2019-01-04 23:54:11 +0000 2019-01-04 23:54:11 +0000
2
2

Machineleren voor het scannen van medische beelden

Ik ben op zoek naar een interessant onderwerp op het gebied van machinaal leren en computervisie. Meer specifiek wil ik onderzoeken of computervisie kan worden toegepast om medische beeldscans te classificeren en/of de toekomstige staat van een scan te voorspellen. Ik ben geen beroepsbeoefenaar in de gezondheidszorg, dus om het probleem in te delen in iets dat haalbaar is, wil ik het onderwerp beeldscan wat verder onderzoeken.

Wat ik zou willen weten is:

Wat is de huidige stand van de techniek van het beeldscannen?

Wat zijn de zwakke punten?

Ik heb veel onbekende onbekenden en ik weet niet waar ik moet beginnen om een basiskennis te krijgen.

Aanbevelingen voor boeken zijn welkom, bijvoorbeeld dit boek lijkt me een goede plek om te beginnen : Bijvoorbeeld het boek “Medical Imaging for the Health Care Provider: Practical Radiograph Interpretation” : https://www.amazon.com/Medical-Imaging-Health-Care-Provider-ebook/dp/B01HUNOJPG

De dataset die ik voor dit onderzoek wil gebruiken is ‘DeepLesion’ https://www.nih.gov/news-events/news-releases/nih-clinical-center-releases-dataset-32000-ct-images

Update : dit lijkt me een goede plek om te beginnen : Medische beeldvorming - beeldkwaliteit?

Update 2:

Ik wil de beeld- en geannoteerde data van DeepLesion gebruiken om een AI te ontwikkelen die een diagnose kan stellen over de toekomstige en/of huidige toestand van een scan. De ‘toekomstige staat van een scan’ verwijst naar het voorspellen van de toekomstige staat van scanattributen. De attributen zijn die welke zijn opgenomen in de geannoteerde dataset van DeepLesion, waaronder de diameter van de laesie, het geslacht van de patiënt en de leeftijd van de patiënt. Ik zal dus proberen 1 of een combinatie van deze attributen te voorspellen. 

In dit stadium is het niet mijn bedoeling dat het AI-model een diagnose of prognose stelt, maar dat het een voorspelling doet van attributen die de zorgverlener helpt bij het stellen van de diagnose of het stellen van de prognose. Omdat DeepLesion CT-beeldscans bevat, is de arts in dit geval een radioloog. 

Andere soorten voorspellingen/classificaties op een hoger niveau die ik zou kunnen overwegen, zijn het opsporen van lever-, long- en nierlaesies.

Het type voorspellingen is afhankelijk van het type data dat beschikbaar is. 

Een andere onderzoeksvraag die ik heb is welk type voorspellingen het meest waardevol zijn voor de behandelaar. Dit zal helpen mijn onderzoek te richten.

Antwoorden (2)

5
5
5
2019-01-05 17:36:28 +0000

De meest gebruikte diagnostische beeldvormingsmethoden zijn:

  • Ultrasonografie
  • Röntgenfoto’s
  • Computertomografie (CT)
  • Magnetic resonance imaging (MRI)
  • Scintigrafie of radionuclidescan (inspuiten van een radioactieve tracer in een ader, wachten tot deze zich verzamelt in een bepaald orgaan, bijvoorbeeld de schildklier, en met een scanner een foto maken van de verdeling van de tracer)

Alle genoemde technieken kennen meerdere varianten, bijvoorbeeld Doppler echografie, een MRI met contrast, etc. De Wikipedia’s Medical Imaging heeft een meer gedetailleerde “index” van technieken met links naar afzonderlijke artikelen.

Op Biology SE is er een lijst van websites die open-access images aanbieden, waarvan sommige met de beschrijvingen van gevallen komen. Voordat u een boek koopt, raad ik u ten zeerste aan om een duidelijk beeld te krijgen van welke soorten boeken voor uw doel geschikt zijn. Een boek dat uitstekend kan zijn voor een arts of een student geneeskunde, kan voor u nutteloos zijn. Ik raad u ook aan om om te beginnen EEN beeldvormingstechniek te kiezen en die een beetje te onderzoeken, in plaats van alle beeldvorming in één keer te doen; de problemen bij ultrasonografie zijn beduidend anders dan bij CT.

