UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI GENOVA FACOLTA’ DI MEDICINA E CHIRURGIA Corso di Laurea Specialistica in Scienze delle Professioni Sanitarie Tecniche Diagnostiche “LEAN PRODUCTION” ED ANATOMIA PATOLOGICA: PROGETTO DI RAZIONALIZZAZIONE DI UN LABORATORIO COMUNE IN UN’AREA METROPOLITANA “LEAN PRODUCTION” IN ANATOMICAL PATHOLOGY: A PROJECT FOR A CENTRALIZED LABORATORY SUPPLYING A METROPOLITAN AREA Tesi di Laurea Relatore: Presentata da: Prof. Tiziano Zanin Teresa Ragazzini Correlatore: Dott. Arrigo Bondi ANNO ACCADEMICO 2009-2010 A mio padre, che non c’è più. Da lui ho imparato l’onestà e l’amore per il lavoro. E a mio figlio, a cui spero di saper trasmettere questi valori. -2- Sommario 1. INTRODUZIONE ..................................................................................................................... 6 L’ANATOMIA PATOLOGICA ..................................................................................................... 6 La morfologia.............................................................................................................................. 6 Il processo diagnostico ................................................................................................................ 7 STORIA .......................................................................................................................................... 8 L’ATTO DI NASCITA DELL’ANATOMIA PATOLOGICA .................................................. 9 L’esame istologico. ................................................................................................................... 11 La diagnostica citologica........................................................................................................... 15 La diagnostica ultrastrutturale. .................................................................................................. 16 L’immunoistochimica. .............................................................................................................. 17 La patologia molecolare. ........................................................................................................... 18 La telepatologia e la diagnosi a distanza. .................................................................................. 21 L’ORGANIZZAZIONE DEI SERVIZI DI ANATOMIA PATOLOGICA .............................. 23 L’UNITÀ DI ANATOMIA PATOLOGICA OGGI ..................................................................... 23 L’ACCETTAZIONE ................................................................................................................ 24 IL LABORATORIO DI MACROSCOPIA .............................................................................. 25 IL LABORATORIO DI ISTOPATOLOGIA ........................................................................... 26 La processazione ....................................................................................................................... 27 L’inclusione .............................................................................................................................. 27 Il taglio delle sezioni ................................................................................................................. 28 La colorazione ed il montaggio ................................................................................................. 28 IL LABORATORIO DELLE ESTEMPORANEE ................................................................... 28 IL LABORATORIO DI CITOPATOLOGIA ........................................................................... 29 I LABORATORI DI ISTOCHIMICA ED IMMUNOISTOCHIMICA .................................... 30 LA LETTURA DEI PREPARATI ............................................................................................ 30 IL LABORATORIO DI BIOLOGIA MOLECOLARE............................................................ 30 LA SALA ANATOMICA ........................................................................................................ 31 LA GESTIONE INFORMATIZZATA..................................................................................... 32 STANDARD DI PRODUTTIVITA’ .............................................................................................. 33 I LABORATORI........................................................................................................................... 34 L’AUTOMAZIONE ..................................................................................................................... 35 LE ATTIVITA’ TECNICHE ........................................................................................................ 36 La riduzione dei campioni......................................................................................................... 36 Inclusione .................................................................................................................................. 37 Etichettatura .............................................................................................................................. 38 -3- Preparazione del blocchetti per il taglio .................................................................................... 38 Sgrossatura dei blocchetti ......................................................................................................... 38 Il taglio delle sezioni ................................................................................................................. 39 Colorazione con Ematossilina/Eosina ....................................................................................... 40 Montaggio dei vetrini ................................................................................................................ 41 Sezioni al criostato .................................................................................................................... 41 Speciali procedure ..................................................................................................................... 41 Attività “non tecniche”.............................................................................................................. 42 Riassumendo. ............................................................................................................................ 42 TECNICHE DI MANAGEMENT E “LEAN PRODUCTION” ................................................. 44 L’EVOLUZIONE DI ALCUNE TECNICHE DI MANAGEMENT ........................................... 44 Il TAT ....................................................................................................................................... 45 Il sistema delle “5 S” ................................................................................................................. 46 Controllo della qualità............................................................................................................... 47 Il Metodo Toyota ...................................................................................................................... 48 “Lean Production”..................................................................................................................... 50 L’APPLICAZIONE DELLA LEAN PRODUCTION ALL’ANATOMIA PATOLOGICA ........ 51 La produttività del flusso di lavoro ........................................................................................... 51 Automazione ............................................................................................................................. 51 Strumenti di nuova generazione ................................................................................................ 52 Laboratorio Analisi & Istopatologia ......................................................................................... 53 Tentativi di Lean-Lab: l’esame istologico in giornata .............................................................. 53 L’ESPERIENZA DELL’”HENRY FORD PRODUCTION SYSTEM” ...................................... 54 LE REGOLE GENERALI ............................................................................................................ 57 2. SCOPO DELLA TESI............................................................................................................. 60 3. MATERIALI E METODI ...................................................................................................... 61 ANALISI DEL CONTESTO ........................................................................................................ 61 Prestazioni ................................................................................................................................. 61 Personale ................................................................................................................................... 62 Strutture ed ambienti ................................................................................................................. 63 Strumenti ed automazioni ......................................................................................................... 64 Specializzazioni ........................................................................................................................ 65 INDICI .......................................................................................................................................... 66 Parametri di produzione ............................................................................................................ 66 Valori della produzione ............................................................................................................. 66 Unità di produzione ................................................................................................................... 67 Indici di prestazione .................................................................................................................. 67 -4- MODELLO ORGANIZZATIVO ................................................................................................. 67 4. RISULTATI ............................................................................................................................. 69 ELEMENTI STRATEGICI .......................................................................................................... 69 Motivazione del personale ........................................................................................................ 69 Strumenti essenziali .................................................................................................................. 70 Sistema informativo .................................................................................................................. 70 Logistica .................................................................................................................................... 71 Operatività del laboratorio ........................................................................................................ 71 Responsabilità e tracciabilità..................................................................................................... 71 CALCOLO DEL PERSONALE ................................................................................................... 72 ORGANIZZAZIONE DEL LABORATORIO CENTRALE ....................................................... 74 Gestione del rischio................................................................................................................... 76 TECNOLOGIE ............................................................................................................................. 77 Automazioni avanzate ............................................................................................................... 77 Vetrino digitale ......................................................................................................................... 77 SPECIALIZZAZIONI .................................................................................................................. 78 5. DISCUSSIONE ........................................................................................................................ 79 6. CONCLUSIONI....................................................................................................................... 80 7. BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................................... 81 -5- 1. INTRODUZIONE L’ANATOMIA PATOLOGICA L’Anatomia Patologica è la disciplina del sapere medico che studia le modificazioni indotte negli organi, nei tessuti e nelle cellule dallo stato di malattia. È una disciplina diagnostica in quanto consente di identificare la presenza di una specifica malattia in un organo o in un tessuto e, quindi, di formulare una diagnosi istologica o citologica. L’anatomia patologica è sempre stata, e rimane tuttora, un potente strumento di ricerca scientifica, sia di base, sia applicata, perché lo studio delle alterazioni morfologiche e molecolari di cellule e tessuti produce informazioni utili circa la conoscenza delle cause (eziologia) e dei meccanismi di formazione del danno (patogenesi) in una specifica malattia. La morfologia L’anatomia patologica è prevalentemente una disciplina morfologica. Ciò significa che essa deriva la maggior parte delle sue conoscenze dallo studio delle modificazioni dell’aspetto (morfologia) cui vanno incontro organi, tessuti e cellule come conseguenza dello stato di malattia. Alcune modificazioni morfologiche sono già riconoscibili con la semplice ispezione a occhio nudo (anatomia patologica macroscopica); altre necessitano dell’ausilio del microscopio ottico (anatomia patologica microscopica o istopatologia); altre ancora sono modificazioni subcellulari riconoscibili con l’ausilio della microscopia elettronica (anatomia patologica ultrastrutturale). Infine, in alcuni casi, la presenza della malattia nel tessuto non provoca alterazioni morfologiche caratteristiche, ma diventa riconoscibile attraverso la dimostrazione in esso della presenza di specifiche proteine e/o acidi nucleici (anatomia patologica molecolare). Quest’ultima si avvale di tecniche di cui l’anatomia patologica si è arricchita nel tempo grazie al contributo di altre discipline quali la chimica, l’immunologia e la biologia molecolare, che hanno consentito la nascita e lo sviluppo, rispettivamente, -6- dell’istochimica, dell’immunoistochimica e della diagnostica molecolare dei tessuti. Queste tecniche aggiungono alla morfologia classica informazioni sulla struttura e sulla composizione della cellula e del tessuto alterati dalla malattia. Il processo diagnostico Il processo diagnostico comprende essenzialmente cinque momenti: • il riconoscimento del processo patologico in atto, se infiammatorio, degenerativo o neoplastico; • l’identificazione della causa (eziologia), quando possibile; • la valutazione dell’entità del danno prodotto dal processo patologico, cioè lo stadio della malattia; • la valutazione delle possibilità evolutive della malattia secondo la sua storia naturale, cioè l’indicazione prognostica; • l’identificazione di alterazioni molecolari specifiche rilevanti ai fini della prognosi e per l’utilizzo di terapie selettive. Quest’ultimo punto è particolarmente attuale in campo oncologico. I recenti progressi dell’oncologia medica e la disponibilità di nuovi farmaci ad azione mirata su specifiche molecole hanno sollevato la necessità di corredare la diagnosi citologica con una caratterizzazione delle cellule neoplastiche per l’espressione di molecole di rilevanza prognostica e terapeutica. Infatti il profilo biomolecolare della neoplasia è spesso espressione dell’aggressività biologica del tumore e quindi condiziona le capacità di diffusione della malattia. Inoltre l’utilizzazione terapeutica di un farmaco ad azione mirata su una specifica molecola ha il presupposto razionale della presenza della stessa sulle cellule tumorali. Ciò ha portato alla stesura di protocolli terapeutici differenziati che si basano sull’informazione derivante dalla caratterizzazione molecolare delle cellule neoplastiche. Le tecniche più utilizzate sono l’immunoistochimica, per valutare l’espressione di proteine bersaglio di farmaci o prognosticamente rilevanti e la biologia molecolare per valutare la presenza di alterazioni del genoma quali mutazioni puntiformi, amplificazioni geniche, riarrangiamenti e traslocazioni cromosomiali. -7- STORIA A partire da Ippocrate e sulla base degli insegnamenti filosofici di Aristotele si riteneva che tutte le malattie dell’uomo derivassero da uno squilibrio tra i quattro umori base (sangue, flegma, bile gialla e bile nera) presenti al suo interno. Questa teoria, definita teoria umorale delle malattie, è ben riassunta da Polibio nel Sulla Natura dell’Uomo del 410 a.C.: “Il corpo dell’uomo contiene del sangue, del flegma, della bile gialla e della bile nera. Vi è salute perfetta quando questi umori sono in giusta proporzione tra di loro. Vi è malattia quando uno di questi umori si isola nel corpo invece di rimanere mescolato a tutti gli altri. Ciò dipende dal fatto che non solo la parte che esso ha lasciato diventa malata, ma anche quella in cui va a fissarsi e ad accumularsi, in seguito a un eccessivo intasamento, provoca sofferenza e dolore” (1). La teoria umorale domina la cultura medica per tutto il Medioevo fino alla metà del Cinquecento. È infatti nel 1554 che Fernel comincia a distinguere due tipi di malattie: quelle che colpiscono l’intero organismo e quelle che colpiscono un solo organo. Solo le malattie sistemiche avrebbero una causa umorale, mentre le seconde deriverebbero da una “localizzazione di malattia nelle parti solide del corpo”. Questi concetti furono illustrati nella sua opera Medicina, di cui per la prima volta una parte si intitola Pathologia. Nel 1649 Giovanni Alfonso Borrelli pubblica il Delle cagioni della febbre maligna in Sicilia negli anni 1647 e 1648 in cui suggerisce che le febbri proverrebbero da esalazioni tossiche terrestri che penetrano nell’organismo e, agendo direttamente sugli organi e non sugli umori, provocano i sintomi. La concezione meccanicistica (iatrofisica) della malattia di Borrelli presuppone la strutturazione dell’organismo in un insieme ordinato di “minuscole macchine”. Le osservazioni al