Isolare e mitigare gli errori percettivi sequenzialmente dipendenti nella ricerca visiva clinica

OBIETTIVI SPECIFICI Le scansioni radiologiche sono di fondamentale importanza per la salute e il benessere di milioni di pazienti [1]. Nonostante i progressi nell'apprendimento automatico e nella visione artificiale, la lettura e la ricerca nelle scansioni radiologiche dipende ancora dal sistema visivo degli osservatori umani (radiologi), che ricevono una formazione continua per rilevare al meglio le masse tumorali e le anomalie. I radiologi possono esaminare centinaia e centinaia di radiografie ogni giorno, vedendo più immagini una dopo l'altra. Un presupposto principale alla base del loro lavoro è che le percezioni e le decisioni dei radiologi su una radiografia attuale sono completamente indipendenti dalle visualizzazioni precedenti. Tuttavia, i partecipanti hanno recentemente dimostrato che il sistema visivo ha dipendenze seriali visive (VSD) a molti livelli, dalla percezione al processo decisionale [2, 3]. Queste dipendenze sequenziali significano che ciò che è stato visto in passato influenza (e cattura) ciò che è visto e riportato in questo momento. Teoricamente, i VSD sarebbero utili in un mondo naturale autocorrelato, ma non sono ottimali nelle attività di ricerca condotte in situazioni artificiali in cui le immagini potrebbero non essere sempre correlate. È importante sottolineare che le dipendenze seriali nell'elaborazione percettiva potrebbero quindi produrre errori significativi durante le ricerche diagnostiche attraverso scansioni radiologiche. L'ipotesi centrale degli investigatori è che il VSD possa avere un effetto dirompente nelle ricerche radiologiche che compromette il rilevamento e il riconoscimento accurati di tumori o altre strutture. Questa ipotesi è supportata dai solidi dati pilota degli investigatori, che mostrano che il VSD influenza fortemente la classificazione degli oggetti negli osservatori ingenui e nei radiologi esperti. La logica alla base dei progetti di ricerca proposti è che una volta che si sa come nasce la dipendenza seriale e come influisce sulla ricerca visiva, possiamo capire come controllarla. Pertanto, l'accuratezza del rilevamento e della diagnosi del tumore può migliorare significativamente. Gli obiettivi specifici di questa proposta sono stabilire (Obiettivo 1), identificare (Obiettivo 2) e mitigare (Obiettivo 3) l'impatto del VSD sui compiti di ricerca visiva in ambito clinico.

Obiettivo 1: Stabilire la presenza di effetti sequenziali nel processo decisionale percettivo in compiti clinicamente rilevanti.

Il precedente lavoro teorico dei ricercatori sulle dipendenze sequenziali, basato su esperimenti di laboratorio semplificati, prevede che dovrebbero esserci effetti sequenziali anche in compiti clinicamente rilevanti come la ricerca del tumore e il riconoscimento nelle immagini. Gli investigatori testeranno il riconoscimento del tumore in quattro diversi domini: rilevamento del tumore, classificazione del tumore, localizzazione del tumore e tempi di ricerca. I dati pilota sia di osservatori ingenui che di radiologi esperti supportano l'ipotesi degli investigatori secondo cui ci sono effetti sequenziali nei giudizi percettivi clinicamente rilevanti.

Obiettivo 2: identificare che gli effetti sequenziali nell'obiettivo 1 sono, in effetti, VSD. Gli investigatori verificheranno la nostra previsione secondo cui gli effetti sequenziali nell'obiettivo 1 sono, in effetti, VSD, che è definito operativamente da una serie di criteri diagnostici: i VSD sono sintonizzati spazialmente, temporalmente e per somiglianza di funzionalità. L'obiettivo 2 identificherà quindi la sintonia e le condizioni al contorno del VSD nella ricerca del tumore. Questo è fondamentale per sviluppare strategie per mitigare le conseguenze dannose del VSD nell'obiettivo 3. I dati pilota supportano la fattibilità di questo obiettivo.

Obiettivo 3: Migliorare le prestazioni della ricerca visiva nei radiologi mitigando il VSD. L'obiettivo 2 definirà le condizioni al contorno in cui VSD opera nella ricerca del tumore. L'obiettivo 3 svilupperà manipolazioni di compiti per mitigare l'impatto del VSD. Come risultato di queste manipolazioni, le prestazioni della ricerca visiva dovrebbero migliorare in modo misurabile in diversi domini (rilevamento, classificazione, localizzazione e tempi di ricerca). L'obiettivo 3 è particolarmente cruciale perché consentirà ai ricercatori di proporre nuove linee guida che miglioreranno il riconoscimento del tumore nelle scansioni radiologiche, rendendo i giudizi dei radiologi più efficaci e affidabili. Più globalmente, presi insieme, gli studi proposti negli Obiettivi 1, 2 e 3 consentiranno ai ricercatori di stabilire e lavorare per mitigare il ruolo deleterio del VSD in un compito clinico di fondamentale importanza.