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Previsão da Duração da Cirurgia com o PitRSDNet

Um novo modelo melhora as previsões sobre a duração das cirurgias endoscópicas de hipófise.

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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Em cirurgias, saber quanto tempo falta é super importante. Isso ajuda os médicos e enfermeiros a se organizarem melhor, fazendo com que tudo flua tranquilo. Este artigo fala sobre uma nova forma de prever a Duração Restante da Cirurgia (RSD) durante cirurgias endoscópicas de hipófise. Esse tipo de cirurgia é feito pra remover tumores da glândula hipófise, que é uma glândula pequena que fica na base do cérebro.

Ter uma estimativa precisa de quanto tempo vai levar a cirurgia permite que os anestesistas tomem decisões melhores, como quando dar medicação aos pacientes ou quando preparar o próximo paciente. Isso pode levar a um cuidado melhor pros pacientes e menores custos pro hospital.

Desafios na Previsão da Duração da Cirurgia

Prever a duração da cirurgia pode ser complicado. Cada operação pode ter passos diferentes, e alguns passos talvez não sejam sempre necessários. Isso significa que o tempo que leva pra concluir cada cirurgia pode variar bastante. Na cirurgia de hipófise, diferentes cirurgiões podem fazer as coisas em ordens diferentes ou pular etapas. Essa complexidade aumenta o desafio de fazer previsões precisas.

Outro fator é que as cirurgias podem variar muito em duração. Algumas podem levar menos de uma hora, enquanto outras podem ultrapassar duas horas. Por causa dessas variações, prever a RSD exige uma abordagem cuidadosa.

Apresentando o PitRSDNet

Pra lidar com esses desafios, uma nova ferramenta chamada PitRSDNet foi desenvolvida. É um modelo que usa dados cirúrgicos passados pra descobrir quanto tempo falta na cirurgia. O PitRSDNet aprende com cirurgias anteriores, usando gravações em vídeo e os passos dados durante essas cirurgias pra fazer previsões em tempo real.

O que torna o PitRSDNet único é que ele leva em conta quais passos já foram concluídos. Isso permite que ele ofereça previsões mais precisas pro tempo restante. Além disso, ele pode prever simultaneamente tanto o tempo restante da cirurgia quanto os passos cirúrgicos que estão sendo realizados.

Como o PitRSDNet Funciona

O PitRSDNet usa tecnologia avançada pra analisar vídeos cirúrgicos. Primeiro, ele olha os Dados Históricos de cirurgias passadas. Ao examinar quais passos foram dados e quanto tempo levaram, ele constrói um modelo do que esperar nas cirurgias futuras.

Uma vez que o modelo está construído, ele processa dados em tempo real durante uma cirurgia. Conforme a cirurgia avança, ele atualiza continuamente suas previsões com base no que vê acontecendo na tela. Assim, a equipe de anestesia sabe quanto tempo resta e pode fazer ajustes a tempo.

O modelo funciona em duas fases principais. Na primeira fase, ele é treinado pra reconhecer os diferentes passos da cirurgia. Na segunda fase, ele combina essas informações pra prever a duração restante da cirurgia.

Importância de Previsões Precisas

Previsões precisas de RSD podem ajudar a tornar as cirurgias mais seguras. Quando a equipe de anestesia sabe quanto tempo a cirurgia vai levar, eles conseguem monitorar melhor o paciente. Podem ajustar medicações e outros tratamentos dependendo de quanto mais tempo a cirurgia deve demorar.

Isso pode levar a recuperações mais rápidas pros pacientes porque a equipe de anestesia pode minimizar o tempo que o paciente fica sob anestesia, o que pode ajudar a evitar complicações pós-cirúrgicas.

Avaliação do PitRSDNet

Pra ver como o PitRSDNet se sai, ele foi testado em um novo conjunto de vídeos de cirurgias de hipófise. Os resultados mostraram que ele superou métodos mais antigos usados pra prever a RSD. Ele conseguiu fazer previsões muito mais precisas, especialmente em casos onde as cirurgias eram mais longas ou incluíam procedimentos complexos.

O modelo foi testado em dois conjuntos de dados diferentes, mostrando sua confiabilidade em prever a RSD. Um conjunto tinha 88 vídeos de cirurgias, enquanto o outro, menor, tinha 33 vídeos. O conjunto maior permitiu um treinamento mais completo do modelo.

Comparando Diferentes Métodos

Métodos usados anteriormente pra prever a RSD dependiam só de dados históricos, que nem sempre davam estimativas precisas. A abordagem do PitRSDNet de considerar dados da cirurgia em andamento e os passos anteriores permitiu melhorar significativamente a precisão das previsões. Enquanto os métodos antigos tinham uma margem de erro maior, o PitRSDNet conseguiu erros menores, principalmente nos últimos minutos da cirurgia, que são cruciais pra o cuidado do paciente.

Além de prever o tempo restante, o modelo também pode identificar quais passos estão sendo feitos em tempo real. Essa capacidade adiciona mais clareza pra equipe cirúrgica e melhora o fluxo geral de trabalho.

Economia de Custos Cirúrgicos

Manter um centro cirúrgico pode ser bem caro. Por exemplo, na Califórnia, estima-se que custa cerca de 36 dólares por minuto, enquanto no Reino Unido é cerca de 16 dólares por minuto. Tendo previsões melhores de quanto tempo as cirurgias vão levar, os hospitais podem reduzir o tempo ocioso e melhorar seu agendamento. Isso significa que podem economizar grana, usando esses recursos pra outras áreas de cuidado do paciente.

Limitações e Trabalhos Futuros

Apesar das melhorias trazidas pelo PitRSDNet, ainda existem desafios a serem enfrentados. Os dados com os quais ele foi treinado vieram de um grupo específico de cirurgiões. Cirurgiões diferentes podem ter estilos diferentes, o que pode afetar as previsões. Trabalhos futuros vão focar em reunir mais dados de uma gama mais ampla de cirurgias e cirurgiões, o que ajudaria o modelo a aprender a se adaptar a diferentes técnicas e práticas.

Além disso, modelos como o PitRSDNet ainda têm dificuldades em casos onde as cirurgias são bem diferentes dos dados de treinamento. A pesquisa continua pra incorporar mais informações, como detalhes do paciente e histórico, pra aumentar ainda mais a precisão das previsões.

Conclusão

O PitRSDNet oferece uma solução promissora pra melhorar a previsão da duração restante da cirurgia em cirurgias endoscópicas de hipófise. Sua capacidade de aprender com procedimentos anteriores e se adaptar em tempo real apresenta uma vantagem significativa sobre métodos tradicionais. Esse desenvolvimento tem o potencial de melhorar o planejamento cirúrgico, a segurança do paciente e a gestão de custos nos hospitais.

À medida que o campo médico continua a evoluir, inovações como o PitRSDNet vão desempenhar um papel importante em aprimorar os Procedimentos Cirúrgicos e o cuidado geral com os pacientes. A pesquisa em andamento pra melhorar o modelo vai, esperançosamente, levar a resultados ainda melhores pros pacientes que vão passar por cirurgias no futuro.

Fonte original

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

Resumo: 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.

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

Última atualização: 2024-11-04 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2409.16998

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

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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