Anwendungen von Bilderkennungssystemen in der Medizin

Abstract

Mit meiner Diplomarbeit möchte ich einen Überblick über fünf Teilbereiche geben und mit Hilfe von Experteninterviews herausfinden warum der Schritt zu automatischen Diagnosesystemen - sogenannte CAD Systeme (Computer Assisted Diagnosis) derzeit noch nicht gelungen ist. Weitere Fragestellungen waren was Mediziner von diesen Systemen halten und welchen Einfluss Bildanalysesysteme bisher bereits hatten. Die Experteninterviews zu CAD Systemen wurden im Bereich der automatischen EKG Interpretation, der Lungenrundherdsuche auf Thorax Röntgen sowie der automatisierten Mammographie Diagnostik geführt. In den Bereich der Bildanalyse gehören die Interviews zur Vermessung des Schultergelenks in Computertomographien und die Vermessung von Knorpel und Menisci des Kniegelenks in Magnetresonanz Tomographien. Zur besseren Auswertbarkeit wurden in jedem Interview neben themenspezifischen Fragen auch allgemeine Fragen zu CAD Systemen gestellt und die Antworten der Interviewpartner systematisch verglichen. Zusammenfassend konnte ich feststellen dass CAD Systeme vor allem im Setting von Screeninguntersuchungen (hohe Anzahl an Bildern in kurzer Zeit) als sinnvoll erachtet werden. Die Nutzung der automatischen EKG Interpretation von ungeübten Ärzten wird als ungünstige Entwicklung gesehen. Fehlendes Vertrauen in CAD Systeme wurde durch die hohe Rate an Falsch Positiven Prompts von CAD Systemen begründet. Die ungeklärte rechtliche Lage und verlängerte Befundungszeiten tragen auch dazu bei dass der Mensch derzeit lieber weitgehend alleine arbeitet.

With my thesis I would like to present an overview of five areas of image processing in medicine and determine through expert interviews why the integration of computer assisted diagnosis systems (CAD) has not been successful yet. Further questions were what medical doctors think about these kinds of systems and what kind of impact picture analysis systems already had in medicine. The expert interviews regarding CAD systems were placed in automatic electrocardiogram interpretation, lung nodule detection on chest radiographs and computer aided detection in mammography. Regarding picture analysis - interviews about three-dimensional imaging techniques of the shoulder in trauma surgery and segmentation of the human knee cartilage were conducted. To facilitate interpretability the interviews consisted not only of topic specific questions but also of general questions about CAD systems and the answers were evaluated systematically. In summary I could assert that CAD systems are regarded as useful only in the setting of screening examinations where large quantities of pictures have to be interpreted in a short amount of time. The application of automatic ECG interpretation by untrained physicians is regarded as an unfavourable development. The absent confidence in CAD systems was mainly explained by the high rate of false positive prompts. Further reasons for not using the technology at hand were the unclear legal norms and prolonged expenditure of work that CAD systems seem to demand contrary to previous study results.