Computer-Aided Detection (CAD)-Technologien für die automatisierte Auswertung digitaler Röntgenbilder (CXR) zur Tuberkulose (TB)-Erkennung bieten eine vielversprechende Lösung für Länder mit einer hohen TB-Last. Die Auswahl des passenden CAD-Produkts für eine spezifische Umgebung kann jedoch komplex sein. Bei der Wahl eines CAD-Programms sollten TB-Programme und Implementierer verschiedene Aspekte der Technologie und ihrer Schnittstelle zur bestehenden Infrastruktur berücksichtigen. Ein tiefgreifendes Verständnis dieser Faktoren ist entscheidend, um die Effektivität und Nachhaltigkeit der Implementierung zu gewährleisten.
Wichtige Überlegungen bei der Auswahl eines CAD-Produkts
Die Entscheidung für ein spezifisches CAD-Programm sollte auf einer sorgfältigen Bewertung mehrerer Kriterien basieren, um sicherzustellen, dass die gewählte Lösung optimal auf die Bedürfnisse und Gegebenheiten des Einsatzortes abgestimmt ist.
Regulatorische Zulassung und Genauigkeit
Ein entscheidender Faktor ist die nationale und internationale regulatorische Zulassung des Produkts. Diese Genehmigungen bestätigen, dass das CAD-Programm bestimmte Sicherheits- und Leistungsstandards erfüllt. Ebenso wichtig ist die Genauigkeit des Produkts bei der Erkennung von Anomalien, die auf Tuberkulose hindeuten. Eine hohe Sensitivität und Spezifität sind hierbei unerlässlich, um Fehldiagnosen zu minimieren und die Patientensicherheit zu gewährleisten.
Technische Anforderungen und Integration
Die Anforderungen an Hard- und Software zum Betrieb des CAD-Programms sind vielfältig. Die meisten CAD-Produkte können auf verschiedenen digitalen Radiographieplattformen ausgeführt werden, jedoch nicht alle. Diese Überlegung sollte auch Optionen zur Integration mit bestehenden und älteren Systemen umfassen. Ein flexibles 2D Zeichenprogramm kann oft als Basis dienen, aber die spezifischen Anforderungen an ein medizinisches CAD-Programm sind deutlich höher.
Die benötigte Internetverbindung ist ebenfalls ein wichtiger Aspekt. Obwohl die Online-Bereitstellung die gängigste Implementierungsmethode ist, kann der Zugang zu einer stabilen Internetverbindung schwierig sein. Cloud-basierte CAD-Programme erfordern eine stabile Verbindung, um zu funktionieren. Die meisten CAD-Entwickler bieten jedoch auch Offline-Lösungen an, die unabhängig vom Internet betrieben werden können, wobei die Kosten variieren können. Für spezielle Anwendungen, die beispielsweise auf einem Mac laufen, gibt es auch [2D CAD für Mac](https://shocknaue.com/2d-cad-mac/) Lösungen, die eine lokale Installation ermöglichen.
Kostenaspekte eines CAD-Programms
Die Preismodelle für CAD-Programme variieren stark und hängen von Faktoren wie gebündelten Kosten (Hardware und Software), Installations- und Einrichtungsgebühren sowie den Kosten pro Lesevorgang ab. Jede automatisierte Auswertung kann pro Röntgenbild (oft volumenbasiert) oder als Pauschalpreis für unbegrenzte Nutzung über einen bestimmten Zeitraum berechnet werden. Wartungskosten sollten ebenfalls berücksichtigt werden, um die langfristige Wirtschaftlichkeit zu bewerten.
Datensicherheit und Datenschutz
Gerade im Gesundheitswesen sind Datensicherheit und Datenschutz von größter Bedeutung. Bei Online-Bereitstellungen werden standardmäßig kommerzielle Cloud-Server verwendet. Länder sind jedoch zunehmend besorgt über den Datenschutz und fordern, dass Server innerhalb ihrer Grenzen eingerichtet werden. Lokale oder länderspezifische Server können eingerichtet werden, allerdings mit zusätzlichen Kosten. Wenn Röntgenbilder über kommerzielle Cloud-Server analysiert werden, müssen die Bilder vor dem Hochladen anonymisiert werden. Die meisten CAD-Lösungen enthalten ein Anonymisierungstool. Für eine effiziente und sichere Verwaltung großer Bilddatenmengen können Funktionen, die man beispielsweise von einem [AutoCAD DesignCenter](https://shocknaue.com/autocad-designcenter/) kennt, als Vorbild für eine strukturierte Datenorganisation dienen.
Der sich ständig entwickelnde Markt für CAD-Lösungen
Der Markt für CAD-Produkte zur TB-Erkennung verändert und erweitert sich ständig. Fast täglich kommen neue Produktversionen und Unternehmen auf den Markt. FIND und die Stop TB Partnership haben gemeinsam ein Online-Datenrepositorium der derzeit auf dem Markt erhältlichen CAD-Produkte und ihrer wichtigsten Merkmale erstellt, das unter https://www.ai4hlth.org/ zu finden ist. Ziel dieser öffentlich zugänglichen, regelmäßig aktualisierten Datenbank ist es, Implementierern zu ermöglichen, mit der sich schnell verändernden Landschaft der künstlichen Intelligenz Schritt zu halten.
