Počítačem asistovaná diagnostika
description
Transcript of Počítačem asistovaná diagnostika
![Page 1: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/1.jpg)
H.Mírka, J. Ferda, K. Ohlídalová, J. Baxa, B. KreuzbergKlinika zobrazovacích metod LF UK a FN, Plzeň
Počítačem asistovaná diagnostika
ČRK
2010
![Page 2: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/2.jpg)
• technologie využívající prvky umělé inteligence k analýze obrazových dat
• vyvíjená od začátku 80. let minulého století
• cílem je detekce a bližší posouzení patologických změn
• používá se jako "druhý názor", který má člověku usnadnit diagnózu a zrychlit práci
CAD - základní definiceCAD - základní definice
ČRK
2010
![Page 3: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/3.jpg)
Jak nahlížet na CAD?Jak nahlížet na CAD?
ČRK
2010
CADComputer Aided Diagnosis
ACDAutomated Computer Diagnosis
Spolupráce člověka a počítače Diagnóza pouze pomocí počítače
Počítač nesoutěží s člověkem, ale zvyšuje jeho výkon
Srovnává se výkon člověka samotného a člověka doplňujícího své hodnocení pomocí CAD
Záměna těchto dvou pojmů vede ke zklamání uživatelů CAD
![Page 4: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/4.jpg)
Zavádění nové metody do praxeZavádění nové metody do praxe
ČRK
2010
- Reklama- První studie
- Ověřování v běžné praxi
- Další vývoj- Metoda nachází své místo
Metoda se neosvědčila
Zavedení metody
Citlivé období
![Page 5: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/5.jpg)
Jak usnadňuje práciJak usnadňuje práci
ČRK
2010
• vytváří druhý komplementární názor
• zrychluje a zpřesňuje proces druhého čtení
• ve screeningu se prohrabává množstvím negativních nálezů aby mezi nimi našel několik podezřelých a ty nabídl člověku k definitivnímu zhodnocení
Především hledá to, co může být přehlédnuto
![Page 6: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/6.jpg)
IndikaceIndikace
ČRK
2010
• plicní uzly (RTG, CT)• střevní polypy (CT)• karcinom prsu (MMG)
„screeningové“
• karcinom prsu (MRI, USG)• plicní emboly (CT)• intersticiální plicní infiltráty (RTG)• fraktury obratlů (RTG)• změny akumulace radiofarmaka (NM)• intrakraniální aneurysmata (MRI)• jaterní nádory (CT)
![Page 7: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/7.jpg)
Zapojení CAD do dg. procesuZapojení CAD do dg. procesu
Akvizice Akvizice Akvizice
Radiolog
CAD RadiologCAD Radiolog
CAD
RadiologNálezNález
Nález
První hodnotitel Konkurenční hodnotitel Druhý hodnotitel
Radiolog
ČRK
2010
- nejrychlejší
- názor hodnotitele není nezávislý- nedoporučuje se
- přesnější- doporučené postupy
- pomalejší- pracnější
![Page 8: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/8.jpg)
• preprocessing (příprava dat pro zpracování)
• segmentace (určení oblasti zájmu)
• analýza oblasti zájmu (vyhledání kandidátů na léze)
• evaluace a klasifikace (určení správných pozitivit)
• kontrola člověkem
• (počítačem asistovaná analýza)
Postup práce systémů CADPostup práce systémů CAD
ČRK
2010
![Page 9: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/9.jpg)
Problémy malých plicních uzlůProblémy malých plicních uzlů• detekce• měření velikosti• sledování růstu• posouzení tvaru• měření denzit• časová náročnost
• screening ca plic• detekce metastáz• efekt terapie
Indikace CADIndikace CAD
Syngo Lung CAD (Siemens)
ČRK
2010
![Page 10: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/10.jpg)
Výkon systémůVýkon systémůAutor Senzitivita FP (/pac.)Zhao et al. (2003) 84,2 % 5
Lee et al. (2004) 70 % 8,3
Bae et al. (2005) 98,1 % 6,9
Rubin et al. (2005) 76 % 10
Brown et al. (2005) 86,4 % 2,64
Marten et al. (2005) 73,9 % 0,79
Sahiner et al. (2006) 80 % 13,6
Sahiner et al. (2007) 79 % 4,9
Wang et al. (2007) 100 % 1,75
Sahiner et al. (2007) 78 % 5,5
