تصویربرداری پیش ارزیابی و هوش مصنوعی رادیولوژی

سود:

• توانایی تعریف نقش و محدودیت های تصویربرداری هوش مصنوعی (تریاژ، اندازه گیری، پیش غربالگری) در گردش کار بالینی
• توانایی درک اینکه خروجی هوش مصنوعی ممکن است منفی/مثبت کاذب بدهد و گزارش نهایی متعلق به رادیولوژیست ذیصلاح است.
• توانایی اعمال حریم خصوصی داده های تصویر و نیاز به اعتبارسنجی خروجی مدل با زمینه بالینی

تصویربرداری پزشکی (اشعه ایکس، سی تی، ام آر آی، سونوگرافی، ماموگرافی) یکی از قدرتمندترین ابزارهای تشخیص است. هوش مصنوعی (AI) در سال‌های اخیر پیشرفت چشمگیری در تشخیص تصویر داشته است: می‌تواند یک ندول را در عکس قفسه سینه علامت‌گذاری کند، خونریزی را در CT مغز در اولویت قرار دهد، ناحیه مشکوک را در ماموگرافی برجسته کند، سن استخوان را اندازه‌گیری کند. این کار حجم کار را کاهش می دهد و از انتظار موارد فوری در صف جلوگیری می کند. اما تصویربرداری هوش مصنوعی جایگزین پزشک نمی شود. می تواند منفی کاذب (از دست دادن یافته ای که وجود دارد) و مثبت کاذب (علامت گذاری یافته ای که وجود ندارد) بدهد. در این بخش با نقش تصویربرداری هوش مصنوعی، محدودیت های آن و اینکه چرا گزارش نهایی همیشه متعلق به رادیولوژیست ذیصلاح است، آشنا می شوید.

هوش مصنوعی تصویربرداری چه می کند؟

ارزش بالینی تصویربرداری هوش مصنوعی تحت سه عنوان قرار می گیرد. اولین مورد اولویت بندی (تریاژ) است: معاینه را با یک یافته فوری (مثلاً خونریزی مغزی، پنوموتوراکس) به بالای لیست منتقل می کند و به رادیولوژیست اجازه می دهد ابتدا آن را بررسی کند. ثانیاً، اندازه گیری و کمی سازی: مقادیری مانند اندازه گره، تراکم استخوان، کسر جهشی و غیره را به سرعت و قابل تکرار اندازه گیری می کند. سومین چشم دوم / جلب توجه است: با علامت گذاری ناحیه ای که ممکن است نادیده گرفته شود به رادیولوژیست یادآوری می کند.

وجه مشترک این وظایف این است که همه آنها به رادیولوژیست کمک می کنند نه جایگزین او. هوش مصنوعی یک منطقه را مشخص می کند. رادیولوژیست، همراه با زمینه بالینی بیمار، تصمیم می گیرد که آیا آن ناحیه واقعا آسیب شناسی است یا خیر.

توجه: "هوش مصنوعی هیچ ناهنجاری را شناسایی نکرد" یک گزارش نیست. تصویربرداری هوش مصنوعی ممکن است منفی کاذب بدهد. ممکن است یافته‌هایی را که کوچک، غیر معمول هستند یا هوش مصنوعی برای آن‌ها آموزش ندیده است، از دست بدهد. اگر شک بالینی وجود داشته باشد، تصویر توسط رادیولوژیست ماهر خوانده می شود.

تعادل منفی کاذب و مثبت کاذب

هر هوش مصنوعی تصویربرداری تعادلی بین حساسیت (نرخ گرفتن بیماران واقعی) و ویژگی (نرخ حذف صحیح بیماران سالم) دارد. اگر حساسیت را افزایش دهید، مثبت کاذب افزایش می یابد (معاینه غیر ضروری، اضطراب بیمار). اگر ویژگی را افزایش دهید، منفی کاذب افزایش می یابد (تشخیص از دست رفته). هیچ مدلی نمی تواند این تعادل را به طور کامل حل کند. علاوه بر این، هوش مصنوعی ممکن است بدتر از آنچه انتظار می‌رفت (تغییر توزیع) از داده‌های آموزشی در دستگاه‌های مختلف، تکنیک‌های مختلف اکتساب یا گروه‌های مختلف بیمار عمل کند. بنابراین خروجی هوش مصنوعی همیشه در یک زمینه بالینی و تحت نظارت رادیولوژیست ارزیابی می شود.

