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全球首个支持全院级阅片和二次压缩算法的数字化病理存储系统

编者按

瑞金医院内科奠基人邝安堃教授曾教导学生:“做学问,不要只做别人做过的事情。”是的,一切科学的进步与发展都离不开创新,医学更如是。百十年来,“勇于创新”成为了所有瑞金人的精神内核,他们坚持完善科研体系,坚持把创新成果写在病人的健康本上。

“医生,我的病理结果出了吗?”

“医生,临床说要根据病理结果决定手术,请问还要等多久啊?”……

这样的问题层出不穷,老实说,医生其实也很苦恼……数字化病理给解决这个问题带来转机,但是,病理数字化进程中也遇到了一些障碍:由于病理数字化后单切片文件太大,每个切片达1-3GB,相当于一部高清电影大小,是传统单PACS影像文件的上千倍,传统方案采用的是对象存储,在少量科研应用场景或许还能应付,但是当病理、教学、科研、临床以及AI应用(小模型和大模型)都开始数字化调阅时传统对象存储方案就存在阅片速度慢的问题,经常出现马赛克以及几十秒时延卡顿,严重阻碍医生的阅片诊断,无法实现真正的科室级乃至院级的数字化病理阅片。

此外,每天病理科约产生6000张数字切片,导致医院每年需要购买2PB存储设备用于存放如此大量的数据,这些数据挤占了医院大量宝贵的机柜资源。与此同时,“数据共享难”也是医院面临的一大难题:切片文件大、传输慢,从而导致远程病理、区域病理开展困难。

01.

“一秒千片”不卡顿

为了提升海量数字切片的阅片效率,通过“分布式并行文件客户端(DPC)”技术,无需升级网络和阅片客户端,可有效保护医院已有IT投资。在病理数字切片阅片中引入DPC技术,系统在调阅切片时可根据浏览需要自动匹配图层,真正实现了“随时随地想看哪里就看哪里,无需等待,非常流畅”,且同一张切片支持多人同时阅片,支持包括临床、科研、教学等场景在内的百万级无卡顿阅片需求,阅片能力比传统对象存储提升了80倍,彻底告别大规模数字病理诊断场景传统对象存储阅片卡顿、马赛克的问题。

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02.

“病理无损压缩算法+高密硬件”降成本

传统病理图片压缩后的平均大小仍接近1GB,且未能充分利用病理图像特征的相关性。在充分研究病理数据特性的基础上,“病理数据二次无损压缩算法”对未知格式进行智能识别,对已知格式进行语义分割、参考压缩等技术,大幅提升病理切片的压缩率,突破了行业空白,节约30%以上的存储空间。同时配合高密专有硬件设计,让更少的空间可以存储更多的数据,单柜可以存放11PB的病理数据,帮助医院节约了73%的机房空间,足以容纳5-15年以上的病理数据。在机房空间紧张以及存储成本居高不下的现状下,通过存储压缩和高密技术,在节省存储投资成本的同时也节省了机房空间的消耗,为未来大量病理数据找到了优质的“归宿”。

通过“全院级阅片和二次压缩算法的数字化病理存储系统”助力瑞金医院病理科完成数字化智慧化转型。国家在《十四五规划》中提到需要解决优质医疗资源分布不均的问题,病理行业尤为突出。一方面,公立医院高质量发展的关键是同质化管理,数字化智慧病理科建设可以助力头部医院及分院区病理科数字化、业务同质化的建设;另一方面,带动基层医院实现数字化,提高诊断水平,提升普通患者病理优质资源的可及性。

值得关注的是,三甲医院“一院多区”快速发展、国家区域医疗中心及省级区域医疗中心大规模建设,病理科数字化智慧化转型是实现病理业务同质化管理不可或缺的关键能力。我们希望“全院级阅片和二次压缩算法的数字化病理存储系统”可以助力三甲医院、国家级区域医疗中心及省级区域医疗中心中数字化智慧病理科建设,将“瑞金模式”复制到全国,贡献瑞金力量。

03.

成果和优势

病理科作为医院的重点学科之一,具备国际一流的病理检测平台和雄厚的软实力,承担了来自全国各地的海量病理诊断,全年总切片量超150万。面对患者端“高效率、高准确率及广覆盖率”的诊断需求,数字化转型是医院病理科现代化建设的必然发展趋势。

瑞金医院病理科携手华为数据存储产品线联合创新,基于华为OceanStor分布式存储,在数字化病理高性能调阅和数据缩减技术等方面实现了质的飞跃,解决了数字化病理的关键痛点。经过实践测试,即使有高达1000个数字切片调阅需求同时发起,华为OceanStor分布式存储也只需1秒就能快速完成调阅,且无需升级网络和阅片客户端。同时针对整体数据量巨大、存储困难的问题,通过数字化病理二次压缩算法实现了病理数据智能识别,让数据压缩比达到30%以上,同时配合高密硬件设计,实现了更少的空间更久地存储更多的数据,帮助医院节约了73%的机房空间。数字化病理基于存储技术的进化,加速了病理数字化进程,助力解决病理资源分布不均的问题。

2023年5月28日瑞金医院联合合作伙伴发布了中国首个“数字化智慧病理科”以及中国首本《数字化智慧病理科建设白皮书》。

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素材:笪倩

编辑:张子晴

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