Digitale pathologie bij UMC Utrecht
Vorig jaar ging UMC Utrecht als eerste ziekenhuis in Nederland live met een systeem dat de volledige workflow van pathologie digitaliseert. Alleen in twijfelgevallen of in bijzondere omstandigheden worden nog coupes door de microscoop bekeken. Op welke terreinen liggen de voordelen? Wat zijn de implementatielessen? En vooral: welke nieuwe deuren opent digitale pathologie?
Prof.dr. Paul van Diest, Hoofd afdeling pathologie in het UMCU en gespecialiseerd in het onderzoeken van borstweefsel, verdiept zich al jarenlang in beeldanalysetoepassingen voor pathologie. Hij promoveerde zelfs op dit onderwerp. “Er zijn 25 jaar geleden al prachtige dingen ontwikkeld waar we daarna, om diverse redenen, eigenlijk nauwelijks gebruik van hebben gemaakt.” (Zie kader.) Op het gebied van beeldanalyse vindt momenteel echter een kentering plaats. Nu het mogelijk is om in één minuut een hoge resolutie-beeld te creëren van een weefselcoupe is het in technologisch opzicht een werkbaar alternatief geworden. Een alternatief dat voordelen biedt op drie vlakken.
De voordelen
In de eerste plaats op het gebied van patiëntveiligheid, zegt Van Diest. “Je kunt niet meer per ongeluk een coupe en een verslag omwisselen, het beeld wordt automatisch aan het juiste verslag gelinkt en wordt samen opgeslagen. Je kunt op het beeldscherm bovendien in één keer de hele coupe zien en daarop inzoomen. Bij een microscoop lukt het je nooit om al het weefsel in één keer te zien, waardoor je soms wat mist. Het kan bijvoorbeeld gebeuren dat er zes lymfeklieren in een coupe zitten. Je onderzoekt ze één voor één en telt er zes, maar je hebt per ongeluk twee keer naar dezelfde klier zitten kijken en mist er één. Als je digitaal werkt zijn dat soort fouten, die enorme consequenties kunnen hebben, bijna onmogelijk. Dat is echt goed nieuws voor patiënten.”
Een ander belangrijk voordeel is de hogere efficiency. Coupes liggen op bureaus, zwerven over de afdeling en raken gemakkelijk zoek. Van Diest: “Een arts-assistent was soms een hele dag bezig om alle coupes bij elkaar te zoeken voor een grote oncologiebespreking. Intellectueel weinig bevredigend, maar vooral zonde van de tijd. Om nog maar te zwijgen over het feit dat er soms coupes kwijt raakten. Daar zijn we nu gewoon van af.”
Een laatste voordeel is tijd- en plaatsonafhankelijk werken. Van Diest werkt vandaag vanuit huis en doet het interview via Skype. “Ik was bezig met borstkanker diagnostiek voordat jij belde en ga daar zo weer mee door. Toen we nog alle coupes door een microscoop moesten bekijken, kon dat gewoon niet, maar nu draait alles vanaf een afstand gewoon door, temeer daar we ook volledig papierloos werken.”
Enterprise image management
Digitale pathologie maakt bovendien nieuwe toepassingen mogelijk. UMCU wil dit najaar radiologie en pathologie met elkaar integreren. De eerste stap is om de beelden van beide vakgebieden in één systeem te zetten: een Enterprise Image Management-systeem (een doorontwikkeling van het PACS). Van Diest: “Wij kunnen nu wel de radiologiebeelden opvragen, maar dan moeten we in een ander systeem inloggen en dat werkt erg omslachtig. Daarom gebeurt dat in de praktijk nauwelijks. Als we eenvoudig toegang hebben tot elkaars beelden, hoef je tijdens een bijeenkomst minder onzekerheden te bespreken. Het is voor ons soms handig om te weten of een tumor wel of niet goed is afgebakend. Wij kunnen dat niet zien aan een biopt, maar wel op het radiologiebeeld. We kunnen in het verslag dan meteen onze conclusie zetten in plaats van: afhankelijk van of een tumor is afgebakend zien we dit of dit. Daardoor kunnen de besprekingen met radiologie straks korter zijn. Andersom wil radiologie ook graag weten wat onze uitslag is, omdat dat terugkoppeling geeft op wat zij op de scan hebben gezien. Al zijn sommige collega’s bang dat radiologie straks met onze beelden ervan door gaat. Dan zeg ik: ‘Dat is heel goed.’ Ik denk dat we een stap zetten als we toegroeien naar geïntegreerde diagnostiek. Natuurlijk behoudt iedereen zijn eigen specialisme, maar we kunnen wel de muren afbreken die er nu soms nog staan.”
