Ieguvumi:
- Spēja atšķirt mākslīgā intelekta lietojumu tipiskās lietošanas jomas un modalitātei raksturīgās robežas dažādās modalitātēs (grafija, CT, MR, mammogrāfija)
- Spēja novērtēt mākslīgā intelekta kā otrā lasītāja lomu un lēmumu sliekšņu klīnisko ietekmi augstas ietekmes jomās, piemēram, mammogrāfija un insulta CT
- Izpratne par to, ka veiktspēja var samazināties (izplatības maiņa), kad populācija un ierīce, kurā tiek apmācīts mākslīgais intelekts katrā modalitātē, tiek pārvietotas tālāk
Mākslīgais intelekts radioloģijā nav tikai viena lieta; Katrai modalitātei (attēlveidošanas metodei) ir atšķirīgs rīks, cita jauda un atšķirīgs ierobežojums. Krūškurvja rentgena modelis un insulta CT modelis atrisina pilnīgi dažādas problēmas un rada dažādus kļūdu modeļus. Šajā nodaļā mēs apskatīsim piecas visizplatītākās jomas — krūškurvja rentgenogrāfiju, CT, MRI, mammogrāfiju un insultu — ar modalitātes specifiskiem lietojumiem un kļūmēm. Mērķis ir izmantot katru rīku pareizajam darbam ar pareizajiem ierobežojumiem.
Pamatprincips nemainās, bet iegūst jaunu seju katrā modalitātē: katrs modelis tiek apmācīts konkrētai ierīcei, noteiktam protokolam un noteiktai pacientu grupai. Ja šie nosacījumi tiek pārsniegti, veiktspēja var samazināties; To sauc par sadales maiņu. Diagnoze pieder radiologam, kurš ir pirmais lasītājs, nevis otrais lasītājs.
Lietošana un ierobežojumi atkarībā no modalitātes
Plaušu rentgenogrāfija (rentgens): visbagātīgākie dati ir šeit; modeļi ģenerē karodziņus pneimotoraksam, konsolidācijai (plaušu iekaisuma pilnība), mezglam, pleiras izsvīdumam (starppleiras šķidrums) un sirds izmēram. Tās stiprās puses ir ātrums un skenēšana; tā vājā puse ir augstie viltus pozitīvie rezultāti, ko izraisa pārklāšanās struktūras (kauls, asinsvads, krūšu ēna) un tendence palaist garām mazus mezgliņus.
CT (datortomogrāfija): Pateicoties šķērsgriezuma attēlam, modeļi ir spēcīgi embolijas, asiņošanas, mezgliņu, lūzumu, orgānu tilpuma gadījumos. Tās stiprums ir trīsdimensiju mērījums; Vājums ir augstā jutība pret protokola/šķēles biezumu un kontrasta fāzi — veiktspēja atšķiras atkarībā no protokoliem.
MRI (magnētiskā rezonanse): mīksto audu kontrasts ir augsts; Ir modeļi insulta difūzijai, prostatas bojājumam, smadzeņu bojājumiem, skrimšļiem. Tā vājums ir pārāk liela ierīču/secību dažādība — modelis zaudē uzticamību ārpus secības, kurā tas tika apmācīts.
Mammogrāfija: augstas ietekmes lauks; Modeļi darbojas kā otrie lasītāji masām un mikrokalcifikācijām. Tās stiprā puse ir krūts vēža skrīninga izlaidumu samazināšana; Tās vājums ir veiktspējas pasliktināšanās blīvajos krūšu audos un viltus pozitīvu rezultātu atsaukšana.
Insults (smadzeņu CT/CT angiogrāfija/perfūzija): šī ir laika kritiskā zona; modeļi nodrošina ātrus karogus lielu asinsvadu oklūzijai (LVO), agrīnām išēmijas pazīmēm un asiņošanai, paātrinot ārstēšanu (trombektomiju). Tās vājās puses ir kustību artefakts un ierobežota ticamība agrīniem/vājš atklājumiem.
modalitāte
Tipisks AI lietojums
stiprā puse
Modalitātes specifiskais ierobežojums
Plaušu rentgens
Pneimotorakss, mezgliņš, izsvīduma karogs
ātrums, skenēšana
Pārklāšanās, augsts viltus pozitīvu rezultātu skaits
IT
Embolija, asiņošana, mezgliņš, apjoms
3D mērīšana
Jutīgs pret protokola/kontrasta fāzi
MRI
Insulta difūzija, prostata, smadzenes
mīkstie audi
Secības/ierīču dažādība
mammogrāfija
Masa, mikrokalcifikācija (2. lasītājs)
Samaziniet nesaturēšanu
Atbrīvojieties no blīvām krūtīm, atcerieties slodzi
Insults CT
LVO, išēmija, asiņošana karogs
laika taupīšana
Artefakts, agrs/vājš atradums
Otrā lasītāja loma un lēmumu slieksnis
Spēcīgās ietekmes jomās, piemēram, mammogrāfija un insults, AI bieži tiek pozicionēts kā otrs lasītājs: radiologs nolasa, pēc tam tiek pārskatīts AI atzīmes (vai otrādi). Tas dod iespēju uztvert to, ko vienīgais radiologs palaida garām. Bet ir divi riski. Pirmkārt, apgabals, kas nav atzīmēts ar AI, tiek uzskatīts par "tīru" (automatizācijas novirze). Otrkārt, lēmuma pieņemšanas sliekšņa klīniskās sekas: ja slieksnis mamogrāfijā ir zems, būs vairāk atsaukšanas gadījumu (un nevajadzīgas biopsijas, trauksme); Ja tas ir augsts, noplūde palielinās. Šo slieksni nosaka iestādes skrīninga filozofija un radiologa interpretācija; nav inženierijas noklusējums.