microscopio dei “micrografi” Marcello Malpighi, Marco Aurelio Severino e Giorgio Baglivi confermano l’esistenza di una “anatomia subtilis”, presupposto necessario per lo stabilirsi di una malattia d’organo. Nella seconda metà del Settecento il concetto di malattia dell’organo era ormai largamente condiviso. Nel 1765 Louis de Jacourt affermava “la malattia è una -8- disposizione viziosa, un impedimento del corpo o di qualche suo organo che causa una lesione più o meno sensibile nell’esercizio di una o più funzioni della vita sana, o che fa persino cessare del tutto alcune di esse”. Nello stesso periodo compaiono le prime classificazioni delle malattie. Nel 1763 lo svedese Carl von Linnè (italianizzato in Carlo Linneo) pubblica una Genera Morborum; nel medesimo anno Francois Boisser de Sauvages pubblica la Nosologia Metodica in cui elenca circa 2400 malattie suddivise in dieci classi sulla base della sintomatologia; nel 1797 Philippe Pinel scrive Nosographie Philosophique in cui le malattie vengono suddivise in sei classi combinando i principi clinici con quelli della patologia d’organo (definita solidista). L’ATTO DI NASCITA DELL’ANATOMIA PATOLOGICA Nel 1761 Giovanni Battista Morgagni, titolare della cattedra di anatomia dell’Università di Padova, pubblicò il De sedibus et causis morborum per anatomen indagatis che è universalmente riconosciuto come il primo testo di anatomia patologica. In realtà già in precedenza erano comparse descrizioni di lesioni d’organo. Nel 1641 Nicholas Tulp, ad Amsterdam, descriveva tumori e polipi dell’intestino nelle Observationes medicae; nel 1649 William Harvey ad Oxford scriveva: “Esaminare un solo cadavere di un uomo morto dopo lunga malattia è più utile che sezionare dieci impiccati”; nel 1679 Theophil Bonet Figura 1: La pubblicazione di Morgagni pubblicava il Sepulchretum, sive anatomia practica, ex cadaveribus morbo donatis, opera in due volumi relativi ai referti di circa 3000 autopsie. Ciò che distingue l’opera di Morgagni dai lavori precedenti è che le 700 autopsie descritte nel De Sedibus erano state fatte dall’autore su cadaveri di pazienti da lui seguiti durante l’evolversi della malattia. Fu quindi possibile correlare i risultati dell’esame autoptico con alcuni dati anamnestici quali età, sesso,occupazione professionale e incidenza stagionale e con la storia clinica dei disturbi accusati dal -9- paziente. Questa correlazione costituisce la prima intuizione del nesso clinicopatologico che propone l’esistenza di un rapporto causale tra le lesioni osservate negli organi, definite quadri anatomopatologici, e le manifestazioni cliniche della malattia, definite segni e sintomi. Immediata conseguenza di questo enunciato è che una malattia può essere riconoscibile (diagnosticabile) sulla base della sintomatologia presentata dal paziente (diagnosi clinica), ma anche attraverso l’identificazione delle alterazioni caratteristiche presenti nell’organo in cui essa si localizza (diagnosi anatomopatologica). L’intuizione di Morgagni fu accolta con successo in molte nazioni europee. Nel 1779 Johann Peter Frank propose di “creare edifici appositi per la dissezione dei cadaveri umani, in cui chi esercita la medicina abbia l’opportunità di scoprire difetti nascosti del corpo e correggere errori commessi, curando le malattie ignote con maggiore competenza, così da sconfiggerle”. Nel 1793 Matthew Baillie pubblicò il primo testo in inglese di patologia: The morbid anatomy of some of the most important parts of the human body. Egli scrisse: “A mano a mano che acquisteremo familiarità con i mutamenti prodotti nella struttura delle parti dall’azione delle malattie potremo progredire più agevolmente verso la conoscenza di quella stessa azione”. Un altro contributo importante nella storia dell’anatomia patologica è il Traité des membranes en generale et des diverses membranes en particulier, pubblicato a Parigi da Xavier Bichat nel 1800. L’innovazione di questa opera consiste nel sottolineare che gli organi non sono entità semplici ma complesse, perché composti da più tessuti diversi appartenenti a molteplici categorie anatomiche quali: Figura 2: Xavier Bichat cellulare, arteriosa, venosa, muscolare, mucosa, sierosa, sinoviale e ghiandolare. Nel Traité Bichat proponeva una classificazione dei vari rivestimenti del corpo, descriveva la loro distribuzione nei vari organi e la loro particolare suscettibilità alle malattie. Per - 10 - questa intuizione Bichat è spesso considerato il padre dell’istopatologia, anche se si tratta di una paternità più concettuale che metodologica, poiché la maggior parte delle sue osservazioni furono fatte senza l’ausilio del microscopio. L’esame istologico. A partire dalla metà del XIX secolo, grazie agli importanti contributi di Karl von Rokitansky a Vienna e di Rudolf Virchow, a Berlino, l’esecuzione dell’esame autoptico divenne una pietra angolare nella ricerca medica e nella pratica clinica. Nel 1858 Virchow pubblicò a Berlino il Die Cellularpathologie opera tradotta in italiano nel 1865 con il titolo La Patologia Cellulare. Virchow è considerato il padre dell’anatomia patologica moderna per la sua formulazione della teoria cellulare della malattia. L’obiettivo dei suoi studi è ben riassunto dalla sua affermazione “… trattasi di stringere con nodo indissolubile la istologia colla fisiologia e colla patologia e di riconoscere innanzi tutto che la cellula è l’ultima forma elementare di ogni essere vivente ed ogni particolare azione deriva Figura 3: Rudolf Virchow propriamente da essa”. Attraverso l’opera di Virchow e della sua scuola, l’esame microscopico (esame istologico) delle lesioni divenne parte integrante della procedura diagnostica anatomopatologica. Inoltre Virchow fu uno dei primi a trasferire nel vivente le conoscenze prodotte dalla ricerca autoptica. A lui è infatti attribuito uno dei primi esami istologici della storia effettuato nel 1887 sui frammenti di tessuto (biopsie) prelevati dalla gola del Kaiser Federico III. La diagnosi di Virchow fu quella di tumore laringeo benigno che definì pachidermia verrucosa laringis. Purtroppo l’evoluzione della malattia dimostrò che si trattava di un tumore maligno che portò a morte il Kaiser in pochi mesi. L’episodio fu prontamente strumentalizzato dai detrattori di questo nuovo procedimento diagnostico, l’esame istologico, per denunciarne l’inaffidabilità. - 11 - I preparati istologici originali sono stati recentemente rivisti ed è stato accertato che il materiale disponibile era sufficiente per formulare una corretta diagnosi di neoplasia maligna. Ciò solleva la possibilità che la diagnosi di Virchow possa rappresentare anche il primo caso di errore diagnostico con responsabilità professionale della storia. La diffusione dell’esame istologico nell’Ottocento è stata favorita dalla messa a punto di una procedura di allestimento dei preparati istologici molto simile a quella tuttora in uso. Essa prevede la fissazione del tessuto in formalina, scoperta da Blum nel 1893, l’inclusione in paraffina, descritta da Edwin Klebs nel 1869, il taglio di sezioni sottili con l’ausilio di un microtomo automatico rotativo, inventato da Minot nel 1885, e la colorazione delle sezioni con Ematossilina-Eosina, introdotta da Franz Böhmer nel 1865. Nello stesso arco di anni sono state sviluppate alcune colorazioni istochimiche che, sfruttando particolari affinità tintoriali, hanno la capacità di evidenziare nelle sezioni istologiche sostanze di interesse diagnostico (es. la colorazione con il Rosso Congo per la sostanza amiloide) o microorganismi (es. la colorazione di Ziehl-Neelsen per i micobatteri). La diffusione dell’esame istologico fu anche favorita dallo sviluppo tecnologico che ebbe la microscopia Figura 4: Il microtomo di Minot ottica in quegli anni. In realtà i primi microscopi comparvero agli inizi del Seicento ma furono poco impiegati per applicazioni scientifiche. I microscopi del Settecento e dell’inizio dell’Ottocento erano costruiti artigianalmente ed utilizzavano lenti levigate individualmente che consentivano una bassa risoluzione ottica. Nel 1830 Joseph J. Lister inventò le prime lenti acromatiche che risolvevano il problema della deviazione sferica della lente e aprivano una nuova era nella microscopia. Verso la fine del secolo Ernst Leitz e Carl Zeiss in Germania diedero - 12 - inizio ad una produzione industriale di microscopi che si caratterizzavano per un’ottima risoluzione ed ottiche eccellenti. Nel 1800 la maggior parte delle autopsie veniva eseguita da medici e chirurghi sui cadaveri dei loro ex pazienti per evidenziare le alterazioni degli organi causate dalla malattia. I patologi non coinvolti in attività cliniche erano pochi, risiedevano Figura 5: H. Rembrandt, “Lezione di anatomia del Dott. Tulp" nelle università e si dedicavano esclusivamente ad attività didattiche e di ricerca quali l’esecuzione di autopsie a scopo dimostrativo, l’insegnamento teorico e l’elaborazione di classificazioni delle malattie. Nella seconda metà del secolo divenne una procedura comune esaminare l’aspetto degli organi durante gli interventi chirurgici per evidenziare eventuali lesioni rilevanza diagnostica. Ciò, di fatto, corrispondeva ad effettuare una diagnosi anatomopatologica macroscopica da parte del chirurgo e costituiva l’atto di nascita della Surgical Pathology. All’inizio si trattava di un’attività diagnostica molto grossolana, basata solo un esame delle caratteristiche macroscopiche degli organi allo scopo di stabilire la benignità o la malignità delle lesioni in essi presenti. In seguito l’esame macroscopico fu integrato con l’esame istologico per aumentare la precisione della diagnosi. Verso la fine dell’Ottocento si avvertì l’esigenza di poter disporre di una diagnosi istologica prima dell’intervento chirurgico (la diagnosi istologica preoperatoria) ottenuta attraverso il prelievo di piccoli frammenti del tumore (biopsie). Per ovvi motivi di accessibilità alla lesione da parte dello strumento per il prelievo, la procedura della biopsia con esame istologico fu inizialmente sviluppata nei dipartimenti di ginecologia e di otorinolaringoiatria e fu utilizzata per effettuare la diagnosi preoperatoria dei tumori dell’utero, della vagina e del distretto testa-collo. - 13 - Recentemente la diffusione di endoscopi a fibre ottiche per lo studio degli organi cavi (esofago-gastroscopia, retto-colonscopia, broncoscopia) ha reso di facile esecuzione il prelievo di piccoli frammenti di mucosa (biopsie endoscopiche) durante le procedure diagnostiche. Ciò consente di effettuare biopsie preoperatorie in tutte le lesioni del tratto gastroenterico e dell’albero bronchiale. Inoltre l’elevata capacità di risoluzione raggiunta dalla diagnostica per immagini (TAC, ecografia, risonanza magnetica) consente di guidare l’inserimento di aghi per via cutanea per prelevare frammenti di lesioni situate anche in organi profondi (agobiopsie guidate). Nell’Ottocento la pratica chirurgica era molto limitata poiché la mortalità operatoria e peri-operatoria era pari al 50% circa dei pazienti. Le cause di morte più comuni erano emorragie, infezioni, shock o altre complicanze postoperatorie. Nel Novecento la maggiore efficacia delle tecniche di anestesia, l’introduzione di pratiche antisettiche, la scoperta degli antibiotici ed i progressi della tecnica e della strumentazione chirurgica hanno significativamente migliorato le condizioni di operabilità , favorendo così un rapido sviluppo della Surgical Pathology. Inizialmente la Surgical Pathology era praticata da specialisti che si formavano in ambito chirurgico e svolgevano la loro attività in laboratori situati nei dipartimenti di chirurgia. Dalla metà del Novecento in poi la Surgical Pathology è praticata da anatomopatologi in possesso di un diploma di specializzazione post laurea conseguito presso le scuole di specializzazione in Anatomia Patologica. La consapevolezza della diagnosi istologica nel riconoscere la benignità o la malignità di una lesione spinse alcuni chirurghi a richiedere ai patologi di effettuare un esame istologico mentre il paziente si trovava ancora sul lettino operatorio; ciò avrebbe consentito loro di adottare la strategia chirurgica più appropriata. Il primo tentativo fu effettuato da William H. Welch nel 1891 alla John Hopkins University di Baltimora. Per tagliare il frammento di tessuto in modo da poter allestire delle sezioni sottili, Welch adottò il congelamento del pezzo con CO2 ed il taglio con un microtomo congelatore. Il chirurgo inviò un piccolo frammento di un tumore della mammella al dr. Welch, ma sfortunatamente l’allestimento dei preparati istologici e l’interpretazione dei risultati durò così a lungo che l’intervento - 14 - fu terminato senza che si conoscesse il risultato dell’esame istologico. A questo primo sfortunato tentativo seguirono una serie di progressi tecnici che resero effettivamente possibile l’attuazione di un esame istologico intraoperatorio nei tempi dell’intervento chirurgico. Tuttavia la scarsa qualità dei preparati istologici favorì numerosi errori diagnostici ed alimentò le polemiche di chi non credeva nell’utilità dell’esame istologico su sezioni congelate. In un editoriale del 1925 James Ewing scrisse di aver commesso più errori nella patologia della mammella utilizzando la tecnica delle sezioni congelate di quanti ne avrebbe commesso se si fosse affidato al solo esame macroscopico. Ancora negli anni Trenta del secolo scorso l’uso delle sezioni congelate era ritenuto folle, sciocco e feticista da molti patologi. A partire dagli anni Quaranta si è assistito ad un progressivo apprezzamento dell’utilità a e dell’affidabilità dell’esame istologico intraoperatorio, sia da parte dei chirurghi sia da parte dei patologi. Oggi il congelamento (in azoto liquido o con altri mezzi) ed il taglio delle sezioni al criostato consentono di allestire degli ottimi preparati istologici anche in meno di 10 minuti. Ciò ha reso l’esame istologico intraoperatorio una procedura diagnostica sicura e largamente utilizzata in tutti gli ospedali. La diagnostica citologica. La diagnosi citologica si effettua valutando al microscopio le alterazioni morfologiche presenti in cellule strisciate su vetrino. La possibilità di diagnosticare una malattia utilizzando cellule isolate dai fluidi organici, quali urine, o versamenti, era stata già avanzata nella letteratura medica dell’Ottocento e dei primi del Novecento. Tuttavia si trattava della descrizione di singoli casi e non di studi sistematici. Il momento decisivo per l’introduzione della citologia come procedura diagnostica anatomopatologica fu l’osservazione che le cellule prelevate dalla mucosa vaginale e dalla cervice uterina potevano essere utilizzate per diagnosticare i tumori dell’utero. La tecnica del prelievo delle cellule e la modalità di esecuzione dell’esame citologico furono descritte nel 1927 dal patologo rumeno Aureli Babès e, nell’anno successivo, - 15 - da George Nicolas Papanicolau, un americano di origine greca. Questi primi articoli non ricevettero alcuna attenzione fino a quando Papanicolau non si associò al ginecologo Herbert F. Traut per descrivere, prima in un articolo nel 1941 e poi più dettagliatamente in un libro nel 1943, la rilevanza clinica dell’uso dello striscio vaginale nella diagnosi dei tumori dell’utero. Il principale vantaggio di questa tecnica era quello di consentire la diagnosi precoce di asintomatiche clinicamente neoplasie e non quindi sospette, definite perciò “occulte”. La Figura 6: George Nicolas Papanicolau diagnosi striscio citologica vaginale, sullo oggi comunemente nota come Pap-test, è diventata il più importante strumento di screening di massa per la diagnosi precoce dei tumori dell’utero e della vagina. Il risultato conseguito è stato una drammatica riduzione della mortalità per questi tumori. Attualmente la citologia è utilizzata anche per la diagnosi di neoplasie di altri organi quali la vescica urinaria ed il polmone attraverso lo studio delle cellule naturalmente “esfoliate” e raccolte nelle urine (tumori della vescica e della prostata) o nell’espettorato (tumori del polmone). Inoltre esami citologici si possono effettuare su cellule aspirate da organi interni con l’ausilio di un sottile ago (agoaspirato citologico). La diagnostica ultrastrutturale. L’uso diagnostico della microscopia elettronica risale agli inizi degli anni cinquanta del secolo scorso. Il primo microscopio elettronico fu costruito da Ernst Ruska e Max Knoll nel 1931, ma sono stati necessari altri venti anni per sviluppare un strumento efficiente a costi relativamente accessibili. Il potere di risoluzione del microscopio elettronico (al di sotto di 1nm) è elevatissimo rispetto a quello del microscopio - 16 - ottico (0,2µm). La microscopia elettronica consente di studiare la morfologia degli organelli subcellulari quali mitocondri, lisosomi, melanosomi, etc., la struttura delle membrane basali, il tipo di fibre presenti nella matrice extra cellulare e l’eventuale presenza di particelle virali. Le applicazioni diagnostiche della microscopia elettronica sono oggi limitate. Esse riguardano alcune malattie infiammatorie del rene come le glomerulonefriti, in cui sono spesso danneggiate le membrane basali glomerulari, ed alcune patologie cutanee caratterizzate da alterazioni della membrana basale dell’epidermide e dal distacco dello strato basale epiteliale. Inoltre la microscopia elettronica può essere utile per identificare il tessuto di origine (istogenesi) di neoplasie costituite da cellule molto indifferenziate. Infatti l’identificazione di organelli specifici quali melanosomi o granuli di neurosecrezione oppure la presenza di miofilamenti può essere di grande aiuto nell’identificare l’origine di cellule morfologicamente molto indifferenziate. L’immunoistochimica. L’introduzione dell’immunoistochimica nei laboratori di Anatomia Patologica risale all’inizio degli anni Ottanta. La tecnica si fonda sull’uso di un anticorpo specifico come “sonda” per dimostrare la presenza dell’antigene corrispondente nella sezione di tessuto in esame. In realtà la prima colorazione immunoistochimica fu effettuata da Albert Coons e collaboratori nel 1942 nel tentativo di visualizzare antigeni pneumococcici nei tessuti utilizzando una tecnica di immunofluorescenza indiretta. Le metodiche di immunoistochimica enzimatica attualmente più utilizzate furono sviluppate attraverso i contributi