腹腔镜胆囊切除术的手术活动模型,用于与协作机器人合作
R Younis1,2,3, A Yamlahi4, S Bodenstedt5,3
1Department for General, Visceral and Transplant Surgery, Heidelberg University Hospital, Heidelberg, Germany.
Surgical endoscopy
|June 13, 2024
概括
协作性手术机器人 (cobots) 可以自动化83.5%的辅助任务在腹腔镜胆囊切除术. 机器学习模型识别外科手术,帮助外科医生与机器人的协作,解决人员短缺问题.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 手术技术 手术技术
- 人工智能的人工智能
背景情况:
- 腹腔镜胆囊切除术是一种常见的手术,患者人数越来越多,手术人员人数越来越少.
- 协作性手术机器人 (cobots) 为手术人员短缺和工作负载挑战提供了潜在的解决方案.
- 具有上下文意识的外科医生机器人协作需要准确的手术内动作工作流程识别.
研究的目的:
- 开发一个外科手术过程模型,用于在腹腔镜胆囊切除术中进行手术内活动识别.
- 训练和验证用于识别外科手术活动的机器学习算法.
- 量化协作机器人在协助外科人员方面的潜力.
主要方法:
- 创建了一个手术过程模型,在腹腔镜胆囊切除视频中注释演员,仪器,动作和目标.
- 蒸-Swin机器学习算法在一个定制数据集和CholecT45数据集上进行了训练.
- 模型验证使用五重交叉验证方法进行.
主要成果:
- 在24.9小时的手术视频中,有超过22,000项活动被注释出来.
- 机器学习模型在组合数据集上进行训练和验证时,达到37.9%的平均平均精度 (mAP).
- 该模型在识别频繁的外科手术活动方面表现强.
结论:
- 一个活动模型成功地开发并应用于腹腔镜胆囊切除术的详细注释.
- 机器识别算法显示出增强外科医生机器人合作的前景.
- 协作机器人有可能执行高达83.5%的助理任务,不包括摄像头指导,从而减轻外科工作人员的工作负担.