Uzmanību: tas, ka modelis labi darbojas vienā modalitātē, nenozīmē, ka tas labi darbosies citā modalitātē vai citā tās pašas modalitātes ierīcē/protokolā. Ja modelis ir apmācīts "plaušu rentgenogrāfijai", tā veiktspēja portatīvajā kritiskās aprūpes rentgenogrāfijā var atšķirties. Lietošanas joma vienmēr ir ierobežota ar apjomu, kuram modelis ir apstiprināts.
trīs mini futrāļi
1. gadījums — mammogrāfija iegūst otros lasītājus. Radiologs parasti nolasa skrīninga mammogrammu. YZ kā otrais lasītājs iezīmē mikrokalcifikācijas kopu reģionā. Radiologs atskatās un redz patiešām vāju ķekaru; Ar papildu attēlveidošanu tiek atklāta agrīna ductal karcinoma in situ (agrīnas stadijas krūts vēzis). AI novērsa bēgšanu kā “otro aci”; Radiologs noteica diagnozi.
2. gadījums — gājiena laika pieaugums. Ārkārtas smadzeņu CT angiogrammā AI 2 minūšu laikā atzīmē lielu asinsvadu oklūziju (LVO) un iedarbina insulta komandu. Radiologs apstiprina, pacients tiek nogādāts trombektomijā; No durvīm līdz adatai laiks ir ievērojami saīsināts. Bet tajā pašā nedēļā modelei pietrūkst vājas agrīnas išēmijas; Radiologs to fiksē ar savu rādījumu. AI nodrošināja ātrumu, bet pirmais lasītājs palika radiologs.
3. gadījums — izplatīšanas maiņa. Krūškurvja rentgena modelis lieliski darbojas uz stacionārām iekārtām lielā slimnīcā. Ja to pašu modeli izmanto intensīvās terapijas nodaļas pārnēsājamajās ierīcēs, kļūdaini pozitīvi rezultāti eksplodē: atšķirīga ekspozīcija, slikta kvalitāte un pārklājošas aprīkojuma ēnas mulsina modeli. Komanda saprot, ka viņi izmanto modeli pārnēsājamos grafikos bez vietējās validācijas, un sašaurina darbības jomu. Nodarbība: veiktspēja mainās, mainoties ierīcei/protokolam.
Vāja uzvedne / spēcīga uzvedne
Vāja uzvedne:
Vai šis MRI modelis ir labs? Vai mums vajadzētu to izmantot?
Nav modalitātes detaļas, secības, populācijas un paredzētā lietojuma; Atnāk vispārīga un riskanta atbilde.
Spēcīga uzvedne:
Jūsu loma: CO-konsultants modalitātes AI atlasē. Lēmumu pieņemšana; Izdomājiet, kādus jautājumus man vajadzētu uzdot. Mēs apsveram prostatas MRI bojājuma modeli. Apsveriet: (1) uz kādām sekvencēm/ierīcēm/magnētiskā lauka intensitātei modelis tika apmācīts, vai tas atbilst mūsu, (2) kurā populācijā tas ir apstiprināts, (3) vai tas ir otrs lasītājs vai diagnostikas palīglīdzeklis, (4) vai tā ir zināmā robeža blīvos/netipiskos gadījumos, (5) vai pastāv risks, ka to var izmantot bez vietējās validācijas. Galīgo lēmumu pieņem iestāde.
Spēcīgā uzvedne apšauba modalitātes atbilstību, populāciju un vietējo validāciju.
