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Optimiser le stockage vidéo pour les chirurgies de la cataracte

Des recherches montrent des moyens efficaces de compresser les vidéos de chirurgie de la cataracte pour mieux gérer le stockage.

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Ces dernières années, les hôpitaux ont enregistré de plus en plus de Chirurgies de la cataracte. Ces opérations consistent à remplacer un cristallin naturel troublé par un artificiel. C'est une procédure courante qui suit plusieurs étapes. Les Vidéos capturées pendant ces interventions sont super utiles pour l'apprentissage, la documentation et la recherche. Mais le hic, c'est que stocker ces vidéos prend beaucoup de place, surtout quand elles sont souvent sauvegardées sans aucune méthode de Compression spéciale.

Problème avec le Stockage vidéo actuel

Les vidéos de chirurgie de la cataracte sont souvent sauvegardées dans leur taille d'origine, ce qui entraîne des volumes de données énormes, parfois difficiles à gérer. Les hôpitaux préfèrent garder ces vidéos en local à cause des préoccupations de confidentialité. Ça peut entraîner la suppression de ces enregistrements précieux après un certain temps, ce qui fait perdre des occasions d'apprendre et d'améliorer les pratiques chirurgicales.

Objectif de la recherche

L'objectif de cette recherche est de trouver un moyen de réduire l'espace nécessaire pour stocker les vidéos de chirurgie de la cataracte tout en gardant une Qualité visuelle essentielle. En faisant ça, les hôpitaux peuvent conserver ces vidéos plus longtemps et les utiliser pour la formation et la recherche. On se concentre sur les chirurgies régulières sans complications inattendues, car ce sont les cas les plus fréquents.

Comprendre les phases de la chirurgie

La chirurgie de la cataracte comprend plusieurs phases, généralement douze, chacune nécessitant différentes compétences du chirurgien. Certaines tâches sont simples, comme l'application de médicaments, tandis que d'autres, comme le retrait ou le remplacement du cristallin, sont plus complexes. Entre ces phases, il y a aussi des temps d'attente pendant que les outils sont changés. Différentes phases ont une importance différente pour l'enseignement et la documentation, selon les experts médicaux.

Méthodes de recherche

Pour déterminer comment compresser ces vidéos de manière efficace, nous avons pris en compte l'importance de chaque phase telle que notée par les cliniciens. On a utilisé trois codecs vidéo populaires pour la compression : H.264/AVC, H.265/HEVC, et AV1. En évaluant la qualité visuelle des vidéos encodées à travers des évaluations d'experts, on a cherché à trouver le meilleur équilibre entre économies de stockage et qualité vidéo.

Recherches précédentes

Beaucoup d'études ont tenté d'améliorer les techniques de compression vidéo, mais peu se sont concentrées sur les vidéos médicales. Certains travaux utilisent des technologies avancées comme des réseaux neuronaux, tandis que d'autres ajustent la qualité vidéo en fonction de ce qui est plus important. Cependant, peu ont exploré la compression basée sur la pertinence dans les vidéos chirurgicales, notamment pour la chirurgie de la cataracte.

Techniques de compression proposées

On a développé des façons de compresser la vidéo en fonction de la pertinence des différentes phases de la chirurgie. Par exemple, on a trouvé que les phases d'inactivité pouvaient soit être incluses dans la compression de la phase précédente, soit être totalement exclues. En supprimant ces segments moins importants, on peut économiser pas mal d'espace de stockage.

Expérimentation avec des clips vidéo

Pour tester nos méthodes, on a enregistré des chirurgies de la cataracte et classé les clips vidéo en phases pertinentes et moins pertinentes. Ensuite, on a encodé ces vidéos avec différents réglages pour voir quelles configurations donnaient le meilleur équilibre entre qualité et compression.

Étude utilisateur avec des experts médicaux

On a réalisé une étude avec des médecins spécialisés en chirurgie de la cataracte. Ils ont regardé les vidéos encodées et ont noté leur qualité. On a recueilli des retours pour comprendre quels réglages de compression fonctionnaient le mieux pour différentes phases. L'étude a impliqué plusieurs experts avec des années d'expérience variées, ce qui a aidé à voir comment l'expérience influençait leurs attentes en matière de qualité visuelle.

Résultats sur les exigences de qualité vidéo

Les résultats ont montré que les experts préféraient des vidéos de plus haute qualité pour les phases cruciales de la chirurgie. Plus ils avaient d'expérience chirurgicale, moins leurs exigences en matière de qualité visuelle étaient élevées. Cette perspective est importante pour comprendre comment équilibrer qualité et compression dans les futures enregistrements vidéo.

Résultats des réglages de compression

À travers nos expérimentations, on a découvert qu'on pouvait compresser les vidéos de manière significative tout en gardant une qualité suffisamment bonne pour l'enseignement et la formation. L'utilisation de codecs spécifiques permettait différents niveaux de qualité, entraînant des économies d'espace considérables pour les vidéos stockées.

Phases d'inactivité et impact

Les phases d'inactivité ne contribuent pas au contenu essentiel de la chirurgie et peuvent être considérées comme non pertinentes. En classant ces segments comme irrélévants, on peut encore réduire l'espace de stockage en les supprimant de la vidéo finale.

Implications pour les hôpitaux

Les résultats ont des implications importantes pour les hôpitaux. En utilisant les méthodes de compression proposées, ils peuvent économiser beaucoup d'espace de stockage et garder leurs vidéos de chirurgie plus longtemps pour l'enseignement et la recherche. Ça permet une meilleure gestion des données hospitalières tout en préservant la qualité nécessaire pour la formation médicale.

Conclusion

En résumé, notre recherche montre qu'il est possible de réduire considérablement le stockage nécessaire pour les vidéos de chirurgie de la cataracte tout en maintenant un niveau acceptable de qualité visuelle. Cela se fait en se concentrant sur la pertinence des différentes phases de la chirurgie et en utilisant des techniques de compression vidéo efficaces. En conséquence, les hôpitaux peuvent archiver des données chirurgicales précieuses plus longtemps et continuer à apprendre des procédures passées.

Ce travail trace une étape essentielle vers une gestion plus efficace des données chirurgicales et l'amélioration de la formation des futurs chirurgiens. Les résultats peuvent mener à de meilleures pratiques dans les hôpitaux et améliorer les opportunités éducatives pour les professionnels de la santé.

Source originale

Titre: Relevance-Based Compression of Cataract Surgery Videos

Résumé: In the last decade, the need for storing videos from cataract surgery has increased significantly. Hospitals continue to improve their imaging and recording devices (e.g., microscopes and cameras used in microscopic surgery, such as ophthalmology) to enhance their post-surgical processing efficiency. The video recordings enable a lot of user-cases after the actual surgery, for example, teaching, documentation, and forensics. However, videos recorded from operations are typically stored in the internal archive without any domain-specific compression, leading to a massive storage space consumption. In this work, we propose a relevance-based compression scheme for videos from cataract surgery, which is based on content specifics of particular cataract surgery phases. We evaluate our compression scheme with three state-of-the-art video codecs, namely H.264/AVC, H.265/HEVC, and AV1, and ask medical experts to evaluate the visual quality of encoded videos. Our results show significant savings, in particular up to 95.94% when using H.264/AVC, up to 98.71% when using H.265/HEVC, and up to 98.82% when using AV1.

Auteurs: Natalia Mathá, Klaus Schoeffmann, Konstantin Schekotihin, Stephanie Sarny, Doris Putzgruber-Adamitsch, Yosuf El-Shabrawi

Dernière mise à jour: 2023-06-22 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2306.12829

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.12829

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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