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Prevedere la durata dell'intervento con PitRSDNet

Un nuovo modello migliora le previsioni per la durata degli interventi chirurgici endoscopici alla ghiandola pituitaria.

Anjana Wijekoon, Adrito Das, Roxana R. Herrera, Danyal Z. Khan, John Hanrahan, Eleanor Carter, Valpuri Luoma, Danail Stoyanov, Hani J. Marcus, Sophia Bano

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Rivoluzione nei Tempi di Rivoluzione nei Tempi di Chirurgia dell'intervento, migliora le cure. Nuovo modello prevede la durata
Indice

Nelle operazioni chirurgiche, sapere quanto tempo manca è super importante. Aiuta dottori e infermieri a pianificare meglio, rendendo tutto più fluido. Questo articolo parla di un nuovo modo per prevedere la Durata Restante della Chirurgia (RSD) durante l'intervento endoscopico alla ghiandola pituitaria. Questo tipo di operazione serve a rimuovere tumori dalla ghiandola pituitaria, che è una piccola ghiandola alla base del cervello.

Avere una stima precisa di quanto tempo ci vorrà per l'intervento permette agli anestesisti di prendere decisioni migliori, tipo quando dare medicine ai pazienti o quando prepararsi per il prossimo paziente. Questo può portare a un miglioramento delle cure per i pazienti e a costi più bassi per l'ospedale.

Sfide nella Predizione della Durata della Chirurgia

Prevedere la durata di un intervento può essere complicato. Ogni operazione può avere passaggi diversi, e alcuni potrebbero non essere sempre necessari. Questo significa che il tempo impiegato per completare ogni intervento può variare molto. Nella chirurgia pituitaria, diversi chirurghi potrebbero seguire ordini diversi o saltare passaggi del tutto. Questa complessità la rende una sfida per fare previsioni accurate.

Un altro fattore è che le operazioni possono differire molto in durata. Alcune possono richiedere meno di un'ora, mentre altre potrebbero impiegare più di due ore. A causa di queste variazioni, prevedere la RSD richiede un approccio attento.

Introduzione di PitRSDNet

Per affrontare queste sfide, è stato sviluppato un nuovo strumento chiamato PitRSDNet. È un modello che utilizza dati chirurgici passati per capire quanto tempo manca all'intervento. PitRSDNet impara da interventi precedenti, usando registrazioni video e i passaggi effettuati durante quegli interventi per fare previsioni in tempo reale.

La caratteristica unica di PitRSDNet è che considera quali passaggi sono già stati completati. Questo consente di fornire previsioni più accurate per il tempo rimanente. Inoltre, può prevedere contemporaneamente sia il tempo restante per l'intervento che i passaggi chirurgici in corso.

Come Funziona PitRSDNet

PitRSDNet utilizza tecnologie avanzate per analizzare video chirurgici. Prima esamina i Dati Storici degli interventi passati. Analizzando quali passaggi sono stati eseguiti e quanto tempo hanno impiegato, costruisce un modello di cosa aspettarsi negli interventi futuri.

Una volta creato il modello, elabora dati in tempo reale durante un intervento. Man mano che l'operazione procede, aggiorna continuamente le sue previsioni in base a ciò che osserva sullo schermo. In questo modo, il team di anestesia sa quanto tempo manca e può fare aggiustamenti tempestivi.

Il modello funziona in due fasi principali. Nella prima fase, viene addestrato a riconoscere i diversi passaggi dell'intervento. Nella seconda fase, combina queste informazioni per prevedere la durata rimanente della chirurgia.

Importanza di Previsioni Accurate

Previsioni accurate della RSD possono aiutare a rendere le operazioni più sicure. Quando il team di anestesia sa quanto durerà l'intervento, può monitorare meglio il paziente. Può adattare medicine e altri trattamenti a seconda di quanto tempo è previsto che duri l'operazione.

Questo può portare a recuperi più rapidi per i pazienti, perché il team di anestesia può minimizzare il tempo in cui il paziente è sotto anestesia, il che potrebbe aiutare a evitare complicazioni dopo l'intervento.

Valutazione di PitRSDNet

Per vedere quanto bene funzionasse PitRSDNet, è stato testato su un nuovo set di video di interventi pituitari. I risultati hanno mostrato che ha superato i metodi precedenti usati per prevedere la RSD. È stata in grado di fare previsioni molto più accurate, soprattutto nei casi in cui gli interventi erano più lunghi o includevano procedure complesse.

Il modello è stato testato su due set di dati diversi, dimostrando la sua affidabilità nel prevedere la RSD. Un set di dati conteneva 88 video di interventi, mentre l'altro, più piccolo, ne aveva 33. Il set di dati più grande ha permesso un addestramento più completo del modello.