Die muren zijn in het UMCU overigens niet erg hoog. “In een academisch ziekenhuis heerst vaak toch een wat opener en meer op samenwerking gerichte cultuur dan in gewone ziekenhuizen. Onze cultuur is gericht op: wat kunnen we van elkaar leren? Desondanks zie je dat er toch nog wel angst bestaat voor een nieuwe manier van werken.” De implementatie van dit soort nieuwe technologie is daarom vooral een verandertraject.
Beschikbaar stellen aan de patiënt
Wanneer de digitale pathologiebeelden via hetzelfde systeem kunnen worden ontsloten als de beelden van radiologie, kunnen ze worden opgenomen in het digitale patiëntenportaal. UMCU is vooruitstrevend en stelde als een van de eerste ziekenhuizen zijn ZIS volledig open voor patiënten. Dat is niet onomstreden, maar Van Diest is er een warm voorstander van. “Mijn uitgangspunt is: wij kunnen niet beslissen voor patiënten wat goed voor ze is. Zij kunnen zelf besluiten om voorafgaand aan een spannend consult wel of niet in het ZIS de uitslagen te bekijken. Ik weet dat patiënten dan verrast kunnen worden door een ongunstige uitslag en dan is er niet meteen een dokter paraat om de beelden in de juiste context te plaatsen. De vraag is wat gunstiger is: een patiënt tijdens het consult overvallen met een slechte uitslag, waarna hij eigenlijk niet meer in staat is goed na te denken en zinnige vragen te stellen? Of iemand thuis al door die emotionele achtbaan laten gaan om dan tijdens het consult een veel diepgaander gesprek te hebben? Toen UMCU de pathologieverslagen ter beschikking ging stellen, dachten we ook dat patiënten massaal zouden gaan bellen met vragen over de uitslagen, maar dat gebeurde helemaal niet. Ze worden goed voorgelicht over de voor- en nadelen van zelf uitslagen bekijken. Het werkt eigenlijk heel goed.”
Deep learning
De stap na het integreren van radiologie- en pathologiebeelden, is deep learning. Van Diest steekt zijn opwinding niet onder stoelen of banken als hij zegt dat de mogelijkheden ongelofelijk zijn. “We zijn in staat om in twee weken tijd een algoritme te ontwikkelen en veel van die algoritmes presteren beter dan een patholoog. Het is een geweldige ondersteuning van ons werk.” Hij benadrukt het woord ondersteuning. “Het is niet de bedoeling dat computers ons werk volledig overnemen, maar ze kunnen het wel vergemakkelijken. Deep learning algoritmes zijn gewoon een geweldige hulp, niet in de laatste plaats omdat ze minder dingen missen dan mensen. We zijn het in mijn ogen daarom gewoon verschuldigd aan de patiënt.”
