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王哲:数智病理的应用与发展

来源:
中华医学信息导报
2026-08-03 17:34:11

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王哲

病理学是支撑精准医疗的核心学科,病理诊断直接决定肿瘤分型、治疗方案选择与预后评估。长期以来,传统病理以物理制片、显微镜人工阅片、人工报告为主要模式,面临医生缺口大、优质资源集中、基层能力薄弱、效率偏低、同质化不足等挑战。在政策支持、技术突破与临床刚需共同驱动下,以数字化、智能化为特征的数智病理快速发展,成为推动病理学科升级、提升医疗服务质量的重要力量。

▊一、数智病理的内涵与发展机遇

数智病理是数字病理与智慧病理的深度融合,以全面数字化、诊疗智慧化、流程一体化为核心目标,构建覆盖标本接收、制片、扫描、存储、人工智能(AI)分析、诊断、报告、数据共享的全链条体系。(1)全面数字化:通过全切片扫描将物理切片转为高分辨率数字图像,实现采集、存储、管理、分析全程数字化,建立安全可追溯的数据体系。(2)诊疗智慧化:以病理AI模型为支撑,实现病灶识别、分型分级、免疫组化判读、预后预测、诊疗标志物发现等功能,提升诊断效率与准确度。(3)流程一体化:打通扫描、分析、诊断、报告环节,深度融合病理和临床信息系统,实现医技协同与高效运营。

当前数智病理发展面临多重机遇:临床对精准诊断、快速报告、远程会诊需求持续上升;AI、大模型、多模态融合技术快速成熟;全球医疗向精准化、智能化转型;智能病理应用发展得到国家相关政策支持;医保逐步完善数字切片、云端存储等收费项目,为技术落地提供政策保障。

▊二、核心技术突破:从数字底座到智能引擎

(一)统一数据格式:破解“数据孤岛”

数字切片长期存在扫描仪厂商私有格式互不兼容问题,严重制约远程病理与AI应用。中华医学会病理学分会(CSP)和中国医师协会病理科医师分会牵头制定CSP统一存储格式,成为数字病理图像标准规范。CSP格式具备四大优势:优化数据排布与压缩,降低存储成本、提升加载速度;增强数据校验,保障安全;适配AI模型训练与推理;支持多设备互通。目前CSP格式已开放源码,并提供格式转换工具、软件开发工具包和浏览器,形成数据格式规范文本,国内众多主流扫描仪和AI厂商完成对接,形成全国统一的数字切片生态,已对接Openslide平台,对全球开放。

(二)AI垂直模型:临床场景规模化落地

AI垂直模型专注特定病理任务,资源需求低、落地快,已广泛应用于临床。AI垂直模型对乳腺癌淋巴结转移检测灵敏度达97.7%,阅片时间缩短55%以上;对前列腺癌分级、消化道早癌识别、程序性死亡配体-1(PD-L1)判读等均实现稳定应用;宫颈细胞学AI辅助诊断软件获国家药品监督管理局第三类医疗器械注册证。以肾脏病理为例,AI垂直模型可完成肾小球提取、荧光识别、超微结构分割与多模态信息融合,自动生成结构化报告并接入信息系统,实现分析-阅片-报告一体化,显著提升诊断效率与规范性。

(三)病理大模型:通用能力与泛化性跃升

病理大模型以海量无标注数据预训练,具备强泛化能力,可快速适配多病种、小样本与罕见病诊断。国际上相继推出UNI、Virchow、Prov GigaPath、CONCH等基础模型,在泛癌检测、生物标志物预测、预后分层等任务中表现优异。我国自主研发PathOrchestra病理大模型,基于多中心、多模态数据训练,覆盖20余种组织器官、112项临床任务,在泛癌分类、病灶检测、基因表达预测等方面达到国际先进水平。病理大模型推动了AI从“专用单任务”向“通用基座+快速微调”转变,大幅降低研发成本、缩短落地周期。