di Paul K. Nakane e G.B. Pierce nel 1967, L.A. Sternberger nel 1970 e H. Heitzman e F.M. Richards nel 1974. All’inizio degli anni settanta avveniva la scoperta, da parte di Milstein, degli ibridomi cellulari, costituiti da fusione di linfociti B e plasmacellule neoplastiche, che successivamente consentì lo sviluppo della tecnica per produzione degli anticorpi monoclonali. Si venne quindi a creare una felice congiuntura di eventi per cui nello stesso arco di tempo divennero commercialmente disponibili numerosi anticorpi - 17 - monoclonali diretti nei confronti di antigeni tissutali rilevanti ai fini diagnostici ed una tecnica di rivelazione dell’avvenuto legame antigene-anticorpo particolarmente efficace quale quella che utilizza complessi avidina-biotina-perossidasi. Le applicazioni delle colorazioni immunoistochimiche in anatomia patologica sono innumerevoli. Tra le più comuni ricordiamo la possibilità di definire l’istogenesi di un tumore indifferenziato attraverso la dimostrazione nelle cellule neoplastiche di antigeni caratteristici del tessuto di origine. Altre applicazioni esemplificative riguardano la determinazione della quote di cellule in proliferazione, l’identificazione di specifici prodotti di secrezione nei citoplasmi e la dimostrazione di infezioni virali e batteriche nelle cellule e nei tessuti utilizzando anticorpi diretti contro proteine specifiche di virus e batteri. Il maggiore contributo dell’immunoistochimica è stato quello di fornire elementi oggettivi di giudizio (la presenza effettiva dell’antigene ricercato nel tessuto) su cui costruire la diagnosi; ciò ha migliorato l’accuratezza diagnostica limitando gli errori dovuti alla soggettività della valutazione morfologica. I risultati più rilevanti si sono ottenuti in quelle patologie in cui le modificazioni morfologiche sono minime rispetto al normale o in quelle condizioni patologiche in cui le modificazioni morfologiche sono così marcate da non consentire più alcun riferimento al tessuto normale corrispondente. Inoltre l’immunoistochimica ha consentito di riconoscere numerosissime entità patologiche non identificabili solo su base morfologica e di proporre classificazioni delle malattie costruite anche su basi biologiche. La patologia molecolare. Come l’anatomia patologica studia le deviazioni dall’anatomia normale, così la patologia molecolare studia le modificazioni patologiche dalla “biologia molecolare”. Bertrand Russel definisce la filosofia come la terra di nessuno tra la scienza e la religione. Allo stesso modo potremmo definire la biologia molecolare come la terra di nessuno compresa tra il livello visibile (macroscopico e microscopico) ed i livelli fisico e biochimico. Per comprendere il senso di questa disciplina è necessario porsi nel contesto storico e culturale che ne vede la nascita verso gli anni Trenta del secolo scorso. La fisica - 18 - della materia aveva fatto grandi passi in quei decenni e molte personalità scientifiche provenienti da campi diversi come biochimica, genetica, microbiologia, fisica, chimica e matematica si resero conto che esisteva un buco di conoscenze tra il livello visibile della biologia ed il livello invisibile della fisica della materia e della biochimica. Il termine biologia molecolare fu coniato da un matematico, l’americano Warren Weawer, fatto significativo dell’interesse che la materia suscitò in quegli anni nel mondo scientifico. È anche importante notare coma la disciplina sia dipendente dalla tecnologia, che in quegli anni vedeva la nascita della cristallografia a raggi X, della microscopia elettronica, delle ultracentrifughe e degli apparecchi di elettroforesi. La multidisciplinarietà e tecno-dipendenza della biologia molecolare sono ancora oggi i suoi tratti distintivi. La biologia molecolare nasce quindi negli anni Trenta del Novecento come la branca della biologia che indaga i fenomeni della vita partendo dalle macromolecole che la compongono, soprattutto gli acidi nucleici e le proteine, attingendo profondamente alle conoscenze della genetica e della biochimica che si erano sviluppate tra la fine del XIX e l’inizio del XX secolo. Se si volesse invece dare una data di nascita alla patologia molecolare, si potrebbe proporre il 25 novembre del 1949, quando Linus Pauling, Harvey Itano, S.J. Singer, e Ibert Wells pubblicarono le loro osservazioni sul fatto che l’anemia falciforme fosse causata da un difetto proteico specifico. Le scoperte all’inizio procedettero piuttosto lentamente e la distanza conoscitiva tra la patologia visibile al microscopio ed il mondo delle molecole era ancora molto ampia. Nel campo della genetica solo nel 1959 Lejeune descrisse la presenza di un cromosoma 21 soprannumerario nei pazienti con sindrome di Down, mentre nel 1960 Peter Nowell e David Hungerford descrissero il cromosoma Philadelphia della leucemia mieloide cronica aprendo la via agli studi della genetica nel cancro. È particolarmente interessante il fatto che Nowell fosse un patologo e che per la prima volta una neoplasia fosse classificata su base molecolare. Lo stretto legame tra clinica, anatomia patologica e patologia molecolare inizia a divenire evidente. Negli anni Settanta del secolo scorso vi fu una sorta di esplosione tecnica che permise grandi passi avanti nella biologia molecolare e, nel decennio successivo, - 19 - nella patologia molecolare. L’immunoistochimica si trasformò da curiosità in metodica potente e riproducibile sia nella ricerca sia nella diagnostica. Le tecniche di bandeggio recentemente sviluppate permisero di identificare con precisione numerose alterazioni cromosomiche specifiche dei tumori. Allo stesso tempo la scoperta delle endonucleasi di restrizione permise di clonare e moltiplicare facilmente porzioni di DNA nei batteri ed anche di reinserirle in cellule eucariote aprendo la via all’ingegneria genetica e facilitando immensamente la ricerca in patologia molecolare. Sempre tra la fine degli anni sessanta e settanta dello scorso secolo si svilupparono le tecniche di ibridazione in situ , sia con radioisotopi sia basate sulla fluorescenza (FISH). Nel 1975 Edwin M. Southern inventò la celebre tecnica di ibridazione su filtro che divenne poi nota come Southern Blotting. Nel 1977, in modo indipendente, Sanger e coll. e Maxam e Gilbert pubblicarono due diversi metodi di sequenziamento del DNA. Finalmente fu possibile conoscere realmente le sequenze dei geni e studiarne la funzione sia in condizioni fisiologiche sia nella patologia. Nel 1983 Kary Mullis concepì la tecnica destinata cavallo a di diventare battaglia il della biologia e della patologia molecolare, la PCR, ricevendo per questo il premio Nobel Figura 7: Il premio Nobel a Kary Mullis per la PCR nel 1993 nel 1993. La patologia molecolare ebbe un grande sviluppo negli anni Ottanta seguendo a ruota gli sviluppi tecnici degli anni Settanta. L’IIC iniziò ad entrare nei laboratori di anatomia patologica e, dopo alcune iniziali resistenze, il suo ruolo fu ampiamente accettato dai patologi, probabilmente perché comunque richiedeva l’integrazione delle informazioni con dati morfologici. Le tecniche di biologia molecolare subirono invece un duplice destino: da un lato divennero metodiche di ricerca indispensabili, con una curva di crescita di tipo - 20 - esponenziale, dall’altro le applicazioni a scopo diagnostico subirono una dura resistenza da una parte del mondo anatomopatologico, che le vedeva come tecniche di laboratorio più affini alla patologia clinica che all’anatomia patologica. Inoltre i campi applicativi furono all’inizio piuttosto limitati, anche perché la scarsa richiesta non stimolava lo studio di nuove applicazioni. Gli anni successivi videro prevalentemente un affinamento tecnico ed una semplificazione dei protocolli, molti dei quali furono inclusi in kit commerciali. La patologia molecolare cominciava a divenire interessante per il mercato anche sulla spinta dei progressi ampiamente pubblicizzati del progetto genoma umano e dei successi di alcune terapie molecolari mirate. Nel frattempo si stava preparando una rivoluzione: l’uso di metodiche ad alte densità di dati (microchip). L’elettronica e l’informatica avevano infatti visto una crescita straordinaria e negli anni Novanta la biologia molecolare si appropriò di tecnologie derivanti da queste due discipline. La diffusione dell’elettronica di largo consumo aveva portato alla produzione su larga scala di apparecchi miniaturizzati di precisione con costi molto bassi che sono stati la base tecnologica per la creazione di micromatrici di sonde a cDNA su vetrini. Era nato un nuovo modo di affrontare lo studio della patologia. La telepatologia e la diagnosi a distanza. Anche la diagnosi puramente morfologica non è rimasta immune dalle innovazioni apportate dall’era digitale. La pratica dell’anatomia patologica a distanza, chiamata telepatologia, è infatti una delle discipline rese possibili dalla rivoluzione digitale. La trasmissione a distanza delle immagini è stato uno degli obiettivi raggiunti con successo nel Novecento. La tecnologia digitale ha reso più facile, veloce ed economico questo processo. Non stupisce perciò che le discipline mediche basate sulle immagini (principalmente radiologia ed anatomia patologica) abbiano tentato di sfruttare questa tecnologia per permettere la diagnosi a distanza. I vantaggi sono molteplici, come l’estensione di servizi diagnostici ad ospedali periferici che ne sino privi, la consulenza, la condivisione di preparati a scopo scientifico e la didattica a distanza. - 21 - Anche se i primi esperimenti di telepatologia statica si svolsero negli anni settanta, è solo nel 1990 che viene per la prima volta utilizzata routinariamente in Norvegia. I fattori limitanti dei primi sistemi erano la qualità dell’immagine e la velocità di trasmissione dei dati. Attualmente la qualità d’immagine ha raggiunto una risoluzione pari a quella dei limiti diffrattivi rendendo possibili immagini di qualità sovrapponibile a quelle ottiche. I punti parzialmente critici, superati, sono solo la velocità di trasmissione dei dati e la qualità dei supporti di visualizzazione. Molti studi in realtà dimostrano diagnosi che attualmente ottenute telepatologia tramite le la concordano pienamente con quelle ottenute con Figura 8: Il vetrino digitale la visione microscopica classica, rendendo evidente come la resistenza all’utilizzo sia prevalentemente di tipo psicologico. In futuro perciò anche l’anatomia patologica potrebbe diventare un telelavoro, con tutte le conseguenze sulla potenziale concorrenza a livello internazionale. - 22 - L’ORGANIZZAZIONE DEI SERVIZI DI ANATOMIA PATOLOGICA L’UNITÀ DI ANATOMIA PATOLOGICA OGGI L’unità operativa di anatomia patologica rappresenta la struttura di un’azienda sanitaria che gestisce la produzione di diagnosi anatomo-cito-isto-patologiche tramite la cooperazione di medici, biologi e tecnici di laboratorio adeguatamente formati e dedicati(1). I volumi di attività di un’unità operativa di anatomia patologica possono variare molto non solo in funzione delle dimensioni della struttura ospedaliera, in termini di numero di posti letto, ma anche in relazione al rapporto che al suo interno esiste tra discipline chirurgiche e mediche. Poiché spesso i servizi dell’unità operativa sono accessibili anche all’utenza esterna, un’altra variabile è costituita dall’ampiezza del territorio di riferimento, dalla sua popolazione e dalla densità di presidi sanitari e pubblici e privati. Lo staff è composto da medici, biologi, tecnici, amministrativi ed ausiliari. Il personale medico è costituito da specialisti in Anatomia Patologica ed i biologi sono specialisti in biotecnologie applicate alla diagnostica su tessuti (es. PCR, FISH, analisi cromosomiche, etc.). Il personale tecnico è costituito da tecnici di laboratorio biomedico con laurea triennale con competenze di istologia, patologia molecolare e sala anatomica. Il personale amministrativo è costituito da personale di segreteria e svolge anche importanti compiti di supporto gestionale. In passato il personale amministrativo era anche preposto alla registrazione dei casi e alla dattiloscrittura dei referti. Attualmente, con i sistemi di gestione informatizzata, la registrazione dei casi viene generalmente effettuata dal personale tecnico e la scrittura dei referti direttamente dai medici. Gli spazi fisici funzionali in cui si svolgono le attività in genere sono organizzati logisticamente secondo il percorso che il campione oggetto dell’indagine segue dal momento in cui viene consegnato al laboratorio. - 23 - Tali spazi sono: • Accettazione • Laboratorio di macroscopia • Laboratorio di istopatologia: o stazione per il trattamento pre-inclusione del campione o stazione per inclusione dei campioni in paraffina o stazione di taglio delle sezioni istologiche o stazioni di colorazione e montaggio dei vetrini • Laboratorio per gli esami intraoperatori ed i trattamenti speciali dei campioni • Laboratorio di citopatologia • Laboratorio per tecniche speciali • Laboratorio di istochimica ed immunoistochimica • Laboratorio di citometria a flusso (opzionale) • Laboratorio di biologia molecolare • Sala anatomica • Locali di lettura dei preparati istologici e di refertazione • Segreteria e consegna referti • Archivi. La sistemazione dei locali e delle stazioni di lavoro all’interno dei locali stessi dovrebbe essere strategicamente stabilita in modo da ottimizzare gli spostamenti di materiali e persone e ridurre al minimo percorsi inutili o viziosi che aumentino i tempi di lavorazione e le possibilità di verificarsi di criticità. L’ACCETTAZIONE Per accettazione si intende l’atto con il quale l’Unità di Anatomia Patologica prende in carico il campione da esaminare. In senso traslato con il termine accettazione si definisce anche il locale dove tale atto avviene. La registrazione consiste invece nell’assegnare al caso una codifica alfanumerica che lo contrassegnerà per tutto il percorso e che identifica definitivamente anche il - 24 - referto finale. La registrazione determina la tracciabilità del campione. L’uso di software di gestione dedicati per i laboratori di Anatomia Patologica consente di effettuare la registrazione per via informatica. Tutti i campioni che giungono al laboratorio di Anatomia Patologica provengono da “clienti” interni o esterni. Il cliente interno è un reparto, un servizio oppure un ambulatorio della stessa azienda sanitaria. Il cliente esterno è un singolo individuo che accede al laboratorio con un proprio campione, prelevato autonomamente (come nel caso di citologici urinari) oppure presso altri presidi sanitari, e poi consegnatogli. Cliente esterno può essere anche un reparto, un servizio o un ambulatorio di un’altra azienda sanitaria che richiede prestazioni per un suo utente. Le fasi della procedura dell’accettazione sono le seguenti: • il controllo del materiale e del modulo di richiesta • l’attribuzione della codifica alfanumerica al campione (registrazione) • la ricerca nell’archivio informatizzato di eventuali altri esami effettuati dallo stesso paziente • l’assegnazione del caso ad uno dei medici dell’unità (passaggio opzionale) • la generazione di un foglio di lavoro • la produzione di etichette prestampate con la codifica alfanumerica da apporre sul contenitore del campione bioptico o sui vetrini in caso di accettazione di preparati istologici e citologici già allestiti. La criticità di maggiore rilevanza è costituita dallo scambio di materiale e rappresenta probabilmente la più grave delle criticità. IL LABORATORIO DI MACROSCOPIA Il laboratorio di macroscopia, detto anche “sala prelievi”, è il locale in cui si esegue l’esame macroscopico dei campioni e dove vengono effettuati i prelievi da processare per l’esame istologico. La maggior parte dei campioni perviene al laboratorio già in liquido fissativo e lo smaltimento dei tessuti non esaminati avviene dopo l’emissione del referto; per - 25 - questo è prevista presso questo locale la presenza di armadi aspirati per la conservazione dei campioni per un tempo adeguato. La descrizione del pezzo e la scelta dei prelievi da processare (riduzione) sono un atto medico di competenza dell’anatomo-patologo. Esso consiste in breve nella: • verifica dell’avvenuta fissazione, nel caso di campioni giunti in fissativo • descrizione macroscopica del campione dettata ad apparati di registrazione o al personale tecnico di supporto • eventuale acquisizione di immagini del campione • effettuazione dei prelievi necessari al corretto inquadramento diagnostico della lesione Nella gestione dei prelievi il tecnico di laboratorio: • si occupa in modo autonomo delle piccole biopsie (agobiopsie, biopsie endoscopiche, etc.) che non necessitano di descrizione e/o prelievo ma vengono processate in toto, annota il numero di frammenti bioptici rinvenuti nel contenitore e verifica che corrisponda a quello indicato nella richiesta. • collabora con il medico in caso di materiale che richiede la descrizione e la scelta dei prelievi e predispone le biocassette per la processazione del materiale; se è presente tessuto calcifico provvede alla decalcificazione. • provvede allo smaltimento dei tessuti non utilizzati per l’esame istologico. Le criticità più gravi che si possono verificare in questa fase sono lo scambio di materiale e la contaminazione. Lo scambio di materiale può avvenire durante la lavorazione del pezzo macroscopico, nel caso in cui i prelievi effettuati su un campione finiscano accidentalmente in biocassette contrassegnate con un’altra codifica. La contaminazione è la situazione in cui il prelievo presente nella biocassetta è contaminato da un frammento di tessuto appartenente ad un altro paziente. IL LABORATORIO DI ISTOPATOLOGIA Nel laboratorio di istopatologia si svolgono le attività di inclusione dei campioni in paraffina, di taglio delle sezioni istologiche e di colorazione e montaggio dei vetrini. - 26 - L’attività di inclusione consiste nell’allestire i blocchetti di paraffina che contengono al loro interno i campioni di tessuto da tagliare; il blocchetto ha una base in plastica che consente l’ancoraggio al microtomo per il taglio. L’attività di taglio consiste nel tagliare, con l’ausilio di un microtomo, delle sezioni sottili dal blocchetto in paraffina e nel raccoglierle su un vetrino portaoggetti. La colorazione di routine delle sezioni si effettua con ematossilina ed eosina, manualmente