Pavel Nedbal KAZ FZS ZČU v Plzni KZM FN Plzeň. Jarní sympozium radiologických asistentů června 2016 Myslivna, Brno

Transkript

1 Pavel Nedbal KAZ FZS ZČU v Plzni KZM FN Plzeň Jarní sympozium radiologických asistentů června 2016 Myslivna, Brno

2 výstup algoritmu pro automatickou analýzu obrazu sloužící jako pomůcka pro správnou a rychlou diagnostiku JSRA 2016

3 1960 první pokusy o automatizaci dignostiky pomocí počítače neúspěšné snaha o úplnou automatizaci ACD (automated computer diagnosis) počítač lépe provede úkol než lidská bytost 1980 Kurt Rossman(University of Chicago) výstup z počítače může být využit radiology, ale nenahradí je - CAD 21. století CAD v klinické praxi budoucnost není shoda -vize, že do 50 let JSRA 2016

4 člověk subjektivní vnímání obrazové informace (vizuální vjem) subjektivní reprezentace vnímaného (rozpoznání, pojmenování) lze ovlivnit druhým čtením - drahé CAD objektivní hodnocení i analýza sady dat

5 vytváří druhý názor zrychluje proces druhého čtení ve screeningu označí místa a nálezy na které se zaměřit hledá to, co může být přehlédnuto objektivní výsledky detekce patologického procesu posouzení patologického procesu

6 pro detekci najde léze pro klasifikaci označenou lézi dokáže charakterizovat kombinace najde i charakterizuje léze

7 součást SW výbavy přístroje komerční autonomní programy nekomerční autonomní programy a algoritmy Projekt NT13326, (ZČU, LFUK, FN Plzeň) Zvyšování resekabilitymaligních ložiskových procesů pomocí metod zpřesňujících měření perfúzníchparametrů zbytkového jaterního parenchymu počítačem asistované diagnostiky a softwarového modelování

8 detekce léze počítačem detekce léze radiologem klasifikace léze počítačem klasifikace léze radiologem finální popis radiologem výsledek

9 + nejrychlejší metoda - nenabízí nezávislý názor CAD radiolog nedoporučuje se! výsledek

10 přesné + - pomalé 2 radiologové CAD radiolog radiolog doporučuje se! výsledek

11 přesné + - pomalé 2 radiologové doporučuje se! radiolog CAD radiolog výsledek

12

13 příprava dat pro zpracování ořez nepotřebné části obrazu

14 příprava dat pro zpracování odstranění chyb obrazu (artefaktů) vzniklých při tvorbě obrazu

15 příprava dat pro zpracování snížení šumu zvýšení SNR lineární prostorová filtrace, vlnková transformace, iterativní rekonstrukce,

16 příprava dat pro zpracování harmonizace obrazů sjednocení kvality setu obrazů na podobnou úroveň sjednocení jasu a kontrastu setu obrazů sjednocení u obrazu párových orgánů - mamografie

17 diferenciace anatomických struktur, vymezení oblasti zájmu obraz označení a rozlišení struktur (plíce, srdce, kost,, léze) způsoby - kontrastní rozdíly, SNR objekt extrakce objektu z pozadí detekce hran, nastavení prahu, nastavení úrovní

18

19

20

21 vyhledání kandidátů na léze morfologie velikost, tvar, hrany, povrch, vzhled (spiculated lesion prs, sférické léze- plíce) obraz kontrast, denzita textura homogenita

22 podrobná analýza kandidátů na patologické léze určení správných pozitivit metody klasifikace lineární nelineární aplikace statistických metod kvadratická diskriminační analýza neparametrické klasifikátory (neuronové sítě) Support Vector Machines jiné k - mean nehierarchická shluková analýza n nejbližší soused následováno kontrolou člověkem JSRA 2016

23 screeningové metody detekce plicních uzlů (rtg, ct) detekce střevních polypů (ct) detekce karcinomu prsu (mmg)

24 diagnostické metody detekce karcinomu prsu (mr, usg) detekce plicních embolů (ct) detekce intersticiálních plicních infiltrátů (rtg) detekce fraktur obratlů (rtg) detekce intrakraniálních aneurysmat(mr) detekce jaterní nádory (ct) změny akumulace radiofarmaka (nm)

25 zdrojová data HRCT plic indikace screening u ca plic detekce metastáz zhodnocení efektu terapie CAD detekce měření velikosti posouzení tvaru sledování růstu JSRA 2016

26 přesná diagnostika plicní embolie = správná léčba zdrojová data CTAG plicního řečiště najde emboly > 3 mm v lobární, segmentárníi subsegmentární úrovni součást triple rule outprotokolu (aorta, plicní tepny, koronární tepny) JSRA 2016

27 syngo PE CAD (Siemens) JSRA 2016

28 včasný záchyt onemocnění prekancerózy i nádorová onemocnění vyšetření tlustého střeva především záchyt polypů velikost polypu malignita adenom malignita do 10 let u adenomů malignita do 10 let celkově < 5 mm < 0,01 % 30 % < 5 % < 1% 5-9 mm < 1 % 50 % 5-10% 2-5% mm 1-5 % 80% 10-15% 5-10% FerrucciJT. AJR 2003

29 FP stolice, prominentní záhyby záhyby přítomnost na více řezech stolice vnitřní hustota (stolice často obsahuje vzduch) homogenita senzitivita Studie 6-9 mm 10 mm Pickhardt et al. NEJM, % 94 % Cotton et al. JAMA, % 55 % Rockey et al. Lancet, % 59 % Halligan et al. Radiology, % 93 % Johnson et al. NEJM, % 90 %

30 CAD automatická analýza polypu označí a analyzuje polyp

31 IdS2016 JSRA 2016 nejčastější aplikace CAD v praxi vysoká specificita i senzitivita mamografické vyšetření vyžaduje druhé čtení vyhledávání mikrokalcifikací, shluků a mas klasifikace shluků benigní x maligní

32 IdS 2016 JSRA 2016 zdroj konvenční mamografie Inteligent Search Workstation(University of Chicago) ImageChecker CAD(Hologic)

33 IdS 2016 JSRA 2016 zdroj MR prsu CADstream MRI(Merge,IBM)

34 IdS 2016 JSRA 2016 zdroj USG prsu B-CAD(Medipattern)

35 pomůcka pro zubní lékaře zdroj intraorální RTG zubů detekce kazů a analýza rozsahu detekce lézí dentinu nezacytitelných lidksým okem porovnávání s rozsáhlou databází

36 Caries Detector(Logicon) JSRA 2016

37 fáze výzkumu a testů NIH zdroj CT páteře, nativní segmentace kortikalis obratlového těla kortikalis rozbalena (3D->2D) detekce linií lomu ve studii vysoká senzitivita (93,5%) srovnatelná s člověkem (93,6%)

38

39 detekce vyhřezlých meziobratlových plotének zdroj MR páteře ploténka hodnocena podle tvaru diskriminační analýza University College London

40 jasné a objektivní výsledky užitečný nástroj, pomůcka urychlení a zefektivnění práce pomůcka pro mladé radiology možnost druhého čtení bez potřeby radiologa!finální diagnózu určuje člověk!

41 CAD nesoupeří s člověkem CAD nenahradí člověka CAD nemá unavené oči

42 potenciál nahradit člověka v základních úkonech objektivní a rychle získatelné výsledky => větší efektivita lidské práce stroj nemá plasticitu lidské mysli, která zaručuje přizpůsobení se nestandardní situaci standard v diagnostickém procesu suplování člověka ve screeningovém sledování rozvoj ACD JSRA 2016

43 Pavel Nedbal