait de 90 à 3000MB, en moyenne entre 200 et 500MB. Pour ces tailles, la capacité de stockage du serveur a pu être estimée entre 2000 et 5000 lames. Environ 15 % des images étaient de qualité insuffisante (défaut de mise au point) et environ 5 % n’étaient pas traitées par les scanners (épaisseur et format de lames). D’une manière générale, la qualité de l’image était jugée meilleure (dans 85—100 % des cas) lorsqu’elle était consultée à partir du serveur local (intrahospitalière) à l’aide du viewer propre au système d’acquisition employé. En effet, l’utilisation d’un viewer « étranger » (MSCOPE) nécessitant une transformation des formats d’images, il existe une perte d’informations souvent visible bien que non rédhibitoire à l’analyse morphologique. De même, la mise à disposition de l’image virtuelle à partir d’un poste en consultation intrahospitalière était beaucoup plus courte que lors d’une consultation à distance (interhospitalière). Cependant, cette dernière restait le plus souvent relativement fluide, ne gênant que peu l’interprétation histologique. L’impact sur le réseau informatique des hôpitaux émetteurs et récepteurs était négligeable. À titre d’exemple, une image de 14 mm × 15 mm (1680MB) utilisait au maximum 25 % de la bande passante (0,5MB/s) au cours des manœuvres de déplacement ou de grossissement. La qualité de l’image (colorimétrie, contraste, netteté) a peu impacté l’analyse histologique pour des lésions ne nécessitant pas une analyse cytologique précise. Ainsi, l’analyse de lésions sur préparations trichromiques classiques, colorations spéciales ou immnohistochimie a toujours été possible pour des lésions quelles que soient leurs origines mêmes lymphoïdes. En revanche, la pertinence de l’analyse devenait critiquable pour des lésions intracytoplasmiques ou lorsque des grossissements
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supérieurs à × 40 (zoom numériques) s’avéraient nécessaires (sauf avec le DotSlide qui offre la possibilité de choisir n’importe quel grossissement). Certains systèmes de numérisation offraient la possibilité de réaliser des analyses des préparations en immunofluorescence. Cette fonctionnalité n’a pas été testée. Elle nécessite un formatage préalable de la machine incompatible avec l’analyse histologique usuelle. Le protocole d’analyse des lésions simultanément par deux médecins distants (prise en main à distance, échange des textes ou à l’aide de vidéo) a permis de familiariser les pathologistes avec les outils d’analyse mis à disposition. Elle n’a pas gêné le déroulement de l’analyse histologique, l’impact sur la bande passante de l’information texte ou vidéo étant négligeable. Enfin, l’analyse des résultats de l’utilisation de la lame virtuelle appliquée à l’examen extemporané n’a pas été menée comme souhaité du fait de l’absence de dispositif vidéo portable muni d’un système de transmission adapté (bluetooth). Cependant, l’analyse des préparations extemporanées montre le même degré de satisfaction dans la qualité de l’image obtenue que celle des autres préparations histologiques. Ces résultats sont comparables à ceux déjà présentés dans la littérature sur l’utilisation de la lame virtuelle au sein des structures hospitalières [1]. La lame virtuelle offre la possibilité de consulter l’ensemble de la préparation histologique avec une qualité suffisante dans la plupart des cas traités. Elle permet la demande d’un avis expert ou la consultation des préparations par exemple dans des situations d’isolement géographique [2]. Cependant, la mise en place d’un tel système doit tenir compte de plusieurs éléments. Tout d’abord, il paraît à ce jour illusoire d’espérer pouvoir traiter toute l’activité d’un laboratoire à l’aide de l’imagerie virtuelle. Les temps de numérisation demeurent importants. Pour un temps moyen de trois minutes d’acquisition par lame (biopsie), 200 lames nécessitent dix heures d’acquisition. . .. Concernant les examens extemporanés, le temps d’acquisition est ici l’élément critique incompressible et il semble que les applications de la lame virtuelle doivent être réduites à des indications précises (pathologie thyroïdienne, recoupes chirurgicales. . .) [3,4]. Par ailleurs, un réseau doté d’une bande passante d’au moins 2MB est nécessaire. Ces débits sont disponibles sur la plupart des réseaux grand public mais encore inconstamment dans les structures hospitalières par vétusté ou souci d’économie. La visualisation d’images de différents formats (produites par différents scanners ou logiciels spécifiques) nécessite d’obtenir auprès des gestionnaires des réseaux locaux les droits administrateurs pour le chargement des programmes. Le choix du système doit être fonction de l’usage que l’on souhaite en faire. Si chacun des systèmes d’acquisition testé présente des avantages propres, la constitution d’une banque d’images à dessein d’enseignement devra se doter d’outils logiciels spécifiques. L’analyse d’images automatisée à partir des préparations histologiques devra rechercher l’image virtuelle la plus informative possible [5]. La simple utilisation à visée diagnostique devra tenir compte du type de pathologie traitée (biopsies versus pièces chirurgicales complexes). Enfin, il apparaît clairement que, à côté du temps d’acquisition qui peut paraître contraignant, la compliance des médecins constitue l’élément clef de la bonne utilisation de l’outil.