o tramite un coloratore automatico. Il montaggio consiste nel coprire la sezione colorata adesa al vetrino portaoggetto con un vetrino coprioggetto che ha la finalità di consentire una visualizzazione ottimale della sezione al microscopio e di preservarla dall’usura del tempo. La processazione La processazione dei campioni per l’inclusione in paraffina comporta prima l’immersione in liquidi disidratanti (di solito alcol etilico) a concentrazioni crescenti, poi un passaggio in un liquido chiarificante (xilolo o suoi sostituti) solubile sia nel liquido di disidratazione che nel mezzo di inclusione allo stato liquido, ed infine l’infiltrazione nel mezzo di inclusione allo stato liquido (di norma paraffina fusa). In passato tutti i passaggi venivano effettuati manualmente. Da molti anni si utilizzano i processatori automatici, apparecchi che permettono di effettuare i diversi passaggi in modo automatico ed in tempi più brevi grazie ad accorgimenti come l’aumento della pressione e della temperatura e l’agitazione dei reagenti in essi contenuti. La criticità più grave che si può verificare durante la processazione è la perdita di materiale in caso di apertura di una o più biocassette all’interno della camera di processo. L’inclusione Il tecnico di laboratorio esegue manualmente l’inclusione. Essa consiste in una serie di atti finalizzati ad inglobare i frammenti tessuto prelevati e processati all’interno di un blocchetto di paraffina solido a temperatura ambiente. - 27 - Durante la procedura dell’inclusione si ha la momentanea apertura delle biocassette. Per questo motivo l’inclusione è una manovra a rischio per la possibilità di scambi, contaminazioni e, più raramente, perdita di materiale. Il taglio delle sezioni La fase del taglio è quella che più di altre conserva la caratteristica del lavoro artigianale per il tecnico di laboratorio. Infatti la riproducibilità interoperatore del taglio è imprevedibile: il sezionamento microtomico rimane ancora oggi un evento legato alle qualità soggettive che determinano il livello di qualificazione professionale del tecnico, quali l’esperienza e la capacità di scegliere la sezione migliore, anche in relazione alle caratteristiche del tessuto e della tecnica da applicare. Per il tecnico di laboratorio l’atto del taglio è quello che assorbe l’impegno maggiore sia in termini di concentrazione che di tempo. La lavorazione in successione di campioni appartenenti a pazienti diversi costituisce un ulteriore momento di rischio per la possibilità di scambi e/o contaminazioni. La colorazione ed il montaggio Molte delle operazioni necessarie per la colorazione ed il montaggio dei vetrini sono oggi automatizzate (coloratori e montavetrini automatici). Tuttavia le stesse operazioni si possono effettuare manualmente con pari efficacia. La colorazione delle sezioni istologiche consente la lettura del vetrino al microscopio ottico. Il montaggio dei vetrini rappresenta una sorta di confezionamento del preparato istologico ed incide molto sulla sua leggibilità e resistenza nel tempo. Consiste nel ricoprire con un vetrino molto sottile la sezione che già si trova sul vetrino portaoggetto. L’adesione stabile si ottiene utilizzando un mezzo di montaggio che abbia un indice di rifrazione molto simile a quello del vetro. IL LABORATORIO DELLE ESTEMPORANEE Questo laboratorio ha una doppia finalità: la prima è l’esecuzione degli esami istologici intraoperatori, la seconda consiste nel trattamento dei tessuti - 28 - necessariper l’esecuzione di esami speciali, come il congelamento, la criopresevazione, la preparazione di sospensioni e colture cellulari. L’esame estemporaneo è una procedura d’urgenza che deve essere conclusa nel più breve tempo possibile. Tutti i campioni congelati utilizzati per questo esame vengono in seguito fissati in formalina per l’esame istologico definitivo al fine di confermare la diagnosi intraoperatoria. In questa attività il tecnico è responsabile dell’allestimento del vetrino, mentre il medico esegue il prelievo dal campione inviato per l’esame e naturalmente la lettura del preparato. Stante il carattere di urgenza, tutte la manovre devono essere eseguite nel più breve tempo possibile. IL LABORATORIO DI CITOPATOLOGIA In condizioni ottimali il laboratorio di citopatologia è autonomo e fisicamente separato dagli altri. In altri casi l’area dedicata all’allestimento dei preparati citologici rappresenta una zona del laboratorio di istopatologia. Il tecnico di laboratorio in citopatologia deve svolgerei seguenti compiti: • accettare e registrare i casi citologici • allestire i preparati citologici da campioni liquidi o semiliquidi • colorare e montare i vetrini • svolgere attività di cito-screener per il Pap-test (se adeguatamente formato). L’accettazione del materiale si svolge con modalità del tutto simili a quelle descritte per i campioni istologici. L’allestimento avviene in una postazione attrezzata che consente di ottenere preparati citologici da liquidi biologici e/o secrezioni. Come per l’istopatologia la colorazione ed il montaggio dei vetrini si possono effettuare con l’ausilio di strumenti automatici. L’attività di cito-screener consiste in una valutazione preliminare del Pap-test al microscopio finalizzata ad identificare quei casi che non presentano alterazioni citologiche. - 29 - I LABORATORI DI ISTOCHIMICA ED IMMUNOISTOCHIMICA La necessità di colorazioni istochimiche ed immunoistochimiche varia a seconda del tipo di casistica. In genere si utilizzano nel 5-10% dei casi di una casistica generale. In alcuni settori sub-specialistici, per esempio in ematopatologia, possono essere essenziali per risolvere il 40-50% dei casi. Queste colorazioni vengono eseguite dal tecnico di laboratorio, manualmente o con l’ausilio di strumenti automatici, dopo che sono state predisposte idonee sezioni istologiche. LA LETTURA DEI PREPARATI La lettura al microscopio dei preparati istologici e citologici, la formulazione della diagnosi e la produzione dei referti scritti sono competenze del personale medico specialistico. L’ultimo atto della procedura diagnostica è la produzione di un referto scritto di cui il medico firmatario assume la responsabilità. Il medico responsabile del caso(o altra persona dal lui preposta) richiama il caso su una postazione informatica, scrive il referto, lo valida, lo stampa e lo firma. In assenza di un sistema informatizzato il referto viene scritto a mano ed inviato al personale di segreteria che ne predispone una copia dattiloscritta per la firma e l’emissione ufficiale. IL LABORATORIO DI BIOLOGIA MOLECOLARE L’elevato livello di specializzazione richiesta, le attrezzature ed i costi fanno sì che il laboratorio di biologia molecolare sia presente soltanto in alcune unità di Anatomia Patologica, in genere in grandi ospedali o in strutture universitarie. Il numero di casi che richiede un approfondimento molecolare è variabile e dipende dal tipo di casistica afferente. In genere il campione su cui si eseguire un’indagine molecolare è stato già sottoposto ad esame istologico convenzionale e quindi è stato già accettato e registrato. La procedura di accettazione per la biologia molecolare prevede l’assegnazione di un nuovo codice alfanumerico specifico per questo tipo di indagine. - 30 - Il tecnico di laboratorio esegue materialmente la preparazione del campione e l’allestimento della reazione. La preparazione varia a seconda del tipo di analisi richiesta e del materiale di partenza. L’allestimento di una reazione molecolare (sia essa PCR, sequenziamento o ibridazione di acidi nucleici) prevede la preparazione di soluzioni tampone saline ed altri reagenti. L’esecuzione della reazione dovrebbe avvenire in un ambiente diverso e separato da quello in cui sono avvenuti la preparazione del campione e l’allestimento della reazione, per evitare contaminazioni (specialmente se si tratta di PCR). Le modalità di analisi del risultato dipendono dal tipo di reazione. In caso di FISH il risultato è visualizzato al microscopio a fluorescenza. In caso di PCR o sequenziamento il prodotto della reazione è analizzato con elettroforesi. L’interpretazione dei risultati rientra nei compiti del medico (spesso in collaborazione con il professionista biologo) che alla fine della procedura redige un referto in cui descrive il tipo di esame effettuato, la tecnica utilizzata ed i risultati ottenuti. Nella maggior parte dei casi il referto si aggiunge a quello dell’esame istopatologico e si fornisce così un’interpretazione univoca della malattia che tiene conto dei risultati di entrambe le indagini. LA SALA ANATOMICA L’esecuzione del riscontro diagnostico (autopsia) è un atto medico di competenza dell’anatomo-patologo (o del medico legale). Consiste nelle seguenti fasi: • esame esterno del cadavere • esame interno del cadavere (cavità) • eviscerazione del cadavere con il supporto del tecnico • apertura ed esame di tutti gli organi eviscerati • eventuale acquisizione di documentazione fotografica • esecuzione dei prelievi per gli esami istologici necessari • compilazione del verbale di autopsia con formulazione dell’epicrisi. Il tecnico di laboratorio coadiuva il medico nelle sue funzioni. In particolare: • accetta e registra il cadavere - 31 - • controlla l’adeguatezza della scheda del riscontro autoptico • posiziona il cadavere sul tavolo anatomico • aiuta il medico durante l’eviscerazione • ricompone il cadavere al termine del riscontro. LA GESTIONE INFORMATIZZATA La gestione informatizzata dei laboratori di anatomia patologica è diversa da quella dei laboratori di analisi chimico-cliniche a causa della natura prevalentemente non quantitativa dei dati prodotti e della complessità delle attività che vi si svolgono. I principali vantaggi che offre sono: • il richiamo automatico di dati e caratteristiche di soggetti già inseriti • l’integrazione dei dati • l’archiviazione permanente di dati on-line • l’adattabilità ad esigenze specifiche dei diversi laboratori, più o meno specialistici. - 32 - STANDARD DI PRODUTTIVITA’ L’applicazione di standard di produzione all’attività diagnostica è generalmente avversata dagli operatori che operano nel Servizio Pubblico: vengono addotte pretestuose motivazioni tecniche (…non è possibile imporre un tempo fisso per un’attività artigianale -tecnico- o intellettuale -medico-… oppure …ciascun laboratorio è un’entità intrinsecamente differente dalle altre…) per evitare attribuzioni “amministrative” dell’attività lavorativa. Recentemente la SIAPEC-IAP, la Società Scientifica che raggruppa gli anatomopatologi italiani, ha condotto uno studio sui carichi di lavoro in collaborazione con metodologi dell’Università Bocconi di Milano (A. Francesoni e E. Trinchero), pubblicato sul sito della Società (www.siapec.it - accesso ristretto ai soci), basato su una rilevazione della produzione di un campione rappresentativo di laboratori pubblici ospedalieri ed universitari. Utilizzando il nomenclatore ufficiale SIAPEC, dove un gruppo di esperti ha attribuito un punteggio standard alle prestazioni (es. Pap-test = 0,5 punti, piccola biopsia = 1 punto, conizzazione uterina = 3 punti, stadiazione carcinoma mammario = 5 punti etc.), è possibile stimare i costi presunti di una data attività e calcolare il numero degli operatori necessari. Nello studio condotto durante il triennio 2005-2007, il costo pieno per “un punto” del tariffario (costo diretto + costi generali) è risultato di € 34,87 (costo medio che una struttura pubblica sostiene per una piccola biopsia). Per un Pap-test è quindi di € 17,44 mentre i costi sostenuti per una stadiazione mammaria ammontano a € 174,35. Con i dati raccolti è stato calcolato anche l’impegno medio degli operatori per realizzare il prodotto; per un punto sono necessari in minuti: • Medico/Biologo 10.50 min. • Tecnico sanitario 15.14 min. • Amministrativo 3.75 min. • Infermiere 0.64 min. • OTA 3.45 min. Questo “tempo standard” comprende tutte le attività, dirette ed indirette, mentre i carichi comuni amministrativi (direzione aziendale, etc) sono calcolati nella - 33 - valutazione economica. Oltre al valore assoluto è interessante notare il rapporto dirigente/tecnico-infermiere che è circa 1/1,5. Nonostante questo sistema di calcolo sia chiaro e lineare, nell’applicazione pratica si riscontrano alcune difficoltà che potrebbero diminuirne significativamente l’efficacia applicativa. Il primo e cruciale punto controverso riguarda la definizione ed il conteggio delle prestazioni. La definizione di prestazione non è condivisa e considerato che non è applicabile il meccanismo di controllo “fatturazione/pagamento conseguente”, in alcuni laboratori pubblici si ricorre al frazionamentodegli esami per conteggiare un’artificiosa maggiore produttività, oppure si valorizzano operazioni intermedie ai fini di un computo separato. Una seconda considerazione riguarda l’applicazione comparata in strutture private, dove il conteggio teorico porta ad un numero di addetti di circa il 30% superiore rispetto a quelli realmente operanti. Per spiegare questa incongruenza si adduce l’assenza di parametri di riferimento per il controllo della qualità; in altre parole, nei laboratori privati la qualità intrinseca dei prodotti di Anatomia Patologica sarebbe inferiore rispetto al Servizio Pubblico. Queste considerazioni inducono ad approfondire l’analisi del processo produttivo per individuare i parametri di base atti a quantificare e valutare il lavoro in Anatomia Patologica, evitando la tentazione di accettare la semplificazione del calcolo di costi e personale in funzione di parametri standard. I LABORATORI Il più importante aspetto da prendere in considerazione in un laboratorio di istologia è il numero di casi per anno (2). Il numero dei riscontri autoptici è estremamente variabile: negli Stati Uniti è molto inferiore al resto dei paesi trattati in questi lavori. I laboratori vengono divisi a seconda dell’attività in gruppi da: meno di 10.000 casi, tra 10.000 e 20.000 casi, tra 20.000 e 30.000 casi, tra 30.000 e 50.000 casi e oltre i 50.000 casi all’anno. In generale la metà circa ha sotto i 20.000 casi e solo l’8% sono sopra i 50.000 casi. - 34 - Se si considerano i differenti indici di produttività, i livelli di automazione, speciali procedure e carichi di lavoro, i tempi di impiego del personale ed i flussi di lavoro, si ha l’indicazione che i laboratori con maggior produttività sono quelli che hanno almeno 20.000 casi all’anno, probabilmente a causa della maggiore automazione e della presenza di personale specializzato e dedicato nelle diverse attività. È anche evidente che le reazioni di immunoistochimica, che hanno una frequenza di 1 ogni 1,5 casi, sono diventate un test preferenziale rispetto alle colorazioni istochimiche convenzionali che vengono richieste 2,7 volte meno frequentemente. I laboratori più produttivi risultano essere quelli con più di 50.000 casi all’anno, seguiti da quelli con un’attività tra i 20.000 ed i 30.000 casi all’anno (2). Nei laboratori con meno di 20.000 casi il personale tecnico termina la propria attività nel primo pomeriggio. Dopo avere finito di preparare i vetrini per la lettura, i tecnici di laboratorio non hanno abbastanza attività da svolgere nel pomeriggio per essere veramente produttivi, tranne nei pochi laboratori dove i tecnici sono i numero molto ridotto (uno o due al massimo). L’AUTOMAZIONE L’automazione indubbiamente influenza il TAT (Turn Around Time) ma solamente in parte poiché la maggioranza delle attività è manuale e completamente indipendente dagli strumenti. Lavori condotti avvalendosi di dati americani e canadesi principalmente, ma anche di dati forniti da laboratori di paesi non anglosassoni e con tradizioni profondamente diverse (come il Messico e la Russia), hanno evidenziato che il numero delle ore di lavoro varia da 3 a 10 ore al giorno, con una media di 8 ore per turno. Generalmente si lavora 5 giorni alla settimana; alcuni però lavorano da 3 a 7 giorni a settimana con una grande variabilità di ore al giorno e giorni per settimana. Nelle attività di tipo industriale, gli standard di performance sono dettati dal completamento di passaggi sequenziali in una linea di produttività settata su un tempo specifico adatto a raggiungere un traguardo produttivo globale. In operazioni non di tipo industriale, specialmente in quelle dove gioca un ruolo fondamentale l’attività di tipo “artigianale”, il solo modo per determinare degli - 35 - standard di produttività è quello di studiare un gruppo di “postazioni di lavoro” che hanno obiettivi finali similari. L’istologia, con tutte le sue attività manuali, è un tipo di lavoro che richiede di scegliere dei campioni per calcolare le medie o i valori medi di produttività per ciascuna differente attività nel flusso di lavoro, al fine di verificare gli standard di produttività. Il criterio utilizzato per raffrontare la produttività è dunque il confronto tra le differenze piuttosto che le loro analisi statistiche, che sono essenzialmente il risultato di situazioni specifiche locali. Eseguire attività tecniche richiede il possesso di competenze specifiche oltre al titolo di studio e lo svolgimento di periodi di addestramento, mentre le attività non propriamente tecniche possono essere eseguite sia con l’ausilio di strumentazioni automatiche, sia da personale ausiliario, sia, in parte, dallo staff amministrativo. I dati raccolti dalle varie pubblicazioni provengono da diversi settori del flusso di lavoro: rappresentano tutti il rapporto tra parti del carico di lavoro ed il tempo impiegato dallo staff per completarlo. LE ATTIVITA’ TECNICHE Le attività tecniche sono quelle completate dallo staff dei tecnici di laboratorio con conoscenze teoriche adeguate ma anche con una profonda coscienza del proprio ruolo nel percorso diagnostico del paziente e dell’importanza degli aspetti della qualità di ciascuna delle proprie attività. La riduzione dei campioni Spesso nello stesso momento in cui si effettua la riduzione del campione vengono inseriti i prelievi nelle biocassette dalla stessa persona che esegue il prelievo. Il tecnico di laboratorio assiste il patologo preparando le biocassette ed inserendo nel programma di gestione informatico la descrizione del pezzo ed i dati relativi ai prelievi effettuati. La riduzione e l’inserimento dei campioni nelle biocassette sono le uniche due attività manuali che precedono la processazione che è