Табыстар:
- Жасанды интеллект қолдайтын анықтау, сегменттеу және басымдық беру жұмыс үрдістері радиологиялық суреттерде қалай орнатылғанын түсіндіру мүмкіндігі
- Модельдік нәтижелерді (жылу картасы, ықтималдық, өлшеу) радиологтың шешімінен бөлу және оларды қолдау рөліне орналастыру мүмкіндігі
- Сезімталдық/ерекшелік, жалған позитивті жүктеме және клиникалық контекст арқылы кескін үлгісінің нәтижелерін тексеру мүмкіндігі
Радиология - биомедициналық инженериядағы жасанды интеллекттің ең жетілген қолданбалы саласы. Рентген (рентген), компьютерлік томография (КТ; ағылшын тілінде CT, әртүрлі бұрыштардан алынған рентген секцияларын біріктіреді) және магниттік резонанс (MR; ағылшын тілінде MRI, күшті магнит өрісі мен радиотолқындармен тіндерді бейнелеу) күн сайын миллиондаған кескіндерді жасайды. Бұл суреттерді интерпретациялау үшін рентгенологқа көптеген жылдар бойы тәжірибе қажет. Жасанды интеллект бұл процеске анықтау (нәтижеге назар аудару), сегменттеу (құрылымның шекарасын сызу; ағылшын тілінде сегменттеу) және басымдық беру (шұғыл істерді кезектің басына қою; ағылшын тілінде триаж) арқылы ықпал етеді. Бұл бөлімде біз бұл жұмыс процестерінің қалай орнатылғанын және ең бастысы - шығыс радиологтың шешімін ауыстыру емес, кіріс ретінде қалай орналасатынын көреміз.
Инженер ретінде сіздің жұмысыңыз көбінесе модельді әзірлеу, оны біріктіру, растау және клиникалық топпен оның жұмысын бақылау болып табылады. Диагнозды рентгенолог жасайды. AI диагноз қоймайды; назар аударады, өлшейді, сұрыптайды.
Радиологиялық АИ жұмыс процесінің қадамдары
1-қадам — Деректер және алдын ала өңдеу. Суреттер DICOM (Медицинадағы цифрлық бейнелеу және коммуникациялар; медициналық кескіндер үшін стандартты файл және байланыс пішімі) ретінде келеді. Алдын ала өңдеу; Оларға терезелеу (сурет контрастын реттеу), қайта үлгілеу (кесінділердің стандартты өлшемге дейін өлшемін өзгерту) және шуды азайту кіреді. Бұл қадам қауіпсіз және автоматтандыруға жарамды.
2-қадам — Анықтау және сегменттеу. Үлгі өкпе түйініне, сынуға немесе қан кетуге сәйкес келетін аумақты белгілейді. Шығару әдетте ықтималдық көрсеткіші және жылу картасы (үлгі назары шоғырланған аймақтарды түсі бойынша көрсететін қабат) түрінде болады. Сегменттеуде модель органның немесе зақымданудың пиксельдік шекараларын салады; Бұл көлемді өлшеу үшін қолданылады.
3-қадам – басымдық беру. Шұғыл анықтама (мысалы, миға қан құйылу) анықталса, іс жұмыс тізіміне енгізіледі. Мұндағы мақсат рентгенологты ауыстыру емес, ауыр жағдайдың ертерек көрінуін қамтамасыз ету.
4-қадам — Рентгенологтың бағалауы. Модельдік нәтижелер радиологқа ұсыныс қабаты ретінде ұсынылады. Рентгенолог қабылдайды, қабылдамайды немесе өзгертеді. Қорытынды есеп пен диагноз рентгенологқа тиесілі.
5-қадам — Тексеру және бақылау. Модель далада болғаннан кейін оның өнімділігі үнемі бақыланады; Жалған оң және жалған теріс көрсеткіштер әртүрлі құрылғылар мен емделуші топтарында бөлек бақыланады.
Сезімталдық, ерекшелік және жалған позитивті жүктеме
Кескін үлгісін бағалаудың екі негізгі көрсеткіші бар. Сезімталдық - бұл шынымен науқасты анықтау жылдамдығы: жоғары сезімталдық жіберіп алған мәліметтердің аз болуын білдіреді. Ерекшелік - бұл шын мәнінде сау нәрсені дәл жою жылдамдығы: жоғары ерекшелік жалған дабылдардың аздығын білдіреді. Бұл екеуінің арасында тепе-теңдік бар; Егер табалдырықты төмендетіп, қосымша мәліметтерді анықтасаңыз, жалған дабылдар көбейеді.
