Kasu:
- Oskus eristada tehisintellekti rakenduste tüüpilisi kasutusvaldkondi ja modaalsusspetsiifilisi piire erinevates modaalsustes (graafika, CT, MR, mammograafia)
- Võimalus hinnata tehisintellekti rolli teise lugejana ja otsustuslävede kliinilist mõju suure mõjuga valdkondades, nagu mammograafia ja insuldi CT
- Arusaamine, et jõudlus võib väheneda (jaotuse nihe), kui elanikkond ja seade, millel tehisintellekti igas vormis treenitakse, viiakse kaugemale
Tehisintellekt ei ole radioloogias ainult üks asi; Iga modaalsuse (pildistamismeetodi) jaoks on sellel erinev tööriist, erinev võimsus ja erinev piir. Rindkere röntgenmudel ja insuldi CT-mudel lahendavad täiesti erinevaid probleeme ja teevad erinevaid veamustreid. Selles üksuses käsitleme viit kõige levinumat valdkonda – rindkere radiograafia, CT, MRI, mammograafia ja insult – koos modaalsusespetsiifiliste kasutusviiside ja lõkse. Eesmärk on kasutada iga tööriista õige töö jaoks õigete piirangutega.
Põhiprintsiip ei muutu, vaid omandab iga modaalsuse puhul uue näo: iga mudelit õpetatakse konkreetse seadme, konkreetse protokolli ja konkreetse patsiendipopulatsiooniga. Nende tingimuste ületamisel võib jõudlus väheneda; Seda nimetatakse jaotusnihkeks. Diagnoos kuulub radioloogile, kes on esimene, mitte teine lugeja.
Kasutamine ja piirangud modaalsuse järgi
Kopsu radiograafia (röntgen): kõige rikkalikumad andmed on siin; mudelid genereerivad lipud pneumotooraksi, konsolidatsiooni (kopsu põletikuline täius), sõlme, pleuraefusiooni (interpleuravedelik) ja südame suuruse jaoks. Selle tugevad küljed on kiirus ja skaneerimine; selle nõrkuseks on kõrged valepositiivsed tulemused, mis on tingitud kattuvatest struktuuridest (luu, veresoone, rinnavarjud) ja kalduvus väikestest sõlmedest puududa.
CT (kompuutertomograafia): tänu ristlõike kujutisele on mudelid võimsad emboolia, verejooksu, sõlme, luumurru, elundi mahu korral. Selle tugevus on kolmemõõtmeline mõõtmine; Nõrkus on kõrge tundlikkus protokolli/lõigu paksuse ja kontrasti faasi suhtes – jõudlus on erinevates protokollides erinev.
MRI (magnetresonants): pehmete kudede kontrastsus on kõrge; On olemas mudelid insuldi difusiooni, eesnäärme kahjustuse, ajukahjustuste, kõhre jaoks. Selle nõrkuseks on see, et seadmete/järjestuste mitmekesisus on liiga suur – mudel kaotab töökindluse väljaspool seda järjestust, mille järgi seda koolitati.
Mammograafia: suure mõjuga väli; Mudelid toimivad masside ja mikrokaltsifikatsioonide teise lugejana. Selle tugevuseks on rinnavähi sõeluuringute vahelejäämiste vähendamine; Selle nõrk külg on jõudluse halvenemine tihedas rinnakoes ja valepositiivsete tulemuste tagasikutsumine.
Insult (aju CT/CT angiograafia/perfusioon): see on ajakriitiline piirkond; mudelid pakuvad kiireid lippe suurte veresoonte oklusiooni (LVO), isheemia varajaste nähtude ja verejooksu jaoks, kiirendades ravi (trombektoomia) otsuseid. Selle nõrkused on liikumise artefakt ja varajaste / nõrkade leidude piiratud usaldusväärsus.
modaalsus
Tüüpiline AI kasutus
tugev pool
Modaalsuse spetsiifiline piirang
Kopsu röntgen
Pneumotooraks, sõlm, efusioonilipp
kiirus, skannimine
Kattuvus, palju valepositiivseid tulemusi
IT
Emboolia, verejooks, sõlm, maht
3D mõõtmine
Tundlik protokolli/kontrastsuse faasi suhtes
MRI
Insuldi difusioon, eesnääre, aju
pehme kude
Järjestuse/seadme mitmekesisus
mammograafia
Mass, mikrokaltsifikatsioon (2. lugeja)
Vähendada uriinipidamatust
Langetage tihe rind, meenutage koormust
Insult CT
LVO, isheemia, verejooksu lipp
aja kokkuhoid
Artefakt, varajane/nõrk leid
Teise lugeja roll ja otsustuslävi
Suure mõjuga valdkondades, nagu mammograafia ja insult, positsioneeritakse tehisintellekt sageli teise lugejana: radioloog loeb, seejärel vaadatakse üle tehisintellekti märgised (või vastupidi). See annab võimaluse tabada, millest üksikul radioloogil kahe silma vahele jäi. Kuid on kaks riski. Esiteks peetakse AI-ga tähistamata ala "puhtaks" (automaatika eelarvamus). Teiseks otsustusläve kliiniline tagajärg: kui lävi on mammograafias madal, siis on rohkem tagasikutsumisi (ja tarbetuid biopsiaid, ärevust); Kui see on kõrge, suureneb leke. Selle läve määrab asutuse skriiningu filosoofia ja radioloogi tõlgendus; ei ole tehniline vaikimisi.