گام به گام: استفاده ایمن از هوش مصنوعی تصویربرداری

1. هوش مصنوعی را به عنوان دستیار قرار دهید. اولویت، اندازه گیری، توجه؛ این یک تصمیم نیست.
2. زمینه بالینی را اضافه کنید. شکایات و شرح حال بیمار در تفسیر تصویر تعیین کننده است.
3. اگر هوش مصنوعی منفی است، شک بالینی را حفظ کنید. نتیجه منفی تحقیقات بیشتر را متوقف نمی کند.
4. اگر هوش مصنوعی مثبت است، بررسی کنید. آیا منطقه مشخص شده واقعا آسیب شناسی یا مصنوع است؟
5. اجازه دهید رادیولوژیست گزارش نهایی را بنویسد. با زمینه بالینی
6. محافظت از داده های تصویر حریم خصوصی و KVKK؛ سیستم امن و ناشناس

سه کیف کوچک

مورد 1 - دریافت منفی کاذب. یک بیمار 70 ساله دچار سرفه و کاهش وزن شده است. هوش مصنوعی ریه می‌گوید "بدون ندول آشکار". رادیولوژیست با شک بالینی به دقت نگاه می کند و یک ندول 9 میلی متری در پشت سایه کتف پیدا می کند. توسط CT تایید می شود. هوش مصنوعی ضایعه کوچک و پنهان را از دست داده بود. شک بالینی و چشم رادیولوژیست تشخیص را نجات داد.

مورد 2 - نگرانی مثبت کاذب. یک ماموگرافی هوش مصنوعی آنچه را که در واقع یک کلسیفیکاسیون خوش خیم است به عنوان "مشکوک" نشان می دهد. رادیولوژیست آن را با معاینات قبلی مقایسه می کند تا ببیند آیا تغییر کرده است و از بیوپسی غیر ضروری جلوگیری می کند. هوش مصنوعی آن را علامت گذاری کرد، رادیولوژیست آن را با زمینه ارزیابی کرد و تصمیم درستی گرفت.

مورد 3 - اولویت بندی صحیح. در یک تشنج شدید، CT AI مغز یک معاینه با خونریزی حاد را به بالای لیست منتقل می کند. رادیولوژیست در عرض 2 دقیقه آن را بررسی می کند، خونریزی را تایید می کند و به تیم سکته مغزی هشدار می دهد. اگر در صف منتظر می ماند، دقایقی از دست می رفت. هوش مصنوعی در زمان صرفه جویی کرد. رادیولوژیست و تیم بالینی تشخیص و تصمیم گرفتند.

تصویربرداری جدول نقش هوش مصنوعی

تلاش

نقش هوش مصنوعی

کی تصمیم میگیره

اولویت بندی یافته های فوری

سرعت مرتب سازی

رادیولوژیست

نشانه گذاری ندول/ضایعه

جلب توجه کند

رادیولوژیست

اندازه گیری (اندازه، چگالی)

اندازه گیری سریع و قابل تکرار

رادیولوژیست تایید می کند

گزارش تشخیصی نهایی

اطلاعات مفید

رادیولوژیست ماهر

تصمیم بالینی

ورودی ارائه می دهد

پزشک معالج

چهار قالب قابل کپی

توجه: الگوهای زیر برای خواندن تصویر نیستند. برای ویرایش گزارش رادیولوژیست و ارتباط بالینی. تفسیر تصویر متعلق به رادیولوژیست است.

وظیفه: یک چک لیست برای من تهیه کنید تا خروجی هوش مصنوعی رادیولوژی زیر را با زمینه بالینی موجود در پرونده بیمار مقایسه کنم:- آیا ناحیه مشخص شده توسط هوش مصنوعی با شک بالینی مطابقت دارد؟- آیا ممکن است مثبت/مصنوع کاذب باشد؟- آیا مقایسه با آزمایش قدیمی ضروری است؟ خروجی هوش مصنوعی: [...] / زمینه بالینی (ناشناس): [...]

وظیفه: گزارش رادیولوژیست زیر را به صورت دو خلاصه ساده مجزا برای پزشک معالج و بیمار بنویسید. افزودن یافته. فقط از اطلاعات موجود در گزارش استفاده کنید. اضافه کردن یک بیانیه تشخیص قطعی گزارش: [...]

وظیفه: سؤالاتی ایجاد کنید تا به من کمک کند تا دلیل سفارش این تصویربرداری را روشن کنم: سؤال بالینی چیست، چه یافته ای به دنبال آن است، چه تکنیکی ممکن است مناسب باشد؟ تصمیم با رادیولوژیست/پزشک است. شما فقط سوالات را آماده کنید پیش نویس سریع (ناشناس): [...]

وظیفه: هر گونه اعتبار باقیمانده را در متن گزارش تصویربرداری زیر پیدا کنید و آنها را با [ANONOMY] جایگزین کنید. تحریف معنای بالینی متن: [...]

اعلان ضعیف / اعلان قوی

ضعیف: "در این اشعه ایکس چه چیزی وجود دارد، آن را تشخیص دهید." (علاوه بر این، تفسیر تصویر را نمی توان به مدل متن واگذار کرد.)