automatizzata ormai quasi in tutto il mondo (il 29% dei laboratori di Anatomia Patologica in Russia ha ancora - 36 - attività di processazione eseguite manualmente come anche alcuni laboratori di istopatologia veterinaria). Inclusione L’inclusione è la prima attività manuale dopo la processazione. Se si chiede ad un tecnico di laboratorio quanti prelievi possono essere inclusi nell’arco di un’ora, la risposta più frequente sarà che dipende dal tessuto, un’affermazione sicuramente valida. Dati risalenti al 2004 della NSH (la società americana nazionale dei tecnici di istopatologia) presentano valori che vanno da 0,5 a 1 minuto a seconda del tipo di tessuto, mentre la media degli altri paesi si aggira su 1,2 minuti per biocassetta. Sempre e comunque, almeno nei laboratori dove sono presenti delle stazioni adeguate per l’inclusione, si includono almeno 40 blocchetti all’ora. (Purtroppo in alcuni laboratori di alcuni paesi ancora si include utilizzando rettangoli metallici e contenitori di carta invece che le più moderne formelle di acciaio o di materiale plastico monouso, oppure si raffredda ancora utilizzando blocchi di ghiaccio invece che le più moderne piastre raffreddanti comprese nelle attrezzate centraline di inclusione, abbassando in questo modo il valore della produttività di almeno il 40%.) La differenza tra gli Stati Uniti e gli altri paesi comprende anche l’inizio, la fine e la durata dell’attività dell’inclusione; infatti la maggior parte dei laboratori americani comincia questa attività molto presto al mattino, a volte anche prima di mezzanotte. Circa il 55% di tutti i campioni viene incluso tra le 4.00 e le 6.00 del mattino ed alle 7.00 già il 70% dei blocchetti è pronto per essere tagliato. Al di fuori degli Stati Uniti si comincia ad includere non prima delle 6.00 del mattino. Negli Stati Uniti la media del tempo di inclusione a giornata è di 5,24 ore al giorno mentre negli altri paesi si include in media circa quattro ore al giorno, ma ciò dipende dal numero dei blocchetti (una media di 280 negli Stati Uniti e circa 200 negli altri paesi). L’inclusione ed il taglio sono le due fondamentali attività manuali nel laboratorio di istopatologia ma vale la pena ricordare che è stato sviluppato uno strumento in grado di includete in maniera automatica 120 blocchetti all’ora (uno ogni 30 - 37 - secondi), 2,4 volte la media della produttività manuale di un tecnico di laboratorio (in grado dunque di eliminare anche la sorgente di stress meccanici che sembrano essere spesso causa di sindromi del tunnel carpale negli operatori che seguono quotidianamente questa attività). Etichettatura L’etichettatura dei vetrini puo’ essere eseguita prima o dopo il taglio, in maniera automatica o manuale, allo stesso modo in cui vengono scritte le biocassette, in anticipo o mentre si eseguono i prelievi, manualmente o in maniera automatica. L’attività dell’etichettatura dei vetrini può essere effettuata sia dal tecnico di laboratorio sia dal personale ausiliario, oppure con una stampigliatrice automatica: dipende dal volume del lavoro e dalla politica degli investimenti di ciascun laboratorio. Vale la pena ricordare che raccogliere la giusta sezione sul vetrino corrispondente è il passaggio del flusso di lavoro più a rischio di errore e la ragione per cui è preferibile utilizzare vetrini e blocchetti pre-stampigliati con codice a barre da “leggere” tramite scanners posizionati in ogni singola stazione di taglio, al fine di evitare errori di scambio. Preparazione del blocchetti per il taglio La preparazione dei blocchetti per il taglio consiste nella loro organizzazione dopo averli controllati con i fogli di lavoro o con gli stessi vetrini nel caso in cui questi ultimi vengano stampigliati in anticipo. Questa attività può essere effettuata anche dal personale ausiliario. Tutte queste piccole operazioni aiutano a risparmiare in merito ai costi e permettono ai tecnici di laboratorio di dedicarsi esclusivamente alle attività che richiedono le loro specifiche competenze. Sgrossatura dei blocchetti Sgrossare e pulire i blocchetti dalla paraffina in eccesso, in modo da ottenere una superficie di taglio del tessuto incluso completa ed “in pari” prima del taglio delle sezioni definitive, è un’attività che può essere affrontata con approcci differenti. Il - 38 - più produttivo sembra essere quello che prevede la sgrossatura di gruppi di blocchetti (20/30 alla volta) da posizionare successivamente sulle piastre per il raffreddamento. I valori più comuni del tempo impiegato per questa attività vanno da 5 ad 80 secondi, per una media di 25 secondi a blocchetto. Naturalmente il tempo varia significativamente se invece che utilizzare le normali biocassette monouso in materiale plastico, che si adattano perfettamente ai blocchi portacassette dei microtomi, si devono sgrossare i blocchi di paraffina senza supporto, come avviene ancora in alcuni laboratori di piccole dimensioni o con risorse economiche molto limitate (o ancora per inclusioni di macrosezioni di grandi dimensioni). Il taglio delle sezioni Il taglio è l’attività manuale più importante del tecnico in istopatologia e spesso ne determina l’abilità professionale. Quanti blocchetti un tecnico è in grado di tagliare in un’ora dipende dal tipo di tessuto e dal numero di sezioni e di vetrini che si devono produrre per ciascuno. Sono determinanti anche alcune variabili collegate alla mancata fissazione ed infiltrazione dei tessuti, in presenza delle quali il taglio diventa piuttosto difficoltoso e a volte addirittura impossibile. Un’appropriata processazione gioca un ruolo importante nella produttività di questo tipo di attività. L’NSH con le sue indagini ha concluso che attualmente un tecnico di laboratorio dovrebbe essere in grado di tagliare una media di 27 blocchetti all’ora (considerando un solo vetrino per ogni blocchetto) e questo sembra poter valere per tutti i laboratori. Le ore di taglio al giorno invece sono diverse tra i laboratori degli Stati Uniti e quelli di altri paesi studiati. Alcuni tra i primi cominciano a tagliare poco dopo la mezzanotte; in questo modo alle 4.30 del mattino già il 18% dei vetrini è pronto ed il 70% è pronto entro le 7.00. Negli altri paesi invece non si comincia a tagliare prima delle 7.00 del mattino. Poiché il carico di lavoro è sempre mediamente maggiore nei laboratori americani, il periodo complessivo dedicato al taglio ogni giorno (senza considerare il numero dei - 39 - tecnici di laboratorio) ammonta a circa 6 ore e mezza negli Stati Uniti e circa 4 ore e tre quarti negli altri paesi. L’interesse per l’automazione del taglio non ha avuto lo stesso successo dell’automazione dell’inclusione. Gli unici strumenti messi a punto fino ad ora possono tagliare solamente 20 blocchetti ogni due ore, e quindi sono due volte e mezzo più lenti del tecnico; pare ragionevolmente ancora lontano il tempo in cui sarà disponibile uno strumento automatico ad altra produttività per il taglio dei blocchetti. Colorazione con Ematossilina/Eosina Anche se molte colorazioni speciali, sia istochimiche, immunoistochimiche o di ibridazione in situ fanno ormai parte di protocolli quasi-standard, la colorazione con Ematossilina/Eosina, la più semplice ed ancora la più utilizzata, è anche la più variabile nel mondo. Esistono protocolli e soluzioni di Ematossilina e di Eosina estremamente diversi tra loro. Le variabili nascono principalmente per soddisfare le preferenze dei patologi poiché se alcuni preferiscono un’intensa colorazione nucleare, altri preferiscono vedere nuclei chiari. Le variabili, in aggiunta a quelle che caratterizzano la processazione, sono fattori fondamentali nella creazione dell’unicità di ciascun laboratorio e si oppongono fortemente ad ogni logico tentativo di standardizzazione. La colorazione con Ematossilina/Eosina può essere manuale o automatizzata. Se è manuale si tratta di un’attività per tecnici di laboratorio perché la differenziazione in acqua corrente dopo la colorazione con Ematossilina deve essere controllata dall’operatore durante il lavaggio dei vetri. I vetrini possono essere colorati sia singolarmente che in gruppo (20-25 massimo alla volta). La durata della colorazione può variare da 20 minuti ad 1 ora ed è l’attività più frequentemente automatizzata dopo la processazione. Anche il tempo della colorazione automatica dipende dalla lunghezza del protocollo. Il fatto che sia automatizzata riduce l’intervento degli operatori al solo mettere e togliere i vetrini dallo strumento, operazioni che richiedono solo pochi secondi ogni volta. Queste - 40 - operazioni possono essere fatte anche dal personale ausiliario. In questo caso l’impatto dell’automazione della colorazione nel flusso di lavoro viene determinato dal tempo richiesto dal protocollo e dal numero dei vetrini colorati ogni giorno, e non dal tempo richiesto al personale per maneggiare i vetrini fuori e dentro gli strumenti. Montaggio dei vetrini In circa un terzo dei laboratori di istopatologia nel mondo il montaggio dei vetrini è ancora un’attività manuale. Questa attività richiede dai 10 ai 20 secondi a vetro se si utilizzano vetrini coprioggetto, un po’ meno se si utilizza un film apposito di materiale non vetroso. Il film ha il vantaggio di aumentare la produttività ma ha alcuni svantaggi. Uno è legato alla preferenza dei patologi di avere i coprioggetto in vetro per una migliore performance nella fotografia del campione al microscopio. Un altro svantaggio più significativo riguarda il fatto che il film richiede meno sostanza chiarificante durante il montaggio (e questo potrebbe essere un vantaggio) ma questo in non pochi vetrini dell’archivio provoca un distacco del film coprioggetto che si porta dietro la sezione. Sezioni al criostato Il taglio al criostato, che è il metodo di elezione per fare diagnosi intraoperatoria, è l’unica attività che abbia un tempo standard ormai ben codificato che si aggira intorno ai 20 minuti dopo che si è ricevuto il campione in laboratorio. Il totale del tempo che si impiega ogni giorno per eseguire esami estemporanei dipende dal numero dei casi che arrivano al laboratorio ed è fortemente variabile sia da laboratorio a laboratorio, sia da giorno a giorno. A questo va aggiunto il tempo necessario per pulire e disinfettare il criostato (almeno 30 minuti al giorno). Speciali procedure Si intendono con questo termine fondamentalmente le colorazioni istochimiche ed immunoistochimiche. Le prime da strumento diagnostico primario sono passate alla media di un test ogni quattro casi e sono molto meno frequenti delle colorazioni - 41 - immunoistochimiche che vengono richieste nel 79% dei casi negli Stati Uniti e nel 62% dei casi negli altri stati. Entrambe le tecniche possono essere eseguite con strumenti automatici ma gli immunocoloratori sono più numerosi. Per una media giornaliera di 100 vetrini, l’immunocitochimica richiede un totale di 11 ore di lavoro per due tecnici di laboratorio se effettuata automaticamente (ciascun tecnico impiega meno di 2 ore per la preparazione dei vetrini e meno di 4 per la preparazione di alcune soluzioni, il taglio dei casi e dei controlli) mentre ne richiede 26 se effettuata manualmente. L’automazione dell’immunoistochimica produce numerosi vantaggi: un miglioramento della qualità, risultati più rapidi e la riduzione dei costi dovuti al pagamento di eventuali ore di straordinario necessarie per terminare le procedure in giornata. Attività “non tecniche” Le attività non propriamente tecniche sono quelle che non richiedono le competenze specifiche del tecnico di laboratorio. Tra di esse c’è la stampigliatura dei vetrini e delle biocassette che, eseguita da uno strumento (quella dei vetrini prima del taglio ed al posto dell’etichettatura), è 2,3 volte più veloce che fatta manualmente. Il vantaggio più grande è che si evitano gli errori e vetri e cassette sono meglio leggibili. Purtroppo questi strumenti sono presenti entrambi solo nell’11% dei laboratori in tutto il mondo. Riassumendo. La produttività del laboratorio di istopatologia dipende dal tipo di laboratorio, dal carico di lavoro, dallo staff e dalle proprie competenze e dalla presenza di strumentazione adeguata e dal livello di automazione; fondamentalmente però dipende da come è organizzato il lavoro. Un fatto è certo: la produttività del singolo tecnico di laboratorio è essenzialmente la stessa ovunque. Ammesso che la formazione e gli strumenti siano adeguati, le capacità del personale sono piuttosto simili in tutto il mondo; differenze stanno nei laboratori che usufruiscono dei benefici dei fattori sovramenzionati e specialmente dove il lavoro è meglio organizzato. - 42 - Questo spiega perché i laboratori (soprattutto quelli con almeno 20.000 casi all’anno) al fine dell’aumento della produttività beneficiano dell’analisi del flusso di lavoro tramite le tecniche di management. - 43 - TECNICHE DI MANAGEMENT E “LEAN PRODUCTION” L’EVOLUZIONE DI ALCUNE TECNICHE DI MANAGEMENT Dal 1895 Gustavus Swift aveva già perfezionato una catena di “smontaggio” che gli permetteva di vantarsi del fatto che, eccetto che per le urla, tutto ciò che usciva dal bestiame al suo macello di Chicago, era stato già trasformato in un prodotto derivato, poiché il suo impianto era il primo capace di spostare le carcasse appese ad un nastro trasportatore da un macellaio all’altro per essere velocemente ridotte in parti più piccole. Ispirato dall’osservazione raggiungimento di del questa straordinaria produttività, Henry Ford, in una sorta di “ingegnerizzazione processo a di rovescio”, concepì l’idea di un flusso di lavoro unico dove intercambiabili tutte di le parti Figura 9: Il macello di Gustav Swift a Chicago un’automobile potessero essere assemblate mentre un telaio si muoveva lungo numerose stazioni fisse ed in continuazione gli venivano aggiunti nuovi pezzi. Questo tipo di linea di produzione fu introdotto per la prima volta da Ford nel 1908 per produrre il Modello T alla Ford Piquette Avenue. Gli permise di produrre 1000 “Tin Lizzies” al giorno (ne usciva dalla fabbrica una ogni due minuti). Facendo questo Ford massimizzò la produttività avviando così una rivoluzione mondiale nell’industria e creando il “Ford Production System” (FPS). Tutto è cominciato allora ed in questi 100 anni sono stati fatti grossi sforzi per migliorare la gestione al fine di aumentare la produttività ed abbassare i costi, in primis attuando analisi per ottimizzare il flusso di lavoro. - 44 - Sebbene non vi siano prove che Frederick W. Taylor sia venuto in contatto con Henry Ford, la grande precisione delle operazioni sul nastro trasportatore di Ford fu resa possibile dagli studi sul tempo e sul moto di cui fu pioniere Taylor. Forse il migliore esempio di analisi ed ottimizzazione del flusso di lavoro ci fu nel gennaio 1940 quando Charles Sorensen, competenza utilizzando sul Ford la sua Production System, disegnò la fabbrica della Ford Motor a Willow Run nel Michigan che fu capace di produrre un bombardiere B24 all’ora americane per le durante forze armate la guerra II Figura 10: produzione in serie delle Ford "Tin-Lizzies" mondiale. Il TAT Il TAT (Turn Around Time), oggi per noi così familiare, è stato un altro importante passo avanti nel management nel 1926, dopo l’introduzione da parte dei Tedeschi del concetto di Takt Production; il termine deriva dalla parola Takzeit che significa tempo, regolazione della velocità, ritmo, battito musicale e ha legato per la prima volta la produzione alla domanda del consumatore. La Takt Production fu utilizzata dalla Germania durante la II guerra mondiale e fu condivisa con il Giappone come una metodologia di produzione che più tardi è stata trasformata, alla fine degli anni Quaranta, nel cosiddetto “Just In Time” (JIT), il sistema che ha cambiato il classico paradigma “offerta e domanda” in un modello più efficiente di “domanda e poi offerta”. Questo paradigma diverrà poi parte del Toyota Production System (TPS) a metà degli anni Cinquanta. Nel 1933 D. Edwards Deming creò le control charts e da giugno ad agosto del 1950 formò centinaia di ingegneri giapponesi insegnando loro il Controllo di Qualità (QC) ed i concetti di Total Quality Management, semplificati dai suoi “14 principi e 7 - 45 - peccati capitali” del management. Questo gli valse il titolo di padre della rinascita industriale giapponese post-bellica, poiché i suoi insegnamenti consentirono al Giappone nel 1974 di eguagliare in qualità l’Ovest del mondo ed anche di sorpassarlo in qualche occasione. Sempre nel 1950 Eiji Toyota visitò la fabbrica di Ford a Dearborn, dove venivano prodotte 8000 auto al giorno, e pensò che il FPS fosse inadeguato per Toyota, che in quel momento produceva solo 2500 auto all’anno. Non fu colpito perché notò che c’erano troppi scarti intrinseci al sistema ma in compenso apprezzò il modo in cui i Supermarket Piggly Wiggly ordinavano e stoccavano i loro prodotti basandosi sulla domanda dei consumatori. Queste due osservazioni furono decisive nello sviluppo del Toyota Production System, basato su un costante impegno per l’eliminazione degli scarti, l’implementazione del flusso di lavoro JIT e l’aumento della qualità attraverso un’effettiva partecipazione degli operai. Il sistema delle “5 S” Il “5 S” del management, che ora è parte integrante del TPS, consiste invece in una serie di passaggi che fanno parte del “luogo di lavoro virtuale”, definito nel 1940 come una sorta di posto di lavoro piacevole e ben governato, che sottende un ambiente di lavoro più organizzato ed efficiente (cosa che è utile specialmente quando gli spazi di lavoro sono condivisi). Il nome “5 S” viene dal fatto che le parole giapponesi che descrivono ciascun passaggio cominciano con il suono della lettera S. I cinque termini giapponesi sono stati tradotti con i seguenti cinque verbi inglesi che iniziano per S per mantenere lo stesso suono iniziale. 