H.Mírka, J. Ferda, K. Ohlídalová, J. Baxa, B. Kreuzberg Klinika zobrazovacích metod LF UK a FN, Plzeň Počítačem asistovaná diagnostika ČRK 2010

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 definice ČRK 2010

Jak nahlížet na CAD? ČRK 2010 CAD Computer Aided Diagnosis ACD Automated 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

Zavádění nové metody do praxe ČRK Reklama - První studie - Ověřování v běžné praxi - Další vývoj - Metoda nachází své místo Metoda se neosvědčila Zavedení metody Citlivé období

Jak 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

Indikace 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)

Zapojení CAD do dg. procesu Akvizice Radiolog CADRadiologCAD Radiolog CAD Radiolog Nález První hodnotitel Konkurenční hodnotitelDruhý hodnotitel Radiolog ČRK nejrychlejší  - názor hodnotitele není nezávislý - nedoporučuje se - přesnější - doporučené postupy  - pomalejší - pracnější

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 CAD ČRK 2010

Problémy malých plicních uzlů detekce měření velikosti sledování růstu posouzení tvaru měření denzit časová náročnost screening ca plic detekce metastáz efekt terapie Indikace CAD Syngo Lung CAD (Siemens) ČRK 2010

Výkon systémů AutorSenzitivitaFP (/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 ( %)

Výkon systémů AutorNárůst senzitivity Awai 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) % Das et al. (2006) % Zuan et al. (2006)21 % Sahiner et al. (2007)7,8 % FN Plzeň (2008)+8,3 % ČRK 2010 (2-27,9 %)

Automatická 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

Sledování odpovědi na léčbu 1/ mm 3 8/ mm 3 3/ mm 3 ČRK 2010

Střevní polypy vychází z virtuální koloskopie detekce osamělých lézí vyčnívajících nad povrch ČRK 2010 Správná pozitivitaFalešná pozitivita

Spolehlivost metody problém - závislost na kvalitě přípravy a distenze ČRK 2010 StudieSE bez CADSE s CADPozn. 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 velikosti významné snížení interobserver variability FN Plzeň %2,5 FP/pac; >5 mm

Mamografický screening detekce ložisek potenciálně maligního vzhledu detekce mikrokalcifikací ČRK 2010 Skaane et al. AJR (2007) 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

Mamografický 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 žen - nádory navíc recall navíc , z toho 96 % negativní - biopsií navíc - 80, z toho 65,1 % negativní

Vyhledávání plicních embolů ČRK 2010

Vyhledávání plicních embolů ČRK 2010 HodnotitelSEPPV CAD5642 Junior8393 Junior + CAD8796 Senior9296 Baxa et al. - zvýšení SE a PPV u méně trénovaného radiologa FP /pac. - 3,1 Analýza per embolus

Závěr 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