ردپای کربنی سناریوی آسیب‌شناسی (پاتولوژی) کاملاً دیجیتال در فرانسه چقدر است؟

سیستم‌های مراقبت‌های بهداشتی مسئول ۵ تا ۱۰ درصد از انتشار سالانه گازهای گلخانه‌ای (GHG) هستند و برای دستیابی به اهداف توافق‌نامه پاریس (۲۰۱۶) باید این میزان را کاهش دهند. فرآیندهای کاری در بسیاری از حوزه‌های پزشکی، از جمله آسیب‌شناسی جراحی (SP)، دیجیتالی شده‌اند. این وضعیت در فرانسه — دومین کشور پرجمعیت اتحادیه اروپا (با ۶۸ میلیون نفر جمعیت معادل ۰.۸ درصد جمعیت جهان) که انرژی آن عمدتاً از طریق نیروی هسته‌ای تأمین می‌شود — نیز صادق است. هدف ما ارزیابی ردپای کربن (CF) در سناریویی فرضی بود که در آن تمام آزمایشگاه‌های آسیب‌شناسی جراحی فرانسه به سمت دیجیتالی‌سازی کامل حرکت کنند. داده‌های مربوط به فعالیت‌های سالانه آسیب‌شناسی جراحی از «انجمن ملی آسیب‌شناسان فرانسه» دریافت شد. ما مراحل مورد نیاز برای دیجیتالی‌سازی لام‌های بافت‌شناسی (شامل اسکن، نرم‌افزار مدیریت تصویر [IMS]، جریان کاری داده‌ها، ابزارهای رومیزی و ذخیره‌سازی) را تعریف کردیم و با استفاده از یک پایگاه داده و منابع علمی مشخص، فهرستی از ابزارها و میزان ردپای کربن آن‌ها تهیه نمودیم. نتایج این مطالعه به یک سناریوی ملی دیجیتالی‌سازی بدون استفاده از هوش مصنوعی (AI) تعمیم داده شد. همچنین وضعیت دیجیتالی‌سازی یک آزمایشگاه نمونه در فرانسه با وضعیت همان آزمایشگاه در حالت غیردیجیتال مقایسه گردید. در سال ۲۰۲۱، تعداد ۲۸,۹۳۲,۶۲۴ لام تولید شد که حجم داده‌ای بیش از ۴۳ پتابایت (PB) را تشکیل می‌داد (با میانگین ۱.۵ گیگابایت برای هر تصویر کامل لام یا WSI)؛ این حجم داده میان ۲۵۰ آزمایشگاه آسیب‌شناسی جراحی و با استفاده از ۵۰۰ دستگاه اسکنر (یعنی دو اسکنر برای هر آزمایشگاه با کارکرد ۱۲ ساعت در روز) توزیع شده بود. دیجیتالی‌سازی آسیب‌شناسی منجر به تولید ۱,۱۰۳ تا ۱,۲۵۹ تن معادل دی‌اکسید کربن (CO2eq) در بازه زمانی سه ماهه شد، در حالی که ذخیره‌سازی دیجیتال برای مدت یک سال، ۲,۱۱۶ تا ۲,۹۲۳ تن CO2eq ایجاد کرد. این مقادیر به ترتیب معادل میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای توسط یک خودروی احتراقی است که ۱۴۵ بار و ۳۳۶ بار دور کره زمین حرکت کرده باشد. صرف‌نظر از نوع و مدت زمان ذخیره‌سازی (ذخیره‌سازی محلی یا خارجی برای سه ماه یا یک سال)، ذخیره‌سازی داده‌ها عامل اصلی در ایجاد ردپای کربن بود. سایر عوامل مؤثر بر این میزان، به ترتیبِ سهمِ کمتر، شامل ابزارهای رومیزی، اسکنرها و نرم‌افزار مدیریت تصویر (IMS) بودند. در نهایت، برای یک آزمایشگاه آسیب‌شناسی جراحی در فرانسه، ردپای کربن ناشی از دیجیتالی‌سازی کامل در مقایسه با ردپای کربن فعلی (در حالت غیردیجیتال)، بین ۴ تا ۸ درصد (بسته به بازه ذخیره‌سازی سه ماهه تا یک ساله) افزایش یافت. این تأثیر اضافی، معادل افزودن ۱۳ تا ۲۶ فریزر ۸۰- درجه سانتی‌گراد به آزمایشگاه بود. دیجیتالی‌سازی کامل SP، حتی بدون استفاده از هوش مصنوعی، تأثیر زیست‌محیطی قابل‌توجهی بر گرمایش جهانی دارد. کاهش مدت‌زمان ذخیره‌سازی و افزایش طول عمر تجهیزات دیجیتال، راهکارهای اصلی برای کاهش این تأثیرات هستند.

Healthcare systems contribute to 5–10% of annual greenhouse gas (GHG) emissions and must reduce them to meet the 2016 Paris Agreement targets. Workflows in many areas of medicine are digitised, including surgical pathology (SP). This is the case in France, the second most populous country in the European Union (68 million inhabitants/0.8% of world population) with an energy supply that is primarily sourced from nuclear power. We aimed to evaluate the carbon footprint (CF) in a theoretical scenario where all French SP laboratories implement full digitisation. Data on annual SP activities were obtained from the French National College of Pathologists. We defined the steps required by histological slide digitisation (scanning, image management software [IMS], data workflow, desktop tools, and storage) and inventoried the tools and their CF using a specific database and bibliography. This study was extrapolated to a national digitisation scenario without artificial intelligence (AI). Digitisation of a single French laboratory was also compared to the same laboratory, non-digitised. In 2021, 28,932,624 slides were generated, corresponding to more than 43 PB [1.5 GB per whole-slide image (WSI)] shared by 250 SP laboratories using 500 scanners (i.e., two per laboratory working 12 h per day). Digitising pathology resulted in 1,103 to 1,259 t of carbon dioxide equivalent (CO2eq) for three months compared to 2,116 to 2,923 t CO2eq for one year of digital storage. This is equivalent to the GHG emissions of a combustion-powered car travelling around the Earth 145 times and 336 times, respectively. Data storage was the main contributor to the CF, regardless of storage type and duration (local or external for three months or one year). The other contributors included, in decreasing order, desktop tools, scanners, and IMS. Finally, for one French SP laboratory, the CF of full digitisation increased by 4%–8% (three months to one year of digital storage) compared to the current non-digitised CF. Such additional impact was equivalent to adding 13 to 26 -80°C freezers in the laboratory. Full digitisation of SP has a significant environmental impact on global warming, even without the use of AI. Reducing storage duration and increasing the lifespan of digital equipment are the main strategies to mitigate these impacts.