디지털 병리학이란 무엇입니까?
슬라이드 이미징이라고도 하는 디지털 병리학은 조직 표본을 검사하기 전에 스캐너로 디지털화하는 병리학의 한 줄기입니다. 생검 또는 검체 채취 기법, 실험실의 워크플로 및 치료 결정을 포함한 최종 보고는 대체로 기존 방식대로 진행하지만, 병리학 프로세스의 슬라이드 검토 단계는 현미경 외에 디스플레이 및 시각 소프트웨어를 사용하여 디지털 방식으로 수행합니다.
디지털 병리학의 필수 요소
디지털 병리 환경은 검체를 디지털화하고 볼 수 있게 해주는 여러 장치와 도구로 구성됩니다.
- 스캐너
- 시각 소프트웨어
- 디스플레이
- 보관
스캐너
특수 스캐너를 사용해 검체가 들어 있는 유리 슬라이드를 디지털 파일로 변환합니다. 한 번에 슬라이드 1개만 스캔할 수 있는 제품부터 1,000개를 스캔할 수 있는 제품까지 스캐너의 형태와 크기는 다양합니다. 이러한 스캐너로 생성하는 고해상도 디지털 파일의 크기는 최대 10기가픽셀에 이를 수 있습니다.
시각 소프트웨어
파일이 생성되면 전문화된 소프트웨어가 이미지를 압축하여 확인하고 분석하는 데 최적의 크기로 조정합니다. 그런 다음 디스플레이에서 디지털 슬라이드를 볼 수 있습니다.
디스플레이
병리학자는 시각 소프트웨어를 통해 디스플레이에 전체 슬라이드 영상을 표시하고 분석할 수 있습니다. 디스플레이는 이렇게 병리학자가 현미경 옆에 놓고 쓰는 유용한 도구이기도 하지만, 디지털 병리에 특화되어 일차 진단용으로 규제 승인을 받은 전체 슬라이드 영상 시스템으로도 출시되어 있습니다. 이들은 완전한 시스템이며, Barco에서는 일차 진단에 사용할 수 있는 독립형 디스플레이를 제공합니다.
디스플레이는 병리학자가 검체를 볼 때 사용하는 장치입니다. 현미경과 다르지 않습니다. 따라서 디스플레이 또한 안정적으로 작동하면서 슬라이드를 최적화하여 일관되게 보여줄 수 있어야 합니다.
저장
병리학자가 분석을 끝내고 나면 검체를 저장 또는 보관해야 합니다. 실제 슬라이드를 전용 공간에 보관하는 것처럼 디지털 파일도 정보 관리 시스템이나 공급업체 중립적인 아카이브에 보관해야 합니다. 이 데이터의 사용 가능 기간에 관한 법률은 지역마다 다릅니다.
많은 양의 디지털 슬라이드를 온라인으로 저장하는 데는 비용이 따르지만 빅 데이터를 수집하면 딥 러닝과 알고리즘 사용이 가능해지며 이를 사용하면 특정 질병에 대한 통찰력을 높일 수 있습니다.
디지털 병리학의 이점
- 효율성
- 사례 문서화
- 원격 병리학
효율성
온라인으로 디지털 슬라이드에 액세스할 수 있게 됨에 따라 다양한 방식으로 슬라이드 처리 및 보관 과정을 개선하여 처리 시간을 단축하고 워크플로의 효율의 향상할 수 있습니다. 디지털화된 필드를 사용하면 워크플로 수용량을 늘리고 2차 소견을 더욱 신속하게 주고받을 수 있습니다. 원격으로 처리할 수 있고, 상담을 위해 슬라이드를 물리적으로 발송할 필요가 없기 때문입니다.
사례 문서화
문서가 디지털화됨에 따라 디지털 주석 기능 또한 사용할 수 있으며, 병리학자는 이러한 주석을 원하는 대로 표시하거나 숨길 수 있습니다. 이러한 주석은 사례에 대한 부가 설명이거나 이미지의 특정 영역을 강조 표시하는 등 이미지 자체에 하는 메모일 수도 있습니다. 주석 정보는 디지털 파일에 연결되며 원본 이미지에는 영향을 주지 않습니다.
텔레병리학
아날로그 원격 병리학은 현미경을 실시간으로 원격 제어하는 현대의 슬라이드 이미징 시스템의 전신으로 볼 수 있습니다. 원격 참가자는 직접 현미경을 통해 보는 것처럼 슬라이드를 확인하고 토론에 참여할 수 있습니다.
디지털 병리학을 활용하면 언제 어디서나 파일을 열고 볼 수 있으므로 원격 상담을 더욱 수월하게 진행하는 등 다양한 가능성이 생깁니다. 올바른 디스플레이 및 보기 소프트웨어를 사용하면 원격 참가자가 디지털 슬라이드를 똑같은 방식으로 볼 수 있습니다. 필요에 따라 전문 시설로 작업을 아웃소싱하는 것도 가능하며, 병리과 직원은 디지털 워크플로를 활용하여 자택 등 다양한 장소에서 작업할 수 있습니다.
전망
인구 고령화, 암 발병률 증가, 정밀 의학의 성장으로 인해 매년 병리 검사 횟수가 늘어남에 따라 병리학자의 업무량 또한 매년 두드러지게 증가하는 추세입니다. 서유럽의 여러 국가를 포함한 일부 지역에서는 디지털 혁신을 적극적으로 추진하여 매일 환자 진료에 유의미한 개선을 실현하고 있으며 다른 지역에서도 이러한 움직임에 빠르게 동참하고 있습니다.
컴퓨터 보조 이미지 분석
세계적으로 심각해지고 있는 병리학자 부족난을 완화하는 방안의 일환으로써 디지털 병리학은 신기술 적용을 통해 기회를 제공합니다.
많은 디지털 정보가 축적되면 빅데이터와 딥 러닝 메커니즘을 통해 컴퓨터 진단 도구뿐만 아니라 AI 지원 진단 도구까지 개발할 수 있습니다. 이러한 도구는 조직에서 특정한 바이오 마커를 인식하는 작업을 자동화하고 향상하는 데 유용할 뿐만 아니라, 대량의 슬라이드 세트를 분석 및 분류해서 특정 이상 현상에 관해 중요한 통찰력을 도출하는 과정에도 도움이 될 수 있습니다. 장기적으로는 질병 예측 정확도의 향상으로 이어질 수 있습니다.
결론
병리학 분야의 기술 진보를 주도하는 디지털 병리학에서는 스캐너를 사용해 유리 조직 슬라이드를 디지털 슬라이드로 변환하고 이를 시각 소프트웨어를 통해 디스플레이에서 확인 및 분석하고 디지털로 저장합니다.
디지털 병리학을 활용하면 더욱 빠르고 효율적인 진단 및 예후, 더 유연한 협업 및 고품질의 사례 문서화가 가능해집니다. 디지털 슬라이드를 온라인으로 저장함으로써 딥 러닝 및 인공 지능 기술을 적용할 기회가 열립니다.