DOI: https://doi.org/10.1016/j.critrevonc.2026.105263
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41806905
تاريخ النشر: 2026-03-08
المؤلف: Vincenzo L’Imperio وآخرون
الموضوع الرئيسي: علم المناعة السمي والاستجابات المناعية
نظرة عامة
إن الطلبات التشخيصية المتزايدة والتعقيدات التي تواجهها مختبرات علم الأمراض، جنبًا إلى جنب مع نقص الموظفين، قد أبرزت عدم كفاءة سير العمل اليدوي التقليدي. هذه العمليات ليست فقط مستهلكة للوقت ولكنها أيضًا عرضة للأخطاء، مما يساهم في إرهاق الموظفين. إن مراجعة الحلول الآلية الحالية عبر المراحل الرئيسية لسير العمل في علم الأمراض – مثل التحضير، ووضع العلامات، والمعالجة، والتضمين، والتقطيع، والأرشفة – تكشف عن إمكانيات كبيرة لتعزيز الكفاءة والدقة وقابلية التتبع. ومن الجدير بالذكر أن أنظمة المعالجة المتقدمة، بما في ذلك الأجهزة المعتمدة على الميكروويف والأجهزة المعتمدة على الموجات فوق الصوتية، قد أظهرت أوقات استجابة أسرع وتحسين في الحفاظ على الأنسجة. لقد أظهرت الأتمتة في التضمين أنها تقلل من وقت المشغل بأكثر من 50%، مما يترجم إلى توفير كبير في الوقت سنويًا.
تشير النتائج إلى أن الميكروتومات الآلية يمكن أن تقلل من أوقات التقطيع بنسبة تقارب 50%، مما يوفر ما يصل إلى 470 ساعة سنويًا، على الرغم من أن التكاليف العالية والعائدات البطيئة على الاستثمار تعيق التبني الواسع. علاوة على ذلك، قد خفضت أنظمة الأرشفة الآلية من التعامل اليدوي بحوالي 550 ساعة سنويًا مع ضمان تتبع أفضل للعينات وظروف تخزين محكومة. بشكل عام، تعزز الأتمتة التوحيد والكفاءة وسلامة التشخيص، مما يسمح لموظفي المختبر بالتركيز على المهام ذات القيمة الأعلى. ومع ذلك، لا تزال هناك حواجز مثل التكاليف العالية للتنفيذ والحاجة إلى حلول مخصصة. تؤكد الخاتمة على أنه بينما تقدم الأتمتة مزايا واضحة، فإن اعتمادها الأوسع سيتطلب اعتبارًا دقيقًا للتكاليف الأولية مقابل الفوائد طويلة الأجل، مما يضع الأتمتة كعنصر حيوي في تطوير خدمات علم الأمراض القادرة على الصمود والمستعدة للمستقبل.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على أزمة كبيرة في مختبرات علم الأمراض تتميز بنقص في الموظفين المؤهلين وزيادة في عبء العمل، مع ارتفاع الطلبات على علم الأمراض بنسبة تقدر بـ 5-10% سنويًا بسبب التغيرات الديموغرافية والتقدم في طرق التشخيص (والش و أورسي، 2024؛ براي وآخرون، 2024). هذا الطلب المتزايد، جنبًا إلى جنب مع تعقيد الحالات، يضع ضغطًا كبيرًا على كل من أطباء علم الأمراض والفنيين في المختبر، مما يؤدي إلى اختناقات في سير العمل ويساهم في الإرهاق المهني وانخفاض رضا العمل (هالستيد وسوتير، 2023).
تم تحديد سير العمل التقليدي في علم الأمراض، الذي يعتمد بشكل كبير على التعامل اليدوي مع العينات، كعامل رئيسي في هذه الأزمة، مع معدل عدم الامتثال المبلغ عنه بحوالي 0.44% خلال المرحلة ما قبل التحليل، خاصة بسبب الأخطاء في وضع العلامات (35%)، والتحضير (28%)، والتقطيع (23%)، والتضمين (4.5%) (موريلي وآخرون، 2013). يدعو المؤلفون إلى إدخال تقنيات الأتمتة لتخفيف هذه التحديات، مقترحين أن أتمتة العمليات مثل التضمين والتقطيع والأرشفة يمكن أن تعزز توحيد سير العمل، وتحسن قابلية التتبع، وتقلل من الأخطاء البشرية (موناري وآخرون، 2024). علاوة على ذلك، يمكن أن تمكن الأتمتة من الامتثال للمعايير الدولية مثل ISO 15189 وتحسين الالتزام بمتطلبات برامج التفتيش، مما يدعم في النهاية رعاية أفضل للمرضى. تهدف الورقة إلى استكشاف المشهد الحالي لحلول الأتمتة المتاحة لمختبرات علم الأمراض، مع معالجة كل من فوائدها المحتملة والتحديات المرتبطة بتنفيذها.
نقاش
يسلط النقاش الضوء على الدور الحاسم للأتمتة في تعزيز دقة التشخيص وسلامة المرضى داخل مختبرات علم الأمراض، خاصة خلال مرحلة التحضير. العمليات اليدوية عرضة للأخطاء مثل وضع العلامات الخاطئة والوثائق غير المكتملة، مما يمكن أن يؤدي إلى تأخيرات تشخيصية كبيرة وزيادة في تكاليف الرعاية الصحية. لقد أظهرت دمج الكاميرات الرقمية وطابعات الكاسيت الآلية تحسين الكفاءة وتقليل الأخطاء في التعرف، مع تقارير الدراسات التي تشير إلى انخفاض يصل إلى 95% في عيوب التعرف الخاطئ على الشرائح. علاوة على ذلك، تساهم الأنظمة الآلية في إطار عمل هيكلي للتتبع يتماشى مع المعايير الدولية، مما يعزز الأداء العام للمختبر.
