The new era of artificial intelligence in neuroradiology: current research and promising tools / A nova era da inteligência artificial em neurorradiologia: pesquisa atual e ferramentas promissoras

ABSTRACT

Abstract Radiology has a number of characteristics that make it an especially suitable medical discipline for early artificial intelligence (AI) adoption. These include having a well-established digital workflow, standardized protocols for image storage, and numerous well-defined interpretive activities. The more than 200 commercial radiologic AI-based products recently approved by the Food and Drug Administration (FDA) to assist radiologists in a number of narrow image-analysis tasks such as image enhancement, workflow triage, and quantification, corroborate this observation. However, in order to leverage AI to boost efficacy and efficiency, and to overcome substantial obstacles to widespread successful clinical use of these products, radiologists should become familiarized with the emerging applications in their particular areas of expertise. In light of this, in this article we survey the existing literature on the application of AI-based techniques in neuroradiology, focusing on conditions such as vascular diseases, epilepsy, and demyelinating and neurodegenerative conditions. We also introduce some of the algorithms behind the applications, briefly discuss a few of the challenges of generalization in the use of AI models in neuroradiology, and skate over the most relevant commercially available solutions adopted in clinical practice. If well designed, AI algorithms have the potential to radically improve radiology, strengthening image analysis, enhancing the value of quantitative imaging techniques, and mitigating diagnostic errors.

RESUMO

Resumo A radiologia tem uma série de características que a torna uma disciplina médica especialmente adequada à adoção precoce da inteligência artificial (IA), incluindo um fluxo de trabalho digital bem estabelecido, protocolos padronizados para armazenamento de imagens e inúmeras atividades interpretativas bem definidas. Tal adequação é corroborada pelos mais de 200 produtos radiológicos comerciais baseados em IA recentemente aprovados pelo Food and Drug Administration (FDA) para auxiliar os radiologistas em uma série de tarefas restritas de análise de imagens, como quantificação, triagem de fluxo de trabalho e aprimoramento da qualidade das imagens. Entretanto, para o aumento da eficácia e eficiência da IA, além de uma utilização clínica bem-sucedida dos produtos que utilizam essa tecnologia, os radiologistas devem estar atualizados com as aplicações em suas áreas específicas de atuação. Assim, neste artigo, pesquisamos na literatura existente aplicações baseadas em IA em neurorradiologia, mais especificamente em condições como doenças vasculares, epilepsia, condições desmielinizantes e neurodegenerativas. Também abordamos os principais algoritmos por trás de tais aplicações, discutimos alguns dos desafios na generalização no uso desses modelos e introduzimos as soluções comercialmente disponíveis mais relevantes adotadas na prática clínica. Se cautelosamente desenvolvidos, os algoritmos de IA têm o potencial de melhorar radicalmente a radiologia, aperfeiçoando a análise de imagens, aumentando o valor das técnicas de imagem quantitativas e mitigando erros de diagnóstico.