1. Einleitung

Die Einleitung zeigt zunächst die Einbindung der Fetalpathologie in das klinische Umfeld der Diagnostik und Therapie von Fehlbildungen auf. Im zweiten Teil der Einleitung wird die Telepathologie als Methode eingeführt und ihre Anwendungsgebiete in der Fetalpathologie werden erläutert.

1.1. Das Perinatalzentrum an der Charité

Das Anliegen der modernen pränatalen Diagnostik besteht einerseits darin, eine Schwangerschaft zu erkennen und deren Alter zu bestimmen und andererseits sehr früh Wachstums- und Entwicklungsstörungen sowie Erkrankungen des Feten zu erfassen (Bollmann et. al. 1997) und ggf. therapeutische Konsequenzen zu ziehen. Bisher ist es nur an großen Kliniken mit Zentralisierung möglich, die dafür notwendigen speziellen Erfahrungen zu gewinnen. Solche Zentren für Perinatalmedizin (z.B. in London, Paris, New York, München und Berlin), die über umfangreiche pränatal-diagnostische und -therapeutische Möglichkeiten verfügen, entstanden weltweit in den frühen 80er Jahren. An der Charité wurde im Oktober 1985 die interdisziplinäre Arbeitsgruppe „Pränatale Diagnostik und Therapie“ (Abb. 1) gegründet, in der Geburtshelfer, Neonatologen, Genetiker, Kinderchirurgen, Kinderkardiologen, Radiologen, Pathologen und Vertreter weiterer Fachdisziplinen zusammenarbeiten (Bollmann et al. 1997).

Abb. 1: Interdisziplinäre Struktur eines Perinatalzentrums

Die Vertreter der verschiedenen Fachdisziplinen treffen sich regelmäßig und diskutieren die interdisziplinären Befunde der aktuellen Fälle. Dabei steht die Diagnostik von Fehlbildungen im Vordergrund. Konkrete klinische Forderungen in den Fällen einer vorzeitigen Beendigung der Schwangerschaft mit Obduktion des Feten sind z.B. die autoptische Sicherung aller pränatalen Befunde und Stellungnahme zu differenten und zusätzlichen Befunden, der Einsatz spezieller Untersuchungsmethoden (PCR, Elektronenmikroskopie u.a.), sowie die qualitativ hochwertige bildliche Dokumentation von Autopsieberichten.

Bei Vorliegen schwerer pathologischer Befunde des Fetus wird mit Einverständnis der Patientin, die Schwangerschaft in den meisten Fällen vorzeitig beendet. Anschließend wird im Institut für Medizinische Genetik ein klinisch-genetischer Befund des Fetus erhoben und fetales Material für eine zytogenetische bzw. molekularzytogenetische Untersuchung entnommen. Danach erfolgt die Anfertigung eines postmortalen Fetogramms in der Radiologie.

Abschließend gelangt der Fetus zur Autopsie in das Institut für Pathologie. Durch Nutzung einer interdisziplinären Befund- und Bilddatenbank (Professional Image Archiving - PIA der Firma Viewpoint Bildverarbeitung GmbH), die 1995 zwischen der Frauenklinik und dem Institut für Pathologie aufgebaut wurde, kann sich der Obduzent über die erhobenen Pränatalbefunde und Ultraschallbilder am PC informieren und die Autopsie entsprechend [Seite 2↓]der aktuellen Befunde planen. Der abschließende Autopsiebericht wird an die Kliniker verschickt und stellt eine Grundlage für Aussagen zum Wiederholungsrisiko von Erkrankungen dar.

Der überwiegende Teil der im Zentrum für Perinatalmedizin betreuten Schwangerschaften wird erfolgreich termingerecht ausgetragen oder vorzeitig entbunden. Pränatal diagnostizierte pathologische fetale Befunde und Erkrankungen der Schwangeren werden interdisziplinär hinsichtlich einer entsprechenden Überwachung und Therapie besprochen. Dies ist eine Voraussetzung für die gezielte postnatale Versorgung des Risikoneugeborenen durch den Neonatologen, Kinderchirurgen bzw. weitere behandelnde Ärzte.

1.2. Die Fetalpathologie

Die Fetalpathologie ist ein Aufgabengebiet der Pathologie. Eine der wichtigsten Aufgaben der Autopsie von Feten ist die Qualitätskontrolle der pränatalen Diagnostik.