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Références [1] Kayser K, Kayser G, Radziszowski D, Oehmann A. New developments in digital pathology: from telepathology to virtual pathology laboratory. Stud Health Technol Inform 2004;105:61—9. [2] Schrader T, Hufnagl P, Schlake W, Dietel M. Study of efficiency of teleconsultation: the Telepathology Consultation Service of the Professional Association of German Pathologists for the screening program of breast carcinoma. Verh Dtsch Ges Pathol 2005;89:211—8.
P. Camparo et al. [3] Frierson Jr HF, Galgano MT. Frozen section diagnosis by wireless telepathology and ultra portable computer: use in pathology resident/faculty consultation. Hum Pathol 2007;38: 1330—4. [4] Hutarew G, Schlicker HU, Idriceanu C, Strasser F, Dietze O. Four years experience with teleneuropathology. J Telemed Telecare 2006;12:387—91. [5] Feldman MD. Beyond morphology: whole slide imaging, computer-aided detection and other techniques. Arch Pathol Lab Med 2008;132:758—63.
SYMPOSIUM / Lames virtuelles et réseaux en pathologie
Applications de la télépathologie au diagnostic en réseau interhospitalier : expérience de l’ensemble hospitalier militaire parisien夽 Philippe Camparo a,∗, A. Ramirez b, Valérie Claude c, Céline Bertocchi a, Sophie Masse c, Patrick Blancard b, Didier Branquet b a
Service d’anatomie pathologique, HIA Val-de-Grâce, 74, boulevard de Port-Royal, 75230 Paris cedex, France b Service d’anatomie pathologique, HIA Percy, 101, avenue Henri-Barbusse, 92141 Clamart cedex, France c Service d’anatomie pathologique, HIA Bégin, 69, avenue de Paris, 94163 Saint-Mandé cedex, France Disponible sur Internet le 16 octobre 2008
De juin à décembre 2007, les hôpitaux d’instruction des armées (HIA) de la région parisienne (Bégin à Saint-Mandé [94], Percy à Clamart [92] et Val-de-Grâce à Paris [75]) ont expérimenté l’usage de la lame virtuelle comme outil de diagnostic en routine. Cette expérimentation répondait aux souhaits des pathologistes de proposer des solutions aux problèmes créés par le regroupement envisagé des services de pathologie de ces trois structures en un service centralisé : diminution du nombre des spécialistes et dispersion géographique. En particulier, les expérimentateurs souhaitaient estimer les avantages et les inconvénients d’un tel système diagnostique dans les cas de concertations simultanées, demandes d’avis experts et gestion des examens extemporanés. Chaque hôpital a pu tester plusieurs scanners de lames : Nanozoomer (Hamamatsu), Mirax-scan (Zeiss), et Scanscope (Aperio) ou un microscope motorisé (DotSlide, Olympus). Il disposait d’un serveur indépendant du réseau informatique de l’hôpital pour le stockage des images virtuelles (capacité : 1TB). Afin de permettre les échanges de données, chaque serveur était relié à un réseau interne aux HIA (réseau intrasan sécurisé, indépendant, avec une bande passante de 4MB/s) non connecté au réseau Internet pour des raisons de sécurité informatique. La visualisation et l’annotation des images s’est faite à l’aide du logiciel de gestion d’images MSCOPE (2,2) proposé par la société Aurora-MSC. Un premier travail d’analyse qualitatif a été réalisé sur 240 lames virtuelles (20 préparations histologiques par service participant) obtenues à partir de chacun des quatre appareils mis à disposition. Il s’agissait ici de : • mesurer le temps d’acquisition des lames virtuelles, i.e. le temps nécessaire entre la pose de la lame et la mise à disposition de la lame virtuelle à partir du serveur local ; • mesurer le volume de l’image en MB ; • évaluer la qualité et la rapidité de visualisation de l’image virtuelle à partir d’un poste local (visualisation intrahospitalière) ; 夽 ∗
Symposium présenté le jeudi 20 novembre 2008, de 14 h 30 à 16 h 30 en salle 101, sous l’égide de P. Bertheau et D. Hénin. Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (P. Camparo).
