Qué es la patología digital
Durante la mayor parte de su historia, la patología se ha practicado en el microscopio: una sección de tejido se fija, se incluye, se corta, se tiñe, se monta sobre vidrio y se examina a simple vista. La patología digital sustituye el último paso. El portaobjetos de vidrio se escanea una vez, la imagen digital resultante se almacena y todo lo que viene después, desde la revisión rutinaria hasta las segundas opiniones, la docencia, el archivo y el análisis de imagen, ocurre en una pantalla.
El término abarca todo el entorno que lo hace posible: los escáneres, las imágenes de portaobjetos completos que producen, los sistemas de almacenamiento y gestión de imágenes que las guardan, los visores que las muestran y las herramientas de análisis que trabajan con ellas. Por sí mismo no implica inteligencia artificial, aunque la IA es el uso de las imágenes que más rápido crece una vez que existen.
Hay tres términos relacionados que a menudo se usan como sinónimos y que conviene distinguir. La imagen de portaobjetos completos (WSI, whole slide imaging) es la tecnología de escaneo. La microscopía virtual es el acto de ver un portaobjetos escaneado como si fuera a través de un microscopio, y es la expresión que suelen usar los programas docentes. La telepatología es la revisión patológica a distancia, que los portaobjetos digitales facilitan mucho pero que existía antes que ellos.
Cómo un portaobjetos de vidrio se convierte en una imagen de portaobjetos completo
- Escaneo. Un escáner de portaobjetos desplaza el vidrio bajo una cámara y un objetivo, normalmente a 20x o 40x, captura miles de campos solapados y los une en una sola imagen. Algunos escáneres capturan varios planos focales (una pila Z) para poder volver a enfocar después las secciones gruesas.
- Construcción de la pirámide. La imagen a resolución completa puede superar los 100 000 píxeles por lado y ocupar varios gigabytes. Por eso el escáner también escribe copias cada vez más pequeñas (normalmente, cada nivel tiene la mitad de tamaño) y divide cada nivel en teselas. Esta pirámide multirresolución es lo que hace utilizable la imagen: un visor solo solicita las teselas de la región y del nivel de zoom que hay en pantalla.
- Registro de la escala. El archivo guarda el tamaño físico de un píxel en micrómetros (a menudo indicado como MPP, micras por píxel, en torno a 0,25 µm a 40x y 0,5 µm a 20x). Todas las mediciones de un visor dependen de este valor.
- Incorporación de metadatos. La imagen de la etiqueta, una vista general macro, el modelo de escáner, el objetivo y la fecha de escaneo viajan dentro del archivo, junto con cualquier código de barras que el laboratorio haya impreso en el portaobjetos.
- Almacenamiento y distribución. En un hospital, los portaobjetos van a un sistema de gestión de imágenes junto al sistema de información del laboratorio. En investigación y docencia, suelen estar en una carpeta compartida, una unidad en la nube o un portátil, y se abren en un visor de escritorio.
Formatos de imágenes de portaobjetos completos por fabricante de escáner
No existe un único formato de archivo de patología digital. Cada fabricante escribe su propio contenedor, la mayoría variantes de TIFF en teselas, y la elección del visor a menudo se reduce a cuáles de ellos puede leer.
Las bibliotecas de código abierto como OpenSlide y Bio-Formats leen la mayoría de ellos, y por eso existen los visores independientes del fabricante. SlideScope lee SVS, NDPI, VMS, VMU, MRXS, SCN, BIF, SVSLIDE, QPTIFF, AVS, DICOM, TIFF y OME-TIFF, además de Olympus VSI y Hamamatsu NDPIS desde la versión 1.10.0 y Philips iSyntax y KFBio KFB desde la versión 1.20.0; no lee SDPC, MDSX ni TMAP. La referencia de compatibilidad de archivos recoge los límites exactos, y la comparativa de escáneres de patología digital enumera los modelos de escáner actuales, su capacidad y su salida DICOM.
Las capas de software de la patología digital
Quien busca "software de patología digital" suele referirse a una de cinco cosas bastante distintas.