1.2.1. Fetalpathologie als Aufgabengebiet der Pathologie

Im Rahmen der Gliederung der Pathologie (Abb. 2) gehört die Autopsie von Feten in den Bereich der Prosektur. Innerhalb der letzten Jahre vollzog sich ein Schwerpunktwandel von der Kinderpathologie hin zur Fetal- und Embryonalpathologie. Am Institut für Pathologie der Charité (Campus Charité Mitte) lag der Anteil von Fetal- und Kinderautopsien einschließlich der Untersuchung der zugehörigen Plazenten an der Gesamtzahl der Sektionen in den vergangenen Jahren bei ca. 50%, ist damit also vergleichbar mit der Anzahl der Erwachsenensektionen (Tennstedt 2001a, persönliche Mitteilung). Dabei handelt es sich überwiegend um Sektionen von Feten, besonders nach vorzeitiger Beendigung der Schwangerschaften. Entsprechend der seltener durchgeführten intravitalen fetalen Diagnostik ist der Anteil an Untersuchungsmaterial eher gering (z.B. zytologische Untersuchungen von Ergüssen und Fruchtwasser oder histologische Untersuchungen von Feinnadelbiopsaten durch den Pathologen).

Abb. 2: Gliederung der Pathologie (Hufnagl 1999)

1.2.2. Die Fetalpathologie als Bestandteil eines Perinatalzentrums

Die wichtigste Aufgabe der Fetalpathologie innerhalb eines Perinatalzentrums besteht in der Qualitätskontrolle der pränatalen Diagnostik, da wichtige schwangerschaftsrelevante Entscheidungen auf Grund der pränatal erhobenen Befunde, insbesondere durch bildgebende Verfahren gestellt werden.

Bei der Autopsie von Feten werden die pränatal diagnostizierten Befunde entweder bestätigt, ergänzt oder korrigiert. Die klinischen Befunde und die interdisziplinär erhobenen Falldaten spielen hierbei für ein gezieltes Vorgehen und die Qualität der Autopsie eine wichtige Rolle.

Bei Vorliegen von schweren pathologischen Befunden des Fetus wird mit dem Einverständnis der Patientin die Schwangerschaft vorzeitig beendet. Mit zytogenetischem [Seite 3↓]Befund und postmortalem Radiogramm gelangt der Fetus zur Autopsie in die Pathologie.

Der abschließende Autopsiebericht in pathogenetischer Ordnung mit Diagnose und epikritischer Bewertung der Befunde wird den Beteiligten des Perinatalzentrums zur Verfügung gestellt und bildet mit die Grundlage für Aussagen zum Wiederholungsrisiko einer Erkrankung.

Die Integration der Fetalpathologie in die Arbeitsabläufe eines Perinatalzentrums ist in Abbildung 3 dargestellt.

Abb. 3: Betreuung der Schwangeren innerhalb eines Perinatalzentrums und Aufgabe der Pathologie

1.2.3. Aktuelle klinische Forderungen an die Fetalpathologie

Die modernen bildgebenden Verfahren wie Computertomographie, Kernspin-resonanztomographie, Szintigraphie und Ultraschall haben in den letzten Jahren die diagnostischen Möglichkeiten in der Medizin erweitert. In besonderem Masse trifft dies auch auf die Entwicklung der Ultraschalltechnik und ihre Bedeutung im Rahmen der pränatalen Diagnostik von Fehlbildungen zu. So können heute selbst detaillierte morphologische Befunde z.B. Herzfehlbildungen mit der Farbdopplersonographie sehr früh erkannt werden. Diese Entwicklungen haben zu gesteigerten klinischen Forderungen an die Autopsie von Feten geführt.

Die enormen technischen Fortschritte in der pränatalen Diagnostik ermöglichen dem Pränatalmediziner eine immer frühere und genauere Diagnostik fetaler Anomalien und Fehlbildungen. So können bereits zu Beginn des 2. Trimenons Entwicklungsstörungen routinemäßig entdeckt werden. Ein Teil der Schwangerschaften wird aus diesem Grund vorzeitig beendet. Dies führt dazu, dass der Pathologe zunehmend mehr Feten aus früheren Schwangerschaftswochen seziert und sehr detaillierte pränatale Befunde abklären muss.

Andererseits gestatten neue genetische Techniken Einblicke in die komplexen Zusammenhänge zwischen genetischen Abberationen, exogenen Faktoren und multiplen Fehlbildungen. Dies führt zu einem Anstieg von genetisch bestimmbaren komplexen Fehlbildungsmustern und Syndromen, mit denen sich der Pathologe beschäftigen muß, um eine korrekte Einordnung der jeweiligen Befunde treffen zu können.


