211service.com
Szybsza druga opinia
Oprogramowanie porównujące mammografię pacjenta z danymi znajdującymi się w bazie danych stało się cennym narzędziem pomagającym lekarzom w bardziej niezawodnym wykrywaniu raka piersi. Jednak wraz ze wzrostem rozmiaru tych baz danych rośnie czas potrzebny na ocenę nowego obrazu.
Obraz po lewej to mammografia z zaznaczonym regionem, w którym może istnieć zmiana nowotworowa. Komputer porównuje je z obrazami znanych zmian nowotworowych w bazie danych. (Źródło: Georgia Tourassi, Duke University)
Teraz naukowcy z Duke University opracowali metodę sortowania tysięcy obrazów mammograficznych i wybierania najbardziej pouczających z nich w ciągu kilku sekund.
Dostrzeżenie problemu w mammografii może być trudne. Po pierwsze, zmiany nowotworowe mogą zlewać się z tłem, utrudniając lekarzom ich rozpoznanie. Oparte na oprogramowaniu systemy wykrywania pomagają porównywać nową mammografię z bazą danych już przeanalizowanych, sygnalizując wskaźniki raka, które lekarz mógł przeoczyć.
Pierwszy taki system oparty na oprogramowaniu został zatwierdzony przez Food and Drug Administration w 1998 roku. Obecnie w praktyce klinicznej w Stanach Zjednoczonych stosuje się ponad 1600 takich systemów. Chociaż wykazano, że systemy zwiększają wskaźnik wykrywania raka piersi, wciąż są dalekie od doskonałości, a naukowcy nieustannie starają się poprawić ich dokładność, mówi Gruzja Tourismi , profesor radiologii na Duke University i główny programista nowego oprogramowania.
Nowsze programy oparte na wiedzy, takie jak te używane przez naukowców z Duke, pozwalają lekarzom na interakcję z systemem – zadawanie pytań i uzyskiwanie odpowiedzi na podstawie wcześniejszych przypadków raka w bazie danych. Jednak przeglądanie wszystkich obrazów w systemie opartym na wiedzy, który może zawierać tysiące mammogramów, jest czasochłonne. W miarę powiększania się bazy wiedzy ta metoda brutalnej siły nie ma już sensu, mówi Tourassi.
Aby przyspieszyć proces wyszukiwania obrazów, Tourassi i jej zespół podzielili go na dwa etapy. Najpierw szukali najbardziej przydatnych mammogramów w bazie danych, używając entropii obrazu – ilości zmienności skali szarości w pikselach – w podejrzanych regionach mammograficznych. Całkowicie czarny lub całkowicie biały obraz ma zerową entropię, podczas gdy bardziej złożone obrazy mają wyższy stopień entropii, wytworzony przez plamy pikseli o różnej intensywności. Te przypadki o wysokiej entropii występują wokół obrazów zmian nowotworowych i są najbardziej przydatne w ocenie nowych mammografii.
Porównywanie entropii w obrazach jest szczególnie atrakcyjną taktyką, mówi Tourassi, ponieważ wartości te są automatycznie obliczane dla mammogramów, gdy są one przesyłane do bazy danych Duke'a. W związku z tym technika nie wymaga dodatkowych obliczeń związanych z przetwarzaniem obrazu.
W badaniu pilotażowym naukowcy z Duke wykazali, że porównując entropię obrazu podejrzanego regionu w nowej mammografii z entropią wszystkich znanych obszarów nowotworowych w bazie danych, byli w stanie obniżyć liczbę analizowanych mammogramów z około 2300 do 600 .
Stamtąd, mówi Tourassi, stosuje się bardziej drobnoziarnistą analizę do porównania danego regionu ze znanymi regionami na obrazach bazy danych. Ponieważ system musi w pełni przetworzyć tylko około 600 obrazów, wysiłek obliczeniowy jest zmniejszony o 75 procent, a wyszukiwanie można przeprowadzić w kilka sekund. Ich wyniki zostały zaprezentowane w tym tygodniu na dorocznym spotkaniu Amerykańskiego Stowarzyszenia Fizyków Medycyny w Orlando na Florydzie.
Oprócz przyspieszenia procesu wyszukiwania technika Duke'a może również poprawić wskaźnik wykrywania zmian nowotworowych, mówi Maryellen Giger , profesor radiologii na Uniwersytecie w Chicago. W szczególności wyszukiwanie entropii obrazu jest dobrze przystosowane do wykrywania zmian. Obecne systemy mają 80-procentowy wskaźnik dokładności w wykrywaniu tego typu wskaźnika raka; Giger mówi, że technika Duke'a może znacznie poprawić ten wskaźnik. To bardzo obiecujące, mówi Giger.
W ciągu roku naukowcy z Duke rozpoczną badanie, aby ocenić kliniczny wpływ ich nowej techniki.