Integration und Bestimmung des Schwellenwerts für CAD-Programme
Eine effektive Integration von CAD-Produkten in das routinemäßige TB-Screening oder die Triage erfordert die Festlegung eines geeigneten CAD-Schwellenwerts. Dieser Wert signalisiert ein positives Screening und löst eine weitere diagnostische TB-Abklärung aus. Da die Schwellenwerte für CAD-Produkte nicht statisch oder konsistent über verschiedene Software oder sogar Versionen derselben Software hinweg sind, muss der Benutzer den am besten geeigneten Anomalie- oder Schwellenwert für seine Umgebung und seinen Anwendungsfall bestimmen, oberhalb dessen ein bestätigender diagnostischer Test durchgeführt würde.
Die Identifizierung des idealen Schwellenwerts für jeden CAD-Einsatz erfordert Entscheidungen über die Ziele und akzeptablen Kosten des Screenings. Wie bei anderen Screening-Tools gibt es einen inhärenten Kompromiss bei der Auswahl des Schwellenwerts; niedrigere Werte maximieren die Sensitivität des Tools, um echte TB-Patienten in der gescreenten Bevölkerung zu erkennen, verursachen aber zusätzliche Kosten für diagnostische Tests aufgrund einer reduzierten Spezifität. Höhere Werte reduzieren das Volumen und damit die Kosten der diagnostischen Tests und konzentrieren die Falldetektion wahrscheinlich auf schwerere Fälle, aber die reduzierte Sensitivität führt zu übersehenen Fällen.
Sensitivität vs. Spezifität über das CAD-Schwellenwert-Spektrum
Einsatzmöglichkeiten von CAD in der TB-Vorsorge
[AutoCAD Industrial](https://shocknaue.com/autocad-industrial/) mag ein Begriff aus einem anderen Bereich sein, doch die Systematisierung und Effizienz, die solche Software für industrielle Prozesse bietet, spiegelt die Notwendigkeit einer präzisen Implementierung und Integration von CAD in der medizinischen Diagnostik wider. CAD kann in das TB-Screening oder die Triage integriert werden, wenn keine menschliche Interpretation verfügbar ist, oder es kann mit geschulten Lesern verwendet werden, um die Arbeitslast zu reduzieren. Es gibt verschiedene Modelle für die Integration:
- Initiales Screening mit menschlicher Überprüfung: CAD kann für das initiale Screening verwendet werden, wobei jedes abnormale Ergebnis zur endgültigen Auswertung an einen menschlichen Leser weitergeleitet wird.
- Teilweise menschliche Überprüfung: CAD kann für das initiale Screening verwendet werden, wobei ein Teil aller Ergebnisse von einem menschlichen Leser verifiziert wird (z. B. alle abnormalen und 10 % der normalen CAD-Ergebnisse).
- Vollständiger Ersatz des menschlichen Lesers: CAD kann einen menschlichen Leser vollständig ersetzen, wobei alle abnormalen Ergebnisse zur diagnostischen Abklärung weitergeleitet werden.
- Parallele Auswertung: CAD und menschliches Lesen können parallel durchgeführt werden, wobei ein abnormes Ergebnis von beiden Lesevorgängen zur diagnostischen Abklärung weitergeleitet wird.
Die Leistung eines CAD-Programms in Bezug auf die Sensitivität und Spezifität eines bestimmten Schwellenwerts hängt wahrscheinlich von der TB-Epidemiologie und Untergruppen, wie Menschen mit HIV und älteren Menschen, ab. Schwellenwerte unterscheiden sich auch erheblich je nach CAD-Produkt und sogar zwischen Versionen derselben Software. [AutoCAD Mechanical 2023](https://shocknaue.com/autocad-mechanical-2023/) mag zwar im Maschinenbau eingesetzt werden, doch die dahinterstehende Präzision und die Notwendigkeit, spezifische Parameter zu kalibrieren, sind prinzipiell vergleichbar mit der akribischen Einstellung eines CAD-Programms in der medizinischen Diagnostik. Die Bestimmung geeigneter Schwellenwerte auf der Grundlage lokaler Gegebenheiten ist daher ein integraler Bestandteil der Einrichtung und Nutzung von CAD und erfordert, dass TB-Programme das übergeordnete Ziel von CAD in TB-Screening- und Diagnosealgorithmen berücksichtigen.
Fazit
Die Implementierung eines CAD-Programms zur Tuberkulose-Erkennung ist eine komplexe, aber vielversprechende Maßnahme, um die globale Gesundheit zu verbessern. Eine sorgfältige Abwägung von regulatorischen Aspekten, technischer Kompatibilität, Kosten und Datensicherheit ist unerlässlich für eine erfolgreiche Integration. Darüber hinaus müssen TB-Programme die Schwellenwerte des CAD-Systems an die lokalen Gegebenheiten und spezifischen Ziele anpassen, um maximale Effizienz und diagnostische Genauigkeit zu erzielen. Indem wir uns kontinuierlich über die neuesten Entwicklungen auf dem Markt informieren und bewährte Praktiken anwenden, können wir das Potenzial von KI-basierten Lösungen optimal nutzen, um die Tuberkulose-Bekämpfung weltweit voranzutreiben.
Referenzen
- FIND und Stop TB Partnership Online-Datenrepositorium: https://www.ai4hlth.org/