Ettevaatust. See, et mudel töötab hästi ühes modaalsuses, ei tähenda, et see toimiks hästi ka teises modaalsuses või sama modaalsuse erinevas seadmes/protokollis. Kui mudelit on koolitatud "kopsu radiograafiaks", võib selle jõudlus kaasaskantava intensiivravi radiograafia puhul erineda. Kasutusala on alati piiratud ulatusega, mille jaoks mudel on heaks kiidetud.
kolm minikarpi
Juhtum 1 – mammograafia saab teise lugeja. Radioloog loeb sõeluuringu mammogrammi tavapäraselt. YZ tähistab teise lugejana piirkonnas mikrokaltsifikatsioonide klastrit. Radioloog vaatab tagasi ja näeb tõeliselt nõrka kobarat; Täiendava pildistamise abil tuvastatakse varajane duktaalne kartsinoom in situ (varajases staadiumis rinnavähk). AI takistas põgenemist "teise silmana"; Radioloog pani diagnoosi.
Juhtum 2 – löögiaja võimendus. Erakorralise aju CT angiogrammi korral märgib AI 2 minuti jooksul suure veresoone oklusiooni (LVO) ja käivitab insuldi meeskonna. Radioloog kinnitab, patsient viiakse trombektoomiale; Uksest nõelale viimise aeg lüheneb oluliselt. Kuid samal nädalal jääb modellil nõrk varane isheemia; Radioloog jäädvustab selle oma näiduga. AI tõi kiiruse, kuid esmalugeja jäi radioloogiks.
Juhtum 3 – jaotusvahetus. Rindkere röntgenimudel töötab suurepäraselt statsionaarsetel seadmetel suures haiglas. Kui sama mudelit kasutatakse intensiivraviosakonna kaasaskantavatel seadmetel, plahvatavad valepositiivsed tulemused: erinev säritus, halb kvaliteet ja kattuvad seadmete varjud ajavad mudeli segadusse. Meeskond mõistab, et nad kasutavad mudelit kaasaskantavatel graafikutel ilma kohaliku valideerimiseta ja kitsendab ulatust. Õppetund: jõudlus muutub, kui seade/protokoll muutub.
Nõrk viip / Tugev viip
Nõrk viip:
Kas see MRI mudel on hea? Kas me peaksime seda kasutama?
Puuduvad modaalsuse üksikasjad, järjestus, populatsioon ja kavandatud kasutus; Tuleb üldine ja riskantne vastus.
Võimas viip:
Teie roll: kaaskonsultant modaalsusspetsiifilise AI valiku alal. Otsuste tegemine; Mõelge välja, milliseid küsimusi ma peaksin küsima. Kaalume eesnäärme MRI kahjustuse mudelit. Mõelge: (1) millistel järjestustel/seadmel/magnetvälja tugevusel mudelit treeniti, kas see ühtib meie omaga, (2) millises populatsioonis see on valideeritud, (3) kas see on teine lugeja või diagnostiline abivahend, (4) kas see on teadaoleval piiril tihedatel/ebatüüpilistel juhtudel, (5) kas on oht, et seda kasutatakse ilma kohaliku valideerimiseta. Lõpliku otsuse teeb institutsioon.
Tugev viip seab kahtluse alla modaalsuse järgimise, populatsiooni ja kohaliku valideerimise.
