Einsatz digitaler Technik in der Pathologie-Ausbildung

Digitale Technologie in der Pathologieausbildung

Zusammenfassung

Das Fachgebiet der Pathologie erfährt derzeit eine digitale Revolution. Digitale Technologien haben Studenten und Medizinern neue Möglichkeiten eröffnet, zu lernen und ihre Fähigkeiten zu stärken. Einer der entscheidenden Vorteile der Digitalisierung im Bereich der Ausbildung ist standardisiertes Kursmaterial. Sie bietet Pathologen und Studenten außerdem Zugang zu unendlich vielem Bildermaterial, ohne für die Teilnahme an einer Veranstaltung an einen anderen Ort oder in ein anderes Land reisen zu müssen. Virtuelle Angebote ermöglichen es ihnen, bequem und kontinuierlich zu lernen und ihre Fachkenntnisse zu erweitern.

Digitale Revolution

Das Fachgebiet der Pathologie erlebt derzeit eine digitale Revolution. Der schnelle Übergang von der traditionellen Lichtmikroskopie zur digitalen Mikroskopie ist für den Bildungssektor von großem Nutzen. Die Zeiten ändern sich und mit ihnen schreitet auch die technologische Entwicklung voran. Das Aufkommen der Whole Slide Technologie in Verbindung mit anderen webbasierten Pathologieressourcen eröffnet Pathologie- und Medizinstudenten eine völlig neue Art des Lernens. Digitale Technologien in der Pathologieausbildung ermöglichen es den Studierenden, sich Fähigkeiten anzueignen, die sie in der realen pathologischen Umgebung effektiv anwenden können. Sie können jetzt einfach am Computer diagnostisch relevante Bereiche eines ganzen Objektträgers identifizieren.

Dieser Artikel befasst sich mit den Vorteilen des Lehrens/Lernens mittels virtueller Mikroskopie, ihrer Umsetzung und ihrem Wachstum/ihren Möglichkeiten. Anschließend wird auf die Bedeutung der digitalen Pathologie für die Ausbildung eingegangen.

Wie hilft die digitale Technologie beim Lehren?

Eine vom Medical College of Wisconsin (MCW) durchgeführte Umfrage hat einige wertvolle Erkenntnisse zutage gebracht. Medizinstudenten im ersten Studienjahr (M1), die ein virtuelles Mikroskop für Histologielabore in den Kursen 2004 und Neuro verwendet hatten, wurden gebeten, die Effektivität des virtuellen Mikroskops für das Lernen insgesamt subjektiv zu bewerten. 98,5 % bewerteten die Effektivität des virtuellen Mikroskops für das Lernen als ausgezeichnet oder gut.  96,6 % der Studenten stimmten zu oder zogen das Lernen mit dem virtuellen Mikroskop dem Lichtmikroskop vor..

Digitale Technologie in der Pathologieausbildung
Mehr und mehr Studenten ziehen das virtuelle Mikroskop dem Lichtmikroskop vor

Mit Hilfe der digitalen Pathologie ist es möglich, das Lehrmaterial zu standardisieren. Mittels Lichtmikroskopie betrachteten die Studenten histologische Präparate in der Regel unter einem Mikroskop. Das Problem dabei:  Sie betrachteten nicht immer denselben Schnitt. Einige Studenten sahen vielleicht nicht das gleiche morphologische und Biomarker-Expressionsmuster. Bei der digitalen Pathologie sehen alle Studierenden dieselbe Probe. Es gibt keine Lerndiskrepanzen. Jeder Student hat die gleichen Lernmöglichkeiten und die gleiche Qualität der Ausbildung. Es wird davon ausgegangen, dass standardisiertes Kursmaterial eine bessere Lernqualität hervorbringt.

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Rolle im Bildungswesen

In vielen Ländern ist ein zunehmender Trend bei der Einführung digitaler Pathologietechnologien im Bildungsbereich zu beobachten. Es gibt sogar einige Länder, die die Telepathologie im Bildungswesen einsetzen. Die Möglichkeiten, die sich dank der Telepathologie-Technologie ergeben, sind endlos. Nehmen wir als Beispiel medizinische Kongresse. Hier gibt es zahlreiche virtuelle Möglichkeiten, bei denen die Teilnehmer nicht in ein anderes Land oder an einen anderen Ort reisen müssen, um an der Veranstaltung teilzunehmen. Zudem haben sie dauerhaften Zugang zu endlosen Mengen von Bildern.

