研究室でのデジタルパソロジーの使用は増加しているが、導入への障壁は依然として残っている

ニューヨーク – 2017 年に米国食品医薬品局がデジタルパソロジー用の全スライドイメージングスライドスキャナーを初めて承認して以来、臨床検査室における診断用途でのデジタルパソロジーの使用が大幅に増加しました。

3 年後に新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックが発生すると、新しい在宅勤務パラダイムとデジタル機能により、病理医が研究室から離れた場所でも職務を遂行できるようになり、この分野はさらに前進しました。デジタルパソロジーソフトウェア会社ProsciaのCEO、デイビッド・ウェスト氏によると、その結果、パンデミックはデジタルパソロジーをめぐる会話を変え、これまでデジタルパソロジーに懐疑的だった多くのラボディレクターは、デジタルパソロジーソリューションを導入する計画を立てる必要があることに気づいたという。独自の施設。

これらのデジタルソリューションは、デジタルスライドをレビューするためのスライド全体イメージングシステムから、病理医が注目するスライドの領域を選択することで一次診断を改善できる人工知能ベースのアルゴリズムに至るまで、無数にあります。

しかし、この傾向が高まっているにもかかわらず、相互運用性の課題、実装コスト、償還の遅れなどの懸念を理由に、デジタル病理ソリューションの採用を敬遠している研究室もあります。

メモリアル・スローン・ケタリングがんセンターなどの初期導入企業は、10 年以上にわたってデジタルスライドスキャナーを使用してスライドを遡及的にスキャンし、アーカイブしてきましたが、MSKCC は一次診断のためにデジタル病理学への移行をさらに推進する必要がありました。 MSKCCのデジタル病理学情報学ディレクターのマシュー・ハンナ氏は、一次診断におけるデジタル病理学の使用は「常に注目されていた」ものの、パンデミックがその導入を促進したと述べた。 MSKCC は、2018 年に一次診断用のデジタル病理学ソリューションを研究所開発の検査として初めて内部検証し、その後、研究所開発の検査としての承認を求めてニューヨーク州保健局に提出し、2020 年に承認を受けました。

MSKCCの病理医はパンデミック中は在宅勤務を行っていたが、同病院では患者の長期的な減少は見られなかった。「サービスを提供し、病理医を保護する」方法が必要であり、デジタル病理ツールのおかげで病理医は遠隔から症例をサインアウトできるようになったとハンナ氏は語った。

ペイジの最高経営責任者（CEO）アンディ・モイ氏は、パンデミックにより研究室や病理学者は異なる考え方を迫られたと述べた。現在、多くの研究室は、同じ場所に住んでいる病理医を雇う必要がないことを認識しています。デジタル病理ソリューションを使用すると、研究室は世界中のどこからでも病理医を雇うことができ、減少し続ける病理医の労働力に考えられるソリューションの 1 つを提供します。

ハンナ氏によると、こうした労働力の減少により、一部の研究室はデジタル病理学の列車に飛び込む動機になっているという。デジタルソリューションを使用すると、研究室は作業レベルを維持し、場合によってはレビューできるサンプルの量を増やすことができ、スライドを別の研究室に発送することなくサブスペシャリストの専門知識を迅速に得ることができます。デジタルスライドのスキャンだけでなく、診断用に開発されている人工知能ベースのモデルは「知識の民主化にも役立ち」、病理医がおそらく相談を必要とせずに診断に自信を持てるようになると同氏は付け加えた。

開業医スペクトラム・ヘルスケア・パートナーズの病理学部門マネージング・ディレクターのビラル・アーマド氏も、新型コロナウイルス感染症のパンデミックによってさらに悪化した労働力の減少がデジタル病理学の成長に影響を与えていると指摘した。多くの高齢の病理医がパンデミック中に早期に退職したため、特に新規に入社する病理医が減少しているため、質の高い病理医を採用することが困難となっている。そのため、既存の病理医の仕事量のバランスをとり、「臨床上のニーズと利用可能な病理医の数の間のギャップを埋める」方法を見つける必要性が生じていると同氏は述べた。

アフマドの診療所では、デジタル病理学が一次診断に徐々に導入されています。すべてが意図したとおりに機能すれば、人工知能ツールを使用して効率を最大化することで、診断までの時間を短縮し、専門家へのアクセスを改善し、診断にかかる全体的なコストを削減することで、彼の研究室は「患者にとってかなり重要な価値」を提供できると彼は信じています。