في مراحل المعالجة والتضمين، تواجه الأنظمة الآلية الحالية قيودًا بسبب الدورات الثابتة التي قد لا تتناسب مع احتياجات العينات المتنوعة، مما قد يهدد سلامة العينة. لقد أظهرت الابتكارات مثل معالجات الأنسجة المعتمدة على الميكروويف تخفيضات كبيرة في أوقات الاستجابة، بينما يمكن أن توفر حلول التضمين الآلية وقتًا كبيرًا للفنيين. يمكن أن تستفيد مرحلة التقطيع، التي غالبًا ما تكون عنق الزجاجة، من الأتمتة التي توحد أوقات التقطيع، مما يقلل بشكل كبير من عبء العمل. ومع ذلك، فإن التكاليف العالية المرتبطة بتنفيذ هذه التقنيات تشكل تحديات، خاصة بالنسبة للمختبرات الصغيرة.
يختتم النقاش بالتأكيد على الحاجة إلى سير عمل رقمي موحد يدمج جميع مراحل علم الأمراض، من المعالجة إلى الأرشفة. قد تشمل التطورات المستقبلية تقنيات تعريف بديلة، مثل RFID، لتعزيز تتبع العينات وكفاءة العمليات. بشكل عام، تؤكد المراجعة على إمكانيات الأتمتة لتبسيط سير العمل في علم الأمراض، وتحسين سلامة المرضى، ومعالجة تحديات القوى العاملة، مما يوفر إطار عمل استراتيجي لتحديث المختبرات.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.critrevonc.2026.105263
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41806905
Publication Date: 2026-03-08
Author(s): Vincenzo L’Imperio et al.
Primary Topic: Immunotoxicology and immune responses
Overview
The increasing diagnostic demands and complexities faced by pathology laboratories, coupled with limited staffing, have highlighted the inefficiencies of traditional manual workflows. These workflows are not only time-consuming but also prone to errors, contributing to staff burnout. The review of current automation solutions across key phases of the pathology workflow—such as grossing, labeling, processing, embedding, microtomy, and archiving—reveals significant potential for enhancing efficiency, accuracy, and traceability. Notably, advanced processing systems, including microwave-assisted and ultrasound-based instruments, have demonstrated faster turnaround times and improved tissue preservation. Automation in embedding has been shown to reduce operator time by over 50%, translating to substantial annual time savings.
The findings indicate that automated microtomes can cut sectioning times by nearly 50%, saving up to 470 hours per year, although high costs and slow returns on investment hinder widespread adoption. Furthermore, automated archival systems have reduced manual handling by approximately 550 hours annually while ensuring better sample tracking and controlled storage conditions. Overall, automation enhances standardization, efficiency, and diagnostic safety, allowing laboratory staff to concentrate on higher-value tasks. However, barriers such as high implementation costs and the need for tailored solutions persist. The conclusion emphasizes that while automation offers clear advantages, its broader adoption will require careful consideration of initial costs against long-term benefits, ultimately positioning automation as a vital component in developing resilient and future-ready pathology services.
Introduction
The introduction highlights a significant crisis in pathology laboratories characterized by a shortage of qualified personnel and an increasing workload, with pathology requests rising by an estimated 5-10% annually due to demographic changes and advancements in diagnostic methods (Walsh and Orsi, 2024; Bray et al., 2024). This escalating demand, coupled with the complexity of cases, places considerable pressure on both medical pathologists and laboratory technicians, leading to bottlenecks in workflows and contributing to professional burnout and decreased job satisfaction (Halstead and Sautter, 2023).
The traditional analog pathology workflow, heavily reliant on manual specimen handling, is identified as a key factor in this crisis, with a reported non-conformance rate of approximately 0.44% during the pre-analytical phase, particularly due to errors in labeling (35%), grossing (28%), cutting (23%), and embedding (4.5%) (Morelli et al., 2013). The authors advocate for the introduction of automation technologies to alleviate these challenges, suggesting that automating processes such as embedding, sectioning, and archiving can enhance workflow standardization, improve traceability, and reduce human error (Munari et al., 2024). Furthermore, automation can enable compliance with international standards like ISO 15189 and improve adherence to inspection program requirements, ultimately supporting better patient care. The paper aims to explore the current landscape of automation solutions available for pathology labs, addressing both their potential benefits and the challenges associated with their implementation.
Discussion
The discussion highlights the critical role of automation in enhancing diagnostic accuracy and patient safety within pathology laboratories, particularly during the grossing phase. Manual workflows are prone to errors such as mislabeling and incomplete documentation, which can lead to significant diagnostic delays and increased healthcare costs. The integration of digital cameras and automated cassette printers has been shown to improve efficiency and reduce misidentification, with studies reporting up to a 95% decrease in slide misidentification defects. Furthermore, automated systems contribute to a structured traceability framework that aligns with international standards, thereby enhancing overall laboratory performance.
In the processing and embedding phases, current automated systems face limitations due to fixed cycles that may not accommodate varying specimen needs, potentially compromising sample integrity. Innovations like microwave-assisted tissue processors have demonstrated significant reductions in turnaround times, while automated embedding solutions can save substantial technician time. The microtomy phase, often a bottleneck, can benefit from automation that standardizes sectioning times, significantly reducing the workload. However, the high costs associated with implementing these technologies pose challenges, particularly for smaller laboratories.
The discussion concludes by emphasizing the need for a unified digital workflow that integrates all phases of pathology, from processing to archiving. Future advancements may include alternative identification technologies, such as RFID, to enhance specimen tracking and operational efficiency. Overall, the review underscores the potential of automation to streamline pathology workflows, improve patient safety, and address workforce challenges, thereby providing a strategic framework for laboratory modernization.