Ανάπτυξη Διαδικτυακής Βάσης Δεδομένων Μαστογραφικών Ευρημάτων Και Εικόνων Για Την Συνδυασμένη Αξιολόγηση Ακτινολόγων Και Μηχανών

Abstract

Έχουμε σχεδιάσει και υλοποιήσει μια διαδικτυακή βάση δεδομένων υπό την επωνυμία MIRaCLe DB (Mammography Image reading for Radiologists' and Computers' Learning Database) που αποτελεί ένα δυναμικό χώρο αποθήκευσης μαστογραφικών δεδομένων και εικόνων για την εκπαίδευση και την συνδιασμένη αξιολόγηση υπολογιστικών ταξινομητών και ακτινολόγων. Μέχρι στιγμής, έχουν συλλεχθεί 204 μαστογραφίες από 196 ασθενείς. Έχουν ταξινομηθεί ανάλογα με το είδος των αλλοιώσεων που εμφανίζουν, το είδος του ιστολογικού ευρήματος της βιοψίας, το είδος του μαστογραφικού ευρήματος και το αποτέλεσμα των υφιστάμενων υπολογιστικών ταξινομητών.Ένας χρήστης μπορεί να έχει πρόσβαση στη βάση δεδομένων σε δύο υπηρεσίες: (α) στην Αξιολόγηση Υπολογιστικών Ταξινομητών και (β) στην Εκπαίδευση και Αξιολόγηση Ακτινολόγων. Στην υπηρεσία Αξιολόγησης Υπολογιστικών Ταξινομητών, ο χρήστης έχει τη δυνατότητα υποβολής ερωτημάτων στη βάση δεδομένων για την ανάκτηση περιπτώσεων με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά και συγκεκριμένη δυσκολία. Επίσης, υπάρχει η δυνατότητα να αποθηκεύσει στον υπολογιστή του τις υπάρχουσες περιπτώσεις, προκειμένου να τις αξιολογήσει με ένα νέο υπολογιστικό ταξινομητή. Στην άλλη υπηρεσία, ο χρήστης (ακτινολόγος) μπορεί να εκπαιδευτεί σε πραγματικό χρόνο μέσω μιας σειράς παρουσιάσεων και επιπλέον μπορεί να αξιολογηθεί μέσω διαφόρων σεναρίων αξιολόγησης. Κατά τη διάρκεια της αξιολόγησης, ο χρήστης μπορεί να επεξεργαστεί την εξεταζόμενη μαστογραφία μέσω ενός ψηφιακού μεγεθυντικού φακού, ή να αλλάξει τη φωτεινότητα ή/και την αντίθεσή της σε πραγματικό χρόνο. Επιπλέον, για κάθε περίπτωση, ο χρήστης θα κληθεί να επιλέξει τη σωστή διάγνωση μέσα από μια λίστα, που αντιστοιχεί στα μαστογραφικά ευρήματα της εξεταζόμενης μαστογραφίας. Στο τέλος της αξιολόγησης, ο χρήστης θα λάβει την βαθμολογία του για να εκτιμήσει την διακριτική του απόδοση.Επιπρόσθετα, στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζουμε μια μέθοδο για την ποσοτικοποίηση και τη μέτρηση της δυσκολίας της διάγνωσης των υπολογιστικών συστημάτων και των ακτινολόγων. Έχουμε αναπτύξει έναν δείκτη που ονομάζεται Δείκτης Δυσκολίας Διάγνωσης (IDD), ως δείκτη που μετρά την διαγνωστική απόδοση των υπολογιστικών συστημάτων και των ακτινολόγων, και που προσαρμόζεται δυναμικά από τα δεδομένα της MIRaCLe DB. Ένα από τα οφέλη του Δείκτη Δυσκολίας Διάγνωσης είναι ότι μπορεί να καθορίσει ποιες περιπτώσεις είναι δύσκολο να διακριθούν ως καλοήθεις ή κακοήθεις από υπολογιστικά συστήματα ή/και ακτινολόγους. Αυτό το αποτέλεσμα αποτελεί μια πρόκληση για την έγκυρη αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας των υπολογιστικών ταξινομητών, καθώς και των ακτινολόγων. Η MIRaCLe DB είναι η πρώτη βάση δεδομένων που συνδυάζει μαστογραφικά δεδομένα και εικόνες για την εκπαίδευση και την αξιολόγηση τόσο των υπολογιστικών ταξινομητών, όσο και των ακτινολόγων. Η εν λόγω πλατφόρμα δίνει τη δυνατότητα εκτέλεσης αντικειμενικής συγκριτικής αξιολόγησης μεταξύ (i) αλγόριθμων ταξινόμησης, (ii) απόδοσης των ακτινολόγων και (iii) διακριτικής απόδοσης υπολογιστικών ταξινομητών και ιατρών.