1. separate implica la rimozione di tutto ciò che non viene utilizzato, articoli vecchi ed obsoleti; 2. stabilize impone ordine sul luogo di lavoro con tutti gli attrezzi di lavoro facili da raggiungere eliminando i colli di bottiglia ed assicurando il corretto completamento di un’operazione senza rischio di errori; 3. shine richiede che la postazione di lavoro e le attrezzature siano pulite eliminando sporco, polvere e detriti; - 46 - 4. standardize impone di lavorare con standard di operatività, programmi che mantengono ciò che è stato ottenuto con i tre precedenti steps e che richiedono anche la formazione del personale; 5. sustain è la disciplina necessaria a mantenere il governo completo del posto di lavoro. Il sistema delle “5 S” è uno dei principi chiave del TPS e viene sempre introdotto con la speranza di aumentare la produttività e la performance nell’intero processo oppure in determinate stazioni di lavoro. Controllo della qualità Per quanto riguarda il controllo di qualità invece occorre ricordare che negli Stati Uniti l’applicazione della statistica e della matematica all’industria cominciò nel 1924 con le “control charts” di Walter Shewhart. Il concetto di controllo di qualità è continuato nel 1977 con il lavoro teorico di John Tuckey ed è culminato nel sistema “Six Sigma”. È un concetto della statistica, un programma di controllo di qualità che mira a ridurre il numero di errori o di difetti nel flusso di lavoro con il fine di raggiungere il valore di 3.4 errori ogni milione di opportunità, che equivalgono ad una deviazione di 6 sigma dallo standard. Per mettere in piedi un programma Six Sigma è necessario prima stabilire una “road map” delle operazioni con una tecnica detta DMAIC che comprende: • Definire i processi, i rischi di avere dei difetti o di fare errori e tutti i tempi morti e le ripetizioni. • Misurare il tempo richiesto per completare ciascun passaggio del processo, comparando questi tempi in situazioni o produzioni differenti per calcolare i tempi morti. • Analizzare le opportunità di migliorare i vari passaggi nel processo. • Implementare il processo attraverso la semplificazione, riducendo i passaggi e/o incrementando l’automazione. • Controllare l’intero processo ad intervalli regolari. - 47 - Attuato per la prima volta nel 1988 alla Motorola Corporation, viene utilizzato essenzialmente per calcolare il numero dei difetti nel processo produttivo che costa di più eliminare che non accettare. Dopo che questo metodo è stato adottato nel 1996 anche dalla General Electric è diventato una sorta di metodo standard. Il Metodo Toyota Toyota Production System è un metodo di organizzazione della produzione derivato da una filosofia diversa e per alcuni aspetti alternativa alla produzione di massa, ovvero alla produzione in serie e spesso su larga scala basata sulla catena di montaggio di Henry Ford. Il nome deriva dal fatto che essa è stata inventata negli anni 1940-1950 presso la Toyota, da Sakichi Toyoda, Kiichiro Toyoda, ed in particolare dal giovane ingegnere Taiichi Ohno. Alla base del TPS si trova l'idea di 'fare di più con meno', cioè di utilizzare le (poche) risorse disponibili nel modo più produttivo possibile con l'obiettivo di incrementare drasticamente la Figura 11: Taiichi Ohno produttività della fabbrica. La Toyota, nell'immediato dopo-guerra, si trovava in condizioni gravissime di mancanza di risorse, come peraltro gran parte dell'industria del Giappone, uscito sconfitto e stremato da una guerra devastante. Esso si basa su cinque principi puntando su un concetto apparentemente semplice: l'eliminazione di ogni tipo di spreco (Muda) che inevitabilmente accompagna ogni fase di un processo produttivo. I principi sono: • identificare il valore per il cliente • comprendere il processo di creazione del valore • creare il flusso del valore • far tirare il flusso del valore dal cliente • ricercare la perfezione. - 48 - I seguenti "sette sprechi" identificano e classificano risorse che usualmente sono degli sprechi. Essi sono stati declinati da Taiichi Ohno, ingegnere capo Toyota, come parte del Toyota Production System: 1. Difetti: difetti alla qualità portano il cliente a rifiutare il prodotto. Lo sforzo necessario a creare questi difetti è uno spreco. 2. Sovrapproduzione: la sovrapproduzione è la produzione o l'acquisizione di beni prima che siano effettivamente richiesti. È uno spreco molto pericoloso per le aziende perché tende a nascondere problemi di produzione. La sovrapproduzione deve essere immagazzinata, gestita e protetta, generando quindi altri sprechi. 3. Trasporti: ogni volta che un prodotto è trasferito rischia di essere danneggiato, perso, ritardato, etc., così diventa un costo che non produce valore. I trasporti non introducono alcuna trasformazione al prodotto che il cliente sia disposto a pagare. 4. Attese: si riferisce sia al tempo impiegato dai lavoratori nell'attesa che la risorsa sia disponibile, sia al capitale immobilizzato in beni e servizi che non sono ancora stati consegnati al cliente. 5. Scorte: le scorte, siano esse in forma di materie prime, di materiale in lavorazione (WIP), o di prodotti finiti, rappresentano un capitale che non ha ancora prodotto un guadagno sia per il produttore che per il cliente. Ciascuna di queste tre voci che non sia ancora elaborata per produrre valore è uno spreco. 6. Movimento: è simile ai trasporti, ma si riferisce, anziché ai prodotti, ai lavoratori o alle macchine. Questi possono subire danneggiamenti, usure, problemi di sicurezza. 7. Processi inutilmente costosi: usare risorse più costose del necessario per le attività produttive o aggiungere funzioni in più, oltre a quelle che aveva originariamente richiesto il cliente, produce solo sprechi. C'è un particolare problema in tal senso che riguarda gli operatori. Gli operatori che possiedono una qualifica superiore a quella necessaria per realizzare le attività richieste, generano dei costi per mantenere le proprie competenze che vanno sprecate nella realizzazione di attività meno qualificate. - 49 - Per perseguire l'eliminazione del Muda si opera su tutti gli aspetti del processo produttivo con un approccio basato sul miglioramento continuo e a piccoli passi, detto Kaizen. Il Kaizen è una metodologia giapponese di miglioramento continuo passo passo che coinvolge l'intera struttura aziendale. Il termine Kaizen infatti è la composizione di due termini giapponesi: KAI (cambiamento) e ZEN (meglio). Il Kaizen si connette a concetti come il Total Quality Management (TQM - Gestione della qualità totale). “Lean Production” Nel 1988, mentre il TPS veniva studiato al Massachussetts Institute of Technology, veniva coniato il termine di “Lean Manufacturing” (o più semplicemente “Lean”, come si usa dire adesso) per descrivere le sue fondamentali caratteristiche di produzione unitaria, minimo scarto e spinta del consumatore del processo di produzione. È anche probabile che questo nuovo nome sia nato per dissociare queste qualità produttive dall’industria automobilistica della Toyota in modo da poterle associare a qualsiasi tipo di produzione. Il termine “Lean Production” (Produzione Snella) è stato coniato dagli studiosi Womack e Jones nel loro libro La macchina che ha cambiato il mondo, in cui i due studiosi hanno per primi analizzato in dettaglio e confrontato le performance del sistema di produzione dei principali produttori mondiali di automobili con la giapponese Toyota, rivelando le ragioni della netta superiorità di quest'ultima rispetto a tutti i concorrenti(3). La Lean Production è dunque una generalizzazione e divulgazione in occidente del sistema di produzione Toyota (o Toyota Production System - TPS) che ha superato i limiti della produzione di massa (sviluppato da Henry Ford e Alfred Sloan) applicata allora (e ancora oggi) dalla quasi totalità delle aziende occidentali. Queste tecniche oggi sono comunemente applicate in tutto il mondo e di conseguenza esistono centinaia di società di consulenza e consulenti, corsi, programmi di training, libri e siti web relativi. - 50 - L’APPLICAZIONE DELLA LEAN PRODUCTION ALL’ANATOMIA PATOLOGICA La produttività del flusso di lavoro Con “flusso di lavoro” (Workflow) si intende la sequenza delle operazioni che portano alla realizzazione del prodotto. I livelli di produttività dei flussi di lavoro sono determinati dalle relazioni tra il carico, gli operatori e l’organizzazione del lavoro. Da molti anni si stanno applicando delle metodologie di management col fine di incrementare la produttività in Anatomia Patologica (5;6). La più efficace è forse la teoria della Lean Production (7): i campioni vengono processati in continuo in piccoli gruppi con brevi protocolli, ma il tempo per completare le attività manuali prima e dopo la processazione è indipendente da questo passaggio per cui si può ancora lavorare molto su come è organizzato il lavoro e come partecipa il personale. Automazione Fino al 1909, quando fu inventato da Arendt il primo processatore automatico controllato da un timer, con un cestello che trasportava i campioni di tessuto attraverso sette stazioni, solamente altre tre avvenimenti tecnologici precedenti avevano avuto un reale impatto sulla produttività in istologia: le formelle rettangolari di metallo di Leukhart per l’inclusione nel 1881, il microtomo automatico rotativo di Minot nel 1887 e il cestello per colorare contemporaneamente più vetrini di Borrmann nel 1894; ebbero tutti effetti solo marginali sulla produttività. Il primo processatore automatico non solo servì da modello per successivi e più complessi strumenti,ma ridusse della metà il tempo di processazione, migliorò la qualità introducendo la solidità dell’automazione e divise l’intero processo del laboratorio di istologia in due fasi ben distinte, quelle effettuate prima della processazione dei tessuti e quelle post processazione. - 51 - Le innovazioni dopo il 1945 furono spinte dalla volontà di ottenere un miglioramento della qualità dell’infiltrazione ed un marginale incremento della produttività con lo scopo di arrivare a protocolli più brevi con molti campioni. Solo alla fine degli anni Ottanta l’introduzione della tecnologia delle microonde ha dato la possibilità di ottenere tempi brevi di processazione, ma il tempo richiesto per completare le attività pre e post processazione è rimasto completamente indipendente dalla velocità della processazione. Oltre all’innovazione nella processazione il laboratorio di istologia ha beneficiato grandemente di altri strumenti automatici, in particolare coloratori e montavetrini, che permettono che le attività vengano completate rispettivamente 2,3 e 2,7 volte più velocemente. Strumenti di nuova generazione Inclusori meccanici circolari, coloratori rotativi e montavetrini coprioggetto rappresentano il nucleo storico dell’automazione in Anatomia Patologica; oggi le proposte di meccanizzazione si stanno spingendo più in profondità nel lavoro tecnico fino ad arrivare all’allestimento ed al taglio dei blocchetti di paraffina. Sono disponibili stampigliatrici di cassette ed etichettatori per vetrini emacchine automatiche sono in grado di includere in paraffina 120 blocchetti all’ora che corrispondono al doppio dell’attività manuale. L’adozione di cestelli da inclusione che possono essere tagliati assieme al tessuto (8) è il cuore di un sezionatore di tessuti in grado di produrre 200 vetrini da 20 blocchetti in 2 ore e, nonostante sia circa 4 volte più lento dell’uomo nel taglio, pare produca sezioni più adatte per la microscopia virtuale rispetto a quelle ottenute manualmente, perché più sottili. In questo momento storico un laboratorio di istologia equipaggiato con gli ultimi strumenti messi sul mercato ha ancora pochi margini per l’automazione e per ottimizzare il ciclo produttivo si dovrà agire sulle risorse umane e sui materiali. Dopo l’introduzione della “Lean Production” da parte dell’industria siderurgica Danaher a Washington nel 1987, molte altre industrie hanno fato lo stesso (per lo - 52 - più utilizzando semplicemente il termine “Lean”) e cominciando una rivoluzione che si è estesa anche ai servizi sanitari. A tutt’oggi alcuni laboratori utilizzano metodologie Lean soprattutto per eliminare gli scarti nel flusso di lavoro ed è frequente leggere di Lean Histology(7), un termine usatoanche come marchio per una linea di prodotti dalla ditta Leica Microsystems a sottolineare l’interesse che l’argomento sta suscitando nel settore. Laboratorio Analisi& Istopatologia In chimica clinica le automazioni,le razionalizzazioni ed i grandi accorpamenti sono iniziati alcuni decenni prima che in Anatomia Patologica. A differenza dei laboratori di patologia clinica, in istopatologia, però, i risultati quantitativi sono l’eccezione ed i campioni sono per lo più irripetibili. Inoltre, quando c’è scarsità di personale, il laboratorio analisi può mantenere o aumentare la sua produttività scegliendo una maggiore automazione, ma questo non è possibile in istologiadove più del 70% del lavoro viene completato manualmente, creando tre colli di bottiglia all’interno del flusso di lavoro: nelle fasi della riduzione dei pezzi, dell’inclusione e del taglio. Quest’ultima poi richiede un alto grado di maestria con un limite di produttività dipendente dall’abilità dell’operatore. Quando un secolo fa sono stati introdotti i processatori automatici come mezzo per ridurre il TAT, era necessario che tutti i campioni venissero processati simultaneamente e, siccome la capacità di carico dei processatori è aumentata, ha dato origine alla cultura delle “grandi infornate” che caratterizza i laboratori ai giorni nostri. A tutte queste caratteristiche “anti-Lean” del flusso di lavoro dei laboratori di istologia bisogna aggiungere che molti sono state fondati decenni fa; alcuni hanno spazi riempiti di strumenti messi dove c’era posto ma non dove era meglio per il flusso di lavoro e molti condividono la radicata idea che il tecnico debba eseguire le mansioni più svariate. Tentativi di Lean-Lab: l’esame istologico in giornata L’obiettivo dei pionieri della Lean Production in laboratorio è stato quello di progettare un ambiente razionale ed efficiente, superare gli ostacoli stratificati dalle - 53 - consuetudini, ridefinire i singoli passaggi del flusso operativo e creare il concetto di “celle di lavoro”, settorializzare alcune mansioni, applicare tecniche di governo ed analisi dei flussi per determinare dove viene perso tempo, come si muove lo staff tra le stazioni di processo, riorganizzare il personale e, quando il budget lo permette, portare maggiore automazione(5;9). Nel 2002 è stato commercializzato un processatore di tessuti con la capacità di lavorare 30 biocassette ogni 15 minuti oppure 40 biocassette ogni 40 minuti, con inserimento continuo dei campioni. Questo strumento introdotto al Jackson Memorial Hospital di Miami ha trasformato il vecchio laboratorio e con l’applicazione dei principiLean è stato possibile refertare il 60% dei casi lo stesso giorno dell’accettazione. Analogorisultato è stato successivamente ottenuto in altri ospedali americani.(4) A Vancouver, in Canada, è stato invece progettatoun “ambiente laboratorio”entro un’unica grande stanza dove vengono eseguiti tutti i passaggi dall’inclusione alla colorazione; sono state poi riorganizzate le attività dei tecnici e il TAT si è ridotto ad 1 giorno.In altri laboratori la scelta rispetto ai programmi di applicazione della Lean è stata quella di snellire il flusso di lavoro e di aumentare la produttività degli strumenti già in uso. La telepatologia è stata proposta per migliorare il flusso di lavoro e la riduzione dei tempi morti durante le fasi preanalitiche prima della processazione(10). Altri hanno ottenuto la riduzione del TAT con l’aumento dell’automazione o la loro collocazione in un unico spazio aperto organizzato sequenzialmente seguendo il flusso di lavoro. Altri ancora hanno adottato sistemi di riconoscimento vocale che permettono di refertare il 75% dei casi in meno di 24 ore (11). L’ESPERIENZA DELL’”HENRY FORD PRODUCTION SYSTEM” All’inizio degli anni 2000 è stato progettato l’Henry Ford Health System, che include il tentativo di applicare i principi Lean al laboratorio di Anatomia Patologica dell’Henry Ford Hospital di Detroit. Lo sforzo teso al miglioramento della qualità ha provocato una trasformazione culturale del ruolo manageriale Figura 12: Henry Ford - 54 - e dell’approccio degli operatori al lavoro, che mira a ridurre i più comuni difetti e scarti incontrati(5). Nell’ambiente del laboratorio le mancanze misurate sono forme di sprechi definite come difetti, imperfezioni o carenze nella processazione dei pezzi, che richiedono lavoro per essere evitate, fermate o rimandate al mittente. Queste mancanze dentro il processo produttivo di solito non vengono quantificate e non vanno confuse con provvedimenti per tentare di quantificare le discrepanze diagnostiche o gli errori interpretativi. Piuttosto questi dati formano una linea di partenza per capire le cause e l’entità degli sprechi dentro ai processi e mettere in atto meccanismi di protezione. Le mancanze incontrate riguardano la fase preanalitica (l’accettazione dei campioni, la registrazione degli esami), la fase analitica (la riduzione dei pezzi chirurgici, la produzione dei vetri), la fase postanalitica (le richieste di indagini suppletive). Le mancanze a livello dell’accettazione dei campioni sono state prese come obiettivo dell’educazione a standardizzare la raccolta dei campioni. È stato standardizzato ed implementato in collaborazione con i clinici un modulo che viaggia insieme ai campioni dai luoghi del prelievo e che ritorna al punto di partenza per assicurare che il materiale sia arrivato e sia stato accettato dal laboratorio. Si è messo a punto anche un sistema che identifica i campioni inadeguati con una etichetta colorata(12). I campioni che ritornano al mittente per delle mancanze, identificati con colori brillanti, a seconda del colore differenziano per tipologia di mancanza in modo che il clinico possa correggere immediatamente il problema e rimandi subito il campione al laboratorio. È stato anche implementato il sistema di comunicazione tra i clinici e gli operatori dell’accettazione del laboratorio. Altri miglioramenti sono stati l’utilizzo del computer per lasciare una traccia e il report delle discrepanze nelle informazioni sul paziente nel sistema e la stampa mensile di queste incongruenze. Il personale è stato formato sulla standardizzazione dell’accettazione e sulla segnalazione delle discrepanze ed il significato delle varie etichettature. - 55 - Una gran parte degli errori in Anatomia Patologica riguarda l’inserimento di dati errati nel sistema di gestione informatico. Questo porta a dovere rimettere le mani sui dati nelle fasi successive del processo, spesso da parte dei patologi. Incontri sono stati utilizzati per definire i singoli problemi, le cause che li hanno generati e