Genauigkeit der Mammographie Readings Verbesserte Mit Visual Nudge

Im Jahr 2011 - zur Bestürzung von Frauen überall - eine systematische Überprüfung von randomisierten klinischen Studien zeigten, dass Routine- Mammographie war von geringem Wert , um jüngere Frauen auf mittleren oder niedrigen Risiko von Brustkrebs .

Die Überprüfung ergab beispielsweise , dass für jede 50 -jährige Frau, deren Leben durch die Mammographie verlängert , Dutzende unnötig behandelt - teils mit schädlichen Folgen - oder ohne Nutzen behandelt. Hunderte sind gesagt, dass sie Brustkrebs haben , wenn sie es nicht tun .

Cindy M. Grimm , PhD, Associate Professor für Informatik und Ingenieurwissenschaften in der School of Engineering

" Es ist nicht nur die Mammographie ist das Problem ", sagt sie, " es ist genau der Interpretation der Mammographie .

" Die Menschen sind nicht gut darin. Auch Experten Radiologen sind nicht gut darin. Ergebnisse variieren von Person zu Person , auch wenn die Menschen über das gleiche Training gegangen . "

Aber Grimm dachte einen Wahrnehmungs Trick, den sie und Kollegen erfunden , genannt subtile Blickrichtung , könnte verwendet werden, um Ausbildung zu verbessern.

Ein Experiment hat gezeigt, dass ein Anfänger könnte subtile Weise geführt werden, um Abtastweg eines Experten für eine Mammographie und dass diese subtile nudging verbesserte Genauigkeit des Novizen zu folgen.

Die Versuchsergebnisse werden in der Forschung Eye -Tracking vorgestellt

Grimm und ihre Kollegen sagen, die Technik ist zu beweisen, langlebig, ist weit auf visuelle Suchaufgaben . Nicht nur kann es zu verbessern das Lesen von Mammographien und andere Arten von medizinischen Bildern , wie MRT und PET-Scans , Aber es könnte auch verwendet werden, um die Genauigkeit der Flughafen -Screening zu verbessern und das Lernen in virtuellen Umgebungen.

Lenken des Blicks

Grimm erfunden subtiler Blickrichtung zusammen mit Kollegen Reynold Bailey , PhD, dann ihr Doktorand und Ann McNamara , PhD, dann der Saint Louis University, einer Konferenz Bekanntschaft .

"Ich hatte in der Technik und Informatik als Student an der University of California, Berkeley Doppelhauptfach", sagt Grimm. "So war ich mir bewusst, dass die Künstler haben alle möglichen Tricks zur Führung Zuschauer auf bestimmte Bereiche in einem Bild zu suchen , manchmal , im Fall der Erzählkunst , in einer bestimmten Reihenfolge .

" Sie könnten ein Bereich heller als der Hintergrund ist , erhöhen Sie den Kontrast oder haben starke Kanten ( Ränder) , die das Auge anziehen .

"Movie Produzenten tun die gleiche Sache in der Nachbearbeitung ", sagt Grimm. "Zum Beispiel, wenn ein Darsteller spricht und andere hören , neigt das Publikum die Sprecher zu beobachten. Aber der Hersteller kann die Aufmerksamkeit auf die Reaktion eines Zuhörers , sondern durch die Änderung der Farbe oder der Helligkeit des Teils des Bildes zu leiten. "

Subtile Blickrichtung ist ein High-Tech- Version dieser altehrwürdigen Handwerks. Es funktioniert , sagt Grimm, durch Ausnutzung der Differenz zwischen peripheren und zentralen ( Fovea ) Vision.

"Wir verwenden einen kleinen Bereich in dem zentralen Teil der Netzhaut genannt Fovea zum Detail zu sehen ", sagt sie . "Aber fovealen Sehen nicht wirklich decken viel von unserem Blickfeld .

" Wenn Sie Ihre Daumen halten , Ihre fovealen Sehen - der Teil Ihrer Umgebung Sie tatsächlich sehen, im Detail - erstreckt sich über der Umgebung Daumennagel .

" Wir nutzen unsere fovealen Sehen zu lesen oder zu fahren oder für andere Detail-orientiert Aufgaben. Gleichzeitig beobachten wir den Rest unserer Umwelt mit unseren peripheren Sehens , die geringere Auflösung hat jedoch reagiert schneller als unsere fovealen Sehen .

"Wenn unsere periphere Sicht nimmt einen Stimulus , unsere Augen zu bewegen, um unsere fovealen Sehen sich darauf zu konzentrieren , so dass wir es klar zu sehen.

" Während dieser schnellen Augenbewegungen , die so genannte Sakkaden , Vision unterdrückt oder ausgeblendet , so dass die Bewegung des Auges, die Bewegungsunschärfe des Bildes und die Lücke in der visuellen Wahrnehmung sind nicht spürbar auf den Betrachter. Wir verlieren eine erstaunliche 40 Minuten Sicht einen Tag, um sakkadische Maskierung. "

Um den Blick zu lenken , Grimm und ihre Kollegen verändert die Helligkeit oder "Wärme" von einem Bereich in der peripheren Sichtfeld , um den Fokus des Novizen in diesen Bereich ziehen.

