211service.com
Rychlejší druhý názor
Software, který porovnává mamograf pacientky s mamografem v databázi, se stal cenným nástrojem, který pomáhá lékařům spolehlivěji odhalit rakovinu prsu. S rostoucí velikostí těchto databází se však prodlužuje doba potřebná k vyhodnocení nového obrazu.
Obrázek vlevo je mamograf s vybranou oblastí, kde by mohla existovat rakovinná léze. Počítač to porovnává se snímky známých rakovinných lézí v databázi. (Úvěr: Georgia Tourassi, Duke University)
Nyní vědci z Duke University vyvinuli metodu pro třídění tisíců mamografických snímků a výběr těch nejinformativnějších během několika sekund.
Odhalit problém na mamografech může být obtížné. Za prvé, rakovinné léze se mohou prolínat s pozadím, takže je pro lékaře obtížné vybrat. Softwarové detekční systémy pomáhají porovnávat nový mamograf s databází již analyzovaných a označují indikátory rakoviny, které lékař mohl přehlédnout.
První takový softwarový systém byl schválen Food and Drug Administration v roce 1998. V současné době se v klinické praxi ve Spojených státech používá více než 1600 takových systémů. I když bylo prokázáno, že systémy zvyšují míru detekce rakoviny prsu, stále mají k dokonalosti daleko a výzkumníci se neustále snaží zlepšovat jejich přesnost, říká Gruzie cestovní ruch , profesor radiologie na Duke University a hlavní vývojář nového softwaru.
Novější softwarové programy založené na znalostech, jako jsou ty, které používají výzkumníci Duke, umožňují lékařům interakci se systémem – klást otázky a získávat odpovědi na základě předchozích případů rakoviny v databázi. Procházet všechny snímky v systému založeném na znalostech, který může obsahovat tisíce mamografů, je však časově náročné. Jak se znalostní databáze zvětšuje, tato metoda hrubé síly už nedává smysl, říká Tourassi.
Pro urychlení procesu vyhledávání obrázků ho Tourassi a její tým rozdělili do dvou kroků. Nejprve hledali nejužitečnější mamografy v databázi pomocí entropie obrazu – množství variací ve stupních šedi v pixelech – v podezřelých mamografických oblastech. Zcela černý nebo zcela bílý obraz má nulovou entropii, zatímco složitější obrazy mají vyšší stupně entropie, produkované skvrnami pixelů s různou intenzitou. Tyto případy s vysokou entropií se vyskytují kolem snímků rakovinných lézí a jsou nejužitečnější při hodnocení nových mamografů.
Porovnání entropie na snímcích je obzvláště atraktivní taktika, říká Tourassi, protože tyto hodnoty se automaticky vypočítávají pro mamografy, když jsou odeslány do databáze Duke. Pro tuto techniku tedy nejsou potřeba žádné další výpočty pro zpracování obrazu.
V pilotní studii vědci Duke ukázali, že porovnáním entropie obrazu podezřelé oblasti na novém mamografu s entropií všech známých rakovinných oblastí v databázi byli schopni snížit počet analyzovaných mamografů z přibližně 2 300 na 600. .
Odtud, říká Tourassi, se používá jemnější analýza k porovnání příslušné oblasti se známými oblastmi v databázových obrázcích. Vzhledem k tomu, že systém musí plně zpracovat pouze přibližně 600 obrázků, výpočetní úsilí je sníženo o 75 procent a vyhledávání lze provést během několika sekund. Jejich výsledky byly prezentovány tento týden na výročním zasedání Americké asociace fyziků v lékařství v Orlandu na Floridě.
Kromě urychlení procesu vyhledávání by technika Duke mohla také zlepšit míru detekce rakovinných lézí, říká Maryellen Giger , profesor radiologie na University of Chicago. Zejména vyhledávání entropie obrazu se dobře hodí k detekci lézí. Současné systémy mají 80procentní přesnost při detekci tohoto typu indikátoru rakoviny; Giger říká, že technika Duke by mohla výrazně zlepšit tuto rychlost. Je to velmi slibné, říká Giger.
Do jednoho roku zahájí výzkumníci Duke studii, která zhodnotí klinický dopad jejich nové techniky.