le soluzioni. Inoltre è stato messo in atto un programma di formazione per i clinici per uniformare la nomenclatura delle topografie in modo da standardizzare le etichette. Un gruppo ha anche modificato l’approccio alla ricezione dei campioni organizzando, standardizzando e riducendo i passaggi dalla ricezione dal campione al momento della registrazione. Questo ha portato a livellare il carico di lavoro ed a ottimizzare il tempo in modo da riuscire a dividere i campioni a seconda della priorità di accesso alla successiva fase di riduzione. Questi cambiamenti hanno eliminato molti sprechi. Il personale addetto all’accettazione è stato formato anche sull’interpretazione delle informazioni contenute sulle etichette. I problemi notati durante la fase di riduzione sono stati ridotti con la standardizzazione delle dimensioni dei prelievi da inserire in cassetta e la standardizzazione dei protocolli di prelievo. Nell’area dei prelievi sono stati appesi dei poster esemplificativi per aiutare gli specializzandi ancora poco esperti. Molto ascoltati sono stati i patologi prima della revisione dei protocolli di taglio delle sezioni. Questo è servito a capire meglio quali fossero i problemi legati all’orientamento dei campioni e allo spessore delle sezioni. Sono stati adottati anche nuovi metodi di iniezione di fissativo in grossi organi solidi per migliorare la fissazione e dunque la qualità delle sezioni. La fase del processo dal taglio alla colorazione e montaggio dei vetri è stata rivista per realizzare dei “pull” di attività standard o da completare ogni 20 minuti, indipendentemente dalla mole di lavoro. Questa riduzione in piccoli gruppi ha contribuito a velocizzare la produzione e a consegnare più spesso i vetrini ai patologi. I vetri consegnati sono stati organizzati in gruppi più piccoli e riposti in scaffalature chiaramente identificate, proporzionate e persino ad una giusta altezza. - 56 - È stato fatto anche l’inventario delle colorazioni speciali che sono state identificate da un sistema chiaro di etichette. Poiché le richieste di ritagli venivano a volte ignorate o andavano persi i vetrini, il gruppo ha raccolto i dati per capire perché accadeva questo. È stato allora coinvolto un gruppo di informatici che hanno ridisegnato il programma in modo da poter stampare i report delle richieste ogni 2 ore separando le richieste di ritagli dalle richieste di colorazioni speciali ed altri tipi di indagine. LE REGOLE GENERALI Qualsiasi laboratorio di Anatomia Patologica, non importa quanto sia efficiente, applicando concetti di Lean Production è sempre in grado di migliorare il suo flusso di lavoro. Con misure semplici può gestire un numero maggiore di casi senza incrementi di personale ed ottenendo vetrini pronti in tempi più brevi. Le semplici regole da seguire sono: 1. Descrivere il più accuratamente possibile tutti i passaggi del flusso di lavoro, compreso dove vengono fatti, da chi, quando e quanto tempo richiedono per essere portati a termine. 2. Verificare con i patologi quando vogliono che i casi siano pronti per essere firmati e dal momento che si conosce questo orario, programmare il processatore in modo che finisca 2 ore prima e cominciare ad includere immediatamente in modo da avere il primo vetrino pronto dopo 1 ora. 3. Verificare la sistemazione degli strumenti cercando di posizionarli in sequenza, possibilmente in un’unica stanza. 4. Scrivere le competenze e gli standard per ciascuna attività in modo da poter definire tutte le cause di possibili errori e ed eliminare le perdite di tempo nel flusso di lavoro ed utilizzarle anche per i percorsi di formazione continua del personale. 5. Monitorare gli errori per avere l’opportunità di sviluppare un programma di Controllo di Qualità basato sul calcolo significativamente statistico degli errori. - 57 - 6. Differenziare casi urgenti e casi di routine utilizzando codici colore per le biocassette, in modo che i casi urgenti vengano tirati fuori prima dai processatori. 7. Qualche processatore convenzionale può essere utilizzato con protocolli brevi se ci sono molti prelievi di piccole dimensioni o alcune urgenze che si desidera processare rapidamente, lasciando gli altri casi per la processazione notturna. 8. Mentre si include non accumulare blocchetti perché questo implica perdita di tempo; includere insieme i blocchetti di uno stesso caso e preparare le sezioni appena i blocchetti sono pronti. In questo modo i primi vetrini saranno pronti dopo 30 minuti dall’inizio dell’inclusione. 9. Non accumulare mai blocchetti da tagliare, vetrini da colorare o montare o casi pronti da consegnare. Cercare di avere un flusso continuo di casi completi per la lettura da parte dei patologi. 10. Ciascun laboratorio con più di 10.000 casi all’anno dovrebbe avere personale ausiliario che si occupa di tutte le attività non tecniche a supporto dei tecnici di laboratorio. 11. Ogni laboratorio dovrebbe avere almeno un coloratore ed un montavetrini automatico. 12. Trasformare il laboratorio e tutte le stazioni di lavoro in comode postazioni dove poter applicare la strategia di governo delle 5 S che è probabilmente la più semplice, meno costosa e più gratificante di tutte. 13. Infine tutti i supervisori dovrebbero migliorare le attività del laboratorio non solo dal punto di vista del mangement, ma anche con interesee al benessere degli operatori. - 58 - Estratto da Raab et Al. (4) - 59 - 2. SCOPO DELLA TESI Disegnare un progetto di laboratoriosecondo i principi dell’efficienza, della riduzione degli sprechi e dell’uso razionale delle risorse, mutuando tecniche ed esperienze dalla grande industria di produzione, per una ottimizzazione delle attività di Anatomia Patologica, un controllo della qualità delle prestazioni, un’organizzazione coordinatadel lavoro medico e tecnico eche sfrutti le nuove potenzialità della tecnologia e rafforzi il ruolo di riferimento culturale diagnostico della disciplina. - 60 - 3. MATERIALI E METODI Il modello che si intende utilizzare si fonda su definizioni organizzative generali, molte delle quali mutuate dalla realtà industriale, applicate ad una disciplina medica diagnostica. Per poter strutturare un progetto che non sia solo teorico si utilizzerà l’area metropolitana bolognese come ipotesi applicativa. ANALISI DEL CONTESTO La provincia di Bolognacomprende una popolazione di 984.342 abitanti (dati ISTAT 2009) e, per quanto concerne le politiche della salute, è organizzata in tre grandi Aziende Sanitarie pubbliche, parte del Servizio Sanitario Regionale dell’Emilia Romagna. DueAziende “Unità Sanitaria Locale” (A.USL), unaMetropolitana(A.USL di Bologna), derivante dalla fusione, nel 2004,delle tre Aziende sanitariein cui era stato suddiviso il territorio del comune di Bologna dopo la riforma del 1978 (Aziende USL Nord, Città e Sud)ed un’altra che serve i comuni della vallata del Santerno, l’A.USL di Imola. Nell’ambito cittadino sono attive anche una Azienda Ospedaliera Universitaria (A.OSP di Bologna, costituita dal complesso Policlinico Sant’Orsola – Malpighi) ed un Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico (IRCCS), l’Istituto Ortopedico Rizzoli. Prestazioni Sette Unità Operative (UO) pubbliche di Anatomia Patologica sono presenti in questa organizzazione. Sei sono catalogate come UO Complesse:tre dell’A.OSP, rispettivamente nell’Istituto di Anatomia Patologica, nell’Istituto Oncologico Addarii e nell’Istituto di Ematologia Seragnoli,due dell’A.USL di Bologna, con sedi negli ospedali più grandi(Maggiore e Bellaria) mentre gli Ospedali di Bazzano, Bentivoglio, Budrio, Crevalcore, Loiano, Porretta, Vergato e S. Giovanni Persiceto non hanno - 61 - Anatomia Patologica, ed infine l’ultima dell’A.USL di Imola. All’Istituto Rizzoli è presente una Unità Operativa Semplice dipartimentale. Tabella 1: Produzione generale annuale (dati accorpati del 2008) Sede UO Osp. Maggiore Osp. Bellaria Istituto di A.P. Istituto Addarii Istituto Seragnoli Osp. Imola Istituto Rizzoli AZIENDA A.USL BO A.OSP BO A.USL Imola Direzione Prestazioni Istologici Citologici Autopsie Ospedaliera 22.000 26.000 30 Universitaria 16.500 5.000 15 Universitaria 18.500 400 100 Universitaria 35.000 13.000 - Universitaria 10.000 - - Ospedaliera 8.000 15.000 30 3.000 - - 113.000 59.400 175 IRCCS TOTALI Esiste infine nella città di Bologna una serie di laboratori privati che servono prevalentemente Case di Cura ed ambulatori libero-professionali: è difficile quantificarne la produzione che, comunque, non è irrisoria per quanto riguarda la citologia ginecologica. In una stima grossolana l’Anatomia Patologica privata copre circa il 7-8% del prodotto di istopatologia nell’area metropolitana ma per quanto riguarda i Pap-test il privato serve più di un terzo delle richieste di prestazioni, prevalentemente in “sommerso”, ovvero senza tracciabilità né refertazione scritta e neppure archiviazione dei vetrini. Personale Per quanto riguarda gli operatori assunti da Aziende Sanitarie o Ospedaliere ed anche in convenzione con l’Università, la tabella 2 riporta le informazioni disponibili attuali: la situazione è in evoluzione e le informazioni disponibili, almeno per alcune - 62 - istituzioni, vanno verificate con dati attuali; lo schema, tuttavia, fornisce una immagine attendibile della realtà. Tabella 2: Personale Operatori Sede UO Patologi Biologi Tecnici Segreta Altro Tot ri Osp. Maggiore 7 3 14 (#) 3 (#) 2 29 8 (#) 2 10 2 - 22 Istituto di A.P. (*) 6 3 9 2 - 20 Istituto Addarii (*) 6 11 16 3 - 36 Isituto Seragnoli (*)(§) 3 2 6 2 - 13 Osp. Imola 4 4 6 2 - 16 Istituto Rizzoli (*)(§) 2 3 6 2 2 15 36 28 67 16 4 151 Osp. Bellaria (*) TOTALI (*) = personale misto Ospedaliero e Universitario (#) = presenza di personale a tempo parziale (§) = informazioni da verificare Strutture ed ambienti Per comprendere la situazione delle Anatomie Patologiche pubbliche bolognesi è importante sapere dove sono ubicate le Unità Operative. La maggioranza comprende attività universitarie (didattica e ricerca) e parte degli ambienti sono dedicati ad attività non strettamente assistenziali. Non sono disponibili inoltre dati dettagliati sulla superficie lavorativa disponibile: in generale, tuttavia, i laboratori sono di dimensioni adeguate e gli studi realizzati in stanze dove operano da 1 a 4 dirigenti. In tutte le strutture esistono ambienti idonei a riunioni, incontri di coordinamento ed attività di aggiornamento professionale. La tabella 3 prospetta una situazione generale che dovrebbe essere completata dalla planimetria reale di tutte le strutture. - 63 - Tabella 3: Ambienti Sede UO Edificio Laboratori Segreteria Archivi Osp. Maggiore 3 piani 5 ambienti Stanza sep. Indipendenti Osp. Bellaria 3 piani 5 ambienti Stanza sep. Indipendenti Istituto di A.P. 3 piani 5 ambienti Stanza sep. Indipendenti Istituto Addarii 3 piani 5 ambienti Stanza sep. Indipendenti Isituto Seragnoli 2 piani 4 ambienti Stanza sep. Indipendenti Osp. Imola 2 piani 3 ambienti Stanza sep. Indipendenti 1 piano 3 ambienti Stanza sep. Indipendenti Istituto Rizzoli Strumenti ed automazioni Le automazioni di inclusione, colorazione, montaggio vetrini ed immunoistochimica sono disponibili in tutti i laboratori: si riportano il numero di strumenti e la stima grossolana della percentuale di utilizzo rispetto alle potenzialità in massima lavorazione. Tabella 4: Strumentazioni avanzate Osp. Maggiore Osp. Bellaria Istituto di A.P. Istituto Addarii Isituto Seragnoli Osp. Imola Istituto Rizzoli Indipendente PathWin Indipendente PathWin Indipendente NoemaLife Indipendente NoemaLife Indipendente NoemaLife Indipendente PathWin Indipendente locale Extra molecolare Biologia istochimica Immuno- Processatori Informativo Sistema Sede UO 2 (40%) 2 (25%) No Scanner digitale 2 (40%) 2 (50%) Si Scanner digitale 2 (40%) 3 (60%) Si - 3 (40%) 2 (50%) Si - 2 (30%) 3 (80%) Si 2 (30%) 1 (40%) No Sperimentazione immuno - 1 (25%) 1 (45%) Si Studi biologia osso Per la stima del carico sui coloratori standard e montavetrini, è attendibile un parallelismo con i dati relativi ai processatori. Con l’indicazione di “biologia - 64 - molecolare” si intende una attività organizzata e ben individualizzata nel laboratorio. L’istituto Seragnoli dispone di strumentazioni per sperimentazione applicativa di reagenti per immunoistochimica e biologia molecolare. Specializzazioni Nella tabella 5 sono indicate attività speciali affidate all’Unità operativa assistenziale: non sono incluse le attività concernenti i compiti propri dell’Università (didattica e ricerca). Incarichi speciali e di studio si intendono autorizzati dall’amministrazione dell’A.USL o dell’A.OSP Osp. Maggiore Osp. Bellaria Istituto di A.P. Istituto Addarii Cervice, colon Mammella Mammella, colon Cervice, mammella, colon Isituto Seragnoli Osp. Imola Cervice, mammella, colon Istituto Rizzoli - speciali Incarichi Screening Sede UO Cito-Isto di Tabella 5: Attività speciali affidate all'U.O.C. Controllo qualità regionale cito-isto cervice Controllo qualità regionale cito-isto mammella Centro microscopia elettronica Patologia dei trapianti Centro riferimento emolinfopatologia Responsabilità centro screening di A.USL Centro riferimento tumori ossei Non sono disponibili al momento elementi dettagliati sulla organizzazione pratica dei laboratori, sulla collocazione di cappe, strumenti, postazioni di inclusione, taglio e colorazione e neppure sull’organizzazione operativa delle aree di biologia molecolare ove presenti. Gli archivi informatici sono tutti separati e non comunicanti fra loro: alcuni sono in relazione con l’anagrafe degli assistiti, ma, eccetto che per le Unità dell’A.OSP, i dati anagrafici sono replicati localmente e non sono mantenuti sincroni con l’anagrafe aziendale. - 65 - Gli archivi dei blocchetti (istoteche) e quelli dei vetrini non sono gestiti come banche biologiche; il supporto informatico di istoteche e vetrini esiste solo parziale all’Ospedale Maggiore. INDICI I tentativi di applicazione dei principi di produzione genericamente indicati come “Lean Histology” alla realtà disegnata devono prendere in considerazione i parametri oggettivi per valutare gli oneri e la produzione e quelli a cui i clienti danno intrinseco valore e che sono alla base della qualità percepita dal cliente (13). Parametri di produzione Gli indici per misurare la produzione sono: • Tipo e numero di prestazioni su base annua: rapportate al numero dei pazienti trattati. Il nomenclatore da usare è quello elaborato da SIAPEC-IAP, con le indicazioni pubblicate sul sito delle Società Scientifica (www.siapec.it). • Numero complessivo degli operatori in relazione alle qualifiche: medici, biologi, tecnici, segretari, OTA e personale di supporto, borsisti e contrattisti con A.USL e A.OSP (non universitari). • Ambienti: numero e superficie, in relazione alla destinazione d’uso ed all’ubicazione. • Strumentazione: tipo di macchine e tecnologie. • Attività speciali: individuazione delle specializzazioni richieste ed appropriate per tipologia e competenze disponibili o da specializzare. Valori della produzione I richiedenti le prestazioni di Anatomia Patologica qualificano i risultati ottenuti con i seguenti parametri: • correttezza e riproducibilità della diagnosi (affidabilità) • tempo di refertazione (TAT) (14) • utilizzo della prestazione nel contesto clinico (integrazione) • gestione dei problemi, anche medico-legali, che insorgono nei rapporti coi Pazienti - 66 - Unità di produzione L’unità di produzione, da considerare nel disegno di un complesso laboratorio integrato per più Unità di Diagnostica è la prestazione a favore di un paziente, sia essa semplice (es. un Pap-test o una piccola biopsia) che complessa (es. la stadiazione di una neoplasia, con caratterizzazione biomolecolare a fini terapeutici). Indici di prestazione Per le indagini citologiche il parametro da usare per qualificare le prestazioni sono i vetrini, mentre per l’istologia questo indice è da individuare nei blocchetti di tessuto incluso dai quali si ottengono i vetrini. Questi parametri qualificano la produttività ed il carico di lavoro del laboratorio (work flow productivity)(2). Vanno quantificate e qualificate anche le prestazioni di immunoistochimica con finalità di supporto diagnostico per istologia e citologia e, a parte, la biologia molecolare MODELLO ORGANIZZATIVO Una prestazione di Anatomia Patologica si compone schematicamente di diversi momenti realizzativi che prevedono una prima fase con presa in carico, esame macroscopico ed allestimenti di laboratorio, ed una seconda fase di osservazione, interpretazione e report diagnostico: tradizionalmente questi due momenti sono realizzati nello stesso edificio. La seconda fase è realizzata da dirigenti medici o biologi e si configura sostanzialmente nello studio al microscopio e nell’inquadramento diagnostico del caso sulla base dei reperti osservati, delle notizie disponibili, della discussione con i responsabili clinici e talvolta con la visita diretta del paziente, l’osservazione di reperti di imaging o di altre metodiche diagnostiche. È un’attività più affine alla pratica clinica che a quella di laboratorio, che anche fisicamente è appropriato immaginare più vicino al tavolo operatorio che all’inclusore dei tessuti e che, comunque, può essere realizzata indipendentemente dalla vicinanza fisica del laboratorio. - 67 - La prima fase, al contrario, richiede spazi e percorsi ben distinti dagli ambienti dove stazionano i pazienti o dove operano i clinici, per la particolarità del lavoro e perché vengono usati strumenti e reagenti potenzialmente pericolosi. Molte attività di preparazione, tipiche di questa fase, possono oggi sfruttare moderne apparecchiature automatiche che permettono di velocizzare ed ottimizzare le operazioni e di lavorare simultaneamente un rilevante numero di campioni, in genere molti di più di quanti sono oggi trattati in un laboratorio delle dimensioni attuali. Esistono tuttavia delle attività pertinenti l’Anatomia Patologica da tenere distinte da questo rigido schematismo: le indagini intraoperatorie (esami estemporanei), i riscontri diagnostici (autopsie) e l’attività dei citotecnici. Il modello operativo che emerge dalle considerazioni proposte è quello di un grande laboratorio centrale condiviso fra più unità diagnostiche periferiche. Il modello organizzativo è quello di una Struttura Dipartimentale Interaziendale di Anatomia Patologica, che comprende una sola