民間の病理学診療所であるパスグループの解剖病理学の主任医事責任者であるデレク・ウェルチ氏は、診療所のすべての下位専門分野にわたる一次病理診断レビューにデジタル病理学を導入して以来、すでに効率の向上を実感しています。米国の病理医の「不足が深刻化」していることは、「病理医の個々の効率を高める必要性を浮き彫りにしており、そうすることで、減少する現役の経験豊富な病理医によって患者集団にサービスを提供できる」と同氏は電子メールで述べた。同氏の診療所にいる病理医のほとんどは、デジタルソリューションを使用するとより効率的であることが証明されており、中には実質的にそのようになっている者もいると同氏は指摘した。

規制当局の承認

6年前にフィリップスのIntelliSiteパソロジーソリューションが承認されて以来、2019年のライカバイオシステムズのAperioシステムや昨年の浜松ホトニクスのNanoZoomer S360MD装置など、少数の他社のデジタルパソロジーソリューションがFDAによって承認されている。同庁はまた、初のAIベースの病理製品であるペイジ・プロステートの2021年の販売承認を承認した。

ハンナ氏は、フィリップスのスキャナーの承認はデジタルパソロジーの採用に確かに影響を与えたが、「スキャナーが突然店頭から飛び出たわけではない」と語った。この承認はチェックボックスの役割を果たしましたが、彼の見解では、それが及ぼす影響はわずかでした。

デジタル病理学会社PathAIの最高経営責任者（CEO）アンディ・ベック氏は、FDAの承認は採用の追い風として役立っているが、多くの研究室はFDAの規制プロセスを経ていないさまざまなテクノロジーを社内で検証することに抵抗がないため、導入に承認は必須ではないと付け加えた。

セントルイスのワシントン大学医学部の病理学および免疫学の准教授であり、情報システムの副メディカルディレクターでもあるビクター・ブロツキー氏によると、FDAの承認にはいくつかの問題もあるという。彼は、アーカイブ、教育目的、研究プロジェクト、および病院システム内の他の病理学者との相談のために、ガラススライドをスキャンしてきました。ブロツキー氏によると、一次診断用のFDA承認製品はより高価であり、研究室が導入を決定する頃にはすでに生産中止になっているか、または時代遅れになっている可能性がある承認されたモニターモデルの使用を要求するなど、より厳しい構成要件があるという。

FDAの承認の範囲内にとどまる必要があるため、「結果的に進歩を遅らせるレベルの硬直性が生じ」、研究室は時代遅れかあまり進歩していない可能性のある古いモデルの機器を購入せざるを得なくなる、と同氏は述べた。

WUSTLの病理学・免疫学教授でブロツキー氏の同僚であるジョン・リッター氏は、米国がFDAの承認を求めることがデジタル病理学の導入に「多大な足かせ」となっており、機器の価格競争を阻害していると指摘した。フィリップス、ライカ、ハママツの FDA 承認スキャナーも高スループットの機器ですが、低スループットで安価なスキャナーの恩恵を受ける可能性のある多くの小規模な病院や研究室にとっては不必要です。

すべての施設がFDA承認のデバイスの使用を義務付けているわけではないが、そうしている施設や、たとえ技術的に必要でなくてもFDAの承認に対して施設内で強い偏見を持っている施設では、デジタルパソロジー導入の選択肢がより限られていると同氏は述べた。

相互運用性の葛藤

しかし、デジタル化を目指す多くの研究室にとって、規制当局の承認は主なハードルではないことがよくあります。むしろ、特に病理学は「現在デジタル進化を遂げている」ため、相互運用性とこの技術を他の臨床システムに統合する能力が重要な困難であるとハンナ氏は述べた。新しく更新されたデジタル病理学ソリューションを非常に古い検査情報システムやその他のテクノロジーと統合することは、多くの検査機関、特に大規模な学術医療センターや病院システムのリソースを持たない検査機関にとっては困難な課題となる可能性があります。

相互運用性の課題の一部は、そのテクノロジーを開発している企業によって引き起こされている、とハンナ氏は指摘しました。一部のスキャナーは、他社のビューアーでは見ることができない画像を生成するため、MSKCC はベンダーに依存しないビューアーを社内で構築することになり、デジタル病理システムに追加できる人工知能ベースのオーバーレイの多くは相互運用できません。あるいは臨床応用がほとんどない。

