Prospektive Studie zum Vergleich von telepathologischem und konventionellem Schnellschnitt in der Routinediagnostik : Prospective trial comparing telepathological vs. conventional frozen section service in routine environment

• Main Author: Hering, Jörg
• Format: Thesis
• Language: unknown
• Published: Charité - Universitätsmedizin Berlin 2015
• Subjects: telepathology; frozen section; routine environment; mamma surgery; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften610 Medizin und Gesundheit; Canada; Tromso
• Online Access: https://dx.doi.org/10.17169/refubium-6123; https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/1921

Telepathologie bedeutet pathologisches Arbeiten über eine Distanz 1\. Ein Haupteinsatzgebiet diagnostischer Telepathologie ist die Schnellschnittdiagnostik13. 1990 wurde der erste telepathologische Routineschnellschnitt zwischen dem Universitätskrankenhaus in Tromso, Norwegen und einem isolierten Provinzkrankenhaus eingerichtet6,31. Auch in anderen Ländern, wie beispielsweise Japan, USA und Canada wird Telepathologie routinemäßig in der Schnellschnittdiagnostik eingesetzt7. Zur telepathologischen Schnellschnittdiagnostik benötigt man ein dynamisches bzw. hybrides Telepathologiesystem (mit fernsteuerbarem Mikroskop) bei dem zeitgleich (live) Bilder bzw. Videos übertragen werden können11,24. Beim telepathologischen Schnellschnitt wird der Zuschnitt, bei dem das mikroskopisch zu untersuchende Gewebe ausgewählt, gefärbt und laminiert wird, nicht durch einen Pathologen durchgeführt, sondern beispielsweise durch einen Chirurgen, während der Telepathologe per Videokonferenz supervidiert. Die diagnostische Genauigkeit telepathologischer Schnellschnittdiagnostik anhand verschiedener Gewebe wird in der Literatur mit 90-98% angegeben und ist damit der konventionellen Methode vergleichbar3,8-12. Im Vergleich zum konventionellen Schnellschnitt mit einem Pathologen in unmittelbarer Nähe zum Operationssaal dauert der telepathologische Schnellschnitt etwas länger11. Im Vergleich zum vielfach angewandten Kuriertransport des Schnellschnittgewebes zum nächsten Pathologen zur dortigen Befundung, kann durch Telepathologie jedoch eine erhebliche Zeitersparnis erreicht werden19,23. Als alternatives Verfahren zur „klassischen“ Telemikroskopie hat sich virtuelle Mikroskopie etabliert15. Dabei wird durch einen Slide-Scanner ein digitales Abbild eines Objektträgers, der virtuelle Schnitt, in allen Vergrößerungsstufen erstellt und auf einem Server gespeichert und kann anschließend begutachtet und befundet werden95. In Deutschland wurden telepathologische Routine- Schnellschnittdienste jedoch, aufgrund von angeblicher Überschreitung der Fachgrenzen beim telepathologischen Zuschnitt durch einen Nicht-Pathologen, per einstweiliger Verfügung gestoppt und können nur noch innerhalb von Institutionen unter der Methodenvielfalt durchgeführt werden21. In einem Arbeitspapier zur Telepathologie des Berufsverbandes der Pathologen wurden zur Konsensbildung weitere randomisierte prospektive Studien, in denen insbesondere der telepathologische Zuschnitt untersucht werden sollte, gefordert22. In unserer prospektiven randomisierten Studie verglichen wir anhand von Gewebe der Mamma die Qualität von konventionellem Schnellschnitt am Lichtmikroskop mit telepathologischem Schnellschnitt mit dem TP-System TPS1. Telepathologisch wurden schließlich 35 Fälle eingeschlossen, konventionell 46 Fälle. Drei für das telepathologische Verfahren randomisierte Fälle mußten ausgeschlossen werden: Zwei Fälle wegen technischer Probleme, einer wegen Erfüllung der Ausschlußkriterien. Das von uns benutzte hybride Telepathologiesystem TPS1 (Fa. Leica Microsystems GmbH Wetzlar) arbeitete insgesamt zufriedenstellend. Jedoch kam es in verschiedenen Situationen zu Verzögerungen, z.B. bei Aufnahme und Speicherung der hochauflösenden Standbilder und bei der Erstellung von Übersichtsbildern des gesamten Präparates (150 bzw. 270 Sekunden), was vor allem ins Gewicht fiel, wenn mehrere Objektträger eines Falles auf einmal befundet werden mußten. Beim Einsatz von Telepathologie kann es durch technische Ausfälle zu einer Erhöhung der Rückweisungsrate gegenüber dem konventionellen Schnellschnitt kommen3. In unserer Studie traten zwei technische Ausfälle auf, d.h. bei ca. 5% der Fälle (2/38). Einer dieser Ausfälle konnte rückblickend als vermeidbar eingestuft werden. In der Studie war die diagnostische Genauigkeit des telepathologischen Schnellschnittes in etwa vergleichbar mit der des konventionellen Lichtmikroskops. Gegenüber dem Goldstandard (Paraffinschnitt) zeigte sich, bei jeweils zwei Rückweisungen, eine Übereinstimmung von 95,7% (konventionelle Befundung) bzw. 91,4% (telepathologische Befundung). Im telepathologischen Arm kam es zu einem falsch-positivem Befund bei einem intraduktalen Carcinom (DCIS), der allerdings in der - im Rahmen des Studiendesigns festgelegten - konventionellen Parallelbefundung ebenfalls falsch-positiv befundet wurde. Die Netto-Bearbeitungszeit der telepathologischen Methode (4 bis 38,5 min., Median 17 min.) war länger als die konventionellen Methode (2,5 bis 27 min., Median 9 min.). 