Kopējamas uzvedņu veidnes
MODALITĀTES ATBILSTĪBAS VEIDNEJūsu loma: PALĪGS. Es jums sniegšu AI modeli un mūsu pašu ierīces/protokola informāciju. Salīdziniet mūsu ar modalitāti, ierīci, secību/protokolu un populāciju, uz kuras modelis tika apmācīts; Uzskaitiet atšķirības, kurās pastāv izplatīšanas novirzes risks, un novērtējiet, vai ir nepieciešama vietēja pārbaude. Lēmums ir iestādē. Informācija: [rakstīt]
OTRĀ LASĪTĀJA DISCIPLINAS VEIDNEIzstrādājiet man kontrolsarakstu, kas saglabās manu lasīšanas disciplīnu, izmantojot otrā lasītāja AI: vai man vispirms vajadzētu izlasīt sevi, kā aizsargāt apgabalu, ko AI neatzīmē, kā apstiprināt AI atzīmi, kā izvairīties no automatizācijas novirzēm. Modalitāte: [rakstīt]
LĒMUMA sliekšņa REZULTĀTA VEIDNE sniegs jums lēmuma sliekšņa scenāriju modalitātē (piem., mammogrāfija). Izskaidrojiet atsaukšanas sliekšņa pazemināšanas/paaugstināšanas, nevajadzīgas biopsijas, izvairīšanās un trauksmes klīniskās sekas. Atgādiniet mums, ka slieksni nosaka iestādes skrīninga filozofija. Scenārijs: [rakstīt]
MODALITĀTES IEROBEŽOJUMA ATGĀDINĀJUMA VEIDNE sniegs jums modalitāti un AI uzdevumu. Uzskaitiet tipiskos kļūdu avotus, kas raksturīgi šai modalitātei (piemēram, pārklāšanās krūškurvja rentgenogrammā, secības atšķirība MRI, artefakts insulta CT) un punktus, kuriem radiologam jāpievērš īpaša uzmanība. Modalitāte/uzdevums: [rakstīt]
Biežas kļūdas
- Modalitātei raksturīga modeļa izmantošana citā stāvoklī. Stacionārās ierīces modelis portatīvajā uzvedas atšķirīgi; darbības joma ir jāsaglabā.
- Par "tīru" tiek uzskatīts tas, ko otrais lasītājs nav atzīmējis. Automatizācijas novirze; Viņu lasīšana ir jāaizsargā.
- Lēmuma sliekšņa kļūdaini uztveršana kā inženierijas uzstādījums. Slieksnis ir klīniskais līdzsvars; To regulē skenēšanas filozofija.
- Secības/protokola atšķirības ignorēšana. MR/CT modeļi zaudē uzticamību ārpus protokola, uz kuru tie tika apmācīti.
- Izplatīšana bez vietējās pārbaudes. Sadales novirze klusi pasliktina veiktspēju.
Padoms. Pirms izmantojat jaunu modalitātes modeli, uzdodiet trīs jautājumus: "Kādā ierīcē/protokolā/populācijā šis modelis tika apmācīts? Vai mūsējais tā izskatās? Vai esam to apstiprinājuši, pamatojoties uz saviem datiem?" Ja visi trīs nav apmierinoši, modelis nav paātrinātājs, bet gan slēpts risks.
Rezumējot
AI ir atšķirīgs rīks katrā modalitātē: ātra skrīnings krūškurvja rentgenogrammā, bet kļūdaini pozitīvs pārklāšanās dēļ; Jaudīgi 3D mērījumi, bet protokola jutība CT; Mīksto audu stiprums, bet secību dažādība MRI; otrais lasītājs samazina nolaupīšanu, bet atgādina slogu mamogrāfijā; Laika pieaugums insultā, bet artefakta ierobežojums. Spēcīgās jomās, piemēram, mammogrāfija un insults, AI kļūst par otro lasītāju, bet pirmais lasītājs vienmēr ir radiologs, un lēmuma pieņemšanas slieksnis ir klīniskais līdzsvars. Kad ierīce, protokols un populācija, kurā katrs modelis tiek apmācīts, tiek pārvietoti ārpus diapazona, tās veiktspēja samazinās (izplatīšanas maiņa); tāpēc ir jāsaglabā tvērums un jāveic vietējā validācija.
Lietojumprogrammas uzdevums
Izvēlieties rutīnas veidu (radiogrāfija, CT, MRI, mammogrāfija vai insults). Izmantojot veidni “Modality Limit Reminder”, pierakstiet vismaz trīs tipiskus AI kļūdu avotus, kas raksturīgi šai modalitātei, un punktus, kuriem radiologam jāpievērš īpaša uzmanība. Pēc tam novērtējiet modeli, kuru apsverat šai modalitātei, izmantojot veidni “Modality Fit”: vai ierīce/protokols/populācija, kurai tas ir apmācīts, atbilst jūsu modelim, vai ir nepieciešama vietējā validācija? Ja ir otrā lasītāja loma, pielāgojiet sarakstu "Otrā lasītāja disciplīna" savā ikdienā.
kontrolsaraksts
- [ ] Es uzzināju modalitāti, ierīci, protokolu un populāciju, uz kuras modelis tika apmācīts.
- [ ] Es novērtēju saderību ar saviem apstākļiem (izplatības novirzes risks).
- [ ] Es izmantoju modeli tikai tiktāl, ciktāl tas ir apstiprināts.
- [ ] Es saglabāju savu patstāvīgo lasīšanu otrā lasītāja lomā.
- [ ] Es saprotu, ka lēmuma pieņemšanas slieksnis ir klīnisks līdzsvars un to nosaka skrīninga filozofija.
- [ ] Es uzskatu tipiskus modalitātei raksturīgus kļūdu avotus (artefakts, pārklāšanās, secības atšķirība).
- [ ] Es neveicu izplatīšanu jaunā stāvoklī bez vietējās apstiprināšanas.