قوی: "برای من یک چک لیست تهیه کنید تا گزارش رادیولوژیست و پیش ارزیابی هوش مصنوعی را با زمینه بالینی مقایسه کنم: آیا ناحیه مشخص شده توسط هوش مصنوعی با ظن بالینی مطابقت دارد، ممکن است مثبت کاذب باشد، آیا مقایسه با معاینه قدیمی ضروری است؟ بیان کنید که تصمیم نهایی با رادیولوژیست واجد شرایط است."

در اعلان قدرتمند، هوش مصنوعی فرآیند را تنظیم می کند، نه تصویر را. تصمیم با رادیولوژیست است.

اشتباهات رایج

• اشتباه گرفتن هوش مصنوعی منفی با "تمیز". ممکن است منفی کاذب باشد. شک بالینی همچنان ادامه دارد.
• پذیرش یک AI مثبت بدون تأیید آن. مصنوعات و یافته های خوش خیم را می توان علامت گذاری کرد.
• حذف زمینه بالینی تصویر بدون شرح حال بیمار قابل تفسیر نیست.
• چاپ گزارش نهایی در هوش مصنوعی این گزارش متعلق به رادیولوژیست واجد شرایط است.
• عدم محافظت از داده های تصویر حریم خصوصی و KVKK را نباید نادیده گرفت.

تغییر توزیع و مشکل تعمیم

موذی‌ترین محدودیت تصویربرداری هوش مصنوعی «تغییر توزیع» است: وقتی مدل با وضعیتی مواجه می‌شود که شبیه داده‌هایی نیست که روی آن آموزش داده شده است، بسیار بدتر از حد انتظار عمل می‌کند. اگر یک مدل با تصاویر یک برند خاص از دستگاه، یک پروتکل اکتساب خاص، یا یک جمعیت بیمار خاص آموزش داده شده باشد. قابلیت اطمینان آن در صورت مواجهه با دستگاه متفاوت، تکنیک متفاوت یا گروهی که در مجموعه آموزشی کمتر حضور دارند، کاهش می‌یابد. برای مثال، مدلی که بر روی داده‌های عمدتاً بزرگسالان آموزش دیده است ممکن است در تصاویر کودکان اشتباه باشد.

بنابراین فقط به این دلیل که یک هوش مصنوعی تصویربرداری می گوید "در این مطالعه دقت 95٪ را نشان داد" به این معنی نیست که در کلینیک شما نیز همین کار را خواهد کرد. دانستن اینکه کدام جمعیت و با کدام دستگاه اعتبارسنجی شده است، بخشی از تفسیر خروجی آن است. زمینه بالینی و نظارت رادیولوژیست برای پل زدن دقیقاً بر این عدم قطعیت تعمیم ضروری است.

احتیاط: تصویربرداری از هوش مصنوعی که در یک مکان به خوبی کار می کند ممکن است در دستگاه یا گروه بیمار دیگر کمتر قابل اعتماد شود. بپرسید کجا خودرو تأیید شده است. رقم عملکرد زمانی که از متن خارج شود گمراه کننده است.

به طور خلاصه

نمایش هوش مصنوعی ارزش واقعی را در اولویت‌بندی، اندازه‌گیری و جلب توجه می‌افزاید. این پرونده فوری را به جلو می آورد و آنچه را که نادیده گرفته شده بود به شما یادآوری می کند. اما منفی کاذب و مثبت کاذب می دهد، زمینه بالینی را نمی شناسد و نمی تواند گزارش نهایی را بنویسد. از هوش مصنوعی به عنوان کمک استفاده کنید، شک بالینی را در پرینت منفی حفظ کنید، یک چاپ مثبت را با متن تأیید کنید، و همیشه گزارش نهایی را به رادیولوژیست واجد شرایط بسپارید. از حریم خصوصی داده های تصویر به شدت محافظت کنید.

وظیفه کاربردی

از الگوی چک لیست بالا برای گزارش تصویربرداری و پیش ارزیابی هوش مصنوعی اگر دارید استفاده کنید. آیا یافته‌هایی مبنی بر اینکه پرچم‌ها/بدون پرچم‌های هوش مصنوعی با زمینه بالینی مطابقت دارند؟ خطر مثبت یا منفی کاذب کجاست؟ یک خلاصه ساده برای پزشک و بیمار از گزارش رادیولوژیست تهیه کنید و بررسی کنید که هیچ یافته ای اضافه نشده باشد.

چک لیست

• [ ] من هوش مصنوعی را به عنوان یک دستیار، نه به عنوان یک تصمیم گیرنده، قرار می دهم.
• [ ] من زمینه بالینی را در ارزیابی گنجانده ام.
• [ ] من شک بالینی در AI منفی را حفظ کردم.
• [ ] من هوش مصنوعی را با زمینه و بررسی قبلی تأیید کردم.
• [ ] گزارش نهایی را به رادیولوژیست واجد شرایط واگذار کردم.
• [ ] من داده های تصویر/گزارش را ناشناس و محافظت کردم.
• [ ] تایید کردم که یافته ها را به خلاصه بیمار و پزشک اضافه نکرده ام.