전문성과 차별성 사이의 관계: 비정상적인 의료 영상은 전문가만이 기억 성능을 향상시킨다 3부
Apr 16, 2024
실험 1의 유사성 분석에서 데이터 세트의 정상 이미지는 비정상 이미지보다 덜 유사하다는 점을 상기해 보세요. 따라서 일반 이미지에 대한 메모리는 비정상 이미지보다 더 좋습니다(초보자의 경우와 마찬가지로).
이미지의 기억과 기억은 분리될 수 없다. 우리의 기억은 시각기억, 청각기억, 후각기억, 촉각기억 등으로 나눌 수 있습니다. 그 중 시각기억은 우리 생활에서 가장 흔히 사용되는 기억입니다. 이미지기억이란 우리 마음 속에 형성된 이미지 정보를 기억하는 것을 말한다.
이미지의 기억은 우리 삶에 매우 중요한 긍정적인 의미를 갖는다. 첫째, 사물, 사람, 장면을 인식하고 식별하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 길을 걷고 있는 친구를 보면 그 사람의 얼굴을 알아보는 데 몇 초 밖에 걸리지 않습니다. 이것이 우리의 이미지 메모리의 결과입니다. 둘째, 이미지 기억은 우리가 더 잘 학습하는 데 도움이 될 수 있습니다. 우리가 보는 단어, 그림, 도표는 이미지 기억을 통해 접근하고 유지하도록 요구합니다. 마지막으로, 이미지 기억은 개념과 패턴을 더 잘 이해하고 기억하는 데 도움이 될 수 있습니다.
동시에 좋은 기억력은 우리의 이미지 기억 능력을 향상시킬 수도 있습니다. 일부 과학 연구에 따르면 어릴 때부터 기억력을 행사할 기회를 갖는 것이 뇌 발달을 강화하고 학습 및 기억 능력을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났습니다. 예를 들어, 묵독 방법을 사용하면 기억력이 크게 향상될 수 있습니다. 또한, 규칙적인 일과 휴식, 더 많은 운동, 건강한 식습관 등 좋은 생활습관을 유지하는데 주의를 기울이는 것은 우리 뇌의 건강한 발달을 촉진하고 기억력을 향상시킬 수 있습니다.
즉, 이미지의 기억과 기억은 서로를 촉진하고 영향을 미치게 된다. 좋은 생활 습관을 유지하고 기억력을 적극적으로 운동함으로써 이미지 기억 능력을 향상시킬 수 있습니다. 나는 모든 사람이 강한 이미지 기억 능력을 가지고 있으며, 이를 잘 활용하는 한 삶과 일에서 더 나은 성취와 경험을 얻을 수 있다고 믿습니다. 기억력 향상이 필요하다고 볼 수 있는데, Cistanche Deserticola는 아세틸콜린 수치와 성장인자 수치를 높이는 등 신경전달물질의 균형도 조절할 수 있기 때문에 기억력을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 물질은 기억과 학습에 매우 중요합니다. 또한 Cistanche Deserticola는 혈류를 개선하고 산소 전달을 촉진하여 뇌에 충분한 영양분과 에너지를 공급하여 뇌 활력과 지구력을 향상시킬 수 있습니다.
방사선과 의사 관찰자에게 더 좋은 비정상적인 이미지에 대한 기억입니다. 이는 전문 지식의 효과가 이미지 유사성의 자극 범주 간의 차이를 보상하는 것 이상임을 시사합니다. 기본 이미지 유사성 차이와 관계없이 비정상의 영향이 무엇인지 확인하기 위해 방사선 전문의의 기억 성능과 동일한 이미지에 대한 초보자의 성능을 비교할 수 있습니다.
이를 위해 ROC의 AUC 측면에서 각 조건의 대조군과 비교하여 방사선 전문의의 이점을 비교합니다. 그렇게 하면 3-back, t(31) =6.67, p < .001 및 30-전문 방사선 전문의의 t(31) {{ 모두에서 상당한 이상 이점이 있음이 드러납니다. 9}}.33,p < .001, 여기서 초보자 참가자의 성과와 비교하여 기준 설정 후 성과를 취하면 방사선 전문의가 특히 비정상적인 이미지를 더 잘 기억했습니다(그림 8 참조).
