人工智能自动化手术阶段识别在腹腔镜胰腺二切除术的手术视频中
Jiaying You1,2, He Cai2, Yuxian Wang3
1WestChina-California Research Center for Predictive Intervention, Sichuan University West China Hospital, Chengdu, China.
Surgical endoscopy
|July 3, 2024
概括
人工智能 (AI) 模型现在可以识别腹腔镜胰腺二切除术 (LPD) 视频中的手术阶段,显示了手术教育的有希望的结果. 这一突破有助于培训像LPD这样的复杂程序.
科学领域:
- 手术机器人与人工智能手术机器人与人工智能
- 最少侵入性的外科手术技术
- 医疗教育 技术 技术 医学教育
背景情况:
- laparoscopic pancreasatoduodenectomy (LPD) 是一种复杂的手术程序,具有的学习曲线.
- 人工智能 (AI) 在手术视频中提供了自动化手术阶段识别的潜力,以增强外科教育.
- 没有先前的研究已经实现了基于AI的手术阶段识别LPD.
研究的目的:
- 开发和评估人工智能模型,用于LPD的自动化手术阶段识别.
- 探索这些人工智能模型在识别关键和必要的手术阶段的性能特征.
- 评估AI在改善LPD外科培训方面的潜力.
主要方法:
- 基于卷积神经网络的两个AI模型是使用42个LPD视频开发的.
- 13个手术阶段由两位专家的微创胰腺外科医生进行了注释.
- 模型性能使用27个LPD视频进行评估,并通过平均平均精度 (mAP) 来衡量.
主要成果:
- 人工智能模型在建筑组中实现了高的整体mAP (89.7%用于关键阶段,84.7%用于必要阶段).
- 在分析组中,整体mAP为86.8%和71.2%,最高达到98.1%和93.9%.
- 模型错误与外科医生的注释差异相关,并且在具有解剖学变异或邻近器官参与的情况下表现下降.
结论:
- 人工智能自动化手术阶段识别在LPD中是可行的,在特定场景中具有强大的性能.
- 这代表了人工智能和基于视频的复杂手术手术教育的重大进步.
- 需要进一步开发以解决复杂解剖病例中的性能变化.