29 von 35 telepathologischen Fällen konnten in einer Netto- Bearbeitungszeit von maximal 25 min. abgeschlossen werden. Die Makroskopie dauerte im telepathologischen Verfahren unwesentlich länger (Median 8 vs. 5 min.). In der Telemikroskopie konnten im Median in 6 min. eine Diagnose gestellt werden (konventionell im Median 5 min.), in 30 von 35 Fällen dauerte die Telemikroskopie 15 min. und weniger. Die Gründe für die längere Bearbeitungsdauer im telepathologischen Verfahren lagen zum einen in den zusätzlich notwendigen Arbeitsschritten beim telepathologischen Verfahren, wie Datenübertragung und Archivierung, in einer langsameren Steuerung im Vergleich zu einem konventionellen Lichtmikroskop, und nicht zuletzt in der weniger gewohnten Diagnosestellung am Monitor. Die Bildqualität war bei Makro- und Mikroskopie bei der überwiegenden Mehrheit der Fälle zufriedenstellend. Eine Rückweisung im telepathologischen Arm wurde jedoch möglicherweise durch die Bildqualität11,89 verursacht. Zur Durchführung telepathologischer Schnellschnitte wird zusätzliches Personal benötigt, v.a. zur Organisation und technischen Problembehandlung. Insbesondere zum Start eines telepathologischen Schnellschnittprojektes sollten ständig Unterstützung durch Personal der EDV- Abteilung erfolgen, damit die Ärzte nicht von der diagnostischen Arbeit abgelenkt werden. Besonderes Augenmerk dieser Studie galt dem telepathologischen Zuschnitt durch den Chirurgen unter Supervision des Telepathologen mittels eines Videomakrokopes. Hierzu lagen bisher keine vergleichenden Studien vor. Durch die vor Studienbeginn festgelegte Standardisierung der Farbmarkierungen des Makro-Präparates und durch Audio- und Videokommunikation konnten die Zuschnitte schnell und sicher bearbeitet werden. Es trat kein Gewebeselektionsfehler auf. Der Zeitbedarf der Telemakroskopie war mit im Median 8 vs. 5 min. nur unwesentlich höher als das konventionelle Verfahren. Da der Zuschnitt durch lediglich einen Chirurg durchgeführt wurde, lassen sich die Ergebnisse nicht übertragen. Der Einsatz von Telepathologie im Schnellschnitt ist weltweit weiterhin begrenzt49, obwohl mittlerweile zahlreiche geeignete und validierte TP-Systeme vertrieben werden. Jedoch sind die Systeme relativ teuer und häufig nicht interoperabel, und auch ausreichend schnelle Datenleitungen liegen nicht überall vor7,48. In Deutschland wird, trotz guter infrastruktureller Voraussetzungen, Telepathologie bisher nur sporadisch eingesetzt14. Ursachen hierfür sind berufspolitische Konflikte um Fachgrenzen, die konservative Haltung vieler Ärzte bezüglich neuer Methoden und juristische Unklarheiten, beispielsweise zu Haftungsfragen21,22. Ein Vorteil eines telepathologischen Schnellschnittes ist, gegenüber dem vielfach praktizierten Kuriertransports des Präparats zum nächstgelegenen Pathologen, eine erhebliche Zeitersparnis23. TP ermöglicht auch die Auswahl von Spezialisten für bestimmte Gewebe16 und das intraoperative Einholen einer zweiten Meinung. Weitere Vorteile liegen in der vereinfachten Dokumentation und Archivierung, sowie Vervielfältigung und Versand des digitalen Mediums und des Einsatzes in Lehre und Weiterbildung88. Datenbanken nach dem Vorbild der Radiologie-PACS können entstehen13. Ebenfalls können automatisierte Bildanalysen die Erkennung von malignen Tumoren vereinfachen105 Ein Nachteil des telepathologischen Schnellschnittes ist das Risiko technisch bedingter Ausfälle, welche in unserer Studie zweimal auftraten, d.h. in 5% der Fälle. Hierüber muß im Rahmen eine Patientenaufklärung hingewiesen werden und ein Verfahren für den Fall technischer Ausfälle festgelegt werden. Ebenso sollte eine maximale erlaubte Zeit bis zur Diagnosestellung festgelegt werden, bei deren Überschreitung eine Rückweisung erfolgen muß. Die Verantwortung für den gesamten Schnellschnitt liegt bei dem Telepathologen. Problematisch kann dies beim Zuschnitt sein, der von einer anderen Peron durchgeführt aber weiter vom Telepathologen verantwortet wird. Wichtig ist daher, daß sich die TP-Partner vertrauen, weshalb