Das et al. (2008) 73,5 % 4
FN Plzeň (2008) 71 % 1,9
Falešné pozitivity
- pleurální útvary- otisky okolních struktur- zavzetí cévy- uzly v intersticiálním procesu
ČRK
2010
(70-100 %)
![Page 11: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/11.jpg)
Výkon systémůVýkon systémů
Autor Nárůst senzitivityAwai et al. (2004) +2,7 %
Marten et al. (2005) 13 % - 25 %
Brown et al. (2005) 27,9 %
Rubin et al. (2005) 13 %
Li et al. (2005) 14 - 22 %
Das et al. (2006) 2 - 12 %
Zuan et al. (2006) 21 %
Sahiner et al. (2007) 7,8 %
FN Plzeň (2008) +8,3 %
ČRK
2010
(2-27,9 %)
![Page 12: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/12.jpg)
Automatická analýzaAutomatická analýza• výpočet zdvojovacího času (doubling time)
DT = (t . ln 2) / ln (Vf / Vi)
139 -> 213 ml, 119 dní, DT = 203 dní
DT maligních uzlů: 30 – 400 dnů
ČRK
2010
![Page 13: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/13.jpg)
Sledování odpovědi na léčbuSledování odpovědi na léčbu
1/04 - 48 mm3 8/04 - 80 mm3 3/05 - 43 mm3
ČRK
2010
![Page 14: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/14.jpg)
Střevní polypyStřevní polypy• vychází z virtuální koloskopie• detekce osamělých lézí vyčnívajících nad povrch
ČRK
2010
Správná pozitivita Falešná pozitivita
![Page 15: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/15.jpg)
Spolehlivost metodySpolehlivost metody• problém - závislost na kvalitě přípravy a distenze
ČRK
2010
Studie SE bez CAD SE s CAD Pozn.
Mani et al. 63 % +11 % ≥ 10 mm
Summers et al. 48 % +16 % všechny velikosti
Halligan et al. +9,1 % všechny velikosti
Taylor et al. 70 % +11 % 13 FP/pac; ≥ 10 mm
Nau et al. 73 % +17 % všechny velikostivýznamné snížení interobserver variability
FN Plzeň +8-14 % 2,5 FP/pac; >5 mm
![Page 16: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/16.jpg)
Mamografický screeningMamografický screening• detekce ložisek potenciálně maligního vzhledu• detekce mikrokalcifikací
ČRK
2010
Skaane et al. AJR (2007)
- 3683 žen s 55 nádory zjištěnými ve screeningu- hledání přehlédnutých známek malignity při minulém vyšetření
- celková SE s CAD - 95 %- celková SE dvojího čtení - 64 %
CAD detekoval 14 tumorů, které nebyly nalezeny dvojím čtením
![Page 17: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/17.jpg)
Mamografický screeningMamografický screening
ČRK
2010
Taylor et al. Eur J Cancer (2008), systematická review
- vliv CAD na detekci karcinomu a recall rate- CAD našla 0,44 Ca / 1000 žen oproti druhému čtení- podíl CAD na celkové detekci tumorů - 7,4 %- podíl CAD na celkové recall rate - 13 %
Noble et al. Arch Gynecol Obstet (2009), metaanalýza
- na 100 000 žen- nádory navíc - 50- recall navíc - 1190, z toho 96 % negativní- biopsií navíc - 80, z toho 65,1 % negativní
![Page 18: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/18.jpg)
Vyhledávání plicních embolůVyhledávání plicních embolů
ČRK
2010
![Page 19: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/19.jpg)
Vyhledávání plicních embolůVyhledávání plicních embolů
ČRK
2010
Hodnotitel SE PPV
CAD 56 42
Junior 83 93
Junior + CAD 87 96
Senior 92 96
Baxa et al.
- zvýšení SE a PPV u méně trénovaného radiologa
FP /pac. - 3,1
Analýza per embolus
![Page 20: Počítačem asistovaná diagnostika](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081421/56815117550346895dbf34ad/html5/thumbnails/20.jpg)
ZávěrZávěr
• systémy CAD nenahrazují člověka a ani sním nesoutěží
• jsou to nástroje zvyšující v některých případech senzitivitu metod a šetřící čas
• snižují variabilitu mezi pozorovateli
• výhodné jsou zejména pro netrénované radiology
• nenahradí ale dostatečný trénink
• výstup musí být vždy kontrolován a případně korigován
• nikdo nesrovnával s výkonem radiologa po službě nebo neustále obtěžovaného telefonem
ČRK
2010