unità di laboratorio e diverse unità di diagnostica decentrata. - 68 - 4. RISULTATI La presente tesi propone un progetto che, tuttavia, non è ancora stato realizzato: in questo capitolo si esporranno gli elementi chiave che dovrebbero permettere la concretizzazione del laboratorio condiviso assieme ai problemi edalle difficoltà che si dovranno affrontare e risolvere a fronte del disegno prospettato. ELEMENTI STRATEGICI Non verranno trattati i temi inerenti i rapporti con le Direzioni Generali e Strategiche delle Aziende Pubbliche, che sono fondamentalmente i destinatari ed i giudici del presente lavoro. La condivisione del progetto è un prerequisito assoluto e una volta che le Direzioni hanno approvato l’idea e gli obiettivi, si affronteranno i temi qui sotto trattati. Motivazione del personale Anche la condivisione e la motivazione degli operatori e soprattutto dei dirigenti è essenziale per il raggiungimento dell’obiettivo: sono necessari chiarezza e trasparenza nel progetto e nell’esecuzione, ma è facile prevedere una certa resistenza già all’enunciazione del tema che si intende affrontare. La “difesa delle tradizioni” è la prima istintiva reazione di chi, improvvisamente e senza esigenza sua, potrebbe dover cambiare il modo di lavorare e, per certi versi, anche lo stile di vita che ha condotto per molti anni lavorativi. Inoltre, operazioni di razionalizzazione con riduzione di sprechi creano degli scontenti, soprattutto in chi sfrutta questi sprechi per un qualche tornaconto; questo è il tema più delicato e difficile da risolvere. In questa sede, l’unica osservazione possibile è la necessità di prevedere delle risorse, da quantificare in termini economici, per motivare il personale: • pianificare di iniziative per esporre e condividere il progetto, illustrarne i punti qualificanti e le potenzialità; • dimostrare chiarezza negli obiettivi e nei tempi di realizzazione; • prevedere incentivi personali strategici. - 69 - La responsabilità dei vari settori, delle sedi e di specializzazioni, può rappresentare un elemento di motivazione: vanno studiati e resi operativi gli strumenti amministrativi appropriati. La complessità del progetto può far ipotizzare una struttura dipartimentale inter-aziendale, con Unità Operative identificate con criteri di ubicazione o di specializzazione. Strumenti essenziali Alcuni strumenti rappresentano le chiavi tecniche per realizzare l’idea proposta: le automazioni consolidate (rif. pag. 35) sono da considerare la base di partenza; più avanti vengono trattate quelle che sono definite “automazioni avanzate”. Sistema informativo Il sistema di collegamento, controllo e gestione delle prestazioni è un sistema informativo unico, condiviso e distribuito (12;15), che deve garantire: • inserimento e piena integrazione nella rete informativa aziendale; • archivio unico delle prestazioni, con sistemi di codifica condivisi (16) e recupero dello storico delle prestazioni; • presenza in tutti i punti di lavoro, sia di dirigenti medici/biologi che di tecnici ed amministrativi, anche se in più sedi distribuite nel territorio; • le attività degli operatori devono essere seguite ed indirizzate costantemente e nello stesso tempo fornire elementi di tracciabilità e controllo della qualità; • connessioni con i clienti, per notifica elettronica delle richieste di prestazioni e spedizione dei referti digitali; • gestione anagrafica dei pazienti coordinata con l’anagrafe sanitaria metropolitana e con le schede dei ricoveri per gli ospedali serviti; • gestione operativa delle prestazioni passo-passo, sia in laboratorio che in fase di lettura, con tracciabilità delle responsabilità e delle consegne; • gestione delle macchine interfacciate in laboratorio, in lettura e nelle aree amministrative; • gestione degli archivi dei vetrini, dei blocchetti e dei residui degli organi prelevati; - 70 - • gestione dei controlli di qualità; • gestione dei vetrini digitali; • gestione delle consulenze tra centri di lettura interni ed esterni al Dipartimento. Logistica Un laboratorio unico centrale implica una distanza con le unità di diagnostica e con le cliniche che richiedono le prestazioni; nel modello proposto si ipotizza inoltre una maggior vicinanza fra patologi e clinici che non fra patologi e tecnici di laboratorio. Questa distanza può essere facilmente superata da un efficace rete di collegamenti, che sarà eventualmente condivisa anche con altri settori (laboratori, servizi di imaging, etc.). Operatività del laboratorio L’iter di esecuzione delle prestazione di Anatomia patologica può essere schematizzato utilizzando grandi raggruppamenti tematici: prelievi chirurgici di sala operatoria, piccole biopsie, esami citologici diagnostici e di screening, prestazioni di biologia molecolare, riscontri autoptici. La progettazione degli ambienti deve tener conto del flussi logici e sfruttare moduli operativi facilmente ricollocabili (modularità) con tecniche ben note e sperimentate in patologia clinica. L’ubicazione del laboratorio condiviso non necessita di una nuova edificazione, semmai di una razionalizzazione delle strutture esistenti. Responsabilità e tracciabilità Ad ogni prestazione viene attribuito un identificativo univoco(ID) fra tutte le strutture; per ogni attività, settore o modulo dell’attività deve essere possibile identificare un responsabile e ad ogni passaggio dell’iter di lavorazione deve corrispondere un trasferimento di responsabilità, ovvero la presa in carico della prestazione(3). Gli elementi <ID prestazione> + <ID operatore> + <luogo/data/ora> caratterizzano la tracciabilità di ogni fase lavorativa gestita dal sistema informativo distribuito. Gli esami citologici vengono allestiti in toto dal personale tecnico. - 71 - Per la maggioranza dei campioni istologici gli stessi operatori procedono autonomamente all’allestimento dei preparati per la lettura. I prelievi chirurgici che necessitano di una riduzione ed un campionamento mirato vengono raggruppati per tipologia ed indirizzati all’esame macroscopico. Sia le piccole biopsie che i preparati chirurgici derivati dal campionamento vengono identificati all’interno delle relative biocassette attraverso il codice a barre dell’identificativo stampigliato sulla biocassetta(12). Anche i vetrini e le singole colorazioni speciali vengono identificati univocamente con un codice a barre stampato sull’etichetta o sulla parte smerigliata del vetrino. Lo stesso codice a barre serve al patologo per identificare i preparati alla lettura ed al clinico per richiamare il referto all’interno del sistema informatico di supporto. CALCOLO DEL PERSONALE Il calcolo dei carichi di lavoro si basa sulle informazioni disponibili, relative alle prestazioni: su questi elementi si conduce una stima del personale utilizzando le tabelle pubblicate nel sito della Società scientifica SIAPEC-IAP (rif. pag. 66): la valutazione è puramente indicativa, stantile considerazioni sul metodo di calcolo, già fatte precedentemente (rif. pag. 33 e seguenti) e la necessità di disporre di più approfondite informazioni sulla produzione reale e sul personale, soprattutto universitario. Il carico di lavoro prospettato produce circa 400.000 punti SIAPEC-IAP, che implicano una valorizzazione economica teorica come in tabella 6: Tabella 6: Calcolo punti SIAPEC-IAP CALCOLO COSTI PUNTI / ANNO 391.170 COSTO PIENO / PUNTO € COSTO TOTALE PRODUZIONE € - 72 - 34,87 13.640.098 Con questo “punteggio” viene calcolata la necessità di copertura in mano d’opera come in tabella 7, mentre in tabella 8 la stima viene raffrontata con la somma dei dipendenti attuali nelle Aziende considerate. E’ opportuno sottolineare che gli oneri universitari sono considerati solo parzialmente(stima media nel modello usato) perché non sono disponibili dettagli informativi essenziali ed un calcolo realistico non può prescindere da questa valutazione. Tabella 7: Personale teorico per coprire il lavoro, secondo il modello SIAPEC-IAP DOTAZIONE ORGANICA TEORICA VALORE CONTRATTUALE MINUTI / ANNO VALORE CONTRATTUALE ORE / ANNO TEMPO PRODUZIONE ANNUALE TEMPO STANDARD MINUTI / PUNTO CALCOLO ORGANICO TEORICO Medico / Biologo 10,50 4.107.285 1.745 104.700 39,23 Tecnico Sanitario 15,14 5.922.314 1.650 99.000 59,82 Amministrativo 3,75 1.466.888 1.650 99.000 14,82 Totale (arrotondato) 114 - 73 - Tabella 8: Differenza fra numero attuale operatori e calcolo teorico PERSONALEATTU ALE DOTAZIONE ORGANICA TEORICA DIFFERENZA (arrotondata) COMPARAZIONE Medico Biologo 36 28 39,23 - 25 Tecnico Sanitario 67 59,82 -7 Amministrativo 20 14,82 -5 151 113,87 - 37 Totale ORGANIZZAZIONE DEL LABORATORIO CENTRALE A lungo è già stato trattato sia sull’opportunità della centralizzazione delle attività di laboratorio, sia sull’opportunità di una riduzione dei tempi di refertazione (concetto di TAT). Dal punto di vista della strumentazione si ritiene opportuna in questo contesto l’introduzione dei nuovi sistemi di processazione rapida automatica, tuttora ben consolidati e disponibili sul mercato. Essi sono in grado di permettere una rapida processazione dei tessuti (non solo piccole biopsie ma anche prelievi di pezzi operatori) e, contemporaneamente, consentono l’inserimento “in continuo” di piccoli gruppi di campioni da trattare; in questo modo è possibile una produzione pressoché continua di blocchetti pronti per l’inclusione e per il taglio, e dunque di vetrini per la lettura. Con questo metodologia di lavoro e grazie ad un discreto numero di operatori a disposizione dovuto all’accorpamento, si può allora organizzare un laboratorio che sia aperto ed operante per almeno 12 ore giornaliere (dalle ore 7.00 alle ore 19.00) per 5 giorni alla settimana (più sei ore il sabato), dove vengono svolte le attività di - 74 - allestimento dei preparati citologici ed istologici di routine ed organizzati i laboratori di immunoistochimica e biologia molecolare. I turni di lavoro per i tecnici di laboratorio possono essere così suddivisi: • 7.00-14.00 dal lun. al sab. • 8.00-15.42 (pausa compresa) dal lun. al ven. • 11.18-19.00 (pausa compresa) dal lun. al ven. prevedendo in un primo tempo la processazione rapida solo delle piccole biopsie e la processazione tradizionale (overnight) per i prelievi da pezzi operatori. Tali orari possono essere in un secondo tempo modificati per allargare la copertura del servizio e la produttività fino alle 18 ore continuative. Oltre alla presenza di tecnici nel laboratorio centralizzato per le attività sopra descritte si prevede la presenza di figure professionali tecniche presso le sale operatorie per l’allestimento dei preparati per le diagnosi intraoperatorie. Data la peculiarità di questa attività (la quantità di tempo tecnico necessario varia notevolmente da giorno a giorno) si suggerisce di allocare presso le sale operatorie tecnici di laboratorio adeguatamente formati (citoscreener) che possono quindi, nei “tempi morti” tra un esame estemporaneo e l’altro espletare l’attività di citolettore di screening. - 75 - Gestione del rischio L’analisi condotta sulle fasi dell’attività di laboratorio e diagnostica ha permesso di individuare le criticità potenziali e di predisporre strumenti di prevenzione del rischio (17). Tabella 9: Risk management FASE CRITICITA’ Accettazione Scambio di materiale Riduzione Scambio di materiale Processazione Perdita di materiale Infiltrazione incompleta Taglio Scambio di materiale Contaminazione Colorazione (E/E, speciali, IIC, etc) Mancato accoppiamento vetrino-colorazione Errore di colorazione Scambio di preparati Referto incompleto Errori di ortografia Lettura dei preparati Trasferimento del report Errato, mancato o ritardato recapito SOLUZIONJ Richiesta direttamente su sistema informativo Identificazione di campioni e moduli di accompagnamento tramite codice a barre Identificazione con codice a barre dei casi Stampa dei codici a barre sulle biocassette(12) Utilizzo di biocassette di nuova generazione (8) Processatori a ciclo continuo con facilitatori di penetrabilità dei reagenti (es. microonde o ultrasuoni) Stampa dei vetrini o delle etichette presso la postazione microtomica simultanea-mente al taglio Verifica del numero e del tipo delle sezioni raccolte Interfacciamento dei coloratori automatici con il sistema informativo Tracciabilità di reagenti utilizzati Controllo costante con codice a barre Refertazione contestuale alla lettura dei preparati Refertazione su check list (18) Dettatura digitale Firma digitale Stampa consensuale alla refertazione Stampa in formato Pdf e recapito del file all’utente - 76 - TECNOLOGIE Alcune evoluzioni tecnologiche hanno portato a sviluppare strumenti con avanzato livello di automazione che hanno come principale controindicazione il costo elevato. Una loro applicazione è appropriata solo se il numero di casi trattati è sufficientemente alto. Automazioni avanzate Citologia: le preparazioni in strato sottile possono essere realizzate con macchine avanzate, che accettano i contenitori con i campioni identificati con codice a barre e forniscono in output il vetrino pronto per la lettura (19). Volume minimo annuale per giustificare la spesa 50.000 Pap-test (20). In abbinamento ai preparatori automatici sono disponibili sistemi di preselezione automatica delle anormalità in citologia cervico-vaginale di screening. La scansione avviene nel laboratorio centrale e la verifica dei supervisori è progettata per essere eseguita in studi decentrati. Anche per questi strumenti la casistica minima è 50.000 casi/anno. Istologia: Processatori a ciclo continuo con tecnologie a micro-onde o ultrasuoni riducono drasticamente i tempi di allestimento dei preparati: per una gestione del flusso di lavoro con questa strumentazione è necessaria una massa critica di campioni valutabile attorno ai 50.000 casi/anno per una media di circa 125.000 blocchetti di tessuto incluso in paraffina (6). Tecniche molecolari: immunocoloratori in grado di gestire biotecnologie (FISH, CISH, SISH), strumenti avanzati di nicchia per la biologia molecolare, l’analisi degli acidi nucleici (oligosintetizzatori e sequenziatori) e software di interpretazione dei risultati richiedono cospicui investimenti ed una massa critica di prestazioni. Vetrino digitale La qualità dei vetrini digitali che si ottengono con i moderni scanner è sufficientemente elevata da poter utilizzare tali immagini in teleconsulenze diagnostiche (21), in controlli di qualità (22) ed anche in archiviazione di casi (23). - 77 - È opportuno dotare tutte le sedi di lettura di uno scanner in grado di realizzare vetrini digitali completi (tecnica del Whole-Slide Imaging (24)) ed integrarlo col sistema informativo e l’intranet aziendale, per rendere facili ed utili consulenze e discussioni di casi in completamento diagnostico. SPECIALIZZAZIONI Alcuni settori specialistici, con casistica particolarmente infrequente e dedicata possono essere mantenuti distinti in fase di interpretazione, con team dedicati e specializzati (es. emo-linfo-patologia, patologia ossea, neuropatologia, etc.) mentre le attività di laboratorio possono essere utilmente accentrate. Figura 13: Macrosezione di rene neoplastico a grandezza naturale - 78 - 5. DISCUSSIONE La medicina moderna, ad elevato grado di specializzazione e alti costi, richiede strutture di dimensioni adeguate, con ampio bacino di utenza e produttività conseguentemente elevata. In un’organizzazione sanitaria centrata sul servizio pubblico, l’appropriatezza della spesa e la razionalizzazione degli investimenti è un segno di civiltà ed un dovere etico. L’Anatomia Patologica non sfugge a questo principio generale: se da un lato l’accorpamento può ottimizzare le risorse, il rischio di allontanare il momento diagnostico dalle applicazioni prognostico-terapeutiche è da evitare. La presente tesi prospetta un’organizzazione con un laboratorio unico centralizzato che viene sfruttato su un’ampia area territoriale dove sono ubicati 6 grossi ospedali, mentre parte delle unità di interpretazione diagnostica rimane in periferia. La stima degli operatori teorici indica che è possibile una riduzione del personale, anche se l’analisi riportata sottostima sicuramente alcune attività che gli operatori universitari hanno il dovere di curare contemporaneamente all’attività assistenziale. Uno staff numeroso facilita le reciproche sostituzioni e le specializzazioni ed il massimo della produttività, sia in fase di allestimento che di interpretazione, è riportato per laboratori che trattano almeno 50.000 casi istologici l’anno(2;25). Le strumentazioni ad avanzata tecnologia ed automazione necessitano di una massa critica di prestazioni(26) che nessun laboratorio delle dimensioni attuali nell’area considerata può vantare. - 79 - 6. CONCLUSIONI In questa tesi si è voluto teorizzare la possibilità di istutuire un laboratorio metropolitano di Anatomia Patologica nell’area provinciale bolognese al fine di ottimizzare le risorse ed adeguare gli standard quali-quantitativi rispetto a quei paesi che hanno già introdotto sistemi di “Lean Production” nelle loro Istituzioni, ritenendo imprescindibile l’applicazioni di tale filosofia nel nostro campo al fine di competere con sistemi lavorativi differenti. Dopo aver profuso le energie per l’analisi del contesto e la costruzione del progetto la conclusione di questo lavoro non può che essere l’auspicio che si possa passare da una fase puramente teorica ad una fase applicativa. - 80 - 7. BIBLIOGRAFIA “Conoscere non significa ricordare, ma sapere in quale libro andare a cercare.” Beniamino Placido 1) Ruco L, Scarpa A: Anatomia patologica. Le basi. Torino, UTET, 2007. 2) Buesa RJ: Productivity standards for histology laboratories. 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Pathologica 2003; 95:125-132. - 83 - RINGRAZIAMENTI Ringrazio il relatore di questa tesi per il suo aiuto ed i suoi consigli ma anche per la sua amicizia, che dura da una vita. Ringrazio tutti colleghi di corso per la loro disponibilità e collaborazione, in particolare Francesco e Gloria, Monia e Diana. Soprattutto ringrazio il Dott. Arrigo Bondi. Direttore illuminato di Anatomia Patologica è stato il mio mentore nella stesura di questa tesi che non sarebbe stata possibile senza il suo prezioso contributo. Infine ringrazio mio marito per avermi sempre sostenuto, incoraggiato e sopportato durante questo percorso. E’ lui che mi ricorda sempre che il tempo speso per lo studio non è mai perso. - 84 -