Isolera och mildra sekventiellt beroende perceptuella fel i klinisk visuell sökning

SÄRSKILDA MÅL Radiologiska skanningar är avgörande för hälsan och välbefinnandet hos miljontals patienter [1]. Trots framsteg inom maskininlärning och datorseende beror läsning och sökning i radiologiska skanningar fortfarande på det visuella systemet hos mänskliga observatörer (radiologer), som får kontinuerlig utbildning för att bäst upptäcka tumörmassor och anomalier. Radiologer kan undersöka hundratals och hundratals röntgenbilder dagligen och se flera bilder efter varandra. Ett huvudsakligt underliggande antagande för deras arbete är att radiologers uppfattningar och beslut om en aktuell röntgen är helt oberoende av tidigare visningar. Men deltagarna visade nyligen att det visuella systemet har visuella serieberoenden (VSD) på många nivåer, från uppfattning till beslutsfattande [2, 3]. Dessa sekventiella beroenden innebär att det som setts i det förflutna påverkar (och fångar) det som ses och rapporteras i detta ögonblick. Teoretiskt sett skulle VSD:er vara till hjälp i en autokorrelerad naturlig värld, men de är suboptimala i sökuppgifter som utförs i konstgjorda situationer där bilder inte alltid är relaterade. Viktigt är att serieberoenden i perceptuell bearbetning sålunda kan ge betydande fel under diagnostiska sökningar genom radiologiska skanningar. Utredarnas centrala hypotes är att VSD kan ha en störande effekt vid radiologiska sökningar som försämrar korrekt upptäckt och igenkänning av tumörer eller andra strukturer. Denna hypotes stöds av utredarnas robusta pilotdata, som visar att VSD starkt fördomar objektklassificeringen hos naiva observatörer och expertradiologer. Bakgrunden till de föreslagna forskningsprojekten är att när det väl är känt hur seriellt beroende uppstår och hur det påverkar visuell sökning, kan vi förstå hur vi ska kontrollera för det. Därför kan noggrannheten för tumördetektering och diagnos avsevärt förbättras. De specifika målen med detta förslag är att fastställa (Mål 1), identifiera (Syfte 2) och mildra (Mål 3) effekten av VSD på visuella sökuppgifter i en klinisk miljö.

Mål 1: Etablera förekomsten av sekventiella effekter i perceptuellt beslutsfattande i kliniskt relevanta uppgifter.

Utredarnas tidigare teoretiska arbete kring sekventiella beroenden, baserat på förenklade laboratorieexperiment, förutspår att det även bör finnas sekventiella effekter i kliniskt relevanta uppgifter som tumörsökning och igenkänning i bilder. Utredarna kommer att testa tumörigenkänning i fyra olika domäner: tumördetektering, tumörklassificering, tumörlokalisering och söktider. Pilotdata från både naiva observatörer och expertradiologer stöder utredarnas hypotes att det finns sekventiella effekter i kliniskt relevanta perceptuella bedömningar.

Mål 2: Identifiera att de sekventiella effekterna i mål 1 i själva verket är VSD. Utredarna kommer att testa vår förutsägelse att de sekventiella effekterna i mål 1 i själva verket är VSD, som operativt definieras av en uppsättning diagnostiska kriterier: VSD: er är rumsligt, temporärt och funktionsliknande inställda. Mål 2 kommer därför att identifiera avstämnings- och randvillkoren för VSD vid tumörsökning. Detta är avgörande för att utveckla strategier för att mildra de skadliga konsekvenserna av VSD i mål 3. Pilotdata stöder genomförbarheten av detta mål.

Mål 3: Förbättra visuella sökprestanda hos radiologer genom att mildra VSD. Mål 2 kommer att definiera de randvillkor under vilka VSD verkar vid tumörsökning. Mål 3 kommer att utveckla uppgiftsmanipulationer för att mildra effekterna av VSD. Som ett resultat av dessa manipulationer bör visuella sökprestanda förbättras på mätbara sätt i flera domäner (detektion, klassificering, lokalisering och söktider). Mål 3 är särskilt avgörande eftersom det kommer att tillåta utredarna att föreslå nya riktlinjer som kommer att förbättra tumörigenkänningen vid radiologiska skanningar, vilket gör radiologernas bedömningar mer effektiva och tillförlitliga. Mer globalt, sammantaget, kommer de föreslagna studierna i mål 1, 2 och 3 att göra det möjligt för utredarna att etablera och arbeta mot att mildra VSDs skadliga roll i en kritiskt viktig klinisk uppgift.