[Seite 4↓]

1.2.4.  Besonderheiten bei der Sektion von Feten

Im Vergleich zur Erwachsenensektion kommen bei der Autopsie von Feten kleinere Sektionsinstrumente zum Einsatz und mit Hilfe eines Stereomikroskops (siehe Abb. 21) können kleine Organstrukturen detailliert beurteilt werden. Die Einbeziehung anamnestischer Daten, mit dem Ziel der Risikoeinschätzung einer erneuten Schwangerschaft, sowie die Beachtung der Besonderheiten der Fetalperiode des vorliegenden Feten, führen zu einer Erweiterung des üblichen Rahmens einer Routineobduktion.

Im Gegensatz zur Erwachsenensektion müssen bei einer Fetalsektion neben den interdisziplinären Befunden, die Anamnese der Patientin, der Plazentabefund, der Wachstums- und Reifestand des Fetus sowie die fetalen Kreislaufverhältnisse beurteilt werden. Nur ein adäquates Autopsieprotokoll in pathogenetischer Ordnung mit Diagnose und epikritischer Bewertung der interdisziplinären Befunde, wie der klinischen Genetik, Zytogenetik und des postmortalen Radiogramms stellt eine ausreichende Grundlage für Aussagen zum Wiederholungsrisiko der Erkrankung dar (Tennstedt et al. 2000c).

1.2.5. Probleme der Qualitätssicherung

Das schnelle Wachstum der Anzahl komplexer Erkrankungen und Syndrome und die Zunahme der Anzahl kleinerer Feten aus sehr frühen Schwangerschaftswochen, die zur Autopsie gelangen, führen zu erhöhten qualitativen Anforderungen an die Autopsie von Feten.

Hinzu kommt der Umstand, dass es weltweit nur sehr wenige Experten für Fetalpathologie gibt. In Deutschland kann die Anzahl auf etwa 20 Experten geschätzt werden. Diese stehen an den Instituten für Pathologie der Universitätskliniken als Kooperationspartner für die einzelnen Perinatalzentren zur Verfügung.

Bei fetalen Sektionen mit seltenen, komplizierten Befunden kann Unerfahrenheit des Obduzenten dazu führen, dass bestimmte Befunde zerstört werden und nach der Autopsie nicht mehr zu rekonstruieren sind. Der Pathologe trägt jedoch mit seiner Diagnostik eine hohe Verantwortung, die sich in Prüfung (Bestätigung vs. Nicht-Bestätigung) oder/ und Ergänzung der Pränatalbefunde zeigt. Eine fetalpathologische Obduktion sollte aus diesem Grund nur von einem Pathologen durchgeführt werden, der über genügend Erfahrungen in diesem Bereich verfügt oder unter Anleitung eines entsprechenden Kollegen die Sektion vorgenommen werden.

Nur eine sachgerecht durchgeführte Autopsie unter Kenntnis der Pränatalbefunde und unter Beachtung der Besonderheiten der Entwicklungspathologie, sowie die Erstellung eines adäquaten Autopsieprotokolls kann eine Qualitätskontrolle der pränatalen Diagnostik gewährleisten.

1.3. Telepathologie in der Fetalpathologie

1.3.1. Telemedizin und Telepathologie

Die TELEMEDIZIN ist ein Teilgebiet der Medizin, welches als Überschneidung von Gesundheitswesen, Informationstechnik und Telekommunikation definiert werden kann (siehe Abb. 4).


[Seite 5↓]

Abb. 4: Einbettung der Telemedizin (Roland Berger Studie, 1997)

Die Telemedizin ist gekennzeichnet durch die Nutzung von Informations- und Telekommunikationstechnologien (Telematik) zur Unterstützung und Verbesserung medizinischer Leistungen. Im Besonderen können diese neuen Technologien in administrativen Prozessen, in der Diagnostik und Therapie sowie der Wissensvermittlung Einsatz finden. Dadurch kann die medizinische Versorgung in ihrer Reichweite und Qualität entscheidend verbessert werden. (Telemedizinführer Deutschland 2000)

Unter TELEPATHOLOGIE versteht man das Erbringen diagnostischer Leistungen durch einen Pathologen über eine Distanz unter Nutzung der Telekommunikation (Nordrum 1996, Weinstein et al. 1997a). Konkret bedeutet dies, dass eine diagnostische Begutachtung für einen Fall erfolgt, der sich physikalisch an einem anderen geographischen Ort befindet (makroskopische Präparate, histologische Schnitte etc.).

1.3.2. Anwendungsgebiete der Telepathologie

Telemedizinische Methoden können prinzipiell in jedem Gebiet der Pathologie zur Anwendung kommen.