두 번째 프레젠테이션을 통해 추가 정보 추출
기억을 조사하도록 설계된 이 실험의 구조로 인해 기억 세트의 각 항목에는 두 가지 분류 등급(정상/비정상)이 있습니다. 따라서 우리가 기억을 조사하기 시작하는 동안 실험을 통해 두 등급을 결합하여 이 상황에서 "내부 군중" 효과가 있는지 조사할 수도 있습니다(Vul & Pashler, 2008). 저자들은 "군중의 지혜"에 대한 변형으로 내부 군중을 제안했습니다.
그들은 동일한 질문의 반복에 대한 단일 개인의 응답을 평균화하는 것이 단일 응답만 수행하는 것보다 더 나은 성능을 발휘한다는 것을 발견했습니다. 이는 단일 판단이 사람들이 질문에 대해 가질 수 있는 모든 정보를 포함하지 않을 경우 기대할 수 있는 것입니다. 이것이 전문 방사선 전문의의 유방 조영술 평가에 해당된다면, 동일한 유방 조영술에 대한 두 번의 노출에 대한 방사선 전문의의 이상 등급을 평균하는 것이 두 등급만 보는 것보다 정확도가 더 높아질 것으로 기대할 수 있습니다.
그러나 이 상황에서는 Vuland Pashler(2008)와 달리 참가자는 두 번째 판단 전에 이미지를 다시 보게 되므로 다시 묻는 것이 아니라 두 번째 추가 정보를 갖게 됩니다. 따라서 이 경우 내부 군중 효과는 내부 샘플링이 아닌 실제 새로운 정보가 통합되어 발생하는 것입니다(예: 관찰자가 이미지의 다른 부분을 면밀히 조사할 수 있음).
우리는 두 가지 판단을 통합하는 것에서 약간이지만 중요한 이점을 발견했습니다. 이미지를 처음 본 때와 두 번째 때의 방사선 전문의의 반응을 평균하면 30-등 상태(AUC =0.745)에서 약간 더 높은 성능을 보였습니다. 단일 항목 성능(AUC =0.716), t(31)=3.46, p=.002(왼쪽 그림 9 참조). 3-등 상태(관절 AUC =.712, 단일 AUC=.705), t(31)=1.15, p {{에서는 효과가 유의하지 않았습니다. 19}} .259.놀랍게도 이 효과는 초보자에게는 나타나지 않았는데, 그 이유는 초보자의 성능이 두 응답 모두에서 매우 낮았기 때문입니다(그림 9, 오른쪽 참조; 모든 ps > .10).
따라서 전문가의 성과는 둘 이상의 응답을 평균함으로써 (비록 다소 미흡하긴 하지만) 향상될 수 있습니다. 현재 연구에서 방사선 전문의가 각 이미지를 처리하는 데 3초가 아닌 무제한의 시간을 제공받는 경우 이러한 이점이 발생할지는 아직 지켜봐야 합니다. 제한된 시청 시간으로 인해 유방 조영술을 두 번째로 볼 때 새로운 정보를 추출하는 방사선 전문의의 능력이 특히 향상되었을 수 있습니다.
일반 토론
본 연구에서는 기억에 있어서 스키마, 구별성, 전문성의 역할을 이해하는 사례 연구로서 정상 대 비정상 유방조영술 이미지에 대한 비전문가 초보자와 전문 방사선사들의 기억 성능을 조사했습니다.
이를 위해 우리는 응답 기준의 차이와 관계없이 메모리를 적절하게 측정하고 표시된 항목에 대한 향상된 메모리와 잘못된 경보 가능성을 모두 고려하도록 설계된 ROC 분석에 의존했습니다.
먼저, 우리는 초보자와 전문 관찰자가 의료 영상을 정상 또는 비정상으로 분류하는 데 얼마나 자신감 있고 유능한지 살펴보았습니다. 당연히 방사선 전문의는 이 작업에서 초보자보다 훨씬 뛰어났습니다. 초보자는 이상을 구별하는 능력을 보였지만 이는 주로 몇 가지 두드러진 이미지의 결과인 것처럼 보였습니다. 둘째, 우리는 주요 관심 질문인 이미지에 대한 기억을 조사했습니다. 실험 1에서는 이러한 이미지를 처리하는 데 필요한 전문 지식이나 스키마가 없는 초보자를 대상으로 메모리 형식 유방 조영술을 검사했습니다.
