顯微鏡成像效率對臨床病理學(xué)檢查診斷時間的影響

采訪Penelope Zorzi


病理學(xué)家使用顯微鏡檢查樣本以發(fā)現(xiàn)組織和體液中存在的異常。他們的檢查發(fā)現(xiàn)或推論對治療決策有非常大的影響。Penelope Zorzi博士擁有免疫學(xué)、病理學(xué)和基因組學(xué)專業(yè)背景，是徠卡顯微系統(tǒng)健康與臨床顯微鏡術(shù)產(chǎn)品工作流經(jīng)理。她了解病理學(xué)家的工作職責(zé)并介紹了醫(yī)生、科學(xué)家和病理學(xué)實驗室化驗員的工作。



Penelope Zorzi博士是徠卡顯微系統(tǒng)健康與臨床顯微鏡術(shù)產(chǎn)品工作流程經(jīng)理。她擁有意大利維羅納大學(xué)的生物醫(yī)藥科學(xué)博士學(xué)位，并在美國西雅圖華盛頓大學(xué)完成了博士后學(xué)習(xí)。她作為研究科學(xué)家和項目經(jīng)理在免疫學(xué)、病理學(xué)和基因組學(xué)領(lǐng)域擁有長達十年的專業(yè)經(jīng)驗。首次接觸腫瘤免疫治療藥物領(lǐng)域以后，她決定進入營銷和銷售領(lǐng)域，并在意大利米蘭接受了數(shù)字化營銷方面的培訓(xùn)，還在美國加利福尼亞州斯坦福大學(xué)學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)驅(qū)動營銷。最近幾年，她獲得了西雅圖產(chǎn)品學(xué)院的產(chǎn)品管理認證，參加了數(shù)據(jù)科學(xué)訓(xùn)練營，并擔(dān)任了設(shè)計和建筑材料產(chǎn)品管理方面的職位。目前，Zorzi博士任職于徠卡顯微系統(tǒng)應(yīng)用業(yè)務(wù)單元，提供產(chǎn)品開發(fā)協(xié)作，并負責(zé)就內(nèi)外部目標(biāo)群體痛點和需求提供市場洞察和行業(yè)知識。
病理學(xué)家面對的最大挑戰(zhàn)是什么？

Zorzi博士：診斷時間在臨床病理學(xué)檢查中至關(guān)重要。你可以想象下手術(shù)過程中的組織學(xué)分析。手術(shù)期間，醫(yī)生會從患者身上采集活組織切片，然后病理學(xué)家會檢查由此制作的冷凍組織切片。病理學(xué)家的診斷結(jié)果會直接影響外科醫(yī)生下一步的操作。

圖1：多頭顯微鏡

這是一項重大的責(zé)任。
Zorzi博士：確實如此！診斷結(jié)果一定要準(zhǔn)確無誤。根據(jù)我以往的經(jīng)驗，病理學(xué)家在工作中對自己的診斷結(jié)果極其謹慎，如果有任何疑慮，總是會和同事一起討論。一些實驗室還為此配置了多頭顯微鏡，以便于兩個或更多人一起觀察樣本或攝像頭拍攝的圖片，這種顯微鏡在教學(xué)中也非常實用。

您能為我們詳細介紹下病理學(xué)家使用顯微鏡進行工作的情況嗎？
Zorzi博士：病理學(xué)家需要觀察組織切片和體液，具體視專業(yè)情況而定。觀察樣本時，實驗室化驗員或病理學(xué)家會冷凍或固定樣本，例如使用福爾馬林，并用冰凍切片機或普通切片機將樣本切割為薄片。如果是在顯微鏡下觀察，需要將切片放在載玻片上，染色并蓋片。對于體液，大多數(shù)情況是涂抹在蓋玻片上，然后用蓋片蓋到載玻片上以防止污染并提高成像質(zhì)量。

樣本取自哪里？
Zorzi博士：樣本可以是來自人體的各個部位。組織一般是通過外科手術(shù)或活檢采集。舉例來說，在組織病理學(xué)中，會切除痣進行黑色素瘤皮膚癌檢查，開展乳房活檢進行癌癥檢查，甚至還可能在術(shù)后進行器官活檢，例如子宮切除術(shù)、結(jié)腸切除術(shù)或扁桃體切除術(shù)。還可能會觀察骨頭診斷癌癥或骨質(zhì)疏松癥等其他骨科疾病。在細胞病理學(xué)中，主要是觀察細胞。一般是通過組織剝離、刮除或使用細針抽吸。婦科醫(yī)生還可以通過體液、子宮頸抹片檢查獲取細胞，肺科專家在診斷癌癥或感染時還會提取痰樣本。血液病理學(xué)家在診斷感染、貧血、凝血障礙和白血病時，會觀察全血、淋巴液或骨髓。醫(yī)學(xué)微生物學(xué)家會觀察微生物診斷感染。

Zorzi博士：樣本可以是來自人體的各個部位。組織一般是通過外科手術(shù)或活檢采集。舉例來說，在組織病理學(xué)中，會切除痣進行黑色素瘤皮膚癌檢查，開展乳房活檢進行癌癥檢查，甚至還可能在術(shù)后進行器官活檢，例如子宮切除術(shù)、結(jié)腸切除術(shù)或扁桃體切除術(shù)。還可能會觀察骨頭診斷癌癥或骨質(zhì)疏松癥等其他骨科疾病。在細胞病理學(xué)中，主要是觀察細胞。一般是通過組織剝離、刮除或使用細針抽吸。婦科醫(yī)生還可以通過體液、子宮頸抹片檢查獲取細胞，肺科專家在診斷癌癥或感染時還會提取痰樣本。血液病理學(xué)家在診斷感染、貧血、凝血障礙和白血病時，會觀察全血、淋巴液或骨髓。醫(yī)學(xué)微生物學(xué)家會觀察微生物診斷感染。

