Isolando e mitigando erros de percepção sequencialmente dependentes na pesquisa visual clínica

OBJETIVOS ESPECÍFICOS As varreduras radiológicas são extremamente importantes para a saúde e o bem-estar de milhões de pacientes [1]. Apesar dos avanços em aprendizado de máquina e visão computacional, a leitura e a busca em exames radiológicos ainda dependem do sistema visual de observadores humanos (radiologistas), que recebem treinamento contínuo para melhor detectar massas e anomalias tumorais. Os radiologistas podem examinar centenas e centenas de radiografias diariamente, vendo várias imagens uma após a outra. Uma suposição subjacente principal de seu trabalho é que as percepções e decisões dos radiologistas sobre um raio-x atual são completamente independentes de visualizações anteriores. No entanto, os participantes demonstraram recentemente que o sistema visual possui dependências seriais visuais (VSDs) em muitos níveis, desde a percepção até a tomada de decisão [2, 3]. Essas dependências sequenciais significam que o que foi visto no passado influencia (e captura) o que é visto e relatado neste momento. Teoricamente, VSDs seriam úteis em um mundo natural autocorrelacionado, mas são subótimos em tarefas de busca realizadas em situações artificiais onde as imagens podem nem sempre estar relacionadas. É importante ressaltar que as dependências seriais no processamento perceptivo podem, portanto, produzir erros significativos durante as buscas diagnósticas por meio de varreduras radiológicas. A hipótese central dos investigadores é que o VSD pode ter um efeito perturbador nas pesquisas radiológicas que prejudica a detecção precisa e o reconhecimento de tumores ou outras estruturas. Esta hipótese é apoiada pelos dados piloto robustos dos investigadores, que mostram que VSD influencia fortemente a classificação de objetos em observadores ingênuos e radiologistas especialistas. A justificativa para os projetos de pesquisa propostos é que, uma vez conhecido como a dependência serial surge e como ela afeta a busca visual, podemos entender como controlá-la. Assim, a precisão da detecção e diagnóstico do tumor pode melhorar significativamente. Os objetivos específicos desta proposta são estabelecer (objetivo 1), identificar (objetivo 2) e mitigar (objetivo 3) o impacto do VSD em tarefas de busca visual em um ambiente clínico.

Objetivo 1: Estabelecer a presença de efeitos sequenciais na tomada de decisão perceptiva em tarefas clinicamente relevantes.

O trabalho teórico anterior dos pesquisadores sobre dependências sequenciais, baseado em experimentos laboratoriais simplificados, prevê que também deve haver efeitos sequenciais em tarefas clinicamente relevantes, como busca e reconhecimento de tumores em imagens. Os investigadores testarão o reconhecimento do tumor em quatro domínios diferentes: detecção do tumor, classificação do tumor, localização do tumor e tempos de busca. Os dados piloto tanto de observadores ingênuos quanto de radiologistas especialistas apóiam a hipótese dos investigadores de que há efeitos sequenciais em julgamentos perceptivos clinicamente relevantes.

Objetivo 2: Identificar que os efeitos sequenciais no Objetivo 1 são, de fato, VSD. Os investigadores testarão nossa previsão de que os efeitos sequenciais no objetivo 1 são, de fato, VSD, que é definido operacionalmente por um conjunto de critérios diagnósticos: os VSDs são ajustados espacialmente, temporalmente e com semelhança de recursos. O objetivo 2, portanto, identificará as condições de ajuste e limite do VSD na pesquisa de tumores. Isso é crucial para desenvolver estratégias para mitigar as consequências prejudiciais do VSD no objetivo 3. Os dados do piloto apóiam a viabilidade desse objetivo.

Objetivo 3: Melhorar o desempenho da pesquisa visual em radiologistas, mitigando o VSD. O objetivo 2 definirá as condições de contorno sob as quais o VSD opera na busca de tumores. O objetivo 3 desenvolverá manipulações de tarefas para mitigar o impacto do VSD. Como resultado dessas manipulações, o desempenho da busca visual deve melhorar de forma mensurável em vários domínios (detecção, classificação, localização e tempos de busca). O objetivo 3 é particularmente crucial porque permitirá que os investigadores proponham novas diretrizes que melhorem o reconhecimento do tumor em exames radiológicos, tornando os julgamentos dos radiologistas mais eficazes e confiáveis. Mais globalmente, considerados em conjunto, os estudos propostos nos Objetivos 1, 2 e 3 permitirão que os investigadores estabeleçam e trabalhem para mitigar o papel deletério do VSD em uma tarefa clínica extremamente importante.