Табыстар:
- Толық слайд кескіні (WSI) жұмыс процесінде ұяшықтарды санау, сегменттеу және бағалау үшін AI қолдауын түсіндіру мүмкіндігі
- Бояу және сканерлеу өзгермелілігінің модель өнімділігіне және доменнің ауысуына әсерін тану мүмкіндігі
- Анықтамалық стандарт, сынама алу және патологтың мақұлдауымен патологияның AI нәтижелерін тексеру мүмкіндігі
Патология – тін үлгісін микроскоппен зерттеу арқылы ауру анықталатын медицина саласы; Көптеген қатерлі ісік диагноздарының «алтын стандарты» осында жасалады. Цифрлық патология - бұл жоғары ажыратымдылықтағы сканердің көмегімен шыны слайдта боялған тіндік бөлікті цифрлау. Алынған файл тұтас слайд кескіні деп аталады (қысқаша WSI); Бір слайд гигапиксельдік, яғни миллиардтаған пиксельдік алып кескін болуы мүмкін. Жасанды интеллект осы үлкен кескіндерде ұяшықтарды санауды, аймақтарды сегменттеуді және бағалауды қолдайды. Бұл бөлімде біз WSI жұмыс процесін, оның ең үлкен техникалық қателігін көреміз: бояу/сканерлеу өзгермелілігі және патологтың мақұлдауы неліктен маңызды.
Басынан айтайық: жасанды интеллект патологияда есептегіш, алдын ала сканер және екінші көз бола алады; Бірақ қатерлі ісік диагностикасы, сатысы және жіктелуі патологқа тиесілі. Модель диагноз қоймайды.
WSI жұмыс үрдісінің қадамдары
1-қадам — Скрининг және сапаны бақылау. Шыны слайд сканерленеді; Дефокус, бүктеу белгілері және ауа көпіршіктері сияқты ақауларды автоматты түрде анықтауға болады. Нашар сапалы сканерлеу үлгіге мүлдем енбеуі керек.
2-қадам — Плитканы (патч) алып тастау. Гигапиксельді кескінді тікелей өңдеу мүмкін емес; шағын шаршыларға бөлінеді (ағылшын патч, әдетте 256x256 немесе 512x512 пиксел). Модель әрбір тақтайшаны бөлек бағалайды, содан кейін нәтижелер біріктіріледі.
3-қадам — Тіндерді/жасушаларды талдау. Үлгі; Ол ісік аймағын сегменттеу, митозды (бөлу жасушасын) санау, ядролық тығыздық немесе маркерді есептеу (мысалы, Ki-67 бояу жылдамдығы) сияқты тапсырмаларды орындайды. Шығару - сандық өлшем немесе жылу картасы.
4-қадам — Біріктіру және есеп беру. Плиткалардың нәтижелері слайд деңгейінде біріктіріледі; Жиынтық шығарылады, мысалы, «ісік аймағының пайызы» немесе «митоздық сан».
5-қадам — Патологты бағалау. Патолог модельмен белгіленген аймақтарды және санауды зерттейді; қабылдайды, түзетеді немесе қабылдамайды. Диагноз қою және бағалау патологқа байланысты.
Ең үлкен тұзақ: бояу және сканерлеудің өзгермелілігі
Тіндердің кесінділері әдетте H&E (гематоксилин және эозин; ядроларды көк-күлгін және цитоплазманы қызғылт түске бояйтын стандартты бояу) боялады. Бірақ бояу қарқындылығы зертханаға, дақ партиясына, бөлік қалыңдығына және сканер брендіне байланысты айтарлықтай өзгереді. Адамның көзі бұл айырмашылықтарға оңай бейімделеді; Модель үйлесімді болмауы мүмкін.
Егер модель А зертханасының қызғылт-күлгін реңктері негізінде үйренсе, оның өнімділігі В зертханасының бозғылт немесе күңгірт бояуында төмендейді. Бұл құбылыс доменнің ауысуы деп аталады және цифрлық патологиядағы сәтсіздіктің ең көп тараған себебі болып табылады. Шешім тәсілдері: түсті қалыпқа келтіру (суреттерді жалпы түс кеңістігіне жылжыту), көп орталықты оқыту деректері және — ең бастысы — қолданылатын әрбір зертханада сыртқы тексеру.
