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La rappresentazione tridimensionale non è adatta a piccoli obiettivi del cancro

Il miglioramento continuo di tecnologia dell'immagine tiene la grande promessa nelle aree dove la rilevazione visiva è necessaria, quale con screening dei tumori. La rappresentazione tridimensionale in particolare è diventato popolare perché fornisce una maschera più completa dell'oggetto dell'obiettivo e del suo contesto.

“Più medici e radiologi stanno esaminando questi volumi 3D, che sono nuove tecnologie che permettono che osserviate non appena un'immagine, ma un insieme delle immagini,„ ha detto il professor Miguel Eckstein della psicologia del UC Santa Barbara (collegamento è esterno), di cui la competenza si trova nel campo della ricerca visiva. “In alcune modalità della rappresentazione questo fornisce a medici le informazioni su volume e li permette di segmentare in che cosa sono interessate.„

La saggezza comune è quella con tutta questa ulteriore informazione fornita, la tariffa di successo di rilevazione dovrebbe aumentare considerevolmente. Tuttavia che non sia sempre il caso, Eckstein ha detto. In uno studio pubblicato nella biologia corrente del giornale, lui, l'autore principale Miguel Lago ed i loro collaboratori precisano un'eccentricità dispari della visione umana: Siamo realmente peggiori a trovare i piccoli obiettivi nelle pile di immagine 3D che se fossero in una singola 2D immagine.

Per quelli il tipo di piccoli obiettivi, che cosa accade è che diventano più duro per trovare in questi volumi 3D.„

Miguel Eckstein, il professor, psicologia, università di California - Santa Barbara

A differenza degli esseri umani, gli osservatori a macchina (per esempio, reti neurali profonde) non hanno mostrato questo deficit con i piccoli obiettivi nella ricerca 3D, suggerente che l'effetto fosse collegato con un certo grave ostacolo visivo-conoscitivo umano.

È un fenomeno che potrebbe avere implicazioni importanti nel campo medico, specialmente nel regno della selezione di cancro al seno con la popolarità crescente del tomosynthesis del petto (mammografia 3D) per individuare le masse non appena grandi e insolite ma anche le microcalcificazioni che potrebbero segnalare gli inizi dello sviluppo del cancro.

Secondo lo studio, cercare attraverso le rappresentazioni 3D piombo alle alte piccole tariffe di obiettivo mancato e ad una fiducia significativamente in diminuzione di decisione da parte dell'osservatore.

“Un'altra cosa abbiamo trovato fuori era che quando chiedete alla gente che cerca questi volumi 3D quanto hanno esplorato, hanno teso a sopravvalutare abbastanza un bit quanto hanno pensato che esplorassero,„ ha aggiunto. Sulla base dei risultati che da software occhio-tenente la carreggiata, gli oggetti che conducono la ricerca 3D stavano guardando con soltanto circa la metà dell'area di ricerca mentre riferivano fino alla prospezione di immagine più di di 80%.

Gran parte della ragione per questa prestazione diminuita, secondo il documento, è come usiamo la nostra visione quando cerchiamo. Usiamo sia la visione messa a fuoco che periferica per analizzare l'oggetto prima che noi e decidiamo dove accanto al fissatore la nostra attenzione.

Il gente cercando attraverso 2D immagine ha teso per contare più su loro fovea (la parte della retina che introduce gli oggetti in sharp, nel fuoco diretto) e muovere più esaurientemente il loro fuoco intorno all'immagine. Quelli che cercano attraverso le rappresentazioni 3D -- compositi di molte immagini -- sono stati trovati per muovere il loro sguardo fisso più di meno e per contare su trattamento visivo periferico.

“Che cosa accade è quando medici stanno guardando con queste immagini 3D, essi basicamente underexplore l'intero insieme di dati,„ ha detto Eckstein, di cui i collaboratori nel dipartimento della radiologia all'università della Pennsylvania hanno riprodotto l'effetto con alcuni radiologi.

“Non stanno esaminando ogni singolo punto su ogna singolo immagine, perché richiede molto tempo.„ La mancanza di movimento di occhio nelle ricerche 3D potrebbe anche essere un aspetto di strategia, lui ha aggiunto, in cui fissatore dei clinici sullo stesso punto in ogni immagine come lanciano avanti e indietro attraverso la pila.

I piccoli obiettivi, Eckstein hanno spiegato, erano altamente rilevabili nei pressi del punto della fissazione ma sono diventato molto meno notevoli mentre hanno avanzato verso la periferia. Questa limitazione visiva fondamentale, la sotto-prospezione del movimento di occhio ed il ricorso alla visione periferica hanno provocato un numero alto degli errori nelle ricerche 3D.

Lo stessi non potrebbero essere detti per i grandi obiettivi, che hanno seguito la saggezza comune circa i vantaggi delle immagini 3D; la loro rilevazione è stata migliorata nelle ricerche 3D.

I risultati di questo articolo illustrano le lacune che a volte sorgono fra la tecnologia che inventiamo e la nostra capacità di fare il migliore uso di, secondo Eckstein.

“Siamo buoni a fare la tecnologia, ma a volte realmente non connettiamo con che bene,„ ha detto. “E non sappiamo che non connettiamo con che buono.„

Nel caso dei radiologi che si pettinano con le immagini 3D per i piccoli obiettivi, questo grave ostacolo della visione umana e la cognizione, una volta che riconosciuti, hanno potuto essere migliorati con pratica e tempi di ricerca estesi. In alcuni casi, i clinici già si appoggiano le 2D immagini sintetizzate per i piccoli obiettivi mentre usando le rappresentazioni 3D per gli oggetti grandi. La prestazione può anche essere migliorata con l'uso di dispositivo ottico del computer, di intelligenza artificiale e/o dell'avere osservatori multipli controllare le immagini.

Source:
Journal reference:

Lago, M. A., et al. (2021) Under-exploration of Three-Dimensional Images Leads to Search Errors for Small Salient Targets. Current Biology. doi.org/10.1016/j.cub.2020.12.029.