同氏は、「シームレスなエクスペリエンスは明らかにまだ不足しており」、「市場が成熟して臨床医のニーズを満たすには時間がかかるだろう」と述べた。

他の病院や施設の病理学者に相談できることは、デジタル病理学導入の大きなセールスポイントですが、Spectrum の Ahmad 氏は、彼の診療には組織間の相互運用性にも懸念があると指摘しました。彼の研究室は、さまざまな病院や学術医療センターと連携したいと考えていますが、それらの機関はすべて異なる情報システムを持っています。

アフマド氏は、ベンダー間でラボの日常的なワークフローについて「理解が不足」しており、多くのベンダーが「これらの付加機能の多くが組み込まれた…[しかし、その]価値は非常に限られている」ソリューションを提供していると強調した。少なくとも私たちの組織に関しては。」

病理画像共有プラットフォームPathPresenterの最高経営責任者（CEO）パトリック・マイルズ氏は、スキャナーからソフトウェアに至るまで「あらゆるものを連携させよう」という動きがベンダー間にあると語った。「ほとんどのベンダーは、病院がすべての最善のものを望んでいることを認識しており」、それらの病院は相互運用性の観点から提携するベンダーに依存している。同氏によると、この分野はスキャナー会社とソフトウェア開発者との間の「統合の時代」に入っており、たとえば彼の会社は最近、デジタルパソロジー企業のプラマナとの統合契約を発表した。これにより、プラマナが作成したDICOMスライド全体の画像を、 PathPresenter のソフトウェアを通じてインポートおよび表示されます。

シーメンス・ヘルスニアーズなど、幅広い設置機器ベースと既存のエンタープライズ・イメージング・ポートフォリオを持つ大企業がデジタル・パソロジー市場に参入するにつれ、デジタル・パソロジーを含む完全なソリューションの提供を検討しているとマイルズ氏は述べた。一方、小規模な病理企業は、大規模な多国籍企業の世界的な拠点やリソースへのアクセスを望んでおり、これによりパートナーシップや戦略的投資が促進される可能性があり、2022年末に富士フイルムがインスピラタのデジタル病理事業を買収するなどの買収も可能になる可能性がある。

わずかここ 1 か月間で、大企業から中小企業まで複数のデジタルパソロジー取引が発表されました。シーメンスは最近、同社のホールスライドスキャナをアメリカ大陸とヨーロッパで販売するため、浜松ホトニクスと複数年の販売契約を締結し、昨年同社のエンタープライズイメージング製品とプロシアのデジタルパソロジー向けConcentriq Dxプラットフォームを組み合わせる契約を発表した。

今月初め、Agilent Technologies は、スライド全体の画像をレビューおよび分析するための Concentriq Dx プラットフォームについて、Proscia と同様の販売契約を締結したと発表しました。アジレントは今月、浜松ホトニクスのホールスライドスキャナをアジレントのデジタルパソロジーソリューションで使用できるようにすることも発表した。

一方、ダナハーの子会社ライカ・バイオシステムズは今月、画像管理および表示ソフトウェアの優先プロバイダーとしてペイジを選択し、ライカのスキャナーを使用する顧客がペイジのフルソフトウェアスイートにアクセスできるようにしたと発表した。ロシュはまた、過去 2 年間に複数のデジタル病理学契約を結んでいます。これには、臨床試験用のデジタル病理学アルゴリズムを開発するブリストル・マイヤーズスクイブ社との提携、Ibex Medical Analytics との埋め込み画像解析ワークフローの共同開発契約、および開発および販売に関する契約が含まれます。 Roche のクラウドソフトウェアを介して PathAI のアルゴリズムへのアクセスを提供するという PathAI との契約。

ヘルスケア分野以外のハイテク大手さえもデジタル病理学に飛び込んでいる――ペイジ氏は1月、人工知能ベースの診断開発を支援するためマイクロソフトが同社に投資し、ペイジのプラットフォームのクラウドベース配信でペイジと提携すると発表した。

また、塩基配列解析会社も、がん診断のための検査を強化するためにデジタル病理学に注目しています。

導入コスト

多くの研究室にとって、特に研究室の予算が縮小し続ける中、コストはデジタルパソロジーの導入における大きな障害となっています。ハンナ氏によると、多額の初期費用が地域の保健センターや小規模の研究所にとっては阻害要因となる可能性があり、多くのスキャナーベンダーは柔軟な購入契約を提供していないという。デジタルパソロジー以外では、機器と試薬のレンタルモデルが人気で、研究室が機器をレンタルし、検査または試薬ごとに料金を支払うことができます。しかし、彼の知る限り、デジタルパソロジー製品のリース価格モデルを提供している企業は 1 ～ 2 社だけです。

