Beim Brustkrebs-Screening gleichzeitig nach Raumforderungen und Verkalkungen suchen

Kurze Zusammenfassung

Eine Aufgabe wie die Brustkrebsvorsorge (Mammographie) kann als „hybride Suchaufgabe“ bezeichnet werden. Bei einfachen visuellen Suchaufgaben suchen Beobachter unter Ablenkern, die nicht das Ziel sind, nach einem Ziel. Bei der Hybridsuche suchen Beobachter nach zwei oder mehr Zieltypen. Bei der Mammographie suchen Beobachter nach Raumforderungen, Verkalkungen („Kalk“) und einigen anderen Anzeichen von Krebs, wie z. B. Architekturverzerrungen. In diesem Experiment haben die Forscher eine simulierte Version der Mammographie erstellt, bei der nicht fachkundige (radiologische) Beobachter nach simulierten Raumforderungen und Berechnungen suchen können. Es gibt zwei Arten von Reizen, eine 2D-Version (wie eine Röntgenaufnahme) und eine 3D-Version (wie die Ausgabe der digitalen Brust-Tomosynthese – DBT). Die Frage, die sich stellt, ist, ob es besser ist, nach Massen und Berechnungen getrennt zu fragen (zuerst die eine, dann die andere) oder die Beobachter einfach nach beiden gleichzeitig suchen zu lassen.

Erweitertes Protokoll

HINWEIS: Diese Registrierung ist mit einer Human Subjects-Registrierung in ASSIST verknüpft. Dies wiederum ist Teil eines NCI-Stipendiums, CA207490. Der Zuschuss beschreibt viele vorgeschlagene Experimente und weist darauf hin, dass viele andere als Folgestudien durchgeführt werden könnten. Auf Vorschlag des NIH gruppierten die Forscher diese Studien in drei „Studien“, die jeweils mehrere Experimente abdeckten. Das hier beschriebene Experiment ist Teil von „Studien-ID 386409 Projekte 1,2,3: Experimente mit Nicht-Experten“. Es ist nicht möglich, eine Reihe von Experimenten über das PRS-System in CT.gov zu registrieren und es ist nicht möglich, einen Jahresbericht für den Zuschuss (RPPR) ohne NCT-Nummer für Projekte einzureichen, die mit der Sammlung von Teilnehmern begonnen haben. Dementsprechend beschreiben die Forscher hier ein Experiment, das Teil des Studienbündels „Projekt 2“ wäre.

Diese Experimente übernehmen das Wissen über „Hybrid-Such“-Aufgaben aus dem Labor und wenden es auf die klinische Mammographie an. Hybride Suchaufgaben sind Aufgaben, bei denen nach mehr als einem Zieltyp gleichzeitig gesucht wird (z. B. Suchen Sie nach diesem Kissen und einem beliebigen Tier in der Szene vor Ihnen.

Standardmäßige 2D-Mammographie und 3D-DBT können als hybride Suchaufgaben betrachtet werden. Das heißt, die Mammographie kann als eine hybride Suche nach Raumforderungen und Verkalkungen betrachtet werden. Was ist der optimale Weg, diese Aufgabe zu erledigen? Sollen Leser gleichzeitig nach beiden Zieltypen suchen oder sollen sie aufgefordert werden, erst nach dem einen Zieltyp und dann nach dem anderen zu suchen? Es ist wahrscheinlich, dass der sequenzielle Ansatz die Genauigkeit verbessert, allerdings mit einem gewissen Zeitaufwand. Die Ermittler werden die Hypothese eines „Geschwindigkeits-/Genauigkeitskompromisses“ testen.

Die Forscher haben eine Version der 2D-Mammographie-Aufgabe entwickelt, die auch von Nicht-Experten durchgeführt werden kann. Brustparenchym wird mit 1/fk-Rauschen simuliert (k=1,8 – 2,8). Zu diesem Hintergrund können künstliche Massen und Verkalkungen (Kalkulationen) hinzukommen. Bei Tumoren handelt es sich um Kleckse mit relativ geringem Kontrast, die als „schlecht“ gelten, wenn sie viele unregelmäßige Beulen aufweisen, und als gutartig, wenn sie glatter sind. Kalks sind heller, höherer Kontrast, kleine Flecken. Diese gelten als harmlos, es sei denn, sie bilden eine Ansammlung benachbarter Punkte im Bild. Die Aufgabe ist als schwierig konzipiert. Ziel ist eine Leistung mit einem d'-Wert im Bereich von 2,0 bis 2,5. Schlechte und gutartige Reize werden aus gleichmäßig verteilten Reizsätzen ausgewählt. Wenn das Ziel bei Massen „schlecht“ ist, wird die schlechte Masse zufällig aus 5 Unebenheitsstufen ausgewählt. Die gleiche Regel gilt für die Auswahl gutartiger Reize aus fünf weniger holprigen Ebenen. Bei Verkalkungen wird die Anzahl der Pixel in einem Cluster zufällig zwischen 4 und 12 ausgewählt.

Im ersten Experiment müssen vier Bedingungen getestet werden:

1. Suche allein nach Massen
2. Suchen Sie allein nach Berechnungen
3. Suchen Sie nach beidem zusammen
4. Nacheinander suchen (Masse -> Berechnung) oder (Berechnung -> Masse)

Darüber hinaus gibt es zwei unterschiedliche Darstellungsweisen der vier Bedingungen. Diese könnten als zwei Teile der Studie betrachtet werden. Entweder konnten die Teilnehmer jede Bedingung in einem Block von 100 Versuchen sehen oder die vier Bedingungen konnten in einem Satz von 400 Versuchen gemischt werden (mit Pausen alle 100 Versuche, um das Tempo des Experiments konsistent zu halten).

Im ersten Experiment wird die Zielprävalenz 60 % betragen. In zukünftigen Experimenten wird eine geringere Prävalenz getestet. Die interessierenden Maße sind Genauigkeit und RT, und die interessanteste Frage ist, ob die sequentielle Bedingung irgendwelche Vorteile bringt, die die vermuteten Kosten im Laufe der Zeit wert sein könnten.

Die 3D-Version ähnelt der 2D-Version, außer dass ein Volumen mit 1/fk-Rauschen erzeugt wird und Massen und Berechnungen hinzugefügt werden, sodass sie ein- und ausgeblendet werden, während der Betrachter durch „Scheiben“ durch das 3D-Volumen scrollt. Dies simuliert DBT.