CAD for mammography: the technique, results, current role and further developments

Abstract

CAD systems, developed to assist the radiologist in the detection of suspicious lesions on mammograms, are currently controversially discussed. The highly sensitive detection of malignant structures including priors by CAD is linked with a low specific performance and a high rate of falsely positive markings. This causes controversial results regarding the effect of CAD systems for the diagnosing radiologist. This review aims to give an overview of the current literature, to state the currently discussed controversial results of CAD and to give an outlook on the next developments, which are not limited to senology, but include many other applications of CAD systems in radiology.

CAD in clinical trials: Current role and architectural requirements

“…Computeraided diagnosis systems have focused on lesion detection applications in mammography, colonography and lung nodule detection [1][2][3][4][5]. Systems have shown promising experimental results, and some commercial systems are now available.…”

Inwieweit verbessert der Einsatz eines CAD-Systems das Prüfungsergebnis bei der Beurteilung einer kassenärztlichen Mammographiefallsammlung?

“…Diese Prüfungsfälle wurden als Datenpool verwandt, um unter Anwendung von CAD-Systemen folgende Fragestellungen zu beantworten: Diskussion ! Die derzeitig verfügbaren CAD-Systeme sind in ihrer diagnostischen Wertigkeit beeinflusst von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise der Tumorgrçße, bestimmten bildmorphologischen Charakteristika, der Hintergrunddichte, der Anzahl von Tumoren innerhalb der Studienpopulation aber auch von der Erfahrung der untersuchenden und befundenen Radiologen [13]. Demgegenüber scheinen verschiedene histologische Entitäten ohne relevanten Einfluss auf die Detektionsrate zu sein [14].…”

“…Entsprechend den unterschiedlichen Zielstellungen und Einschlusskriterien berichten Studien über teilweise konträre Resultate in der Anwendung von CAD-Systemen zur Beurteilung von Mammographien. Neben einer Steigerung der Sensitivität, der Spezifität, einer Reduktion fälschlich empfohlener weiterführender Diagnostik, inklusive invasiver Diagnostik, einer vorzeitigen Erkennbarkeit mammographisch okkulter Tumoren durch die ergänzende CAD-Anwendung, werden auch gegenteilige Effekte mit schlechterer Genauigkeit, erhçhten Kosten, erhçhter diagnostischer Unsicherheit beschrieben [13]. Wäh-rend einzelne Studien sogar die Anwendung von CAD-Systemen als "Filter" vor einer radiologischen Beurteilung diskutieren (nur radiologische Beurteilung bei positivem CAD-Befund, [15]), wird die Anwendung von CAD-Systemen von anderen Arbeitsgruppen gänzlich negiert [13].…”

“…Neben einer Steigerung der Sensitivität, der Spezifität, einer Reduktion fälschlich empfohlener weiterführender Diagnostik, inklusive invasiver Diagnostik, einer vorzeitigen Erkennbarkeit mammographisch okkulter Tumoren durch die ergänzende CAD-Anwendung, werden auch gegenteilige Effekte mit schlechterer Genauigkeit, erhçhten Kosten, erhçhter diagnostischer Unsicherheit beschrieben [13]. Wäh-rend einzelne Studien sogar die Anwendung von CAD-Systemen als "Filter" vor einer radiologischen Beurteilung diskutieren (nur radiologische Beurteilung bei positivem CAD-Befund, [15]), wird die Anwendung von CAD-Systemen von anderen Arbeitsgruppen gänzlich negiert [13]. Als maßgebliche Faktoren der unterschiedlichen Ergebnisse der Studien werden neben der Tumordetektionsrate hierbei die Zahl falsch positiver Markierungen und die eingeschränkte Reproduzierbarkeit sekundär digitalisierender CAD-Systeme genannt [13].…”

“…Wäh-rend einzelne Studien sogar die Anwendung von CAD-Systemen als "Filter" vor einer radiologischen Beurteilung diskutieren (nur radiologische Beurteilung bei positivem CAD-Befund, [15]), wird die Anwendung von CAD-Systemen von anderen Arbeitsgruppen gänzlich negiert [13]. Als maßgebliche Faktoren der unterschiedlichen Ergebnisse der Studien werden neben der Tumordetektionsrate hierbei die Zahl falsch positiver Markierungen und die eingeschränkte Reproduzierbarkeit sekundär digitalisierender CAD-Systeme genannt [13]. Ob der derzeit verfügbare technische Standard des verwandten CAD-Systems ausreicht, bei den vorliegenden Prüfungsbil-dern einen messbaren positiven Effekt zu erzielen bezogen auf die vorgegebenen Mindestanforderungen an die diagnostische Qualität von Mammographien, wurde in der vorliegenden Studie evaluiert.…”