Teilen digitaler Bilder in der digitalen Pathologie
Teilen digitaler Bilder in der digitalen Pathologie

Die Telepathologie kann in der medizinischen Ausbildung vom Studenten bis hin zum Doktoranden eingesetzt werden. Während die Anwendung unterschiedlich ist, ist das Ergebnis immer das gleiche: Verbessertes Lernen durch die Übertragung digitaler Bilder. Die Implementierung ist in vollem Gange. Setzt sich dieser Trend fort, könnte die virtuelle Mikroskopie das traditionelle Mikroskop der Vergangenheit angehören lassen. Allerdings ist es nicht immer so einfach, diese Veränderungen umzusetzen. Es mag einfach erscheinen. Jedoch gibt es Herausforderungen, die bewältigt werden müssen.

Die Einführung der digitalen Mikroskopie in der medizinischen Ausbildung verursacht nicht die gleichen Herausforderungen wie in der klinischen Diagnostik. Es gibt jedoch einige Aspekte, die beachtet werden müssen. So muss ein System zur korrekten Kennzeichnung der Objektträger vorhanden sein, damit diese in der Datenbank genau identifiziert werden können. Mit der neuen Technologie geht eine neue Infrastruktur einher, die die Übertragung von Bildern ermöglicht. Die Einrichtung eines Labors für digitale Mikroskopie ist anfangs ein teures Projekt. Langfristig kann es sich jedoch als kosteneffizienter erweisen. Dee et al. berechneten die Kosten für ein Mikroskopielabor für 50 Studenten auf etwa 100.000 Dollar pro Jahr, was in etwa den gesamten Anlaufkosten für die virtuelle Mikroskopie entspricht einschließlich der Anschaffung eines virtuellen Slide Scanners.

Abgesehen von den anfänglichen Kosten für die Infrastruktur stellt das Internet die nächste Herausforderung dar. Wir dürfen nicht vergessen, dass nicht jeder weltweit Zugang zum Internet hat. Nicht entwickelte oder ressourcenarme Gebiete verfügen möglicherweise nicht über den gleichen Luxus wie entwickelte Gebiete. Hinzu kommt, dass akademische Netzwerke oft langsam und teuer sind. Im akademischen Umfeld müssen die Studenten Zugang zu den Computerarbeitsplätzen haben, vor allem außerhalb der Unterrichtszeiten. Mit der Technologie kann immer etwas schief gehen. Sie ist nicht perfekt, und selbst die kleinsten elektrischen Probleme können einen Ausfall verursachen. Bei schlechtem Wetter zum Beispiel könnte die Telekommunikation unterbrochen werden. Und schließlich gibt es Bedenken, ob die Interaktion zwischen Schülern und Lehrern durch die Einführung der digitalen Mikroskopie stark abnehmen würde. In der Tat ermöglicht diese Technologie es den Studenten aber, Pathologie auf eine gemeinschaftlichere und anregendere Weise zu erlernen.

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Ein erstklassiger Ort für Bildung in virtueller Mikroskopie und Qualitätsmanagement.

Chancen für Wachstum

Verbesserung von Pathologie und Biowissenschaften

Dank der technologischen Möglichkeiten hat die digitale Mikroskopie und insbesondere die digitale Pathologie ein enormes Wachstumspotenzial. Dieses ist nicht nur auf die Pathologie beschränkt. Auch andere biowissenschaftliche Disziplinen können die Vorteile der digitalen Mikroskopie nutzen. Entscheidungshilfen, Konferenzen, Leistungstests und Qualitätssicherung können alle von der digitalen Pathologie profitieren. Im Gegensatz zu Nachschlagewerken können relevante Details anhand eines digitalen Objektträger „im Kontext“ betrachtet werden, um Pathologen und Studenten umfassende, evidenzbasierte Pathologieinhalte zur Verfügung zu stellen, die das Selbststudium erleichtern oder den Zeitaufwand der Pathologen für die Recherche komplexer Pathologiefälle verringern. Im Laufe ihrer Karriere legen sich viele Pathologen Sammlungen von Glasobjektträgern an, die sie manchmal als Referenzobjektträger zur Entscheidungshilfe verwenden. Die digitale Pathologie ermöglicht Pathologen und Medizinstudenten den Zugriff auf digitale Objektträger von jedem Ort und zu jeder Zeit.

