Luis Alfaro Ferreres
Hospital 9 de Octubre. Valencia

La telepatología consiste en la transmisión a distancia de imágenes digitalizadas de muestras tisulares o citológicas para su interpretación remota, con fines diagnósticos, de consulta, o de educación continuada.

Su requerimientos incluyen un dispositivo de captura de las imágenes a partir del microcopio, conectado a un ordenador, y éste a su vez, a una red de telecomunicaciones que permita la transmisión remota. Desde sus inicios la telepatología ha adaptado los avances tecnológicos disponibles para conseguir sus fines. Los dispositivos de obtención de imágenes, cámaras fotográficas o de video, analógicas o digitales, han logrado un perfeccionamiento técnico tal que han dejado de ser un factor limitante a la hora del diagnóstico remoto. El elemento clave en el desarrollo de los sistemas de telepatología han sido las líneas de comunicación. Hasta el formidable desarrollo de Internet, cualquier intento de establecer un sistema de telepatología dinámica, es decir con trasmisión de secuencias de imágenes o de video en tiempo real, requería de costosas líneas específicas a tal fin; que generalmente se establecían entre puntos concretos, cerrados, sin posibilidades de acceso universal [1]. Internet ha proporcionado una red global, accesible desde casi cualquier lugar del planeta, y con unas condiciones ideales para establecer sistemas de telepatología. Sin embargo, los requerimientos de ancho de banda necesarios para obtener diagnósticos fiables, difícilmente pueden conseguirse con las conexiones convencionales a través de modem. La rápida evolución de Internet ha permitido la difusión de líneas de alta velocidad con características más apropiadas para un sistema de telepatología dinámico. Entre éstas, las líneas ADSL (asymetric digital subscriber line ó línea de abonado digital asimétrica) han alcanzado un enorme crecimiento, basado especialmente en la posibilidad de adaptación sobre líneas de telefonía convencional. Su característica principal (asimetría) se refiere a la diferente tasa de velocidad a la hora de enviar o recibir información. Las líneas ADSL disponibles, ofrecen tasas de recepción de información entre 256 kilobits/seg y 2 Megabits/seg (2048 Kbps), mientras que la velocidad de envío de información suele oscilar entre 128 y 300 kbps. Esta última es la velocidad real de que dispondremos para transmitir nuestras imágenes.

Los sistemas actuales de telepatología tienden a emplear programas de captura y emisión de video hacia páginas web, que los hagan potencialmente compatibles con cualquier ordenador conectado a Internet. Es relativamente sencillo disponer de un software capaz de adaptarse al ancho de banda disponible, refrescando las imágenes en función de la velocidad de la línea y empleando en tiempo real sistemas de compresión de imágenes de tipo jpeg o mpeg. La pregunta clave de qué ancho de banda mínimo es necesario para un sistema de telepatología, no tiene una respuesta exacta. Dependerá de diversos factores como la calidad de los métodos de compresión de imagen empleados, las características de los casos a estudiar, o de la adaptación y experiencia de los patólogos al diagnóstico a través de imágenes digitalizadas [2]. Generalmente se considera que un ancho de banda de 300 kbps es suficiente para estos fines. Las líneas ADSL básicas con velocidad de envío de 128 kbps pueden resultar suficientes, ya que son susceptibles de mejora aprovechando el hecho de simultáneamente puede emplearse la línea telefónica convencional sobre la que asientan, lo que permitiría obtener un segundo canal de 56 kbps con un modem o bien de 64 o 128 kbps adicionales si la línea ADSL se instala sobre una línea de tipo RDSI. Esta opción tiene especial validez, de emplearse como un segundo canal tanto para la conexión a una cámara adicional para el envío de imágenes macroscópicas [3], como para la transmisión de sonido, simultáneo a la imagen y que permita una comunicación entre patólogo emisor y receptor, bien con un software específico o bien, incluso con una conexión telefónica de voz.

