Isoler et atténuer les erreurs de perception séquentiellement dépendantes dans la recherche visuelle clinique

OBJECTIFS SPÉCIFIQUES Les examens radiologiques sont d'une importance cruciale pour la santé et le bien-être de millions de patients [1]. Malgré les progrès de l'apprentissage automatique et de la vision par ordinateur, la lecture et la recherche dans les scanners radiologiques dépendent encore du système visuel des observateurs humains (radiologues), qui reçoivent une formation continue pour détecter au mieux les masses tumorales et les anomalies. Les radiologues peuvent examiner quotidiennement des centaines et des centaines de radiographies, voyant plusieurs images les unes après les autres. Une hypothèse sous-jacente principale de leur travail est que les perceptions et les décisions des radiologues sur une radiographie actuelle sont complètement indépendantes des visionnements antérieurs. Cependant, les participants ont récemment démontré que le système visuel a des dépendances visuelles en série (VSD) à plusieurs niveaux, de la perception à la prise de décision [2, 3]. Ces dépendances séquentielles signifient que ce qui a été vu dans le passé influence (et capture) ce qui est vu et rapporté à ce moment. Théoriquement, les VSD seraient utiles dans un monde naturel autocorrélé, mais ils sont sous-optimaux dans les tâches de recherche menées dans des situations artificielles où les images ne sont pas toujours liées. Il est important de noter que les dépendances en série dans le traitement perceptuel pourraient ainsi produire des erreurs importantes lors des recherches diagnostiques par le biais d'examens radiologiques. L'hypothèse centrale des enquêteurs est que le VSD peut avoir un effet perturbateur dans les recherches radiologiques qui altère la détection et la reconnaissance précises des tumeurs ou d'autres structures. Cette hypothèse est étayée par les données pilotes robustes des enquêteurs, qui montrent que la VSD biaise fortement la classification des objets chez les observateurs naïfs et les radiologues experts. La justification des projets de recherche proposés est qu'une fois que l'on sait comment la dépendance sérielle se produit et comment elle affecte la recherche visuelle, nous pouvons comprendre comment la contrôler. Par conséquent, la précision de la détection et du diagnostic des tumeurs peut être améliorée de manière significative. Les objectifs spécifiques de cette proposition sont d'établir (but 1), d'identifier (but 2) et d'atténuer (but 3) l'impact du VSD sur les tâches de recherche visuelle en milieu clinique.

Objectif 1 : Établir la présence d'effets séquentiels dans la prise de décision perceptive dans des tâches cliniquement pertinentes.

Les travaux théoriques antérieurs des chercheurs sur les dépendances séquentielles, basés sur des expériences de laboratoire simplifiées, prédisent qu'il devrait également y avoir des effets séquentiels dans des tâches cliniquement pertinentes telles que la recherche de tumeurs et la reconnaissance dans des images. Les chercheurs testeront la reconnaissance des tumeurs dans quatre domaines différents : la détection des tumeurs, la classification des tumeurs, la localisation des tumeurs et les temps de recherche. Les données pilotes chez les observateurs naïfs et les radiologues experts soutiennent l'hypothèse des enquêteurs selon laquelle il existe des effets séquentiels dans les jugements perceptuels cliniquement pertinents.

Objectif 2 : Identifier que les effets séquentiels dans l'objectif 1 sont, en fait, VSD. Les enquêteurs testeront notre prédiction selon laquelle les effets séquentiels dans l'objectif 1 sont, en fait, VSD, qui est défini de manière opérationnelle par un ensemble de critères de diagnostic : les VSD sont réglés dans l'espace, le temps et la similarité des caractéristiques. L'objectif 2 identifiera donc le réglage et les conditions aux limites du VSD dans la recherche de tumeurs. Ceci est crucial pour développer des stratégies visant à atténuer les conséquences néfastes du VSD dans l'objectif 3. Les données pilotes soutiennent la faisabilité de cet objectif.

Objectif 3 : Améliorer les performances de recherche visuelle chez les radiologues en atténuant le VSD. L'objectif 2 définira les conditions limites dans lesquelles VSD opère dans la recherche de tumeurs. L'objectif 3 développera des manipulations de tâches pour atténuer l'impact du VSD. À la suite de ces manipulations, les performances de la recherche visuelle devraient s'améliorer de manière mesurable dans plusieurs domaines (détection, classification, localisation et temps de recherche). L'objectif 3 est particulièrement crucial car il permettra aux investigateurs de proposer de nouvelles recommandations qui amélioreront la reconnaissance des tumeurs dans les scanners radiologiques, rendant les jugements des radiologues plus efficaces et plus fiables. Plus globalement, prises ensemble, les études proposées dans les buts 1, 2 et 3 permettront aux chercheurs d'établir et de travailler à atténuer le rôle délétère du VSD dans une tâche clinique d'une importance critique.