Isolieren und Abmildern sequentiell abhängiger Wahrnehmungsfehler in der klinischen visuellen Suche

SPEZIFISCHE ZIELE Radiologische Scans sind von entscheidender Bedeutung für die Gesundheit und das Wohlbefinden von Millionen von Patienten [1]. Trotz der Fortschritte beim maschinellen Lernen und Computersehen hängt das Lesen und Suchen in radiologischen Scans immer noch vom visuellen System menschlicher Beobachter (Radiologen) ab, die kontinuierlich geschult werden, um Tumormassen und Anomalien am besten zu erkennen. Radiologen können täglich Hunderte und Aberhunderte von Röntgenbildern untersuchen und mehrere Bilder nacheinander sehen. Eine Hauptannahme ihrer Arbeit ist, dass die Wahrnehmungen und Entscheidungen von Radiologen bezüglich einer aktuellen Röntgenaufnahme völlig unabhängig von früheren Betrachtungen sind. Die Teilnehmer haben jedoch kürzlich gezeigt, dass das visuelle System auf vielen Ebenen visuelle serielle Abhängigkeiten (VSDs) aufweist, von der Wahrnehmung bis zur Entscheidungsfindung [2, 3]. Diese sequentiellen Abhängigkeiten bedeuten, dass das, was in der Vergangenheit gesehen wurde, beeinflusst (und erfasst), was in diesem Moment gesehen und berichtet wird. Theoretisch wären VSDs in einer autokorrelierten natürlichen Welt hilfreich, aber sie sind suboptimal bei Suchaufgaben, die in künstlichen Situationen durchgeführt werden, in denen Bilder möglicherweise nicht immer verwandt sind. Wichtig ist, dass serielle Abhängigkeiten in der Wahrnehmungsverarbeitung somit signifikante Fehler bei diagnostischen Suchen durch radiologische Scans erzeugen könnten. Die zentrale Hypothese der Forscher ist, dass VSD bei der radiologischen Suche einen störenden Effekt haben kann, der die genaue Detektion und Erkennung von Tumoren oder anderen Strukturen beeinträchtigt. Diese Hypothese wird durch die robusten Pilotdaten der Forscher unterstützt, die zeigen, dass VSD die Objektklassifikation bei naiven Beobachtern und erfahrenen Radiologen stark verzerrt. Die Begründung für die vorgeschlagenen Forschungsprojekte ist, dass wir verstehen können, wie wir sie kontrollieren können, sobald wir wissen, wie serielle Abhängigkeit entsteht und wie sie sich auf die visuelle Suche auswirkt. Daher kann die Genauigkeit der Tumorerkennung und -diagnose signifikant verbessert werden. Die spezifischen Ziele dieses Vorschlags bestehen darin, die Auswirkungen von VSD auf visuelle Suchaufgaben in einem klinischen Umfeld festzustellen (Ziel 1), zu identifizieren (Ziel 2) und zu mildern (Ziel 3).

Ziel 1: Stellen Sie das Vorhandensein von sequentiellen Effekten bei der perzeptiven Entscheidungsfindung bei klinisch relevanten Aufgaben fest.

Die bisherigen theoretischen Arbeiten der Forscher zu sequentiellen Abhängigkeiten, basierend auf vereinfachten Laborexperimenten, prognostizieren, dass es auch bei klinisch relevanten Aufgaben wie der Tumorsuche und -erkennung in Bildern zu sequentiellen Effekten kommen sollte. Die Forscher werden die Tumorerkennung in vier verschiedenen Bereichen testen: Tumorerkennung, Tumorklassifizierung, Tumorlokalisierung und Suchzeiten. Pilotdaten sowohl von naiven Beobachtern als auch von erfahrenen Radiologen stützen die Hypothese der Forscher, dass es sequentielle Effekte bei klinisch relevanten Wahrnehmungsbeurteilungen gibt.

Ziel 2: Identifizieren Sie, dass die sequentiellen Effekte in Ziel 1 tatsächlich VSD sind. Die Ermittler werden unsere Vorhersage testen, dass die sequentiellen Effekte in Ziel 1 tatsächlich VSD sind, die operativ durch eine Reihe von diagnostischen Kriterien definiert wird: VSDs sind räumlich, zeitlich und merkmalsähnlich abgestimmt. Ziel 2 wird daher das Tuning und die Randbedingungen von VSD in der Tumorsuche identifizieren. Dies ist entscheidend für die Entwicklung von Strategien zur Minderung der schädlichen Folgen von VSD in Ziel 3. Pilotdaten unterstützen die Machbarkeit dieses Ziels.

Ziel 3: Verbesserung der visuellen Suchleistung bei Radiologen durch Minderung von VSD. Ziel 2 definiert die Randbedingungen, unter denen VSD bei der Tumorsuche operiert. Ziel 3 wird Aufgabenmanipulationen entwickeln, um die Auswirkungen von VSD zu mildern. Als Ergebnis dieser Manipulationen sollte sich die visuelle Suchleistung in mehreren Bereichen (Erkennung, Klassifizierung, Lokalisierung und Suchzeiten) messbar verbessern. Ziel 3 ist besonders wichtig, da es den Forschern ermöglichen wird, neue Richtlinien vorzuschlagen, die die Tumorerkennung in radiologischen Scans verbessern und die Beurteilung der Radiologen effektiver und zuverlässiger machen. Global gesehen werden die vorgeschlagenen Studien in den Zielen 1, 2 und 3 es den Forschern ermöglichen, die schädliche Rolle von VSD in einer kritisch wichtigen klinischen Aufgabe zu etablieren und darauf hinzuarbeiten, diese zu mindern.