Das wichtigste Einsatzfeld der Telepathologie liegt in der Diagnostik, speziell im Einholen einer zweiten Meinung. Die Diagnostik wird in Primär-, Sekundär, und Tertiärdiagnostik unterteilt. Sie kann online und offline erfolgen.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten bestehen in der Aus- und Weiterbildung von medizinischem Personal (Assistenzärzte, Studenten, MTAs etc.), Telekonferenzen, sowie der Erstellung und Pflege von digitalen Falldatenbanken (Nordrum et al. 1996).

Weltweit werden diese Möglichkeiten in unterschiedlichem Umfang genutzt. So werden in Flächenstaaten wie Kanada, Australien, Schweden und Norwegen durch die besonderen Kommunikationsanforderungen in diesen Ländern telepathologische Systeme bereits sehr breit in der Routine eingesetzt. Dabei wird die Telepathologie überwiegend zur Primärdiagnostik verwendet. (Nordrum 1996, Dietzel 2000)

Der aktuelle Stand der Einführung der Telepathologie ist in den europäischen Ländern sehr unterschiedlich. So etablierten sich - neben Schweden und Norwegen - in der Schweiz (Oberholzer et al. 1993), Italien (Della Mea et al. 2000) und auch in Deutschland (Stauch et al. 1995, Hufnagl et al. 2001) Telepathologie Netzwerke, die ihre Technik der primären Schnellschnittdiagnostik zur Verfügung stellen. In Frankreich wurde ein telepathologisches Netzwerk für Expertenkonsultationen etabliert (Martin et al. 1995). In Spanien (Nordrum 1996) und Kroatien (Seiwerth 2000) werden Telepathologie-Systeme eingesetzt, welche [Seite 6↓]durch Versendung von statischen Bildern, dem Einholen einer Zweiten Meinung dienen.

Für die sekundäre Diagnostik wurden spezielle Konsultationszentren eingerichtet, die über das Internet, nach entsprechender Anmeldung und Authentifizierung, das Versenden von Falldaten ermöglichen und innerhalb von wenigen Tagen einen Diagnosevorschlag anbieten. Als Beispiele seien das kostenpflichtige Diagnosezentrum des AFIP (Williams 1998) und das kostenfreie Telepathologie-Konsultationszentrum (TPCC) der UICC genannt (Dietel et al. 2001, Gardziella et al. 2001).

Am Institut für Pathologie der Charité wird die Telepathologie seit 1997 routinemäßig eingesetzt. Das Schnellschnittlabor im Operationstrakt der Chirurgie wird mit verschiedenen Arbeitsplätzen im Institut für Pathologie verbunden (Hufnagl 2000b). Des weiteren sind entfernte Standorte des Institutes (Campus Virchow Klinikum und Campus Berlin Buch), sowie das Havelland Klinikum Nauen mit dem Institut für Pathologie Campus Charité Mitte verbunden.

1.3.3. Anwendungsszenarien der Telepathologie in der Fetalpathologie

Nach dem derzeitigen Kenntnisstand gibt es noch keinen dokumentierten Einsatz der Telepathologie in der Fetalpathologie. Jedoch könnte die Anwendung der Telepathologie die Effektivität und die diagnostische Sicherheit in der Fetalpathologie erheblich verbessern.

Folgende Szenarien sollen die Einsatzmöglichkeiten verdeutlichen.

Szenario I - Autopsieüberwachung

Während der Autopsie eines Feten zeigt sich bei der Präparation eines Organsitus eine Fehlbildung, die durch den Obduzenten primär nicht diagnostiziert werden kann. Der Obduzent kann sich durch Konsultation eines erfahrenen Pathologen die Fehlbildung einordnen lassen und mit ihm die weiteren Schritte des Obduktionsablaufes besprechen. Am Ende der Konsultation können die Diagnosen für den Autopsiebericht festgelegt werden. (Abb. 5).

Abb. 5: Szenario I: Ein Pathologe in der Ausbildung konsultiert einen erfahrenen Pathologen

Szenario II - Zweite Meinung

Im Verlaufe der Autopsie eines Feten werden seltene Fehlbildungen diagnostiziert. Der sezierende Pathologe kann diese jedoch keinem konkreten Fehlbildungs- oder Syndromenkomplex zuordnen. Die Konsultation eines Experten kann sowohl online, d.h. direkt mit Videokonferenz und Live-Demonstration der Fehlbildungen, als auch offline erfolgen (zeitversetzte Kommunikation per E-Mail). Mit Hilfe des Experten kann durch Diskussion die endgültige Befundeinordnung erfolgen. (Abb. 6).


