机器人辅助手术中针对外科器械的深度学习识别与分割:系统综述
图像与视频处理
2024-11-08 v2 人工智能
计算机视觉与模式识别
摘要
应用于机器人辅助 minimally 侵入手术(MIS)中为外科器械注释的深度学习(DL)代表了手术技术的重大进步。本系统综述检阅了 48 项研究,涵盖先进的 DL 方法和体系结构。这些高级 DL 模型在提高检测和分割外科工具的精度和效率方面显示出显著改进。这些增强能力的模型支持各种临床应用,包括实时内手术指导、综合术后评估以及客观评估手术技能。通过准确识别和分割视频数据中的外科器械,DL 模型为外科医生提供详细反馈,从而改善手术结果并降低并发症风险。此外,DL 在手术教育方面的应用也具有变革性。本综述强调了 DL 对提高技能评估准确性以及整体提升手术训练项目质量的显著影响。然而,在外科器械检测和分割中实现 DL面临挑战,如需要大量准确标注的数据集来有效训练这些模型。手工标注过程繁琐且耗时,构成显著瓶颈。未来的研究应聚焦于自动化检测和分割过程,以及提高 DL 模型对环境变化的鲁健性。将 DL 模型的应用扩展到各种手术专科将是实现该技术潜力的关键。将 DL 与其他新兴技术(如增强现实(AR))集成也提供了令人期待的机遇,以进一步提升手术程序的精度和效果。
引用
@article{arxiv.2410.07269,
title = {Deep Learning for Surgical Instrument Recognition and Segmentation in Robotic-Assisted Surgeries: A Systematic Review},
author = {Fatimaelzahraa Ali Ahmed and Mahmoud Yousef and Mariam Ali Ahmed and Hasan Omar Ali and Anns Mahboob and Hazrat Ali and Zubair Shah and Omar Aboumarzouk and Abdulla Al Ansari and Shidin Balakrishnan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.07269},
year = {2024}
}
备注
57 pages, 9 figures, Published in Artificial Intelligence Reviews journal <https://link.springer.com/journal/10462>