sie sich am besten vor der Zusammenarbeit kennenlernen sollten17. Mit der virtuellen Mikroskopie kommt eine technische Weiterentwicklung bereits in der Routine-Schnellschnittdiagnostik zunehmend zum Einsatz14,17,88,91,96. Dabei ersetzt ein Slidescanner, in dem die Objektträger automatisiert in allen Vergrößerungsstufen eingescannt werden, das fernsteuerbare Telemikroskop. Der digitale Objektträger wird auf einem Server gespeichert und kann nun umgehend, und zeitgleich durch beliebig viele Telepathologen, bearbeitet werden. Virtual Slide eignet sich zum Aufbau von Pathologie-Bilddatenbanken (PACS) nach dem Vorbild anderer bildgebender Verfahren (z.B. Radiologie-PACS)97. Ribback et al. (Universitätsklinik Greifswald) evaluierten retrospektiv ihren seit 2006 bestehenden Routine-Schnellschnitt per virtueller Mikroskopie. Bei insgesamt 1204 intraoperativen Schnellschnitten verschiedener Gewebe lag die diagnostische Genauigkeit bei 98,59%. bei einer durchschnittlichen Bearbeitungszeit von 10,58 ±8,19 min. pro Schnellschnitt15. Zeitgerechte Schnellschnittdiagnostik ist also sowohl mittels „klassischer“ Telepathologie mit fernsteuerbarem Mikroskop als auch mit virtueller Mikroskopie mit guter vergleichbarer Qualität durchführbar. Angesichts des zunehmenden Ärztemangels, besonders in der Provinz, und des demographischen Wandels könnte es zukünftig zu einer weiteren Verbreitung von Telepathologie in Deutschland kommen. Die Digitalisierung der Pathologie durch TP bietet dabei zusätzlichen Nutzen, wie beispielsweise vereinfachte Speicherung, Vervielfältigung, Archivierung, ubiquitären Zugriff aber auch automatisierte Bildanalyse105 und könnte schließlich zu einer Modernisierung der Pathologie führen16. In Deutschland steht eine juristische Klärung zum Routineeinsatz von Telepathologie in der Primärdiagnostik weiter aus. : Telepathology (TP) is defined as delivering pathology services over a distance1. TP frozen section service is in routine use for more than 20 years, mainly in countries with areas of low population density, such as USA2, Canada3, Norway4 and Japan5. Telepathology frozen-section-service is using a robotic microscope with an attached digital camera to intraoperatively render time-critical diagnosis4,7. Diagnostic accuracy in telepathology frozen section examining different tissues is between 90-98%3,8-12. It takes more time to render a diagnosis compared to conventional microscopy11,25. Virtual microscopy is an emerging alternative technology already in routine use3,14-16. In telepathology frozen-section the preparation of gross specimen prior to kryostaining is performed by a non-pathologist15,17 under supervision by the telepathologist via videoconference. The professional association of German pathologists sees this as a violation of specialty boundaries and deployed a restraining order against TP frozen section services in Germany21. There is limited data about the quality of the macroscopic part of frozen section, since the mainly retrospective studies are limited on telemicroscopy18-20,26. More prospective comparing studies were demanded22. Methods In our prospective randomized trial comparing conventional and telepathological frozen section service in oncological breast surgery we used the dynamic robotic TP-System TPS1 (Leica Microsystems GmbH Wetzlar)24. The gross preparation was executed by the surgeon supervised by the telepathologist using a videomacroscope. We randomized 84 cases in seven month. In the TP arm three cases had to be excluded, two due to technical failure and one for meeting the exclusion criteria. Finally 81 cases were included, 46 in the conventional and 35 in the telepathological arm. Results Diagnostic accuracy was slightly lower in the telepathological arm (91,4% vs. 95,7%). In each of the study arms two cases were deferred. Telepathologically there was one false-positive diagnosis “Suspicious for DCIS”, with the same diagnosis rendered conventionally. The turnaround time was higher in Telepathology (TP: 4 bis 38,5 min., Median 17 min., Standardabweichung 8,3 min.; conventional: 2,5 bis 27 min., median. 9 min, standard deviation 5,7 min.), also the time for microscopy (TP: 1 bis 27,5 min., median 6 min., standard deviation 7 min.; conventional: 0,5 bis 18 min., median 5 min., standard deviation 3,7 min.). The gross preparation performed by the surgeon was time-effective and there was no sampling error. Conclusions Frozen section service can be done using telepathology time sufficiently and in good diagnostic quality. Due to changes in public health system a wider use can be expected.