Estimación Robusta de Distancia con Detección Fuera de Distribución en Cirugía Oftálmica

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Biomédica
• Oftalmología
• Imagen Médica

Sus antecedentes:

• La precisión a escala micrométrica es crucial para la seguridad del paciente en la cirugía oftálmica.
• Los sensores ópticos integrados en instrumentos tienen como objetivo medir con precisión las distancias instrumento-tejido.
• Los errores de segmentación debidos a artefactos de señal a menudo comprometen la fiabilidad de la medición.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un marco de aprendizaje profundo para identificar y rectificar errores de segmentación en M-scans de tomografía de coherencia óptica (OCT).
• Mejorar la precisión de la estimación de la distancia instrumento-retina en procedimientos oftálmicos.
• Mejorar la seguridad del paciente a través de mediciones quirúrgicas más confiables.

Principales métodos:

• Se desarrolló un marco de aprendizaje profundo para detectar M-scans de OCT fuera de distribución.
• El método incorpora el modelado retiniano adaptativo informado por el centro remoto de movimiento (RCM) y el análisis de series temporales.
• Las distancias retinianas y los niveles de confianza se estiman utilizando modelos retinianos, posiciones de instrumentos y datos validados.

Principales resultados:

• La tubería logró una precisión del 88.8% en la identificación de mediciones fuera de distribución en ojos humanos ex vivo.
• La precisión de la estimación de la distancia mejoró en un 89% y 93% en comparación con los métodos existentes.
• Se logró un error absoluto medio (MAE) de menos de 40 μm en diversas condiciones, incluidas exploraciones con sangre y obstrucciones.

Conclusiones:

• El método propuesto mejora significativamente la precisión de la estimación de la distancia instrumento-retina.
• Este avance contribuye a mejorar la seguridad del paciente en la cirugía oftálmica.
• El marco muestra potencial para aplicaciones más amplias en otras disciplinas quirúrgicas con instrumentos equipados con sensores.