Der Reiz blieb subtil, aber, weil der Blick des Betrachters in Echtzeit durch ein Eye-Tracking- Gerät überwacht und die Modulationen in die periphere Sicht werden beendet , bevor das Auge fixiert auf sie.

"Die Idee ", sagt Grimm " ist es, jemanden, der in eine bestimmte Richtung zu schauen, während Veränderung ihrer Erfahrung der Betrachtung des Bildes so wenig wie möglich . "

" Im Fall von Mammographien , " zum Beispiel, " Sie ein Lernender zu den look holen sie wollen Tumor Region , aber Sie wollen nicht , um alles, was die Tumorregion macht anders, als es auf der Mammographie selbst tut aussehen zu tun. "

Das Mammographie- Studie

Lesen Mammographie ist ein gutes Ziel für Computer- Unterstützung , weil die Ausbildung ist zeitaufwendig und teuer , in der Regel die eine Vier-Jahres- Aufenthalt und ein zweijähriges Stipendium.

Trotz der Fortschritte in der Technologie, sind Neulinge immer noch durch die Arbeit als Lehrling zu einem Experten geschult.

Das Mammographie- Studie, die von Bailey, jetzt ein Assistent Professor für Informatik an der Rochester Institute of Technology , die gleiche Gruppe von Wissenschaftlern als das subtile Blickrichtung Experiment brachte . McNamara ist jetzt Assistant Professor für Visualisierung an der Texas A

Für die Studie, Grimm und ihre Kollegen verwendeten eine Datenbank mit Bildern von der Mammographie Bildanalyse -Gesellschaft , die sowohl Bilder als auch Text -Dateien, die Koordinaten der Anomalien und ihre Größe enthält enthält vorgesehen .

"Expert diagnostische Radiologen eine bestimmte Suchmuster , die nicht die gleiche wie die eines Novizen ", sagt Grimm. "Wir wissen nicht genau, was sie tun , aber sie neigen dazu, eine ziemlich breiten Scan zu tun und dann auf Teile des Bildes , die eine tumorartige Textur fixieren . Ein Neuling könnte stattdessen hellere Flecken im Bild oder besuchen scheitern , alles zu scannen. "

Bailey stellte ein Experte Radiologe am Rochester Institute of Technology zu sehen und zu kennzeichnen 65 Bilder aus der Datenbank. Abtastweg des Sachverständigen wurde während dieses Prozesses durch ein Eye-Tracking- System erfasst .

Während des Experiments wurde subtiler Blickrichtung verwendet werden, um eine Gruppe von Novizen entlang der Experte Abtastweg zu führen. Eine Kontrollgruppe betrachtet die Mammographie ohne Blick Manipulation.

Neulinge, die geführt wurden, waren wesentlich genauer als die Kontrollgruppe oder einer dritten Gruppe entlang einer zufälligen Bahn geführt . Darüber hinaus , auch wenn die Trainingseinheit war kurz, blieb der Effekt sogar nach Blickmanipulationwurde deaktiviert .

Um eine Power Point der experimentellen Ergebnisse zu sehen, klicken Sie bitte hier .

Grimm sagt mehr Arbeit getan werden muss , um zu zeigen , dass weitere umfassende Ausbildung wird langfristig bleiben. In der Zwischenzeit , sie von vielen Möglichkeiten denken kann schauen Manipulation könnte verwendet werden, um die Leistung auf visuelle Suchaufgaben zu verbessern.

" Eine einfache Nutzung der Technologie wäre es, sicherzustellen, dass die Leser sehen in jedem Teil des Bildes . Wenn Sie mit Eye-Tracking sind ", sagt sie, " Sie wissen, wo die Menschen sind auf der Suche , so können Sie sicherstellen, dass sie dies nicht tun überspringen Teil des Bildes . "

Bestaunen Manipulation könnte auch verwendet werden, um Tumor - Erkennungssoftware zu unterstützen. " Angenommen, Sie hatten ein Softwareprogramm, das einigermaßen gut Spotting mögliche Tumorbereichenwar jedoch , irrenden auf der Seite der Vorsicht , Flagge zu vielen Bereichen als verdächtig .

" Eine solche Software kann mit Blickrichtung gekoppelt , um den Radiologen zu gewährleisten sah alle gekennzeichneten Bereichen ", sagt sie . "Das wäre nicht unbedingt ein Training -Anwendung sein, es könnten eine routinemäßige Element der Lese Mammographien zu sein."

Das Mammographie -Studie ist weit , sagt Grimm , denn es gibt so viele visuelle Suchaufgaben . Sie erwähnt Flughafen -Scanner, aber sie gerade an der Spitze einer langen Liste sind .

"Ich arbeite mit jemandem, der Pollenarten identifiziert ", sagt sie . "Offenbar dauert es ein Neuling im Jahr, um zu lernen , und sie Stunden und Stunden damit verbringen, suchen durch ein Mikroskop in diesen Pollenkörnern . Auch hier sind einige Leute gut darin und andere kämpfen für Kompetenz .

"Vielleicht in diesem Fall , wie auch , Blickrichtung verwendet werden, um Anfänger Pollen Kennungen zu trainieren. "