Van Diest ziet echter ook dat de uitdaging niet zozeer ligt in het ontwikkelen van nog meer algoritmes, maar vooral in de integratie in de dagelijks workflow. Niet voor niets worden de meeste deep learning toepassingen nu nog ingezet in medisch wetenschappelijk onderzoek, terwijl Van Diest ze juist wil kunnen gebruiken in de dagelijkse praktijk. “De computers met zelflerende algoritmes moeten gewoon op de achtergrond staan te snorren. Het is alleen ingewikkeld om het te integreren in de bestaande workflows. We hebben bij KWF een project ingediend om de algoritmes te integreren in onze dagelijkse processen. Als dat wordt toegekend, kunnen we van start. Naar verwachting duurt de technische implementatie ongeveer een jaar, maar het volledig geaccepteerd krijgen door alle medewerkers in al hun processen, daar ligt de echte uitdaging.”
Daarom sluit Van Diest af met een oproep aan alle vakgenoten: “Wees niet bang voor nieuwe technologische ontwikkelingen, maar onderzoek ze en omarm de aspecten die je kunnen helpen. Mensen verwachten vaak dat nieuwe technologie in één keer helemaal perfect werkt. Als één onderdeel faalt, dan hebben ze de neiging het kind met het badwater weg te gooien. Dat is zonde, omdat niet ineens de hele innovatie waardeloos is. Laat het idee varen dat technologie perfect zou moeten zijn en kijk hoe het jou kan helpen. Dat zijn we met z’n allen verplicht aan de patiënt.”
De implementatielessen van UMCU
UMCU begon zeven jaar geleden al met digitalisering van pathologie en vorig jaar werd de stap gezet om alle coupes te digitaliseren. In de overgangsfase worden de coupes ook nog fysiek verspreid, zodat er twee workflows naast elkaar bestaan: een fysieke en een digitale. “Digitaal werken bracht een kleine revolutie teweeg”, zegt Van Diest. “Onze leverancier Sectra heeft ons daarin heel goed begeleid. Zij hebben ruime ervaring in het digitaliseren van radiologie en weten dat je eerst vertrouwen moet winnen en ervaring opbouwen.” Hiertoe besloot Van Diest om ongeveer iedereen op de afdeling Pathologie toe te wijzen aan een projectgroep. Iedere groep boog zich met volledig mandaat over een specifiek onderdeel van het traject. “Dat was best spannend”, zegt hij. “Als afdelingshoofd had ik er ineens niets meer over te zeggen, de werkgroepen waren in de lead. Dat leidde tot enorme betrokkenheid op de werkvloer.”
Inmiddels vindt ongeveer 80 procent van de diagnostiek volledig digitaal plaats. Van Diest: “We zullen nooit naar 100 procent toegroeien omdat sommige onderzoeken – bijvoorbeeld met dubbel brekend licht – niet digitaal kunnen worden gedaan. Dat is ook niet erg, ik zou heel blij zijn als we uiteindelijk 95 procent halen. Zelf werk ik vrijwel volledig digitaal, doordat mijn onderzoeksgebied, borstafwijkingen, zich daar heel goed voor leent. Wie nog fysieke coupes wil raadplegen, kan ze straks opvragen bij het lab. Het vereist tijd om bij alle medewerkers voldoende vertrouwen te kweken. Vertrouwen in digitale techniek laat zich niet afdwingen.”
Leren uit het verleden
De eerste toepassingen voor digitale pathologie en slimme beeldanalyse werden 25 jaar geleden al ontwikkeld. Waarom heeft het zo lang geduurd voordat deze technologie breed werd omarmd? Van Diest: “In de eerste plaats staat er altijd enorm veel druk op het snel genereren van uitslagen. Een patholoog doet liever even snel iets handmatig dan dat hij een jaar lang moet investeren in iets dat hem op termijn veel voordeel gaat opleveren. Bovendien was het creëren van een digitaal beeld voorheen lastig in te passen in de workflow, omdat uren duurde. Nu kost dat nog hooguit een minuut. In de tussentijd kwamen er ook andere technieken op die om aandacht vroegen. De verleiding is groot om achter wat nieuws aan te hollen, zonder eerdere innovaties echt goed te leren kennen, laat staan ze te implementeren.”