[Seite 7↓]

Abb. 6: Szenario II: Zweite Meinung

Szenario III - Konsensfindung:

Die Klassifikation von multiplen bzw. seltenen Fehlbildungen ist durch die enorme Anzahl an Syndromen und Fehlbildungskomplexen für den Pathologen oft nicht einfach. Innerhalb einer Expertengruppe (ggf. unter Konsultation von Klinikern und Genetikern) werden selten auftretende Anomalien oder möglicherweise assoziierte Fehlbildungen einschließlich der interdisziplinären Befunde diskutiert. Unter Verwendung telepathologischer Techniken können die jeweiligen Befunde per E-Mail (offline) versandt werden. Die Fehlbildungen können aber auch im Rahmen einer Expertenkonferenz (Video-Konferenz) demonstriert und live diskutiert werden (online). So kann in der Regel abschließend eine Klassifikation des vorliegenden Fehlbildungsmusters oder der einzelnen Fehlbildungen erfolgen (Abb. 7).

Abb. 7: Szenario III: Konsensfindung

Die Szenarien zeigen, dass mit Hilfe der Telepathologie die Kommunikation zwischen Pathologen zur Lösung von Problemen bei der Autopsie von Feten erleichtert werden kann. So kann der wenig erfahrene Obduzent auf einfachem Weg einen erfahrenen Kollegen konsultieren, der erfahrene Fetalpathologe kann sich bei Unklarheiten die Zweite Meinung eines Experten einholen und für die Konsensfindung kann eine Expertenkonferenz „elektronisch“ einberufen werden.

1.3.4. Prinzipien der Telepathologie

Grundsätzlich werden zwei Kommunikationsarten unterschieden: die synchrone und die asynchrone Kommunikation. Beide Arten unterscheiden sich hinsichtlich der Interaktionsmöglichkeiten und des zeitlichen Ablaufs. Sie haben deshalb unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten.


[Seite 8↓]

Synchrone Kommunikation – Online Prinzip

Über eine elektronische Verbindung sind der anfragende Pathologe (Server) und der konsultierte Pathologe (Client) direkt miteinander verbunden (Abb. 8). Beide Teilnehmer verfügen über kompatible Systeme bestehend aus z.B. PC, Bildschirm, Personenkamera, Mikrofon, Lautsprecher etc. Die Kommunikation kann wie beim Telefonieren synchron/simultan erfolgen. Die telepathologischen Techniken erlauben eine Live-Falldemonstration, Live-Sektion und Diskussion. Mit Hilfe zusätzlicher Geräte kann der konsultierte Pathologe das Mikroskop bzw. das Makroskop des Anfragenden fernsteuern.

Abb. 8: Schema der Synchronen Kommunikation

Es ist vorstellbar, dass Organe mittels fernsteuerbarer Greifarme oder Sonden manipuliert werden können. In der Telechirurgie wird bereits mit derartigen Systemen experimentiert. Sie stehen prinzipiell auch für Sektionen unter Nutzung der Telepathologie zur Verfügung.

Die synchrone Kommunikation findet zur Zeit überwiegend bei der Primärdiagnostik von Gefrierschnitten im Rahmen einer Schnellschnittuntersuchung Anwendung.

Asynchrone Kommunikation – Offline Prinzip

Bei der asynchronen Kommunikation werden alle relevanten Teile der Anfrage (Patientendaten, klinische Befunde, Bilder, Arbeitsdiagnose etc.) als Fall-Pakete via E-Mail versendet. Die Fall-Pakete werden dabei auf einem Mail-Server zwischengespeichert. (Abb. 9) Die Kommunikation erfolgt nicht zeitgleich wie beim synchronen Modus, sondern zeitversetzt. Live-Demonstration oder Diskussion können nicht genutzt werden, ebenso ist eine Fernsteuerung nicht möglich.

Abb. 9: Schema der Asynchronen Kommunikation

Ein Fall kann per E-Mail grundsätzlich an mehrere Pathologen versendet werden. Diese können parallel konsultiert werden und sie können den Zeitpunkt der Fallbearbeitung selbst bestimmen, so dass anfragender und konsultierter Pathologe nicht gleichzeitig agieren müssen.


[Seite 9↓]

Zur Zeit wird der asynchrone Modus hauptsächlich im Einholen einer Zweiten Meinung in der Pathologie eingesetzt, z.B. über Internet-basierte Diagnosezentren wie das des Armed Force Institute of Pathology (AFIP) oder das Telepathologie Konsultationszentrum TPCC der UICC (Williams 1998, Dietel et al. 2001, Gardziella et al. 2001).

1.3.5. Voraussetzungen für die Nutzung von Telepathologie-Systemen

Für den Einsatz telepathologischer Systeme müssen bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein, dazu zählen finanzielle, technische und räumliche.

