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INFORMÁTICA E IMAGEN EN PATOLOGÍA, UN DESAFIO FUTURO. Jerónimo Forteza Vila (UCV) 24 de Noviembre de 2011 Curso de Microscopía virtual telepatología e informática médica. PATOLOGÍA Pasado, Presente y Futuro. MORFOLOGÍA “Teoría Neuronal” PATOLOGÍA QUIRÚRGICA Lauren Ackerman (1905-1993) “Por su carácter, carisma y gran conocimiento, la patología quirúrgica tuvo su lugar merecido en el campo de la patología” Ruiz Pérez Tamayo UN EJEMPLO PUESTO POR JUAN ROSAI •Mujer de 25 años con adenopatía cervial Carcinoma papilar de tiroides LA PATOLOGÍA ES EL “GOLD STANDARD” EN EL DIAGNÓSTICO, EVOLUCIÓN Y CLASIFICACIÓN DEL CÁNCER. “The Microscope as a Tool for Disease Discovery” Elaine Jaffe Honoris Causa (Universidad de Barcelona, 2008) EJEMPLO DE ENFERMEDAD DESCRITA DESDE LA IMAGEN MICROSCÓPICA. El Futuro de la Patología pasa INEXORABLEMENTE por las nuevas tecnologías Plataformas Genéticas SEQUENOM Centro Nacional de Genotipado -ISCIII AFFYMETRIX AXIOM-AFFY Servicio de ultrasecuenciación FPGMX-Consellería de Industria-CESGA Servicio de expresión y genómica funcional USC Banco ADN SOLID 5500 SOLID 4 ION TORRENT 2 AB 3730 XL AffymetrixAgilent Expresión BIOLOGÍA MOLECULAR SIGLO XXI La causa de la enfermedad es resuelta con el Genoma 3/10/10 “Genomic Cancer Medicine” L R • Varón 67 años que presenta hematuria. • El TAC muestra masa en riñon derecho que infiltra vena renal. • Exploración imagen negativa para metástasis. • Se hizo una nefrectomía radical y se diagnosticó un carcinoma renal de alto grado (Fuhrman grado 3) Dr. James Burgarolas. DNA RNA Sin embargo, 15 meses después… aparece metástasis….. Estudio Molecular en el Tumor Implicación vía VHL y alteración 5q35 Copy number 4 3 2 1 0 Chr 3p25-26 (VHL) 5q35 Human1M-Duo DNA Analysis BeadChip Non-synonymous Every mutation examined was validated Everolimus mTORC1 inhibitor Nov ‘09 Jan ‘10 June ‘10 Oct ‘10 (NO CONTRAST) Everolimus Clinical trial of mTORC1 inhibitor in 2nd line (Motzer et al. Lancet 2008): Median progression-free interval: 4 months Por la complejidad del cáncer, y por la complejidad de los tejidos, no siempre las herramientas moleculares son las mejores, hacen falta herramientas de base MORFOLÓGICA. Constituyen la base para comprender la Patología de los Sistemas. Dr. J.M Cameselle. Patología e Informática ¿Qué es la informática? La informática es la ciencia de la información, la práctica de procesarla, y la ingeniería de los sistemas de información. ¿Qué es la Patología? WIKIPEDIA ¿Qué significa para el paciente? ¿Qué ha cambiado y qué debe cambiar? Cambios para el año 2020 Patología Digital El futuro de la patología? El nuevo Paradigma El Kit de superviviencia del patólogo Primary Uses of Digital Pathology Routine Sign-out Research Digital Pathology Rarely used LOW Volume HIGH Education 2nd Opinions Frozen Sections NON-CRITICAL CRITICAL Turn Around Time User-Centered Design (UCD) Philosophy: the end user is placed at the center of the process and given extensive attention at each stage. Analysis & Research Evaluation Design Development 31 Concepto General de Imagen Medica IMAGEN MOLECULAR IMAGEN MEDICA MEDICINA NUCLEAR IMAGEN IMAGEN CONVENCIONAL IMAGEN MOLECULAR DEFINICIÓN Visualización, medición y caracterización de los procesos biológicos a nivel celular y molecular en los seres humanos y otros sistemas vivos. Para ver esta película, debe disponer de QuickTime™ y de un descompresor . IMAGEN MOLECULAR vs IMAGEN CONVENCIONAL El diagnóstico por Imagen Convencional se basa, principalmente, en contrastes morfológicos que son el resultado de las diferencias generales en las características del tejido. La Imagen Molecular es un nueva aproximación para la detección de enfermedades mucho antes, visualizando los procesos biológicos a nivel celular y molecular en organismos vivos, y detectando cambios en su bioquímica. Para ver esta película, debe disponer de QuickTime™ y de un descompresor . ¿POR QUÉ ES IMPORTANTE LA IMAGEN MOLECULAR? •Permite la detección temprana y/o la identificación de los cambios que se producen en el tejido. •Permite cambios en la gestión de cada paciente en tiempo real (medicina