Voorbeelden van zwakke punten van beeldvormingstechnieken:

  • Een CT en MRI zijn, in ieder geval, duur.
  • Een röntgenfoto kan alleen laesies laten zien die aanzienlijk meer of minder radiopaak zijn dan de omringende weefsels (hij kan bijvoorbeeld alleen kalkrijke galstenen laten zien en geen andere).
  • Een MRI van de galblaas kan geen betrouwbaar onderscheid maken tussen niet-kankerachtige poliepen en kankers Radio Graphics ).
  • Het meest voorkomende probleem is waarschijnlijk dat ondanks de hoge gevoeligheid (het vermogen om een laesie op te sporen), de specificiteit (het vermogen om een exact type laesie te onthullen/voorspellen) van CT- en MRI-scans nog steeds laag kan zijn.

Een veel voorkomende vraag voor een arts die na beeldvorming vaak onbeantwoord blijft, is: Is de laesie kankerachtig of niet, of hoe groot is de kans dat de laesie zich tot kanker ontwikkelt? Galblaaspoliepen groter dan 10 mm hebben bijvoorbeeld aanzienlijk meer kans op kanker dan de kleinere, maar het is niet duidelijk of het risico toeneemt na bijvoorbeeld 5 mm of na 15 mm. Ook kan soms met beeldvorming niet worden aangetoond of de kanker is uitgezaaid naar nabijgelegen organen.

EDIT:

Om een laesie op een CT-beeld te voorspellen, moet je weten hoe een normaal CT-beeld eruitziet en hoe een laesie eruitziet. De kennis over wat een laesie is, is afkomstig van vergelijkingen van vele CT-beelden en de werkelijke fysieke situaties die tijdens een operatie zijn ontdekt. Om deze kennis uit te breiden tot meer dan wat je met je eigen ogen op een CT-beeld kunt zien, zou je opnieuw vele CT-beelden (met behulp van een computerprogramma) moeten vergelijken met operatieresultaten.

Ik stel me voor dat hiervoor een project nodig is waarbij verschillende ervaren radiologen, chirurgen en computerdeskundigen betrokken zijn. Eén project zou zich op één vraag moeten richten, bijvoorbeeld: Wat zijn de voorspellers van galblaaskanker bij abnormale galblaasgezwellen die op een CT-beeld worden ontdekt? Duizenden CT-beelden en operatieresultaten zouden dan moeten worden vergeleken om eventuele verbanden te vinden.

1
1
1
2019-03-02 20:53:07 +0000

Ik wil graag een aanbeveling doen, als onderzoeker die ook in medische beeldvorming werkt. U zegt dat u geïnteresseerd bent in het voorspellen van de diameter van de laesie, het geslacht van de patiënt en de leeftijd van de patiënt op basis van de scans. Wanneer een radioloog echter een scan leest, kent hij reeds het geslacht en de leeftijd van de patiënt omdat die informatie in het medisch dossier staat. Zij kennen ook de reden van de scan. Zo krijgen zij vaak te zien: “Mevrouw Smith is een 55-jarige vrouw met longkanker in het verleden”, samen met de scan zelf. (En ze kunnen op het medisch dossier van de patiënt klikken en alles in het medisch dossier bekijken als ze dat willen). Dus, ik denk dat je beter af bent als je geen dingen voorspelt die al bekend zijn bij de dokter. Er zijn veel andere coole medische beeldvormingstaken die je kunt doen met de DeepLesion dataset, bijvoorbeeld voorspellen of er een laesie in de scan zit.

Hier zijn enkele andere bronnen die je misschien kunnen helpen:

  1. Overzicht van de basis anatomie van de borst voor radiologie en anatomie van de buik voor radiologie
  2. Radiologie termen van locatie ](https://glassboxmedicine.com/2019/01/22/anatomy-for-radiology-terms-of-location/)
  3. Hoe normale röntgenfoto’s van de borst te lezen ](https://glassboxmedicine.com/2019/02/10/radiology-normal-chest-x-rays/). Röntgenfoto’s van de borst zijn geen CT’s, maar als u net leert omgaan met medische beeldvorming is het gemakkelijker te beginnen met röntgenfoto’s van de borst en dan over te gaan op CT’s
  4. Interpretatie van abdominale CTs ](https://www.youtube.com/watch?v=Eg3GeUmOeYE)