Клиникадағы сыни тұжырымдама жалған позитивтердің ауыртпалығы болып табылады: егер модель «күдікті» деп жиі айтса, рентгенолог бұл жалауларды әр уақытта жоққа шығаруы керек және біраз уақыттан кейін ескертулерді байсалды түрде қабылдамайды (дабылдың шаршауы). Сондықтан үлгінің сезімталдығын ғана емес, сонымен қатар нақты жұмыс үрдісіндегі жалған позитивтердің санын да бағалау керек.
Үш шағын корпус: сандар бойынша
1-жағдай — Басымдылық арқылы үнемделген уақыт. Ауруханада мидың КТ-да қан кетудің басымдылығы моделі енгізілді. Рентгенологқа алғаш рет қан кету жағдайларының орташа уақыты 28 минуттан 8 минутқа дейін қысқарды. Дегенмен, модель өткізіп алған шағын субарахноидальды қан кетуді түсіре алмады; сондықтан барлық жағдайлар қайтадан толық рентгенологтың оқуынан өтті. Модель сұрыптауды жылдамдатты, бірақ оқуды жоймады.
2-жағдай – Жалған позитивті жүктеме. Өкпе түйінін анықтау моделі сезімталдықты 94%-ға дейін арттыру үшін төмен шекпен жұмыс істегенде бір пациентке орташа есеппен 6 «күдікті» белгі берді; Олардың көпшілігі тамырлы бөлімдер мен қатерсіз ошақтар болды. Екі апта ішінде рентгенологтар белгілерді елемей бастады. Шекті қайта реттеліп, белгілер саны бір емделушіге 1,5-ке дейін азайған кезде, модель қайтадан пайдалы болды.
3-жағдай — Өрісті ауыстыру. Сынықты анықтау үлгісі А ауруханасындағы сандық рентген аппараттарында 91% сезімталдықпен орындалды, бірақ басқа өндірушінің портативті құрылғыларын пайдаланып В ауруханасында 72% дейін төмендеді. Суреттің сапасы мен орналасуы әртүрлі болды. Модельді ол қолданылатын әрбір құрылғыда және популяцияда қосымша тексерусіз сенімді деп санауға болмайды.
Әлсіз шақыру / Күшті шақыру
Ескертпе: Төмендегі нұсқаулар кескіннің өзін түсіндіру үшін емес, мәтіндік есепті немесе жұмыс процесін теңшеуге арналған. Кескінді диагностикалау - бұл расталған клиникалық бағдарламалық жасақтама мен рентгенологтың жұмысы.
Әлсіз шақыру:
Мына рентгендік қорытындыны қараңыз және науқастың ауырып жатқанын айтыңыз.[report]
Күшті шақыру:
Сіздің рөліңіз: Сіз радиологиялық жұмыс процесінің көмекшісісіз (СІЗ ДИАГНОЗ ЕМЕССІЗ). Анонимді радиологиялық есеп мәтінін келесідей құрылымдаңыз: - Нәтижелерді, өлшемдерді және анатомиялық орындарды кестеге қойыңыз. - Бұлыңғыр/теріс мәлімдемелерді ("алып тастауға болмайды") сол күйінде сақтаңыз, қорытынды жасамаңыз. - Мәтінде жоқ тұжырымдарды қоспаңыз. - Бөлек бөлімге «ұсыным/соңғы» сөйлемдерді жинаңыз. - Соңында рентгенолог растауы керек 3 тармақты көрсетіңіз. Анонимді есеп: [мәтін]
Қуатты жедел модель модельді интерпретациядан аулақ ұстайды және конфигурацияға назар аударады; Екіжақтылықты сақтаған жөн, өйткені радиология тілінде «алып тастауға болмайды» және «қол жетімді» арасындағы айырмашылық шешуші мәнге ие.
Көшірілетін төрт үлгі
1) Есеп конфигурациясы:
Төмендегі анонимді радиологиялық есепті келесі айдарларға бөліңіз: Көрсеткіш, Техника, Қорытындылар, Қорытынды, Ұсыныс. Мәтінді ұстаныңыз, түсініктеме қоспаңыз. Есеп: [мәтін]
2) Өлшемнің сәйкестігін тексеру:
Осы есепте барлық сандық өлшемдерді (мм, см, HU) тізіп, қайшы келетін немесе физиологиялық емес мәндерді белгілеңіз. Есеп: [мәтін]
3) Үлгілік бағалау жоспары:
Кескінді анықтау үлгісі үшін бағалау жоспарының жобасын жазыңыз: сезімталдық, ерекшелік, жалған позитивті/пациент, ішкі топ (құрылғы, жас) талдауы, сыртқы валидация жинағы. Клиникалық бекіту нүктелерін бөлек белгілеңіз.
