Выделение и смягчение последовательно зависимых ошибок восприятия в клиническом визуальном поиске

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ Рентгенологическое сканирование имеет решающее значение для здоровья и благополучия миллионов пациентов [1]. Несмотря на достижения в машинном обучении и компьютерном зрении, чтение и поиск в радиологических сканах по-прежнему зависят от зрительной системы людей-наблюдателей (радиологов), которые проходят непрерывную подготовку для наилучшего обнаружения опухолевых масс и аномалий. Рентгенологи могут ежедневно просматривать сотни и сотни рентгеновских снимков, видя несколько изображений одно за другим. Основное основное предположение их работы заключается в том, что восприятие и решения рентгенологов на текущем рентгеновском снимке полностью независимы от предыдущих просмотров. Однако недавно участники продемонстрировали, что зрительная система имеет зрительные серийные зависимости (VSD) на многих уровнях, от восприятия до принятия решений [2, 3]. Эти последовательные зависимости означают, что то, что было замечено в прошлом, влияет (и фиксирует) на то, что видно и сообщается в данный момент. Теоретически VSD были бы полезны в автокоррелированном естественном мире, но они не оптимальны в задачах поиска, проводимых в искусственных ситуациях, когда изображения не всегда могут быть связаны. Важно отметить, что последовательные зависимости в обработке восприятия могут, таким образом, привести к значительным ошибкам во время диагностического поиска с помощью рентгенологического сканирования. Центральная гипотеза исследователей заключается в том, что ДМЖП может иметь разрушительный эффект при радиологических исследованиях, что ухудшает точное обнаружение и распознавание опухолей или других структур. Эта гипотеза подтверждается надежными экспериментальными данными исследователей, которые показывают, что VSD сильно искажает классификацию объектов у наивных наблюдателей и опытных рентгенологов. Обоснование предлагаемых исследовательских проектов состоит в том, что, как только станет известно, как возникает сериальная зависимость и как она влияет на визуальный поиск, мы сможем понять, как ее контролировать. Следовательно, точность обнаружения и диагностики опухоли может быть значительно улучшена. Конкретные цели этого предложения заключаются в том, чтобы установить (Цель 1), выявить (Цель 2) и смягчить (Цель 3) влияние ДМЖП на задачи визуального поиска в клинических условиях.

Цель 1: Установить наличие последовательных эффектов в перцептивном принятии решений в клинически значимых задачах.

Предыдущая теоретическая работа исследователей над последовательными зависимостями, основанная на упрощенных лабораторных экспериментах, предсказывает, что должны быть последовательные эффекты и в клинически значимых задачах, таких как поиск и распознавание опухолей на изображениях. Исследователи будут тестировать распознавание опухоли в четырех различных областях: обнаружение опухоли, классификация опухоли, локализация опухоли и время поиска. Пилотные данные как у наивных наблюдателей, так и у опытных рентгенологов подтверждают гипотезу исследователей о том, что существуют последовательные эффекты в клинически значимых суждениях о восприятии.

Цель 2: определить, что последовательные эффекты в цели 1 на самом деле являются ДМЖП. Исследователи проверят наш прогноз о том, что последовательные эффекты в Цели 1 на самом деле являются ДМЖП, который функционально определяется набором диагностических критериев: ДМЖП настраиваются в пространстве, времени и сходстве признаков. Таким образом, цель 2 будет определять настройку и граничные условия ДМЖП при поиске опухоли. Это имеет решающее значение для разработки стратегий по смягчению вредных последствий ВСД в рамках Цели 3. Экспериментальные данные подтверждают достижимость этой цели.

Цель 3: Улучшить эффективность визуального поиска у рентгенологов за счет снижения риска ДМЖП. Цель 2 определит граничные условия, при которых VSD работает при поиске опухоли. Цель 3 будет разрабатывать манипуляции с задачами для смягчения воздействия VSD. В результате этих манипуляций производительность визуального поиска должна значительно улучшиться в нескольких областях (обнаружение, классификация, локализация и время поиска). Задача 3 особенно важна, поскольку она позволит исследователям предложить новые рекомендации, которые улучшат распознавание опухолей при рентгенологическом сканировании, что сделает суждения рентгенологов более эффективными и надежными. В более глобальном масштабе, предлагаемые исследования в целях 1, 2 и 3, позволят исследователям установить и работать над смягчением вредной роли ДМЖП в критически важной клинической задаче.