Analyzing high-precision images produced by digital pathology
Analyse von Hochpräzisionsbildern aus der digitalen Pathologie

Qualitätskontrolle und Ausbildung

Die digitale Pathologie kann auch in der Ausbildung und zur Qualitätskontrolle eingesetzt werden. In der Vergangenheit wurde die Qualitätskontrolle durchgeführt, indem physische Objektträger an andere externe Partner zur Begutachtung und Überprüfung geschickt wurden. Die Kosten für den externen Versand von Objektträgern limitieren die Verfügbarkeit von Qualitätskontrollen erheblich. Mit der digitalen Mikroskopie ist es einfach, anderen Einrichtungen digitale Objektträger zur Verfügung zu stellen. So kann dank digitaler Pathologie eine Datenbank erstellt werden, die von Organisationen genutzt werden kann. Die gemeinsame Nutzung von digitalen Bildern war noch nie so einfach. Wie die Qualitätskontrolle ist auch die praktische Ausbildung ein weiterer Kunde für die digitale Pathologie.

Europäische Initiative für Kompetenztests

Auch Auszubildende oder Assistenzärzte im pathologischen Bereich können von der digitalen Pathologie profitieren. Alles dreht sich darum, auf ein ganzes histologisches Präparat zugreifen zu können, um den pathologischen Zusammenhang zu verstehen. Die European Association of Pathology Chairs and Residency Program (EAPCP) hat ein europaweites Großprojekt mit Online-Kompetenztests für Assistenzärzte in der Pathologie gestartet. Dies ist eine hervorragende Möglichkeit, Assistenzärzte, die in die Welt der Pathologie eintreten, zu schulen. Die Kompetenztests bestehen aus einer Mischung an Fragen, die alle auf digitalen Objektträgern basieren. Die Assistenzärzte können sich die Objektträger virtuell ansehen und Fragen dazu beantworten. Anschließend können die Assistenzärzte ihre Leistungen mit der ihrer Kollegen vergleichen. Dem EAPCP ist es gelungen, Kompetenztests für die Ausbildung in 27 europäischen Ländern effektiv einzuführen.

Microscopy slides for studying histology
Mikroskopische Objektträger für histologische Untersuchungen

Marktwachstum und Zukunftsperspektiven

Von der Lehre bis zur Ausbildung wird die digitale Technologie nicht aussterben, sondern in Zukunft wachsen. Laut Allied Market Research „machte der Markt für digitale Pathologie im Jahr 2018 512 Millionen Dollar aus und wird bis 2026 voraussichtlich 1.390 Millionen erreichen, mit einer CAGR von 13,3 % von 2019 bis 2026.“  Der Markt wächst, weil die Technologie und der Bedarf an der Technologie wachsen. Ein digitales Gerät kann die Arbeit von fünf verschiedenen älteren Geräten erledigen, die Pathologen früher verwendet haben. Die wichtigsten Faktoren, die das Wachstum der digitalen Pathologie vorantreiben, sind die Kosteneffizienz digitaler Pathologieprodukte, der einfache Transport virtueller Objektträger und die hohe Effizienz digitaler Pathologiesysteme. Generell wird die digitale Pathologie stark vorangetrieben und es gibt einige Anwendungsgebiete für die neue Technologie. Dadurch entsteht eine neue Nachfrage nach digitaler Pathologie in den verschiedenen Gebieten

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Fazit

Die digitale Technologie bietet Studierenden und Medizinern neue Möglichkeiten, ihre Fähigkeiten und Kenntnisse zu erweitern. Ein entscheidender Vorteil dieses Wandels ist die Vereinheitlichung der Kursmaterialien, die dazu beiträgt, eine gleichbleibende Qualität über verschiedene Lernplattformen hinweg zu gewährleisten. Darüber hinaus bietet die Digitalisierung Pathologen und Studenten einen bisher ungekannten Zugang zu einer unbegrenzten Menge an Bilddaten, ohne dass sie für die Teilnahme an Veranstaltungen an weit entfernte Orte reisen müssen. Diese Einfachheit und Einheitlichkeit ermöglicht es ihnen, auf bequeme und flexible Weise zu lernen und ihr Fachwissen zu erweitern. Die digitalen Mikroskope von PreciPoint ermöglichen eine konsistente und systematisierte Lehre an Universitäten rund um den Globus. Darüber hinaus ermöglicht die virtuelle Mikroskopieplattform PreciCloud die Einrichtung von Seminaren für die Weiterbildung und die Erstellung von Online-Kursen mit virtuellen Präparaten.