Confronto tra Metodi Diversi

I metodi precedentemente usati per prevedere la RSD si basavano solo sui dati storici, il che non sempre forniva stime accurate. L'approccio di PitRSDNet, che considera i dati dell'intervento in corso e i passaggi precedenti, ha permesso di migliorare significativamente l'accuratezza delle previsioni. Mentre i metodi più vecchi avevano un margine di errore maggiore, PitRSDNet ha ottenuto errori più bassi, in particolare negli ultimi minuti di intervento, il che è cruciale per le cure ai pazienti.

Oltre a prevedere il tempo rimanente, il modello può anche identificare quali passaggi vengono eseguiti in tempo reale. Questa capacità aggiunge un ulteriore livello di chiarezza per il team chirurgico e migliora il flusso di lavoro complessivo.

Risparmi sui Costi Chirurgici

Gestire una sala operatoria può essere piuttosto costoso. Ad esempio, in California, si stima che costi circa 36 dollari al minuto, mentre nel Regno Unito, circa 16 dollari al minuto. Avendo previsioni migliori su quanto tempo ci vorrà per le operazioni, gli ospedali possono ridurre i tempi morti e migliorare la loro programmazione. Questo significa che possono risparmiare soldi, permettendo loro di usare quelle risorse per altre aree delle cure ai pazienti.

Limitazioni e Lavori Futuri

Nonostante i miglioramenti portati da PitRSDNet, ci sono ancora sfide da affrontare. I dati su cui è stato addestrato provengono da un gruppo specifico di chirurghi. Chirurghi diversi potrebbero avere stili diversi, il che potrebbe influenzare le previsioni. I lavori futuri si concentreranno sulla raccolta di più dati da una gamma più ampia di interventi e chirurghi, il che aiuterebbe il modello ad adattarsi a diverse tecniche e pratiche.

Inoltre, modelli come PitRSDNet continuano a avere difficoltà con i casi in cui gli interventi sono significativamente diversi dai dati di addestramento. La ricerca è in corso per incorporare più informazioni, come dettagli e storia del paziente, per migliorare ulteriormente l'accuratezza delle previsioni.

Conclusione

PitRSDNet offre una promettente soluzione per migliorare la previsione della durata rimanente dell'intervento nelle chirurgia pituitarie endoscopiche. La sua capacità di imparare da procedure precedenti e adattarsi in tempo reale presenta un vantaggio significativo rispetto ai metodi tradizionali. Questo sviluppo ha il potenziale di migliorare la pianificazione chirurgica, la sicurezza del paziente e la gestione dei costi negli ospedali.

Mentre il campo medico continua a evolversi, innovazioni come PitRSDNet giocheranno un ruolo importante nel migliorare le Procedure chirurgiche e la cura complessiva dei pazienti. La ricerca in corso per migliorare il modello porterà sperabilmente a risultati ancora migliori per i pazienti che si sottopongono a interventi chirurgici in futuro.

Fonte originale

Titolo: PitRSDNet: Predicting Intra-operative Remaining Surgery Duration in Endoscopic Pituitary Surgery

Estratto: Accurate intra-operative Remaining Surgery Duration (RSD) predictions allow for anaesthetists to more accurately decide when to administer anaesthetic agents and drugs, as well as to notify hospital staff to send in the next patient. Therefore RSD plays an important role in improving patient care and minimising surgical theatre costs via efficient scheduling. In endoscopic pituitary surgery, it is uniquely challenging due to variable workflow sequences with a selection of optional steps contributing to high variability in surgery duration. This paper presents PitRSDNet for predicting RSD during pituitary surgery, a spatio-temporal neural network model that learns from historical data focusing on workflow sequences. PitRSDNet integrates workflow knowledge into RSD prediction in two forms: 1) multi-task learning for concurrently predicting step and RSD; and 2) incorporating prior steps as context in temporal learning and inference. PitRSDNet is trained and evaluated on a new endoscopic pituitary surgery dataset with 88 videos to show competitive performance improvements over previous statistical and machine learning methods. The findings also highlight how PitRSDNet improve RSD precision on outlier cases utilising the knowledge of prior steps.

Autori: Anjana Wijekoon, Adrito Das, Roxana R. Herrera, Danyal Z. Khan, John Hanrahan, Eleanor Carter, Valpuri Luoma, Danail Stoyanov, Hani J. Marcus, Sophia Bano

Ultimo aggiornamento: 2024-11-04 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2409.16998

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2409.16998

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

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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