(四)多模态与具身智能:拓展病理应用边界

多模态AI融合病理图像、临床文本、基因、影像等信息,实现图文对话、检索、报告生成与复杂推理。PathChat、CONCH等模型可结合病史与切片给出鉴别诊断,提升系统性与科学性。具身智能进一步覆盖病理前端流程,赋能接收、取材、包埋、切片、捞片、染色等环节,空军军医大学西京医院病理科已完成具身智能捞片系统的研发,能够模拟人类操作,并实现标准化;其他流程正在研发过程中,完成后可实现高难度感知与自动化操作,提升制片均一性与稳定性,为AI诊断提供高质量标准化数据,推动实验室向高通量、智能化、无人化升级。

▊三、数智病理的临床价值与实践意义

数智病理的临床价值与意义体现在以下多个方面。(1)提升诊断效率,缓解医生短缺:AI初筛+医生复核模式大幅提升了处理能力,应用于宫颈细胞学、淋巴结筛查等场景,日均处理量可提升2~3倍,报告时间明显缩短,有效缓解人力不足与工作负荷。(2)推动同质化,促进优质资源下沉:数字切片支持远程会诊与区域病理中心建设,基层能快速获得上级专家支持;同时统一AI标准降低了经验差异,提升了基层诊断准确性,助力分级诊疗落地。(3)支撑精准诊疗,服务全周期管理:AI可识别微小病灶、隐匿转移灶,提高了早癌检出率;能精准判读免疫组化与分子指标,指导靶向与免疫治疗;结合多模态数据实现预后分层,为治疗选择、疗效监测提供客观依据。(4)规范质控管理,提升医疗安全:数字化全程可追溯,关键节点自动质控;统一格式与存储保障了数据安全完整;AI辅助降低了漏诊误诊,提升诊断可靠性。(5)驱动科研创新,加速成果转化:标准化、规模化、多模态病理数据为疾病机制、生物标志物、药物临床研究提供了支撑;多中心协同与联邦学习加速了科研转化,推动病理学从形态描述向数据驱动、定量精准科学升级。

▊四、直面挑战,智启未来

数智病理在发展中仍面临着诸多挑战,笔者对以下3个方面进行了思考并作出了应对建议。(1)技术与标准挑战:数据标准化、全流程质控、模型可解释性、算力成本仍是瓶颈。需加快CSP格式普及,完善制片-扫描-阅片-分析质控体系;加强可解释 AI 研究,提升临床信任度;优化算法与算力方案,降低部署门槛。(2)临床整合与人才挑战:部分机构存在系统不兼容、流程不顺畅问题,数智病理需深度融入临床流程;复合型人才短缺,病理医生与AI工程师需双向赋能。应优化人机协同流程,开展系统化培训,培育跨学科团队。(3)伦理、监管与公平挑战:数据隐私、模型偏见、责任界定、监管体系仍需完善。应建立严格数据安全与隐私保护机制;构建公平无偏训练与评估体系;完善AI器械审批、医保定价、质量评价政策,保障规范有序发展。

展望未来,数智病理的发展趋势将迈向全智能、全协同与全互通。(1)全流程智能化:从制片、扫描、分析到诊断、随访、科研,实现全链条自动化与智慧化,建成智慧病理科。(2)多模态深度融合:整合病理、影像、临床、基因、空间转录组,构建时空病理模型,揭示疾病分子机制。(3)区域协同化:建成全国互联互通数字病理网络,实现远程会诊、质控、培训一体化,推动资源均衡。(4)规范产业化:标准、监管、医保体系持续完善,设备、软件、服务协同发展,形成健康可持续产业生态。

需要强调的是,病理医生在数智时代依然处于核心地位:负责提供高质量标注数据;参与模型训练、验证与迭代;作为最终审核者与决策者,保障诊断安全与质量。数智病理不是替代医生,而是赋能医生、拓展能力、提升价值。随着未来数智病理的广泛落地,前沿技术将惠及更多患者,为护佑人民健康、助力健康中国建设贡献病理力量。

(作者:空军军医大学病理学教研室 西京医院病理科  王哲)


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