導入コストはスキャナーや機器のコストを超えます。 WUSTL の Brodsky 氏は、スライド全体の画像のファイルサイズが大きいため、「最終的にはデータストレージに多額の費用がかかる」と指摘しました。これらの大きな画像をパンおよびズームしながら適切な速度に達するには、ネットワーク機器、アプリケーションサーバー、およびローカルワークステーションのアップグレードが必要になる場合があります。一方、顕微鏡からの視野に匹敵する適切な視野を有効にするには、高解像度へのアップグレードが必要になる場合があります。モニター。

少なくとも大規模な病院や医療システムでは、デジタル病理学の導入にこれらの IT リソースを投入することは、多くの場合、病理学部門の制御の範囲外であるとブロツキー氏は述べています。

Paige の Moye 氏は、コストと実装を考慮する場合、ラボの規模が重要であるとも指摘しました。一般に、広範なインフラストラクチャに投資できる大規模な営利参照研究所は、デジタルパソロジーの実装に最も早く取り組んでいます。これらの研究室のすぐ後には、「テクノロジーの最先端を目指す」学術医療センターが続いている。対照的に、地域医療システムからの需要が遅れているのは、関心の欠如ではなく、これらの病院が「非常に薄利で運営」しており、デジタル病理学を導入するためのインフラ投資や初期費用を支払うことができないためである。

Brodsky 氏の見解では、デジタル病理学がすべての研究室に必須となる原動力は、臨床ワークフローにおける画像解析アルゴリズムの利点です。たとえば、病理学者がスライド上または分離された画像上で診断のために腫瘍組織のある領域を特定するのに役立つアルゴリズムです。専門家の相談が必要なケースを除きます。現時点では、これらのアルゴリズムの価値を証明し、診断の質に悪影響を与えていないことを示す必要があります。診断ツールとしてのこれらのアルゴリズムの精度と効率が証明されれば、スライドをデジタルでスキャンすることが不可欠なステップとなり、研究室はより広範な規模でデジタル病理ソリューションを導入するよう促されるだろうと同氏は述べた。

しかし、多くの研究室は、デジタル病理学のアルゴリズムが臨床的に証明され、FDAの承認が得られるまでは、デジタル病理学の導入に資金とリソースを費やすことに消極的になる可能性があると同氏は指摘した。

デジタルパソロジーの採用の可能性においては、償還も大きな役割を果たすとブロツキー氏は付け加えた。今年初め、米国医師会は、一次診断用のガラス顕微鏡スライドのデジタル化に関連する臨床スタッフの作業とサービス要件を測定するために、13 の新しいデジタル病理学カテゴリー III アドオンコードを作成しました。これらのコードはまだ償還には関連付けられていませんが、代わりにデジタル病理ソリューションの導入を測定および監査することを目的としています。ただし、数年後には、これらのコードに価格が設定され、払い戻しが可能になる可能性があります。

ProsciaのWest氏は、CPTコードの追加が償還の基礎を築き、デジタルパソロジー導入の追い風となっていると指摘した。「この技術に対する償還の道が模索されており」、研究機関は「これらの技術が普及するにつれて、それを活用するためのインフラを敷設するというプレッシャーにさらされている」。これらのコードの作成により、最終的にはその技術が利用され、償還されるという確信が研究所に与えられるとウェスト氏は述べた。

モイエ氏は、CPTコードは政府がデジタル病理学に価値があることを認識していることを示しているが、「その価値が何なのかはまだ分からない」ため、どのような補償を提供すべきかを検討していると付け加えた。しかし同氏は、メディケア・メディケイド・サービスセンターは償還に少しずつ近づいているかもしれないが、保険会社がCMSの判決を待っているため、民間支払者の補償は引き続き遅れていくだろうと指摘した。

しかし、デジタル化を検討している多くの研究室にとって、現在の償還不足が問題となっているとSpectrumのAhmad氏は指摘する。償還がなければ、今後数年間、彼の診療所がどのようにしてデジタル病理学の導入と使用に資金を提供し続けることができるかという疑問があります。