Software del escáner
Controla el escáner y suele incluir un visor gratuito para el formato propio de ese fabricante, como Aperio ImageScope para SVS o Hamamatsu NDP.view2 para NDPI.
Sistemas de gestión de imágenes
Plataformas de nivel hospitalario que almacenan portaobjetos, se conectan al sistema de información del laboratorio, gestionan casos y listas de trabajo, y están validadas para uso clínico. Con precios empresariales e implantadas por el departamento de informática.
Visores de escritorio
Aplicaciones que abren imágenes de portaobjetos completos desde un archivo, una carpeta o un enlace en un ordenador corriente, para revisión, medición, anotación y docencia. Aquí es donde se sitúa SlideScope.
Plataformas de análisis
QuPath, CellProfiler, ImageJ y Fiji, ASAP y equivalentes comerciales que segmentan tejido, cuentan células y ejecutan flujos mediante scripts. Un visor normalmente les pasa las regiones en GeoJSON.
IA y patología computacional
Modelos que detectan, clasifican o gradúan tejido a partir de la imagen de portaobjetos completo. Algunos están autorizados como apoyo a la decisión clínica; la mayoría son herramientas de investigación que necesitan que antes exista el portaobjetos digital.
Investigación, docencia y clínica son problemas distintos
La patología de investigación es donde hoy se escanean la mayoría de los portaobjetos. Una cohorte se digitaliza una vez, la revisan varias personas, se mide, se anota y se introduce en el análisis. Los requisitos son compatibilidad con archivos de cualquier fabricante, mediciones calibradas, anotaciones que sobrevivan a un traspaso y una forma sencilla de enviar a un colaborador el campo de visión exacto. No hay barrera regulatoria; la herramienta solo tiene que ser precisa y rápida.
La docencia usa los portaobjetos digitales como un microscopio virtual. Un curso escanea una vez su caja de portaobjetos y cada estudiante abre el mismo conjunto en su propio portátil, marca lo que ha identificado y compara notas. Por eso a las universidades les importan los visores de portaobjetos de histología que funcionan en local tanto en Windows como en macOS.
El diagnóstico clínico primario en pantalla está regulado. Los escáneres y los sistemas de visualización que se usan para firmar casos están autorizados o aprobados como productos sanitarios en la mayoría de las jurisdicciones, los laboratorios los validan frente al vidrio y las pantallas tienen especificaciones definidas. Los visores de uso general, incluido SlideScope, no están autorizados para ello y así lo indican. En clínica solo se usan para el trabajo no diagnóstico en torno a un caso: docencia, preparación de sesiones clínicas, investigación con material archivado y revisión de calidad cuando la política de la institución lo permite.
Ventajas y limitaciones
Lo que facilita la patología digital: compartir un portaobjetos sin enviar el vidrio, revisar la misma región al mismo tiempo desde lugares distintos, medir de forma reproducible, conservar las anotaciones con la imagen, crear colecciones docentes que nunca se decoloran ni se rompen, archivar sin una sala de portaobjetos y, sencillamente, poder ejecutar análisis de imagen o IA.
Lo que cuesta: un escáner, almacenamiento medido en terabytes, tiempo de escaneo, un flujo de trabajo para mantener sincronizados el vidrio y lo digital, y validación si las imágenes se van a usar para diagnóstico. El escaneo también pierde algunas cosas que ofrece un microscopio, como volver a enfocar a través de una sección gruesa, salvo que el escáner haya capturado una pila Z, y la luz polarizada, salvo que el escáner la admita.
Dónde encaja SlideScope
SlideScope es un visor de patología digital de escritorio para investigación, docencia y revisión. Abre imágenes de portaobjetos completos de los principales fabricantes de escáneres en Windows y macOS, mide en micrómetros calibrados, mantiene las anotaciones asociadas al portaobjetos, compara dos portaobjetos lado a lado a la misma escala, exporta regiones en GeoJSON para QuPath y comparte un campo de visión exacto como enlace. Funciona en tu propio equipo, no necesita un servidor de imágenes y tiene un precio pensado para un laboratorio, no para un hospital. No es un producto sanitario y no sirve para el diagnóstico primario. Si estás eligiendo entre él y los visores gratuitos, la comparativa de visores de imágenes de portaobjetos completos es el punto de partida honesto.