4) Жалған оң триаж жазбасы:
Анықтау шығыстарының келесі тізімін «радиологтың басымдығы жоғары/төмен» ретінде жіктеңіз; Әр сыныпқа негіздеме жазыңыз. Шешімді рентгенологқа қалдыратыныңызды айтыңыз. Тізім: [шығару]
Модельдің рөлі: табу түрі бойынша
Түрді табу
AI үлесі
сыншылдық
тексеру
Шұғыл қан кетуге басымдық беру
жоғары
өте жоғары
Рентгенолог толық оқу
Өкпе түйінін анықтау
жоғары
жоғары
Шекті + бақылау протоколы
Сүйек жасы/өлшемі
жоғары
орташа
Сараптамалық бақылау
Органдардың көлемін сегменттеу
жоғары
орташа
Үлгіні қолмен тексеру
Есеп конфигурациясы (мәтін)
жоғары
төмен
Рентгенологтың растауы
Кеңес: Дисплей үлгісін бағалау кезінде ешқашан бір ғана дәлдік пайызына сенбеңіз. Сезімталдықты, ерекшелікті, жалған оң жүктемені және топшаның өнімділігін бірге сұраңыз; "Сіз модельді қандай құрылғыда және пациенттер тобында сынап көрдіңіз?" сұрақ көптеген мәселелерді көрсетеді.
Абайлаңыз: Жылу картасы «неліктен» модельдің солай шешкеніне кепілдік бермейді; Бұл сіздің назарыңыздың қайда шоғырланғанын ғана көрсетеді. Кейде модель дұрыс емес себеппен дұрыс жауап береді (мысалы, суреттегі маркерге қарап). Түсіндіру мүмкіндігін шығару да тексеруді қажет етеді.
Жалпы қателер
- Бір метрикаға сүйену. Жоғары жалпы дәлдік сыни кіші топтағы төмен сезімталдықты бүркемелеуі мүмкін.
- Жалған оң жүктемені өлшемеу. Тым көп сигналдарды шығаратын модель ынталандырушы шаршауды тудырады және тасталады.
- Модельді бір құрылғыда тексеріңіз және оны кез келген жерде пайдаланыңыз. Өрістердің ауытқуы AI кескінінің істен шығуының ең көп тараған себебі болып табылады.
- Дәлел ретінде жылу картасын қателесу. Зейін картасы түсініктеме емес; Дұрыс жауап қате себепке негізделген болуы мүмкін.
- Рентгенологты жою. Үлгі басымдықтарды береді және жалаушаларды белгілейді; Диагноз және есеп рентгенологқа тиесілі.
Қысқаша
- Радиологиялық АИ; Ол анықтау, сегменттеу және басымдық беру арқылы құндылық береді және диагнозды алмастырмайды.
- Сезімталдық пен ерекшелік арасында тепе-теңдік бар; Жалған позитивті жүктеме клиникадағы маңызды көрсеткіш болып табылады.
- Модельдер олар қолданылатын әрбір құрылғыда және популяцияда сыртқы тексеруден (доменді ауыстыру) өтуі керек.
- Жылу карталары назар аударады, бірақ түсіндіруге кепілдік бермейді; дәлел ретінде қабылдауға болмайды.
- Соңғы диагноз және есеп рентгенологқа тиесілі; AI - тірек қабаты.
Қолданбалы тапсырма
Бар (немесе гипотетикалық) кескінді анықтау сценарийін таңдаңыз. Осы үлгі үшін бағалау құрылымын жазыңыз: қандай көрсеткіштерді (сезімталдық, ерекшелік, жалған позитив/пациент), қай ішкі топтар (құрылғы, жас, жыныс) және қандай сыртқы тексеру жинағын пайдаланатыныңызды көрсетіңіз. Содан кейін радиолог шешім қабылдаған жұмыс үрдісіндегі нақты нүктені белгілеңіз және абзацта модельдің нәтижесі осы шешімге қалай енгізілгенін түсіндіріңіз.
бақылау парағы
- [ ] Мен радиологиялық АИ анықтау, сегменттеу және басымдық рөлдерін ажырата аламын.
- [ ] Мен сезімталдықты, ерекшелікті және жалған позитивті жүктемені бірге бағалай аламын.
- [ ] Мен өрісті ауыстыру не екенін және сыртқы тексеру не үшін қажет екенін білемін.
- [ ] Мен жылу картасының түсініктеме емес екенін және тексеру қажет екенін түсіндім.
- [ ] Мен үлгі шығысын оның орнына емес, радиологтың шешіміне кіріс ретінде орналастыра аламын.