Үш шағын корпус: сандар бойынша
1-жағдай – Митоздық санның консистенциясы. Сүт безі обырын бағалаудағы митозды санау маңызды, бірақ бақылаушыдан бақылаушыға дейін еңбекқор және өзгермелі. Бір зертханада АИ көмегімен алдын ала санау, екі патологоанатом арасындағы келісім (каппа) 0,55-тен 0,71-ге дейін өсті, ал бір слайдты санау уақыты 4 минуттан 1,5 минутқа дейін төмендеді. Дегенмен, әрбір соңғы санақ патологоанатоммен расталды; Модель ұсынды, патолог шешті.
2-жағдай — өрісті ауыстыру соққысы. Ісікті сегменттеу моделін жасаған зертханада ол уақыттың 93% дұрыс жұмыс істеді. Дәл сол модель серіктес зертханада басқа сканер мен бояуды пайдаланып ісік аймағын жүйелі түрде 20%-ға асыра бағалады. Түсті қалыпқа келтіру және сол зертханадан алынған 200 слайдпен қайта тексеруден кейін айырмашылық қолайлы деңгейге дейін төмендеді.
3-жағдай – Таңдаудың қателігі. Бір модель слайдта ісік «жоқ» деді; дегенмен, модель тек сканерленген аумақты бағалады және ісік сынамаланбаған бөлімде болды. Патология диагностикасы слайдты таңдау және сынама алу сияқты жақсы; AI «теріс» шығысы жеткіліксіз таңдауды өтемейді. Сондықтан теріс AI нәтижесі ешқашан «ауру жоқ» дегенді білдірмейді.
Әлсіз шақыру / Күшті шақыру
Ескертпе: Келесі шақырулар патология есебін және жұмыс процесі мәтінін конфигурациялауға арналған; Тіндердің кескінін диагностикалау - бұл тексерілген бағдарламалық жасақтама мен патологтардың жұмысы.
Әлсіз шақыру:
Осы патология туралы есеп бойынша қатерлі ісік бар ма? [есеп]
Күшті шақыру:
Сіздің рөліңіз: Сіз патология туралы есептің құрылымдау көмекшісісіз (СІЗ ДИАГНОЗ ЕМЕССІЗ). Келесі анонимді патология есебін құрылымдаңыз:- Үлгі түрін, бояуды, ісік түрін/дәрежесін, хирургиялық шекараны, маркерлерді кестеде көрсетіңіз.- Көп мағыналы сөздерді («типтік емес, клиникалық корреляция ұсынылады») сақтаңыз.- Мәтінде жоқ ешбір қорытындыны қоспаңыз; жетіспейтін өріске «анықталмаған» деп жазыңыз.- Соңында патологоанатом растауы керек 3 тармақты көрсетіңіз. Анонимді есеп:[мәтін]
Көшірілетін төрт үлгі
1) Есепті стандарттау:
Келесі анонимді патология есебін құрылымдық өрістерге (орган, диагноз, дәреже, маржа, маркер пайыздары) орналастырыңыз. Мәтінді ұстаныңыз. Есеп: [мәтін]
2) Токеннің сәйкестігін тексеру:
Осы есепте айтылған барлық пайыздық және сандық маркерлерді (Ki-67, ER, PR, HER2) көрсетіңіз; Бір-біріне немесе диагнозға қайшы келетін мәндерді белгілеңіз. Есеп: [мәтін]
3) Валидацияның үлгі жоспары (цифрлық патология):
WSI сегменттеу моделі үшін валидация жоспарының жобасын жазыңыз: түсті қалыпқа келтіру, көп орталықты сыртқы валидация, патолог келісімі (каппа), өрісті ауыстыру сынағы. Патологтың тексеру нүктелерін бөлек белгілеңіз.