Glosario de patología digital
- Imagen de portaobjetos completo (WSI)
- Escaneo digital multirresolución de gigapíxeles de un portaobjetos de vidrio entero.
- Pirámide de imagen
- El conjunto de copias en teselas, cada vez más reducidas, de una imagen de portaobjetos completo que permite a un visor mostrar rápidamente cualquier nivel de zoom.
- MPP (micras por píxel)
- El tamaño físico de un píxel a resolución completa; la calibración de la que depende cualquier medición. Calcúlalo para cualquier nivel de la pirámide con la calculadora de tamaño de píxel.
- 20x y 40x
- El aumento del objetivo usado durante el escaneo, que corresponde aproximadamente a 0,5 µm y 0,25 µm por píxel, respectivamente.
- H&E
- Hematoxilina y eosina, la tinción estándar para la morfología tisular.
- IHC
- Inmunohistoquímica, una tinción que marca una proteína concreta; a menudo se revisa junto a la H&E del mismo bloque.
- Pila Z
- Varios planos focales capturados a través de una sección gruesa para que el visor pueda volver a enfocar.
- DICOM WSI
- El suplemento del estándar DICOM para imágenes de portaobjetos completos, que se usa para integrar la patología en los sistemas de imagen hospitalarios.
- Sistema de gestión de imágenes
- La plataforma de servidor que almacena, indexa y sirve las imágenes de portaobjetos completos en un laboratorio clínico.
- Patología computacional
- Análisis de imagen y aprendizaje automático aplicados a imágenes de portaobjetos completos.
Preguntas frecuentes sobre la patología digital
¿Qué diferencia hay entre la patología digital y la patología computacional?
La patología digital es la infraestructura: escanear portaobjetos, almacenar las imágenes de portaobjetos completos y verlas en pantalla. La patología computacional es lo que haces con esas imágenes una vez que son digitales: análisis de imagen, recuento de células, clasificación de tejidos y modelos de aprendizaje automático. Necesitas lo primero antes de poder hacer lo segundo.
¿La patología digital es lo mismo que la telepatología?
No. La telepatología consiste en revisar material patológico a distancia; es anterior a la imagen de portaobjetos completos y originalmente usaba la señal en directo de una cámara montada en un microscopio. La patología digital facilita mucho la telepatología, porque un portaobjetos escaneado puede compartirse como archivo o enlace, pero un laboratorio puede ser totalmente digital sin hacer nunca consultas a distancia.
¿Qué formato de archivo usan los portaobjetos de patología digital?
No hay un formato único. Cada fabricante de escáneres escribe el suyo: Aperio y Leica escriben SVS, Hamamatsu escribe NDPI, 3DHISTECH escribe MRXS, los escáneres Leica SCN escriben SCN, Ventana escribe BIF, Philips escribe iSyntax y Olympus escribe VSI. Las opciones independientes del fabricante son TIFF piramidal, OME-TIFF y DICOM para imágenes de portaobjetos completos. Un visor independiente del fabricante como SlideScope lee directamente la mayoría de ellos.
¿Necesito hardware especial para ver imágenes de portaobjetos completos?
No. Como una imagen de portaobjetos completo se guarda como una pirámide de teselas, un visor solo carga las teselas de la región y del nivel de zoom que hay en pantalla. Un portátil corriente con 8 GB de RAM abre un portaobjetos de varios gigabytes en segundos. Para escanear sí hace falta un escáner de portaobjetos, y el diagnóstico clínico primario usa pantallas validadas, pero la revisión en investigación y docencia no.
¿Puedo hacer patología digital en un Mac?
Sí, para visualización y revisión en investigación. Varios visores de fabricantes solo funcionan en Windows, entre ellos Aperio ImageScope, pero QuPath, ObjectiveView, Hamamatsu NDP.view2 y SlideScope funcionan en macOS. SlideScope ofrece versiones nativas para Apple Silicon e Intel y abre portaobjetos SVS, NDPI, MRXS, SCN, BIF y QPTIFF en un Mac.
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