CÁMARAS

Las cámaras de vídeo analógicas son el sistema más cómodo de conectar nuestro microscopio a un ordenador para conformar un equipo de Telepatología. Las cámaras de vídeo emplean un dispositivo de captura de la imagen denominado CCD (charge couple device). Las cámaras más sencillas emplean un único CCD, pero existen cámaras de 3 CCD que aportan una calidad de imagen superior, al captar cada uno de los colores básicos (rojo, verde, azul) de forma separada por uno de los CCDs.

La resolución de las cámaras analógicas se mide en líneas de TV; y se alcanzan resoluciones en torno a las 470 líneas para las cámaras de CCD único y hasta 626 líneas paras las de triple CCD. Esta resolución, una vez digitalizada, se transforma en 720x576 píxeles que es el equivalente de resolución PAL.

Las cámaras de video digitales o las cámaras fotográficas digitales actuales, incluso las de uso doméstico alcanzan resoluciones muy superiores, en torno a 5 Megapixeles. Estas enormes resoluciones no pueden, sin embargo, ser aprovechadas por un sistema de telepatología dinámico, ya resulta imposible con las líneas actuales, una transferencia en tiempo real de toda la información capturada. Incluso con los nuevos puertos de alta velocidad de tipo USB o firewire, existe una latencia entre la captura de las imágenes por la parte de la cámara y su transferencia al ordenador local. Por lo tanto, las cámaras de video convencionales (analógicas) conectadas a una tarjeta digitalizadora, siguen siendo la opción más realista para un sistema de telepatología.

COSTES

El elevado precio, y la complejidad de los primeros equipos de telepatología fueron los elementos que han limitado la expansión de los mismos [4]. La reducción de costes ha sido uno de los objetivos en el diseño de los nuevos equipos [5]. Así sistemas que prescindían de microscopios robotizados o sustituían las líneas especificas por conexiones a Internet tipo ADSL han conseguido minimizar los costes y hacer posible su implantación en prácticamente cualquier entorno.

SOFTWARE

Los programas empleados en telepatología han tratado de adaptar los avances en algoritmos informáticos para la compresión de vídeo, que permitiera emplear líneas más sencillas, de manera que cualquier ordenador conectado a Internet pudiera ser un potencial receptor de los sistemas de telepatología [6].

La compresión de vídeo permite reducir eficazmente el volumen de información a transmitir. Sin embargo, estas elevadas compresiones implican una inevitable perdida de calidad, que no puede ser un factor condicionante para establecer el diagnóstico remoto [7].

Los objetivos de universalización, reducción de costes y sencillez han hecho que el software de videoconferencia más popular (Netmeeting) haya sido utilizado con éxito en equipos de telepatología [8].

La compresión de video generalmente produce secuencias de imágenes continuas con una menor frecuencia (menos imágenes por segundo) y calidad. Para un sistema de telepatología sobre líneas de media capacidad de tipo ADSL, y donde una resolución de imagen suficiente para el diagnóstico es imprescindible, resultan más apropiados sistemas de compresión no lineales [9].

Estos últimos transmiten la imagen en función de su refresco en el lugar de origen, de modo que sólo al desplazar la preparación sobre el microscopio o al cambiar de objetivo se generará una nueva imagen que se trasmitirá hasta el receptor; mientras que si la imagen no cambia, la información no se renovará ahorrando el ancho de banda de la línea. Por otro lado estos sistemas permiten mantener una elevada calidad de imagen ya que el receptor percibirá en función del ancho de banda de su línea una tasa mayor o menor de imágenes pero con una resolución siempre elevada. La posibilidad de enviar imágenes directamente a un navegador de Internet sin ningún software adicional para el receptor hace de estos programas los más adecuados actualmente en telepatología [10].

