Artificial intelligence, machine learning, computer-aided diagnosis, and radiomics: advances in imaging towards to precision medicine / Inteligência artificial, aprendizado de máquina, diagnóstico auxiliado por computador e radiômica: avanços da imagem rumo à medicina de precisão

ABSTRACT

Abstract The discipline of radiology and diagnostic imaging has evolved greatly in recent years. We have observed an exponential increase in the number of exams performed, subspecialization of medical fields, and increases in accuracy of the various imaging methods, making it a challenge for the radiologist to "know everything about all exams and regions". In addition, imaging exams are no longer only qualitative and diagnostic, providing now quantitative information on disease severity, as well as identifying biomarkers of prognosis and treatment response. In view of this, computer-aided diagnosis systems have been developed with the objective of complementing diagnostic imaging and helping the therapeutic decision-making process. With the advent of artificial intelligence, "big data", and machine learning, we are moving toward the rapid expansion of the use of these tools in daily life of physicians, making each patient unique, as well as leading radiology toward the concept of multidisciplinary approach and precision medicine. In this article, we will present the main aspects of the computational tools currently available for analysis of images and the principles of such analysis, together with the main terms and concepts involved, as well as examining the impact that the development of artificial intelligence has had on radiology and diagnostic imaging.

RESUMO

Resumo A disciplina de radiologia e diagnóstico por imagem evoluiu sobremaneira nos últimos anos. Temos observado o aumento exponencial do número de exames realizados, a subespecialização das disciplinas médicas e a maior acurácia dos métodos, tornando um desafio para o médico radiologista "saber tudo sobre todos exames e regiões". Além disso, os exames de imagem deixaram de ser somente qualitativos e diagnósticos e passaram a fornecer informações quantitativas e de gravidade de doença, identificando biomarcadores prognósticos e de resposta ao tratamento. Diante disso, sistemas computadorizados de auxílio diagnóstico vêm sendo desenvolvidos com o objetivo dar suporte ao diagnóstico por imagem e à decisão terapêutica. Com o advento da inteligência artificial, do big data e do aprendizado de máquina, caminhamos para a rápida expansão do uso dessas ferramentas no dia-a-dia dos médicos, tornando cada paciente único, levando a radiologia ao encontro do conceito de abordagem multidisciplinar e medicina de precisão. Neste artigo serão abordados os principais aspectos das ferramentas computacionais atualmente disponíveis para análise das imagens médicas, apresentando os princípios de análise das imagens, os principais termos e conceitos envolvidos nesses processos, assim como o impacto do desenvolvimento da inteligência artificial na radiologia e diagnóstico por imagem.