Reconstrucción 3D consistente en escala en colonoscopia monocular mediante aprendizaje guiado por intrínsecos de...

Área de la Ciencia:

• Imágenes Médicas
• Visión por Computadora
• Gastroenterología

Sus antecedentes:

• La comprensión espacial 3D precisa del lumen del colon es vital para la evaluación de la calidad de la colonoscopia.
• Los colonoscopios monoculares carecen de sensores de profundidad, lo que dificulta la recuperación precisa de la profundidad consistente en escala y el movimiento de la cámara.
• Los métodos existentes enfrentan desafíos para lograr una reconstrucción 3D estable y precisa a partir de videos endoscópicos monoculares.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un marco novedoso para la reconstrucción 3D consistente en escala en colonoscopia monocular.
• Recuperar la profundidad precisa y el movimiento de la cámara utilizando un enfoque sin sensores.
• Mejorar el análisis consciente de la geometría y la evaluación de la calidad en los procedimientos de colonoscopia.

Principales métodos:

• Una estrategia de entrenamiento de dos pasos que involucra el preentrenamiento de una red de estimación de profundidad en datos sintéticos con un módulo de Ajuste Adaptativo de Profundidad.
• Utilización de un módulo de alineación de escala guiado por intrínsecos para convertir las predicciones de profundidad de cámara sintética en etiquetas de pseudo-profundidad.
• Empleo de aprendizaje conjunto de profundidad y pose con una pérdida 3D consciente de la geometría y una estrategia de optimización globalmente consistente para la inferencia.

Principales resultados:

• Se logró una precisión de profundidad y pose de última generación en el conjunto de datos C3VD, superando significativamente las líneas de base existentes.
• Se demostró la reconstrucción de la geometría del lumen del colon anatómicamente plausible a partir de videos clínicos, lo que indica una recuperación de escala estable e interpretable.
• Se redujo AbsRel en un 16,1 % y la APE de la trayectoria en un 86,7 % en comparación con la línea de base más sólida.

Conclusiones:

• El marco propuesto ofrece una solución sin sensores para la reconstrucción 3D consistente en escala en colonoscopia monocular.
• Permite un análisis fiable consciente de la geometría y una evaluación de la calidad al proporcionar una profundidad y un movimiento de cámara precisos.
• Facilita una mejora en el análisis posterior y la comprensión de la anatomía del colon a partir de procedimientos endoscópicos.