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A imagem lactente tridimensional não é apropriada para alvos pequenos do cancro

A melhoria contínua da tecnologia imagiológica mantem a grande promessa nas áreas onde a detecção visual é necessária, como com a despistagem do cancro. A imagem lactente tridimensional em particular tornou-se popular porque fornece uma imagem mais completa do objeto do alvo e de seu contexto.

“Mais doutores e radiologistas estão olhando estes volumes 3D, que são as novas tecnologias que permitem que você olhe não apenas em uma imagem, mas um grupo de imagens,” disse o professor Miguel Eckstein da psicologia do UC Santa Barbara (a relação é externo), cuja a experiência se encontra no campo da busca visual. “Em algumas modalidades da imagem lactente isto dá a doutores a informação sobre o volume e permite que segmentem o que está interessado.”

A sabedoria comum é aquela com toda esta informações adicionais fornecida, a taxa de sucesso da detecção deve aumentar consideravelmente. Contudo que não é sempre o caso, Eckstein disse. Em um estudo publicado na biologia actual do jornal, o autor principal Miguel Lago e seus colaboradores indicam uma mania impar da visão humana: Nós somos realmente mais ruins em encontrar alvos pequenos em pilhas da imagem 3D do que se estavam em uma única 2D imagem.

Para aqueles o tipo de alvos pequenos, o que acontece é que se torna mais duramente para encontrar nestes volumes 3D.”

Miguel Eckstein, professor, psicologia, Universidade da California - Santa Barbara

Ao contrário dos seres humanos, os observadores da máquina (por exemplo, redes neurais profundas) não mostraram este deficit com alvos pequenos na busca 3D, sugerindo que o efeito estivesse relacionado a algum gargalo visual-cognitivo humano.

É um fenômeno que poderia ter implicações importantes no campo médico, no reino da selecção de cancro da mama com a popularidade crescente do tomosynthesis do peito (mamografia 3D) para detectar particularmente massas não apenas grandes, incomuns mas igualmente microcalcificações que poderiam sinalizar os começos da revelação do cancro.

De acordo com o estudo, procurarar através das rendições 3D conduziu às taxas pequenas altas da falta de alvo e a uma confiança significativamente diminuída da decisão da parte do observador.

Uma “outra coisa que nós encontramos era para fora que quando você pergunta aos povos que procuraram estes volumes 3D quanto exploraram, tenderam a superestimar bastante um bit quanto pensaram que exploraram,” adicionou. Baseado em resultados do software deseguimento, os assuntos que conduzem a busca 3D estavam olhando com somente aproximadamente a metade da área da busca ao relatar até a exploração da imagem mais de 80%.

Muita da razão para este desempenho diminuído, de acordo com o papel, é como nós usamos nossa visão quando nós procuraramos. Nós usamo-nos visão focalizada e periférica para analisar o objeto antes que nós e decidimo-nos onde ao lado do reparo nossa atenção.

Pessoa procurarando através 2D imagem tendeu para confiar mais em seu fovea (a peça da retina que traz objetos no sharp, no foco directo) e para mover mais exaustiva seu foco em torno da imagem. Aqueles que procuraram através das rendições 3D -- compostos de muitas imagens -- foram encontrados para mover menos seu olhar e para confiar no processamento visual periférico.

“O que acontece é quando os doutores estão olhando com estas imagens 3D, eles basicamente underexplore a série de dados inteira,” disse Eckstein, cujos os colaboradores no departamento da radiologia na Universidade da Pensilvânia reproduziram o efeito com alguns radiologistas.

“Não estão olhando cada único ponto em cada única imagem, porque toma uns muitos tempos.” A falta do movimento de olho nas buscas 3D poderia igualmente ser uma matéria da estratégia, ele adicionou, em que reparo dos clínicos no mesmo ponto em cada imagem como lança para a frente e para trás através da pilha.

Os alvos pequenos, Eckstein explicaram, foram altamente detectáveis em ou perto do ponto da fixação mas tornaram-se muito menos visíveis enquanto se moveram para a periferia. Esta limitação visual fundamental, a sob-exploração do movimento de olho e a confiança na visão periférica conduziram a um número alto de erros nas buscas 3D.

O mesmos não poderiam ser ditos para os grandes alvos, que seguiram a sabedoria comum sobre os benefícios das imagens 3D; sua detecção foi melhorada nas buscas 3D.

Os resultados deste papel ilustram as diferenças que elevaram às vezes entre a tecnologia que nós inventamos e nossa capacidade para fazer o melhor uso dela, de acordo com Eckstein.

“Nós somos bons em fazer a tecnologia, mas às vezes nós não conectamos realmente com ela que bem,” disse. “E nós não sabemos que nós não conectamos com ela que bom.”

No caso dos radiologistas que penteiam com as imagens 3D para alvos pequenos, este gargalo da visão humana e a cognição, uma vez que reconhecidos, podiam ser melhorados com prática e tempos de busca estendidos. Em alguns casos, os clínicos já inclinam-se em 2D imagens sintetizadas para os alvos pequenos ao usar as rendições 3D para os grandes objetos. O desempenho pode igualmente ser melhorado com o uso da visão de computador, da inteligência artificial e/ou de ter observadores múltiplos examinar imagens.

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.