4) Үлгі алу туралы ескертуді қосу:
Келесі теріс АИ нәтижесіне «үлгі алу шектелуі мүмкін, теріс нәтиже ауруды жоққа шығармайды» деген ескертуді және патологты растау талабын қосыңыз. Шығару: [мәтін]
Модельдің рөлі: Тапсырма түрі бойынша
Тапсырма түрі
AI үлесі
сыншылдық
тексеру
Ісік аймағын сегменттеу
жоғары
жоғары
Патолог + сыртқы тексеру
Митоз/жасуша саны
жоғары
жоғары
Патологтың растауы
Маркер пайызы (Ki-67)
жоғары
орташа
Анықтамалық салыстыру
Сапаны бақылау (фокус/ақау)
жоғары
төмен
жерді тексеру
Есеп конфигурациясы (мәтін)
жоғары
төмен
Патологтың растауы
Кеңес: Цифрлық патологиядағы үлгі ұсынысын бағалау кезінде әрқашан: «Бұл модель қай зертханалардың дақтары мен сканерлерінде оқытылды және менің зертханамда расталды ма?» деп сұраңыз. Егер жауап «жоқ» болса, өнімділік көрсеткіштері әлі сізге қатысты емес.
Абайлаңыз: AI «ісік жоқ» деп айтуы сынама алынбаған тінде ісік жоқ дегенді білдірмейді. Патологиядағы теріс нәтиже сынаманың сапасымен шектеледі; үлгі бұл шектен аспауы керек және теріс нәтиже диагностикалық сенімділік болып табылмайды.
Жалпы қателер
- Түс/бояу өзгермелілігін бағаламау. Өрістердің дрейфі цифрлық патологиядағы сәтсіздіктің ең көп тараған себебі болып табылады.
- Бір орталықта жаттығу және барлық жерде пайдаланыңыз. Әртүрлі шолғыш пен бояу дыбыссыз өнімділікті төмендетеді.
- Сенімділік үшін теріс нәтижені қателесу. Үлгі арқылы іріктеу шегін өтеу мүмкін емес.
- Бақылаушы аралық өзгермелілікті елемеу. Анықтамалық стандарттың өзі айнымалы болса, үлгі сәйкесінше бағалануы керек.
- Патологты жою. Санау және сегменттеу қолдау болып табылады; Диагноз қою және бағалау патологта қалады.
Қысқаша айтқанда
- Сандық патология гигапиксельді WSI кескіндерін плиткаларға бөлу арқылы талдайды; AI ұяшықтарды санауды және сегменттеуді қолдайды.
- Ең үлкен техникалық тұзақ - бояу/сканерлеу өзгермелілігіне байланысты далалық дрейф; түсті қалыпқа келтіру және сыртқы тексеру маңызды.
- Теріс AI нәтижесі іріктеу шегімен шектеледі және диагностикалық сенімді қамтамасыз етпейді.
- Анықтамалық стандарт және бақылаушы аралық өзгермелілік үлгіні бағалау үшін контекст болып табылады.
- Диагноз қою, сатылау және бағалау патологтың міндеті; AI диагноз қоймайды.
Қолданбалы тапсырма
Гипотетикалық сандық патология үлгісін таңдаңыз (мысалы, Ki-67 пайыздық есептеу). Осы үлгі үшін сыртқы валидация жоспарын жазыңыз: қай зертханадан қанша слайд, қандай түсті қалыпқа келтіру, патологтың келісімін қалай өлшейтініңіз және далалық дрейфті қалай сынайсыз. Содан кейін модельдің теріс/оң нәтижесіне қосылуы керек шектеу туралы ескертуді бір сөйлеммен жазыңыз.
бақылау парағы
- [ ] Мен WSI жұмыс үрдісінің сканерлеу, төсеу, талдау және құрастыру қадамдарын білемін.
- [ ] Мен бояу/сканерлеу өзгермелілігі өрістің ауытқуын тудыратынын және оны қалай басқаратынын түсінемін.
- [ ] Мен теріс AI нәтижесі іріктеу шегімен шектелетінін түсінемін.
- [ ] Мен сыртқы валидация және патологиялық келісім (каппа) ұғымдарын қолдана аламын.
- [ ] Мен диагностика және бағалау шешімі патологта қалады деп түсіндім.