0242-6498/$ — see front matter © 2008 Publi´ e par Elsevier Masson SAS. doi:10.1016/j.annpat.2008.09.036
Applications de la télépathologie au diagnostic en réseau interhospitalier • évaluer la rapidité de visualisation et la qualité de l’image virtuelle à partir d’un poste distant (échange interhospitalier) ; • mesurer l’impact de la communication ainsi induite sur le réseau local de l’hôpital. Un second travail a évalué l’ergonomie des viewers (localement à partir des scanners et à distance à l’aide du logiciel MSCOPE), les performances des outils virtuels (rapidité, pertinence du diagnostic) et la compliance des médecins à leur utilisation dans le cadre des diagnostics collaboratifs en temps différés (demande d’avis expert) et en temps réels (discussion des cas cliniques). Dans ce dernier cas, l’utilisation du logiciel de gestion d’images s’est aidé d’un système de vidéoconférence (caméra vidéo intégrée aux postes informatiques). Une vingtaine de lames virtuelles a ainsi été analysée par chacun des médecins participants au projet. Enfin, un dernier travail a été entrepris afin d’évaluer les applications potentielles et les contraintes d’un tel système dans la gestion des examens extemporanés (réalisation sous contrôle vidéo et demande d’avis expert). Les résultats indiquent comme attendu que la rapidité d’acquisition de l’image et sa taille sont fonction : • de la taille de l’échantillon numérisé (en mm2 ) ; • de l’objectif choisi (× 20, × 40) ; • de la résolution du système utilisé (en m/pixel) ; • du taux de compression de l’image avant restitution (de 10—30 % suivant les modèles de scanners utilisés). Ainsi, l’acquisition d’une biopsie (un fragment : trois niveaux de coupe) prenait de deux minutes (à × 20) à 11 minutes (à × 40) et celle d’un fragment de 16 mm × 27 mm entre neuf et 18 minutes. Le volume occupé par ces images variait de 90 à 3000MB, en moyenne entre 200 et 500MB. Pour ces tailles, la capacité de stockage du serveur a pu être estimée entre 2000 et 5000 lames. Environ 15 % des images étaient de qualité insuffisante (défaut de mise au point) et environ 5 % n’étaient pas traitées par les scanners (épaisseur et format de lames). D’une manière générale, la qualité de l’image était jugée meilleure (dans 85—100 % des cas) lorsqu’elle était consultée à partir du serveur local (intrahospitalière) à l’aide du viewer propre au système d’acquisition employé. En effet, l’utilisation d’un viewer « étranger » (MSCOPE) nécessitant une transformation des formats d’images, il existe une perte d’informations souvent visible bien que non rédhibitoire à l’analyse morphologique. De même, la mise à disposition de l’image virtuelle à partir d’un poste en consultation intrahospitalière était beaucoup plus courte que lors d’une consultation à distance (interhospitalière). Cependant, cette dernière restait le plus souvent relativement fluide, ne gênant que peu l’interprétation histologique. L’impact sur le réseau informatique des hôpitaux émetteurs et récepteurs était négligeable. À titre d’exemple, une image de 14 mm × 15 mm (1680MB) utilisait au maximum 25 % de la bande passante (0,5MB/s) au cours des manœuvres de déplacement ou de grossissement. La qualité de l’image (colorimétrie, contraste, netteté) a peu impacté l’analyse histologique pour des lésions ne nécessitant pas une analyse cytologique précise. Ainsi, l’analyse de lésions sur préparations trichromiques classiques, colorations spéciales ou immnohistochimie a toujours été possible pour des lésions quelles que soient leurs origines mêmes lymphoïdes. En revanche, la pertinence de l’analyse devenait critiquable pour des lésions intracytoplasmiques ou lorsque des grossissements