Der finanzielle Rahmen umfasst neben den Anschaffungskosten der technischen Geräte, die Wartung und Pflege, sowie den Kauf von Updates und Serviceleistungen. Weitere Kosten entstehen durch die Nutzung von Netzwerken (Telefonnetz / Internet).

Der Umfang der technischen Geräte variiert je nach Einsatzszenario des telepathologischen Systems. Möchte beispielsweise ein Pathologe einen Kollegen online konsultieren, sind bestimmte Geräte notwendig (z.B. Mikroskop, Makroskop etc.), die bei dem konsultierten Pathologen nicht benötigt werden (Tab. 1).

Tab. 1: Technische Bestandteile von Telepathologie-Systemen

Technische Geräte

(Hardware)

Anfragender Pathologe

Konsultierter Pathologe

   
 

notwendig

notwendig

 

notwendig

notwendig

 

sinnvoll

sinnvoll

   
 

notwendig

notwendig

 

notwendig

notwendig

 

notwendig

notwendig

 

notwendig

notwendig

 

sinnvoll

sinnvoll

   
 

notwendig

nicht notwendig

 

notwendig

nicht notwendig

 

notwendig für Schnellschnitt und Sektion

nicht notwendig

 

nicht notwendig für Sektion

nicht notwendig

 

sinnvoll

sinnvoll

Die Integration in den vorhandenen Arbeitsablauf ist dem Einrichten eines Extraarbeitsplatzes aus ökonomischen und ergonomischen Gründen vorzuziehen.

1.3.6. Aufbau und Funktion von Telepathologiesystemen

In der Regel besteht ein telepathologisches Einzelsystem aus einem PC mit mehreren Hardware-Bauteilen (Tab. 1). Je nach Einsatzgebiet des Systems werden bestimmte bildgebende Komponenten (Mikroskop, Makroskop etc.) angeschlossen. Soll ein Arbeitsplatz sowohl für Anfragen als auch für die Abgabe einer Zweiten Meinung genutzt [Seite 10↓]werden, so muss der Arbeitsplatz entsprechend ausgerüstet werden.

Die Steuerung der Geräte erfolgt am effektivsten mit einer speziellen Software, einem Telepathologie-System. Von verschiedenen Institutionen und kommerziellen Firmen wurden derartige Systeme entwickelt (z.B. TPS aus Berlin, HISTKOM aus Stuttgart, Olympus, Nikon, Zeiss, AVItechs etc.). Diese unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Benutzeroberfläche, Funktionalität, Arbeitsablauf und Unterstützung von Hardwarekomponenten. Die Anbindung an Datenbanken ermöglicht den Zugriff auf fallspezifische Informationen (zentrale Datenbank eines Krankenhauses, Pathologie-Informations-System). Ebenso können die anfallenden telepathologischen Daten in einer Falldatenbank abgespeichert werden und dann als Referenzfälle zur Verfügung stehen.

Abb. 10: Schema eines telepathologischen Einzelplatz-Systems (Server Seite)

Um die Einzelplatz-Systeme miteinander verknüpfen zu können, wird auf bereits bestehende Netzwerke (Inhouse-Network oder bundesweites Telefonnetz der Deutschen Telekom) zurückgegriffen. Je nach Art und aktueller Auslastung des verwendeten Netzwerkes können die Informationen zwischen den Systemen unterschiedlich schnell ausgetauscht werden.

Tab. 2: Vergleich unterschiedlicher Datentransfermöglichkeiten

Bezeichnung

Bandbreite

Übertragungszeit*
einer 1 Mb großen Bilddatei

analog

Telefonleitung (Modem)

33,6 – 56 KBps

14-16 min

digital

ISDN

64 Kb pro Sekunde

2-18 min

n-gebündelte ISDN-Kanäle

n x 64 Kb pro Sekunde

n x (2-18) min

Ethernet

= LAN

10 Mb pro Sekunde

0,01 min (=0,6 s)

FDDI

100 Mb pro Sekunde

0,001 min (=0,06 s)

ATM

144 Mb pro Sekunde

0,0001 min (=0,006 s)

... weitere Transfermöglichkeiten (Infrarot, Bluetooth etc.)