우리는 전반적으로 낮은 성능을 발견했으며 초보 참가자의 기억에서 작은 정규성 이점도 발견했습니다. 이는 일반 이미지보다 더 큰 이미지 차이로 설명될 수 있습니다. 따라서 실험 1(초보자에 대한)은 우리에게 기본 메모리 성능뿐만 아니라 이미지 세트의 복잡성에 대한 이해를 제공하여 일부 비정상적인 이미지가 매우 뚜렷하고 정상적인 이미지가 서로 더 다르다는 것을 보여줍니다.
우리 세트의 정상 이미지가 시각적으로 더 뚜렷했지만 실험 2에서는 방사선 전문의가 비정상적인 이미지에 대해 더 나은 기억력을 갖고 있으며 초보자보다 훨씬 뛰어난 기억 성능을 가지고 있음을 발견했습니다. 이는 전문 지식이 기억을 어떻게 변화시키는지에 대한 통찰력을 제공합니다. 즉, 정상적인 항목의 인코딩을 향상시킬 뿐만 아니라 비정상적인 항목의 구별성을 향상시킵니다.
따라서 전문가는 초보자보다 뛰어난 성능을 발휘할 수 있도록 지각적 인코딩 이점, 구별성 및/또는 스키마/청크에 접근할 수 있지만 비정상적인 이미지에 대한 전문 지식의 추가적인 이점에 대한 우리의 발견은 구별성의 특별한 역할과 가장 일치합니다. 전문가의 경우 비정상적인 이미지에는 기억 속의 다른 항목과 구별되는 고유한 특징이 있습니다. 반면 초보자의 경우 이러한 기능은 높이 평가되지 않으므로 이러한 이미지는 다른 이미지와 같습니다.
예를 들어, 비정상 이미지의 경우 전체 이미지를 인코딩하는 대신 방사선 전문의가 이미지의 나머지 부분을 메모리에 저장하지 않고 비정상을 구체적으로 인코딩할 가능성이 있습니다. 이렇게 하면 해당 이미지에 대한 메모리 로드가 줄어들고 해당 이미지에 대한 메모리 추적이 더욱 뚜렷해질 수 있습니다.
광범위하게 말하자면, 우리는 잘못된 기억과 반응 기준 변화의 가능성을 고려한 후에도 기억의 도식과 특이성의 역할에 대한 강력한 증거를 발견합니다. 우리는 전문가가 초보자보다 훨씬 뛰어난 성능을 발휘하며 눈에 보이는 초점이 있는 비정상적인 경우에 대한 기억이 더 낫다는 것을 발견했습니다. 다른 이미지를 기억하는 것보다. "비정상적인" 반대쪽 사례에 대한 기억상의 이점에 대한 증거는 없었습니다.
메모리 측정: 허위 경보 및 ROC 분석
현재 연구에서는 ROC 분석을 사용하여 메모리를 검사했습니다. 이는 이전 연구에서 전문가가 보고한 것과 같은 스키마와 일치하는 정보에 대한 이점이 응답 기준의 변경이 아니라 실제로 메모리 개선인지 여부가 종종 불분명했기 때문입니다. 기억력이 향상되었는지 여부를 결정하기 위해서는 관찰자가 특정 정보에 노출되었다고 정확하게 보고하는 비율(진양성 또는 "적중률")의 신뢰할 수 있는 증가를 단순히 찾는 것만으로는 충분하지 않습니다. 관찰자는 단순히 "예, 보았습니다"라고 더 자주 말할 수 있습니다.
이로 인해 거짓 긍정(또는 거짓 경보) 오류가 증가하게 됩니다. 기억 연구의 맥락에서 이러한 거짓 긍정 오류는 거짓 기억의 한 형태로 볼 수 있습니다. 이론적으로 d'와 같은 신호 감지 모델과 측정값은 이 둘을 구별할 수 있지만 실제로는 d'가 응답 편향(등분산, zROC 기울기=1.0)을 적절하게 조정하기 위한 전제 조건이 거의 없습니다. 인식 메모리 컨텍스트는 여기에 존재하지 않았습니다.