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supérieurs à × 40 (zoom numériques) s’avéraient nécessaires (sauf avec le DotSlide qui offre la possibilité de choisir n’importe quel grossissement). Certains systèmes de numérisation offraient la possibilité de réaliser des analyses des préparations en immunofluorescence. Cette fonctionnalité n’a pas été testée. Elle nécessite un formatage préalable de la machine incompatible avec l’analyse histologique usuelle. Le protocole d’analyse des lésions simultanément par deux médecins distants (prise en main à distance, échange des textes ou à l’aide de vidéo) a permis de familiariser les pathologistes avec les outils d’analyse mis à disposition. Elle n’a pas gêné le déroulement de l’analyse histologique, l’impact sur la bande passante de l’information texte ou vidéo étant négligeable. Enfin, l’analyse des résultats de l’utilisation de la lame virtuelle appliquée à l’examen extemporané n’a pas été menée comme souhaité du fait de l’absence de dispositif vidéo portable muni d’un système de transmission adapté (bluetooth). Cependant, l’analyse des préparations extemporanées montre le même degré de satisfaction dans la qualité de l’image obtenue que celle des autres préparations histologiques. Ces résultats sont comparables à ceux déjà présentés dans la littérature sur l’utilisation de la lame virtuelle au sein des structures hospitalières [1]. La lame virtuelle offre la possibilité de consulter l’ensemble de la préparation histologique avec une qualité suffisante dans la plupart des cas traités. Elle permet la demande d’un avis expert ou la consultation des préparations par exemple dans des situations d’isolement géographique [2]. Cependant, la mise en place d’un tel système doit tenir compte de plusieurs éléments. Tout d’abord, il paraît à ce jour illusoire d’espérer pouvoir traiter toute l’activité d’un laboratoire à l’aide de l’imagerie virtuelle. Les temps de numérisation demeurent importants. Pour un temps moyen de trois minutes d’acquisition par lame (biopsie), 200 lames nécessitent dix heures d’acquisition. . .. Concernant les examens extemporanés, le temps d’acquisition est ici l’élément critique incompressible et il semble que les applications de la lame virtuelle doivent être réduites à des indications précises (pathologie thyroïdienne, recoupes chirurgicales. . .) [3,4]. Par ailleurs, un réseau doté d’une bande passante d’au moins 2MB est nécessaire. Ces débits sont disponibles sur la plupart des réseaux grand public mais encore inconstamment dans les structures hospitalières par vétusté ou souci d’économie. La visualisation d’images de différents formats (produites par différents scanners ou logiciels spécifiques) nécessite d’obtenir auprès des gestionnaires des réseaux locaux les droits administrateurs pour le chargement des programmes. Le choix du système doit être fonction de l’usage que l’on souhaite en faire. Si chacun des systèmes d’acquisition testé présente des avantages propres, la constitution d’une banque d’images à dessein d’enseignement devra se doter d’outils logiciels spécifiques. L’analyse d’images automatisée à partir des préparations histologiques devra rechercher l’image virtuelle la plus informative possible [5]. La simple utilisation à visée diagnostique devra tenir compte du type de pathologie traitée (biopsies versus pièces chirurgicales complexes). Enfin, il apparaît clairement que, à côté du temps d’acquisition qui peut paraître contraignant, la compliance des médecins constitue l’élément clef de la bonne utilisation de l’outil.
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Références [1] Kayser K, Kayser G, Radziszowski D, Oehmann A. New developments in digital pathology: from telepathology to virtual pathology laboratory. Stud Health Technol Inform 2004;105:61—9. [2] Schrader T, Hufnagl P, Schlake W, Dietel M. Study of efficiency of teleconsultation: the Telepathology Consultation Service of the Professional Association of German Pathologists for the screening program of breast carcinoma. Verh Dtsch Ges Pathol 2005;89:211—8.
P. Camparo et al. [3] Frierson Jr HF, Galgano MT. Frozen section diagnosis by wireless telepathology and ultra portable computer: use in pathology resident/faculty consultation. Hum Pathol 2007;38: 1330—4. [4] Hutarew G, Schlicker HU, Idriceanu C, Strasser F, Dietze O. Four years experience with teleneuropathology. J Telemed Telecare 2006;12:387—91. [5] Feldman MD. Beyond morphology: whole slide imaging, computer-aided detection and other techniques. Arch Pathol Lab Med 2008;132:758—63.