* Die Schwankungen entstehen je nach Netzauslastung (Modemübertragungen schwanken zwischen 3-10 Kb; ISDN-Übertragungen liegen zwischen 8-30 Kb)

Die Verschlüsselung des Datentransfers zum Schutz vor unberechtigtem Zugriff wird bei den einzelnen Übertragungsarten unterschiedlich vorgenommen. Grundsätzlich kann die Verschlüsselung bereits vor dem Versenden der Daten erfolgen (Hardware oder Software basiert). So sind z.B. Modems oder Netzwerkkarten mit integrierter Codiertechnik vorhanden. Weit verbreitet sind zur Zeit sogenannte Public-Key-Verschlüsselungen, die [Seite 11↓]insbesondere bei dem Versenden von elektronischer Post (E-Mail) oder bei FDDI-Netzen eingesetzt werden. Daneben existieren sehr viele verschiedene benutzerdefinierte Verschlüsselungsalgorithmen.

Meistens werden zwei Systeme nur Punkt zu Punkt verbunden, d.h. ein Einzelplatz-System wird mit einem weiteren verknüpft (Abb. 11). In der Computertechnik werden die Begriffe Client (Kunde) und Server (Kellner) verwendet. Die Client-Server-Architektur ist wesentlich für die Vernetzung von Computern und beschreibt ein abstraktes Prinzip der Kommunikation. In der Telepathologie wird das System des anfragenden Pathologen oft als Server und das System des konsultierten Pathologen als Client bezeichnet.

Abb. 11: Schema einer Punkt zu Punkt Verbindung

Mit der Einführung einer größeren Anzahl netzwerkfähiger Systeme wird in Zukunft ein Telepathologie-Netzwerk entstehen. Als Beispiel sei hier das bestehende Telepathologie-Netz der Charité in Berlin aufgeführt (Abb. 12).
Ein grundsätzliches Problem ist jedoch die Inkompatibilität kommerzieller Systeme, die bestehende Standards wie DICOM, VML, HL7 oder XML nicht unterstützen (Muller et al. 2001).

Abb. 12: Telepathologie-Netzwerk der Charité Berlin

1.3.7. Makroskopie und Mikroskopie in der Telepathologie

Die Basis für die Diagnostik in der Pathologie bilden die makroskopische und mikroskopische Beurteilung des Materials.

In der Fetalpathologie dient die Makroskopie primär der Beurteilung des Situs und der Organe bei der Sektion, die mikroskopische Begutachtung erfolgt erst nach entsprechender histologischer Aufarbeitung der Organe. Demzufolge wird die Mikroskopie bei einer Online Live-Sektion keine Rolle spielen, jedoch zu einem späteren Zeitpunkt in der Diagnostik ein wichtiger Bestandteil sein.


[Seite 12↓]

Im Zentrum telepathologischer Anwendungen steht heute meist die Histologie. Die Makroskopie ist derzeit nur im Rahmen des Zuschnitts bei der Schnellschnittdiagnostik von Bedeutung (Oberholzer et al. 1993, Kayser et al. 2000b, Wells et al. 2000). Sie spielt jedoch in der Fetalpathologie die entscheidende Rolle (Wehrstedt et al. 2000a).

Makroskopie

In der Makroskopie werden Bilder mit Hilfe eines Makroskops oder eines Stereomikroskops von makroskopischen Präparaten angefertigt. Die Bilder werden mit einer digitalen Kamera aufgenommen und an den PC übertragen und dort gespeichert. Je nach Kommunikationsmodus (Online oder Offline) können diese Bilder direkt über das Netz an den konsultierten Pathologen weitergeleitet oder zu einem Fall-Paket zusammengefasst auf einem Mail-Server abgelegt werden. (Abb. 13 und 14)

Abb. 13: Online-Makroskopie

Im Online Modus können Live-Videobilder (dynamische Bilder) des makroskopischen Präparates übertragen werden. Durch das Drehen des Präparates wird der Stereoeindruck besonders gut vermittelt. Dies kann bei statischen Bildern z.B. durch Schatten, Glanzlichter oder durch das Schärfe-Unschärfe-Verhältnis erreicht werden. Im Online Modus kann man durch Live-Diskussionen Besonderheiten des Präparates besprechen und dieses mit Sonden oder Pinzetten manipulieren.

Abb. 14: Offline-Makroskopie

Der grundsätzliche Ablauf in der Makroskopie ist ähnlich wie in der Mikroskopie. Die fallspezifischen Bilder werden aufgenommen und zusammen mit den Falldaten per E-Mail an den konsultierten Pathologen versandt. (siehe auch Kapitel 1.3.5. Prinzipien der Telepathologie)

Mikroskopie

In der Mikroskopie werden histologische Schnittpräparate beurteilt. Im Rahmen der Telepathologie kann dies ebenfalls online oder offline erfolgen (Abb. 15 und 17).