personalizada). •Facilita el desarrollo de medicamentos. •Permite a los investigadores explorar nuevas maneras de gestionar y tratar enfermedades. •Sirve como diagnóstico no invasivo y como herramienta de seguimiento Para ver esta película, debe disponer de QuickTime™ y de un descompresor . Patología e Imagen Patología digital • Concepto global que incluye: – Sistemas de información de Anatomía Patológica (y sus relaciones con otros sistemas del hospital o de atención primaria) – Sistemas de gestión de imagen: adquisición (escáner), gestión, almacenamiento, transmisión – Integración de dispositivos automáticos (inmunoteñidores, impresoras de casetes,…) 10 componentes esenciales en patología digital 1. Sistema de información de Anatomía Patológica (SIAP) 2. Gestión de imágenes 3. Automatización de laboratorio 4. Identificación de objetos 5. Estaciones de trabajo específicas 6. Entrada de datos (interfaz de usuario) 7. Visualización de imágenes y datos 8. Herramientas de comunicación 9. Búsqueda de información 10. Gestión del conocimiento Conceptos básicos • Telepatología: Diagnóstico primario o segunda opinión a distancia • Estática: Envío de correo electrónico con fotografías microscópicas • Dinámica: Envío de señal de vídeo (microscopio robotizado) • Microscopía virtual: Simular el comportamiento de microscopio óptico digitalizando completamente la preparación Microscopía virtual. Términos • Digitalización completa de toda la preparación (whole slide imaging, WSI) • Preparación digital = Preparación virtual (virtual slide) • Componentes: – Escáner (microscopio robotizado) – Visor de preparaciones – Gestión de imágenes Cortes histológicos • • • • • • • • Las preparaciones convencionales son frágiles, No son permanentes, sobre todo inmunofluorescencia, cristales articulación, … En citología, no es posible distribuir copias. Área de tejido de unos 25 x 20 mm VENTAJAS DE PREPARACIÓN VIRTUAL Pequeños aumentos con calidad extraordinaria. Mapa dinámico de preparación Enviar imágenes de mayor resolución recibiendo sólo el área seleccionada. Grabar y reproducir la trayectoria seguida por el patólogo durante su examen de la preparación o laminilla y Las imágenes quedan almacenadas permanentemente, y sobre ellas es posible realizar anotaciones que también pueden quedar grabadas. Soluciones existentes • Microscopios robotizados – Zeiss Axioplan, Nikon E1000, Olympus BX 61, Leica – Análisis de imagen: Genetix Ariol • Escáneres de preparaciones – Son microscopios modificados que incorporan todo el equipamiento físico para control, digitalización y comunicaciones 3DHistech (Zeiss), Aperio, Bioimagene, Leica, Dako ACIS III… Análisis automatizado de imagen • • • • • Cuantificación IHQ Fluorescencia (FISH) TMA Reconstrucción 3D Productos: FDA Clearance para Her2/neu, Recept. Estrógenos y Receptores Progestorona – Virtual slides (Mirax, Aperio Scanscope, Nanozoomer) – Software: analySIS, Definiens, BioImagene,… – Cuantificar marcadores inmunohistoquímicos y de FISH: • Applied Imaging Ariol (Olympus Optical España) • Dako ACIS III – Ayuda al cribado citológico: • CyTyc ThinPrep Imaging System Segunda opinión mediante plataformas digitales. Desde Hospital remitente 3) Imágenes en el servidor web 1) Seleccionar preparaciones 2) Digitalización completa (lo hace el técnico de laboratorio) 4) Rellenar formul. consulta Comunicación • Videoconferencia • Transmisión preparaciones a través de Internet • Herramientas de colaboración: control de movimientos, marcar, medir. Take Home….. • La microscopía digital es un componente esencial en la implantación de las nuevas tecnologías en Patología. • La imagen digital permite utilizar herramientas de ayuda al diagnóstico • Es posible integrar la imagen de Patología con otros sistemas de información (SIAP, HIS, PACS). • Tiene impacto asistencial favorable en teleconsulta o segunda opinión. Take home…….and remember. • Facilita la gestión de programas de calidad (SEAP). • En la formación médica continuada es donde los patólogos se encuentra más cómodos utilizando preparaciones virtuales • Las redes de telepatología basadas en estándares pueden interconectarse entre sí. El Futuro de la Patología GRACIAS