따라서 기준 변화와 기억 능력의 차이를 구별하기 위해 ROC 분석이 필요하며, 이는 관찰자가 기억한다고 말하는 경향의 증가를 반영합니다(예: Wixted & Mickes, 2015).
거짓 기억이 진짜 문제일까요? 이전 연구에서는 스키마를 통해 메모리의 정보를 구성하면 긍정적인 결과와 부정적인 결과가 모두 나타날 수 있으며, 특히 허위 경보가 증가하는 경우가 많아 메모리가 실제로 개선되었는지 확인하기 어렵게 된다는 사실이 밝혀졌습니다. 특히 전문 지식과 같은 더 큰 이해는 관련된 세부 사항만 인코딩하여 메모리 부하를 줄일 수 있지만 존재하지 않는 정보를 잘못 기억하게 만들 수도 있습니다(예: Owens et al., 1979). 예를 들어, 인식 테스트에서 사람들은 스키마 불일치 미끼에 비해 스키마 일관성에 대해 잘못된 경고를 할 가능성이 더 높습니다.
그들은 나무껍질 조각이나 펜치 같은 일관성 없는 물체보다 대학원생 사무실에서 책을 본 것으로 잘못 보고할 가능성이 더 높습니다(Brewer & Treyens, 1981; Lampinen et al., 2001). 참가자들은 간략하게 제시된 장면에서 스키마와 일치하는 정보를 정확하게 기억할 가능성이 더 높지만(Biederman et al., 1982; Brewer & Treyens, 1981), 그러한 정보를 잘못 기억할 가능성도 더 높습니다(예: Hollingworth & Henderson, 2003) Pedzeket al.
따라서 응답 편향이 A', d' 또는 적중에서 거짓 경보를 뺀 측정값을 사용하여 성능을 어떻게 변화시키는지 추론하는 대신 완전한 ROC를 측정하면 특히 전문 지식과 일관적/일관되지 않는 항목과 같은 상황에서 메모리에 대한 놀라운 답변을 얻을 수 있습니다. 적중률과 허위 경보율이 영향을 받습니다.
예를 들어, Dougal과 Rotello(2007)는 ROC 분석을 사용하여 중립 단어와 비교하여 "향상된 기억" 전감정 단어의 잘 알려진 효과는 반응 편향 효과이지 단어 간의 실제 기억 차이가 아님을 보여주었습니다. 유사하게, Mickes et al. (2012)는 동시 라인업에 비해 허위 경보와 적중률을 모두 줄이는 순차 라인업이 동시 라인업보다 열등하다는 것을 목격자 기억 영역에서 보여주었습니다. 이는 반대를 제안하는 많은 문헌(예: Wellset al., 2011)과 달리 주요 "이점"은 단순히 기억력의 변화가 아니라 반응 기준의 변화에서 발생하기 때문입니다.
따라서 현재의 실험은 전문가에게만 명백한 전문성과 독특함이 기억력을 향상시키며 이것이 단지 반응 기준의 변화가 아니라는 독특한 증거를 제공합니다.
방사선 전문의가 초보자보다 뛰어난 성과를 내는 이유는 무엇입니까?
전문 지식에 대한 다양한 연구를 통해 우리는 전문 방사선 전문의가 유방 조영술을 기억하는 데 있어 초보자보다 뛰어난 성과를 보인다는 사실을 발견했습니다. 한 가지 가능한 가능성은 이것이 이러한 이미지에 대한 전문가의 지식 때문에 발생한다는 것입니다. 그들은 초보자가 이해하지 못하는 방식으로 이러한 이미지를 이해할 수 있는 관련 지식을 가지고 있으며 수년간의 경험을 통해 시각적 시스템에 내장된 지각 전문 지식을 가지고 있을 가능성이 높습니다(예: 보다 전체적인 처리의 형태, 예: Richler et al., 2011). 특히 전문가의 경우 비정상적인 이미지에는 수년간의 경험을 통해 학습된 추가 속성(덩어리, 석회화)이 있어 기억에서 해당 항목을 구별하는 데 도움이 됩니다.