Kopeeritavad viipade mallid
MODAALSUSE VASTAVUSE MULLTEie roll: ABI. Annan teile tehisintellekti mudeli ja meie enda seadme/protokolli teabe. Võrrelge meie oma modaalsuse, seadme, järjestuse/protokolli ja populatsiooniga, mille alusel mudelit koolitati; Loetlege erinevused jaotuse triivi ohus ja hinnake, kas kohalik kontroll on vajalik. Otsus on asutuses. Info: [kirjuta]
TEISE LUGEJA DISTSIPLIINI MALL Esitage mulle kontrollnimekiri, mis säilitab minu lugemisdistsipliini teise lugeja tehisintellekti kasutamisel: kas ma peaksin kõigepealt ise lugema, kuidas kaitsta piirkonda, mida tehisintellekt ei märgi, kuidas AI-märget kinnitada, kuidas vältida automatiseerimise kallutatust. Modaalsus: [kirjutada]
OTSUSLÄVE TULEMUSTE MALL annab teile teatud viisil (nt mammograafia) otsustusläve stsenaariumi. Selgitage tagasikutsumise, tarbetu biopsia, kõrvalehoidmise ja ärevuse läve langetamise/tõstmise kliinilisi tagajärgi. Tuletage meile meelde, et läve määrab asutuse sõelumisfilosoofia. Stsenaarium: [kirjutada]
MODAALSUSE PIIRANDI MEELDETULETUSTE TEMPLATEI annab teile modaalsuse ja tehisintellekti ülesande. Loetlege selle modaalsuse tüüpilised veaallikad (nt kattumine rindkere röntgenis, järjestuse erinevus MRI-s, artefakt insuldi CT-s) ja punktid, millele radioloog peaks erilist tähelepanu pöörama. Modaalsus/ülesanne: [kirjutada]
Levinud vead
- Modaalsusspetsiifilise mudeli kasutamine muus olukorras. Statsionaarse seadme mudel käitub kaasaskantavas erinevalt; ulatus tuleb säilitada.
- Arvestades "puhtaks" seda, mida teine lugeja ei märkinud. Automatiseerimise eelarvamus; Nende lugemist tuleks kaitsta.
- Otsustusläve eksimine inseneriseadena. Lävi on kliiniline tasakaal; Seda reguleeritakse skaneerimise filosoofia abil.
- Järjestuse/protokolli erinevuse ignoreerimine. MR/CT mudelid kaotavad töökindluse väljaspool protokolli, mille alusel neid koolitati.
- Levitamine ilma kohaliku kontrollita. Jaotuse triiv halvendab vaikselt jõudlust.
Näpunäide. Enne uue modaalsusspetsiifilise mudeli kasutamist esitage kolm küsimust: "Millisele seadmele/protokollile/populatsioonile seda mudelit koolitati? Kas meie oma näeb välja selline? Kas oleme selle oma andmete põhjal valideerinud?" Kui kõik kolm ei ole rahuldavad, ei ole mudel mitte kiirendaja, vaid varjatud risk.
Kokkuvõttes
AI on iga modaalsuse puhul erinev tööriist: kiire skriinimine rindkere röntgenis, kuid kattumise tõttu on valepositiivne; Võimas 3D-mõõtmine, kuid protokolli tundlikkus CT-s; Pehmete kudede tugevus, kuid järjestuse mitmekesisus MRI-s; teine lugeja, mis vähendab mammograafias röövimist, kuid meenutab koormust; Insuldi ajakasv, kuid artefakti piirang. Suure mõjuga valdkondades, nagu mammograafia ja insult, saab tehisintellektist teine lugeja, kuid esimene lugeja on alati radioloog ja otsustuslävi on kliiniline tasakaal. Kui seade, protokoll ja populatsioon, millel iga mudelit treenitakse, viiakse levialast välja, väheneb selle jõudlus (jaotuse nihe); seega tuleb ulatust säilitada ja teostada kohalik valideerimine.
Rakenduse ülesanne
Valige oma rutiinist meetod (radiograafia, CT, MRI, mammograafia või insult). Kasutades malli „Modality Limit Reminder”, kirjutage üles vähemalt kolm tüüpilist tehisintellekti veaallikat ja punktid, millele radioloog peab tähelepanu pöörama. Seejärel hinnake mudelit, mida selle modaalsuse jaoks kaalute, kasutades malli „Modality Fit”: kas seade/protokoll/populatsioon, mille järgi seda treenitakse, ühtib teie omaga, kas on vaja kohalikku valideerimist? Kui teil on teise lugeja roll, kohandage loendit "Teise lugeja distsipliin" oma rutiiniga.
kontrollnimekiri
- [ ] Õppisin modaalsust, seadet, protokolli ja populatsiooni, mille põhjal mudelit koolitati.
- [ ] Hindasin ühilduvust enda tingimustega (levitriivi oht).
- [ ] Kasutan mudelit ainult niivõrd, kuivõrd see on heaks kiidetud.
- [ ] Teise lugeja rollis säilitan iseseisva lugemise.
- [ ] Ma saan aru, et otsustuslävi on kliiniline tasakaal ja selle määrab skriiningu filosoofia.
- [ ] Pean tüüpilisi modaalsusspetsiifilisi veaallikaid (artefakt, kattuvus, järjestuse erinevus).
- [ ] Ma ei levita uutes tingimustes ilma kohaliku kinnituseta.