米国での導入と世界的な導入

米国は、デジタルパソロジーの導入において多くの国、特に西ヨーロッパと英国に後れを取っている。 WUSTLのリッター氏によると、その主な理由は米国の医療がより細分化されていることだという。他の国では、英国の国民保健サービスのように、すべての病院に新しいテクノロジーを迅速に導入できる「大規模な運営」である統合医療システムを導入しています。

しかし、米国の各機関はデジタル病理学インフラストラクチャへの「設備投資を決して見つけることができない」と同氏は指摘した。また、病院システムには「解剖病理学に巨額の資金を投資した歴史がない」ため、デジタル病理学に対する議論は多くの医療システムの管理者や幹部に伝わりにくい。

PathAIのベック氏もこれに同意し、EUではデジタルパソロジーの導入を奨励する政府からのトップダウンの動きが強くなったことを指摘した。政府の政策は、新技術の導入を加速するためのてことして機能する可能性があると同氏は述べた。一例として、英国のNHSは今月初め、Ibex Medical Analyticsの人工知能ベースの病理学製品へのアクセスを拡大し、同社の乳がんおよび前立腺がんツールを25のNHS信託が利用できるようにした。そして昨年、英国の 2 つの NHS 財団トラストがスウェーデン企業 Sectra と契約を結び、Sectra のデジタル病理学プラットフォームを地域の医療システムに導入できるようになりました。

2020年、英国政府もデジタル病理学と画像人工知能の拡大に5,000万ポンドの資金を提供した。

しかし、コンサルタント病理学者であり、北ウェールズの臨床ディレクターであり、ベツィ・カドワラドル大学保健委員会で臨床サポートサービスを管理するムハマド・アスラム氏は、少なくともウェールズにおけるデジタル病理学への推進の多くは病理学者自身によるものであると述べた。 NHS ウェールズからの支援もありますが、医療サービスに対する財政的圧力は多大です。さらに、個々の病院は機器や設備を独自に調達できないため、国が100パーセントデジタル化する前に、デジタル病理学のビジネスケースをNHSに提出し、承認される必要があると同氏は述べた。

アスラムの保健委員会は、リンパ腫パネルにデジタル病理学ソリューションを採用し、デジタル病理学の有用性を証明するための概念実証に使用しました。また、病理学者が安全であることを確認するために、前立腺がんのスクリーニング方法としてアイベックスの人工知能ベースの Galen Prostate ツールを使用しています。何も欠けていない。同氏は、デジタルパソロジーを完全に導入するビジネスケースが来年初めにNHSウェールズによって承認され、その後すぐに国家調達が開始されることを期待していると述べた。

同氏はまた、北アイルランドは完全にデジタル化されており、スコットランドは約90パーセントがデジタル化されているのに対し、イングランドとウェールズはさらに遅れているため、英国の中でも導入状況が国によって異なると指摘した。

希望と願望

ここ数年でデジタル病理学全体で大きな進歩が見られましたが、病理学者が必要とするツールがまだ存在します。 Brodsky氏は、彼が期待する新機能としては、階層型ストレージを使用した自動画像データ管理、画像注釈標準、スライド画像全体のパンやズームに便利なコントローラー、より高速なスライド全体のスキャンなどが挙げられると述べた。

PathGroupのWelch氏は、まれな場合の複雑な腫瘍など、関心のある画像を選択的かつ永続的にアーカイブするメカニズムの必要性を強調し、WUSTLのRitter氏は、スライドがレビューに適しているか再スキャンする必要があるかを示す内蔵ソフトウェアの必要性を挙げた。アスラム氏の施設ではすでに前立腺がんのアルゴリズムを使用しているが、少なくともトリアージツールとして使用できる、皮膚病理学と胃腸病理学のための人工知能ベースのソリューションに熱心に取り組んでいる。

導入には障壁があるにもかかわらず、デジタルパソロジーを導入した研究室ではさまざまな利点が得られています。 Brodsky 氏の研究室にとって、短期的な臨床使用のメリットは数多くあります。効率と所要時間の向上、スライドガラスの輸送を回避できること、以前の症例からのスライド画像の迅速な検索、教育用スライドセットの再削減コストの回避などです。

ペイジのモイエ氏は、この分野はまだ転換点には至っていないが、利用可能なツールが患者と臨床医の両方により良い経験を提供し、患者の生活の質を向上させることで、この分野は「正しい方向に進んでいる」と述べた。

ハンナ氏によると、このテクノロジーは今後も確実に定着するという。それは「病理学の次の論理的進化」です。

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