[Seite 13↓]

Abb. 15: Online-Mikroskopie

Bei der Online-Mikroskopie kann der konsultierte Pathologe das Mikroskop des anfragenden Pathologen fernsteuern. Dies kann im Offline-Modus nicht erfolgen, da das Fall-Paket bereits fertig auf einem Mail-Server gespeichert wurde und für den konsultierten Pathologen bereitliegt.

Die Funktionsweise der Fernsteuerung des Mikroskops soll in folgender Abbildung kurz verdeutlicht werden.

Abb. 16: Fernsteuerung

Die vom Joystick des konsultierten Pathologen ausgehenden Steuerinformationen werden an das fernsteuerbare Mikroskop gesendet, so dass das Präparat auf dem Objekttisch in entsprechender Weise bewegt wird. Die an das Mikroskop angeschlossene Videokamera nimmt die Bilder auf und sendet diese an den PC und gleichzeitig über die bestehende Netzverbindung an den konsultierten Pathologen. Der gewünschte Präparatausschnitt wird dann ebenfalls auf dem Monitor dargestellt.

Abb. 17: Offline-Mikroskopie

Bei der Offline-Mikroskopie werden die fallspezifischen Bilder aufgenommen und mit den Falldaten per E-Mail an den konsultierten Pathologen versendet. Als Zwischenstation dient ein Mail-Server, der die E-Mail speichert und für den Abruf durch den konsultierten Pathologen bereit hält. Eine Fernsteuerung ist deshalb nicht möglich. Die Bildauswahl trifft allein der anfragende Pathologen.


[Seite 14↓]

1.3.8.  Vorteile und Probleme der Telepathologie

Durch den Einsatz telepathologischer Systeme können eine Reihe von Aufgaben in der Pathologie und insbesondere in der Fetalpathologie gelöst werden.
Durch die Möglichkeit einen Kollegen zu konsultieren, ergeben sich mehrere Vorteile:

Eine Zweite Meinung kann schneller und damit häufiger eingeholt werden (Hufnagel et al. 2000), somit kann die Qualität und Sicherheit der Diagnostik gesteigert werden. Die Primärdiagnostik pathologischer Fälle wird an Krankenhäusern ohne Pathologen vor Ort ermöglicht. Und die Konsultation mehrerer Pathologen kann gleichzeitig erfolgen (Wehrstedt et al. 2000b). Des weiteren können „Telepathologie-Konsultationszentren“ für Expertisezwecke genutzt werden, und die Weiterbildung und Konsensbildung werden erleichtert (Della Mea et al.1999a).
Insgesamt kann so die Patientenversorgung verbessert werden. (Weinstein et al. 1986, Dunn et al. 1997b, Kayser et al. 1999a, Hufnagl et al. 2000a)

Jedoch sind mit der Anwendung dieser Techniken auch ein paar Problemen verbunden.

Besonderheiten eines Falles, die nicht rechtzeitig erkannt werden, können zu Fehlinterpretationen führen (Dunn et al. 1997a/b, Winokur et al. 1998). So wird notwendig, die Präparate konventionell per Boten an den konsultierten Pathologen zu senden, da mögliche Schwierigkeiten nicht mit den Mitteln der Telepathologie geklärt werden können (Winokur et al. 1998, Oberbarnscheidt et al. 2000). Ein weiteres Problem liegt in der Auswahl der relevanten Bildausschnitte. Dies ist abhängig von der Erfahrung des Pathologen und kann so die Qualität der Diagnostik stark beinträchtigen (Weinstein et al. 1986, Oberholzer et al. 1993, Eusebi et al. 1997, Della Mea et al. 1998a, Oberbarnscheidt et al. 2000). Weiterhin besteht das Problem des Datenschutzes und der unklaren rechtlichen Grundlage für die Nutzung der Systeme in der Diagnostik (Dierks 2000). Ebenso ungeklärt sind die Abrechnungsmöglichkeiten telepathologischer Dienste (Schwarzmann et al. 2000, Dietel et al. 2000b).
Bestehende technische Probleme wie fehlende Standards, unzureichende Geschwindigkeit, mangelnde Stabilität der Systeme (Weinstein et al. 1997b), Bildqualität (Dunn et al. 1997a) oder komplizierte Benutzeroberflächen sind derzeit noch ein Problem. Diese werden mit der zunehmenden technischen Weiterentwicklung gelöst werden können.


© Die inhaltliche Zusammenstellung und Aufmachung dieser Publikation sowie die elektronische Verarbeitung sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung. Das gilt insbesondere für die Vervielfältigung, die Bearbeitung und Einspeicherung und Verarbeitung in elektronische Systeme.
DiML DTD Version 3.0Zertifizierter Dokumentenserver
der Humboldt-Universität zu Berlin
HTML-Version erstellt am:
02.02.2004