病理學(xué)家在觀察樣本時主要在尋找什么？
Zorzi博士：一般來說，他們會觀察與正常組織存在哪些不同。結(jié)構(gòu)、形狀、顏色以及細胞數(shù)量都可以反映出樣本是否存在異常和疾病。 

能為我們列舉些例子嗎？
Zorzi博士：為發(fā)現(xiàn)病理變化，通常會使用蘇木素（Hematoxylin）-伊紅（Eosin）染色法（簡稱HE染色法）對組織樣本進行染色，細胞病理學(xué)樣本則主要使用巴氏法進行染色。病理學(xué)家可以通過觀察染色的吸收和強度情況判斷癌癥的類型和嚴重程度，因為組織或細胞的不同部分吸收的顏色也不同。在全血樣本中，可以通過觀察白細胞數(shù)量和它們的形態(tài)診斷白血病。

圖2：HE染色樣本

圖3：巴氏法染色（200倍放大倍數(shù)）

顯微鏡如何幫助他們觀察到想觀察的目標(biāo)？
Zorzi博士：第一是放大。顯微鏡可以讓人看到肉眼無法看到的更多細節(jié)。病理學(xué)家一般會使用低倍率快速瀏覽整個樣本，確定目標(biāo)區(qū)域，把載物臺移動到那里，然后提高放大倍數(shù)進行更詳細的觀察。

第二個方面是色彩再現(xiàn)和圖像清晰度。樣本中染色劑的吸收和顏色強度對診斷至關(guān)重要，真實的色彩再現(xiàn)和對細胞形態(tài)細致入微的成像可以幫助病理學(xué)家有效地通過觀察得出正確的結(jié)論。

第三個方面是使用不同的對比方法觀察樣本。例如，使用明場觀察不同的染色切片。而相差則可以觀察到未染色樣本的細胞或組織結(jié)構(gòu)。還有其它幾種應(yīng)用于特定分析的對比方法，例如利用偏光可以檢測晶體和淀粉樣纖維，熒光原位雜交法（FISH）則可用于視覺評估某些DNA改變。

攝像頭在病理學(xué)中有哪些作用？
Zorzi博士：攝像頭正變得越來越重要，尤其是在加快文檔處理方面。徠卡為臨床病理學(xué)提供的顯微鏡可選配攝像頭（特別是K3系列）和支持軟件LAS X，病理學(xué)家可以借助它拍照并直接在軟件中添加注釋。他們可以將圖像發(fā)送給同事，咨詢他們的看法，如果沒有多頭顯微鏡，或者需要咨詢另一家醫(yī)院或國家的同行，這一特性會非常有用。如果患者有第二個活組織切片需要檢查，也可以非常方便地返回到當(dāng)前圖像，而無需取回已經(jīng)存放的切片。

攝像頭是如何與實驗室或醫(yī)院的信息系統(tǒng)協(xié)作的？
Zorzi博士：很多攝像頭都配有TWAIN驅(qū)動器，這個驅(qū)動器會將攝像頭接入現(xiàn)有的任何信息系統(tǒng)。LAS X軟件用于獲取圖像并進行注釋，醫(yī)生可以通過實驗室或醫(yī)院的信息系統(tǒng)訪問圖像。 

您提到診斷時間是一個至關(guān)重要的因素。時間壓力和責(zé)任對病理學(xué)家會有哪些影響？
Zorzi博士：病理學(xué)家經(jīng)常長時間使用顯微鏡，因此他們會感到疲憊。他們的眼睛、脖子和背部也會出現(xiàn)酸痛的癥狀，手和胳膊也會因重復(fù)性的動作而酸痛，所以一天的工作結(jié)束后，他們會有肌肉緊繃的感覺。高工作負荷和高難度的樣本觀察也會讓他們更加疲憊。

實驗室環(huán)境如何消除這種身體勞損呢？
Zorzi博士：人體工學(xué)顯微鏡會有很大的幫助。如果顯微鏡能夠根據(jù)用戶的體型進行調(diào)整，病理學(xué)家便能夠以更加舒適的姿勢工作。在我去過的實驗室中，我看到很多積極的改善。奇怪的是，長期以來，很多病理學(xué)家都會選擇忍受并不舒服的工作姿勢。但是當(dāng)他們開始會用人體工學(xué)設(shè)計的顯微鏡，可以調(diào)整目鏡的高度和傾斜度，可以通過對稱的設(shè)置直起肩膀，可以通過調(diào)整控制適應(yīng)左手或右手操作后，他們立刻就感受到了顯著的差異，并表示無法想象之前是怎么堅持下來的。


圖4：使用人體工學(xué)設(shè)計的顯微鏡，操作員能夠以更加舒適的姿勢工作。

效率在病理學(xué)中重要嗎？
Zorzi博士：效率非常重要。除了病理學(xué)家自身的經(jīng)驗，效率主要是受人體工學(xué)和顯微鏡的設(shè)計的影響。這種關(guān)系并不明顯，但是如果考慮到檢查過程中所有瑣碎細小的步驟，關(guān)系就十分清晰了。例如，以調(diào)整放大倍數(shù)為例，每次手部移動、每次物鏡轉(zhuǎn)盤移動、每次載物臺移動都會耗費時間。這些動作所需的時間越短，轉(zhuǎn)盤的移動越流暢，載物臺的設(shè)置便可以越精確，最終診斷所需的時間也便越短。

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