그러나 현재 연구에서는 전문가를 초보자와 직접 연결하려고 시도하지 않았습니다. 우리의 초보자 풀은 인터넷에서 샘플링되었으며, 이는 학부생 인구보다 미국의 인구통계를 훨씬 더 광범위하게 대표하지만(예: Difallah et al., 2018) 방사선 전문의와 여러 면에서 여전히 다를 가능성이 높습니다(인구통계학적 및 사회경제적 요인, 유방 조영술 이미지에 초점을 맞추려는 동기 부여).
따라서 실험 1은 대략적인 기준선으로만 받아들여야 합니다. 자극 세트의 중요한 이미지 특징을 드러내고 강력한 전문 지식 효과의 가능성을 지적하지만 이것이 다른 요인이 아닌 지식에만 기반을 두고 있다는 것을 직접적으로 확인하지는 않습니다.
방사선 전문의의 기억력 및 이상 판단
이전 연구에서는 방사선 전문의의 기억력 향상을 조사할 때 엇갈린 결과가 나타났습니다. 예를 들어, Hardesty et al. (2005)는 몇 달 후에 제시된 의료 이미지에 대한 방사선 전문의의 장기 기억을 조사한 결과 방사선 전문의 중 어느 누구도 이전에 읽은 사례를 기억하지 못하는 것으로 나타났습니다. Evanset al. (2016)은 이상이 방사선 전문의를 포함한 전문 관찰자의 기억력을 향상시키는지 여부를 조사할 때 혼합된 결과를 발견했습니다.
O우리의 결과는 이러한 모호성에 대한 맥락을 제공합니다. 이는 전문 방사선 전문의가 장기 기억 설정에서도 그리고 심지어 ROC 분석을 사용하여 반응 편향이 적절하게 고려되는 경우에도 비정상적인 이미지에 대해 더 강한 기억을 가지고 있음을 시사하기 때문입니다. 그러나 우리의 긴 지연은 몇 달이 아니라 몇 분 정도였으므로 이러한 이점이 어떻게 장기간 지속될지는 불분명합니다. 분류 작업에서 방사선 전문의의 평균 성과가 예상보다 훨씬 더 나빴다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 무제한 시청 시간을 제공하는 병원의 방사선 전문의(d'=2.5–3.0, as in D'Orsi et al., 2013). 그 이유 중 하나는 우리 연구의 각 이미지가 3초 동안만 제시되었기 때문일 수 있습니다.
예를 들어, Evans et al. (2013)은 방사선 전문의에게 유방 조영술과 250ms에서 2,{3}}ms까지의 다양한 타이밍을 간략하게 보여주었습니다. 500 ms, 1,000 ms 및 2,000 ms 시청 시간에 대한 실험에서 방사선 전문의의 각 AUC는 각각 w 0.65, 0.66 및 0.72였습니다. . 3000ms의 프레젠테이션 시간을 사용한 실험에서 AUC는 0.72로 나타났습니다. 따라서 우리의 3,{20}ms 프레젠테이션은 Evans et al.의 2,{22}}ms 프레젠테이션과 비슷한 수준의 성능을 보였습니다. (2013)은 무제한 시청 시간으로 기대되는 것보다 훨씬 낮지만 다른 연구와 일치하며 시청 시간이 성능 저하로 이어지는 주요 제약 사항이라는 것과 일치합니다.
방사선 전문의의 "군중 속" 효과
우리 연구에서는 방사선 전문의가 이미지에 대해 동일한 분류 질문에 여러 번 대답하도록 했기 때문에 동일한 이미지를 두 번 판단할 때 방사선 전문의의 응답을 평균화하면 더 나은 성능을 얻을 수 있는지 여부를 조사했습니다("군중 내부" 효과; Vul & Pashler, 2008). 우리는 두 반응 중 하나와 비교하여 동일한 이미지에 대해 두 번 평균화했을 때 방사선 전문의의 성능이 향상되었음을 발견했지만 30-뒤 상태에서만 그리고 그 당시에도 약간만 향상되었습니다. 이는 방사선 전문의에게 30개의 이미지가 나중에 동일한 이미지를 제시할 때쯤에는 첫 번째 응답과 다소 독립적인 응답을 제공했습니다.