LÍNEAS DE COMUNICACIÓN

Internet es el medio ideal para utilizar un sistema de telepatología pues proporciona la oportunidad de conexiones con innumerables receptores. Los primeros sistemas de telepatología crecieron al margen de Internet pues el ancho de banda disponible no permitía un diagnostico remoto con mínima fiabilidad. Internet en realidad funciona tan rápido cómo nos permitan nuestras líneas de acceso a la red y las de los potenciales receptores, y éstas mejoran continuamente. Al mismo tiempo se desarrollan redes menores o intranets, en muchos casos dentro del ámbito hospitalario, que permiten conexiones de alta velocidad, y sistemas de telepatología con transmisión de imágenes de alta calidad. En estos entornos se han desarrollado sistemas de consulta intrahospitalaria para estudios intraoperatorios [11]; y son adecuados para aprovechar la alta calidad de las nuevas cámaras o los sistemas automatizados de digitalización que permiten grabar de manera completa una preparación histológica de manera que cualquier parte de la misma es susceptible de estudio y magnificación a través de un pantalla de ordenador [12].

Para conexiones de ámbito global, las líneas ADSL pueden ser una opción adecuada. Pero probablemente nuestro equipo de telepatología será funcional y útil si lo diseñamos de manera versátil para que pueda adaptarse a las condiciones disponibles, e incorporar sin costes adicionales significativos todos los avances que se producen de manera vertiginosa, con cámaras de mayor calidad, ordenadores más potentes, programas con mejores tasas de compresión de imagen o líneas de comunicación de mayor capacidad.

REFERENCIAS

1.- Nordrum I, Engum B, Rinde E, Finseth A, Ericsson H, Kearney M, Stalsberg H, Eide TJ.
     Remote frozen section service: a telepathology project in northern Norway.
     Hum Pathol. 1991 Jun;22(6):514-8.

2.- Wellnitz U, Fritz P, Voudouri V, Linder A, Toomes H, Schmid J, Binder B, Schwarzmann P.
     The validity of telepathological frozen section diagnosis with ISDN-mediated remote microscopy.
     Virchows Arch. 2000 Jul;437(1):52-7

3.- Leong AS, Visinoni F, Visinoni C, Milios J.
     An advanced digital image-capture computer system for gross specimens: a substitute for gross description.
     Pathology. 2000 May;32(2):131-5

4.- Nordrum I.
     Telepathology. Is there a future?
     Telemed Today. 1996 Mar-Apr;4(2):24-6

5.- Bryant J.
     Cost minization analysis of telepathology: a critical review.
     Am J Clin Pathol. 2000 Jun;113(6):902-5

6.- Cross SS, Dennis T, Start RD
     Telepathology: current status and future prospects in diagnostic histopathology.
     Histopathology 2002 Aug;41(2):91-109

7.- Marcelo A, Fontelo P, Farolan M, Cualing H.
     Effect of Image Compression on Telepathology.
     Arch Pathol Lab Med. 2000 Nov;124(11):1653-1656

8.- Marchevsky AM, Lau SK, Khanafshar E, Lockhart C, Phan A, Michaels PJ, Fishbein MC
     Internet teleconferencing method for telepathology consultations from lung and heart transplant patients.
     Hum Pathol 2002 Apr;33(4):410-4

9.- Alfaro, L; Roca, M.J. Poblet, E. Froufe, A; Rayón, M
   Telepatología en Internet: optimización de la transmisión de imágenes con líneas de telefonía convencional
      Rev Esp Patol, 1998, 31(2):121-126

10.- Kaplan KJ, Burgess JR, Sandberg GD, Myers CP, Bigott TR, Greenspan RB
      Use of robotic telepathology for frozen-section diagnosis: a retrospective trial of a telepathology system for intraoperative consultation.
      Mod Pathol 2002 Nov;15(11):1197-204

11.- Onguru O, Celasun B.
       Intra-hospital Use of a Telepathology System.
       Pathol Oncol Res. 2000 Oct 10;6(3):197-201

12.- Demichelis F, Barbareschi M, Dalla Palma P, Forti S
      The virtual case: a new method to completely digitize cytological and histological slides.
      Virchows Arch. 2002 Aug;441(2):159-64