A szekvenciálisan függő észlelési hibák elkülönítése és enyhítése a klinikai vizuális keresésben

KÜLÖNLEGES CÉLKITŰZÉSEK A radiológiai vizsgálatok kritikus fontosságúak több millió beteg egészsége és jóléte szempontjából [1]. A gépi tanulás és a számítógépes látás terén elért fejlődés ellenére a radiológiai felvételek olvasása és keresése továbbra is az emberi megfigyelők (radiológusok) vizuális rendszerétől függ, akik folyamatos képzésben részesülnek a tumortömegek és anomáliák legjobb kimutatása érdekében. A radiológusok naponta több száz és száz röntgenfelvételt tudnak megvizsgálni, egymás után több képet látva. Munkájuk fő mögöttes feltételezése az, hogy a radiológusok észlelései és döntései az aktuális röntgenfelvétellel kapcsolatban teljesen függetlenek a korábbi megtekintésektől. A résztvevők azonban a közelmúltban bebizonyították, hogy a vizuális rendszernek számos szinten van vizuális soros függősége (VSD), az észleléstől a döntéshozatalig [2, 3]. Ezek a szekvenciális függőségek azt jelentik, hogy a múltban látottak befolyásolják (és megragadják) azt, amit ebben a pillanatban látunk és jelentünk. Elméletileg a VSD-k hasznosak lennének egy autokorrelált természeti világban, de nem optimálisak olyan mesterséges helyzetekben végzett keresési feladatokban, ahol a képek nem mindig kapcsolódnak egymáshoz. Fontos, hogy az észlelési feldolgozás sorozatfüggőségei jelentős hibákat okozhatnak a radiológiai szkenneléseken keresztül végzett diagnosztikai keresések során. A kutatók központi hipotézise az, hogy a VSD zavaró hatást fejthet ki a radiológiai keresésekben, ami rontja a daganatok vagy más struktúrák pontos kimutatását és felismerését. Ezt a hipotézist alátámasztják a kutatók robusztus kísérleti adatai, amelyek azt mutatják, hogy a VSD erősen torzítja az objektumok osztályozását a naiv megfigyelők és a szakértő radiológusok körében. A javasolt kutatási projektek indoklása az, hogy ha már tudjuk, hogyan keletkezik a soros függőség, és hogyan befolyásolja a vizuális keresést, akkor megérthetjük, hogyan irányíthatjuk azt. Így a daganatfelismerés és -diagnosztika pontossága jelentősen javulhat. E javaslat konkrét céljai a VSD klinikai környezetben végzett vizuális keresési feladatokra gyakorolt ​​hatásának meghatározása (1. cél), azonosítása (2. cél) és mérséklése (3. cél).

1. cél: A szekvenciális hatások jelenlétének megállapítása az észlelési döntéshozatalban klinikailag releváns feladatokban.

A kutatóknak a szekvenciális függőségekre vonatkozó, egyszerűsített laboratóriumi kísérleteken alapuló elméleti munkája azt jósolja, hogy a klinikailag releváns feladatokban, például a tumorkeresésben és a képeken történő felismerésben is szekvenciális hatásoknak kell lenniük. A kutatók négy különböző területen tesztelik a daganatfelismerést: tumordetektálás, daganatok osztályozása, daganat lokalizációja és keresési idők. Mind a naiv megfigyelők, mind a szakértő radiológusok kísérleti adatai alátámasztják a kutatók azon hipotézisét, hogy a klinikailag releváns észlelési ítéletekben szekvenciális hatások vannak.

2. cél: Határozza meg, hogy az 1. cél szekvenciális hatásai valójában VSD. A kutatók tesztelni fogják azt az előrejelzésünket, hogy az 1. cél szekvenciális hatásai valójában VSD, amelyet működésileg egy sor diagnosztikai kritérium határoz meg: a VSD-k térbeli, időbeli és jellemző-hasonlósági hangolásúak. A 2. cél tehát azonosítja a VSD hangolását és peremfeltételeit a tumorkeresésben. Ez kulcsfontosságú a VSD káros következményeinek enyhítésére szolgáló stratégiák kidolgozásához a 3. célban. A kísérleti adatok alátámasztják ennek a célnak a megvalósíthatóságát.

3. cél: A radiológusok vizuális keresési teljesítményének javítása a VSD enyhítésével. A 2. cél meghatározza azokat a határfeltételeket, amelyek mellett a VSD működik a tumorkeresésben. A 3. cél feladat-manipulációkat dolgoz ki a VSD hatásának mérséklésére. E manipulációk eredményeként a vizuális keresési teljesítménynek mérhető módon javulnia kell több területen (észlelés, osztályozás, lokalizáció és keresési idők). A 3. cél különösen döntő fontosságú, mert lehetővé teszi a kutatók számára, hogy olyan új iránymutatásokat javasoljanak, amelyek javítják a daganatok felismerését a radiológiai vizsgálatok során, hatékonyabbá és megbízhatóbbá téve a radiológusok megítélését. Globálisabban, az 1., 2. és 3. célban javasolt tanulmányok együttesen lehetővé teszik a kutatók számára, hogy megállapítsák és enyhítsék a VSD káros szerepét egy kritikus fontosságú klinikai feladatban.