이는 현재의 실험 조건 하에서 방사선 전문의가 이미지를 처음 볼 때 사용하지 않는 정보가 있을 수 있으며 이미지를 다시 볼 수 있는 기회를 통해 방사선 전문의가 추가로 유용한 정보를 수집할 수 있음을 시사합니다. 향후 연구에서는 전문가에게 이미지를 처리할 수 있는 무제한 시간이 주어졌을 때 이러한 이점이 지속될지 여부와 이미지의 첫 번째 표시와 두 번째 표시 사이의 지연 시간을 더 늘려 이 효과가 더 커질 수 있는지 여부를 결정할 수 있습니다(Vul & Pashler, 2008).
이상현상의 '요점'
Evans et al. (2016)은 국소적 이상이 없을 때 반대쪽 유방에 "비정상의 요지"가 존재한다는 사실을 발견했으며, 우리는 이러한 반대쪽 이상 이미지가 전문가 기억의 정상 이미지에 비해 어떤 이점이 있는지 알고 싶었습니다. 우리는 그러한 증거를 찾지 못했습니다. 본 실험에서도 정상 영상과 반대측 정상 영상의 이상 분류에 있어서 차이가 없음을 확인하였다. ,
처음에는 이것이 이전 작업과 모순되는 것처럼 보일 수 있지만 몇 가지 방법론적 차이로 인해 결과를 Evans et al.과 직접 비교하기가 어렵습니다. (2016). 더 긴 인코딩 시간(3,000 ms)에 대한 이미지를 제시했기 때문에 이 결과를 찾지 못했을 수도 있습니다. 유방 조영술 "요점" 연구의 일반적인 자극 노출은 1초 미만이며 일반적으로 500ms입니다. 더 긴 인코딩 시간을 위해 이미지를 제시하면 기본 정보가 모호해질 수 있습니다. 초기 "요점" 인상을 더 의미적이거나 의미 있는 정보로 덮어쓸 수 있습니다.
또한 우리의 방사선 전문의는 요점에 대해 정보를 받지 못했고 병변의 위치를 파악할 수 있는 경우에 대해 "비정상" 등급을 유보했을 가능성이 있다는 점을 기억하십시오. 참가자들에게 보다 일반적인 비정상적인 질감이나 요지를 찾도록 명시적으로 지시한 경우 긴 인코딩 시간에도 반대쪽의 비정상적인 효과를 관찰할 수 있습니다. 이러한 방법론적 차이를 고려할 때 현재 연구는 Evans et al.과 쉽게 비교할 수 없습니다. (2016). 그러나 이는 향후 작업에 대한 유망한 방법인 것 같습니다.
결론
방사선 전문의를 사례 연구로 사용하여 ROCanalytic을 통해 메모리를 올바르게 측정하는 경우에도 전문가의 기억과 비정상적인 이미지에 대한 이점을 발견했습니다. 이는 스키마 관련 문헌과 대체로 일치합니다. 우리의 연구 결과는 추론적 결정을 내리는 데 전문가 지능을 활용하는 응용 분야뿐만 아니라 전문 지식에 따라 기억이 어떻게 변화하는지에 관심이 있는 이론 분야 모두에 중요한 의미를 갖습니다. 특히, 상당한 전문성을 갖춘 사람들이 결정을 내려야 하는 상황에서는 전문가의 기억 구조를 이해하는 것이 중요합니다.
감사의 글 이 프로젝트에 기여한 모든 사람은 최종 논문의 저자입니다.
저자의 기여 모든 저자는 원래 가설에 기여했으며 최종 원고를 읽고 승인했습니다. HMS는 데이터 수집, 데이터 분석 및 원고 작성에 기여했습니다. TFB는 데이터 수집, 데이터 분석 및 원고 편집에 기여했습니다. JMW는 일반적인 지침을 제공하고 원고 편집에 기여했습니다.
자금 지원 이 연구는 NSF BCS-1829434에서 TFB까지 지원받았습니다.
데이터 가용성 데이터 및 자료에 대해서는 해당 저자에게 문의하십시오.
선언
윤리 승인 및 참여 동의 모든 참가자는 사전 동의를 받았습니다. 이 연구의 모든 실험에 대해 사전 동의 절차는 샌디에이고 캘리포니아 대학교 기관 검토 위원회의 승인을 받았습니다.
출판에 대한 동의는 해당되지 않습니다.
참고자료
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