基于深度学习的腔镜甲状腺手术中甲状旁腺识别与实时追踪的应用研究

来源 :福建医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xwp1024
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的:甲状腺术中存在较高的甲状旁腺损伤或误切可能,实时识别可以更方便更及时地保护甲状旁腺。在本研究中,我们的目标是寻找最佳算法,开发一个腔镜下甲状旁腺实时识别的人工智能模型,PTAIR(Artificial intelligence model to recognize parathyroid gland),分析其识别效能并与初、高级医师比较,在实战中应用,进行误报、漏报分析,提出算法的专业性改进建议。方法:从福建医科大学附属协和医院甲状腺外科赵文新治疗组自2012年8月24日至2019年8月24日完成的腔镜甲状腺手术中选取166例完整高清手术视频,由初级医师截取可能出现甲状旁腺视频片段共249个。高级医师将其划分为确认为甲状旁腺组(>90%把握组)、无法确认是否为甲状旁腺组(50%把握组)、确认不是甲状旁腺组(<10%把握组)。将确认为甲状旁腺组的视频片段转换成图片,按15:2随机形成训练集和测试集。分别使用YOLO、Faster RCNN、Cascade算法进行训练,并进行超参数优化,根据F值选择最佳算法。通过图像识别精确率、召回率、F值、准确度、灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值评估该模型识别腔镜下甲状旁腺的能力。此外回顾性研究福建医科大学附属协和医院甲状腺外科赵文新治疗组自2019年12月20日至2020年3月25日完成的腔镜甲状腺手术视频20例,作为独立外部试验队列,使人工智能模型识别完整手术视频。比较人工智能模型、初、高级医师在完整手术视频中识别甲状旁腺的识别率、初始识别时间及识别持续时间,并进行人工智能模型识别甲状旁腺的误报、漏报分析。结果:(1)Faster RCNN算法在测试数据集中识别甲状旁腺的F值最高,作为目前最优选择,命名为PTAIR-Faster RCNN-01,进行下一步研究。在测试数据集中,PTAIR-Faster RCNN-01识别腔镜下甲状旁腺的精确率、召回率、F值、准确度、灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为88.7%、92.3%、90.5%、89.86%、92.3%、87.6%、88.7%、92.5%。(2)确认不是甲状旁腺组(<10%把握组)中,PTAIRFaster RCNN-01减少了初级医师的这部分误识别,特别是胸腺、肿瘤侵犯被膜、甲状腺结节、血管球/静脉瘤等组织类型。(3)在独立外部试验队列完整视频分析中,PTAIR-Faster RCNN-01、高级医师、初级医师甲状旁腺识别率分别为96.88%、87.50%、71.88%。PTAIR-Faster RCNN-01识别率高于初级医师,与高级医师相当,但PTAIRFaster RCNN-01能比高级医师较早发现甲状旁腺,且持续识别时间较长。(4)PTAIRFaster RCNN-01误识别组织类型主要为脂肪组织、淋巴结,主要集中在中央区清扫区域、建腔到腺叶切除前。漏识别中存在出血、烟雾、遮挡等情况。结论:基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)理论模型,我们成功开发了腔镜下甲状旁腺识别人工智能模型—PTAIR-Faster RCNN-01,该模型实现了对腔镜下甲状腺手术视频中甲状旁腺的实时识别与追踪,达到了较高的准确度,能减少初级医师的误识别。在人工智能与初、高级医师比较中,其识别率高于初级医师,与高级医师相当,具有预警、持续追踪功能。通过分析误识别组织类型、场景、漏识别情况,提出针对性建议来减少误报、漏报,提高识别准确度。
其他文献
部编本语文教材于2019年覆盖了义务教育阶段的所有年级,结束了以往“一纲多本”的状况。分析部编本初中语文教材选编的课文,我们发现其中有不少涉及丑角形象的选文,这些涉及丑角形象的选文是初中学生实施美育的载体,这就要求我们在语文教学实践中充分挖掘丑角形象的美育价值。语文学科兼具人文性与工具性的属性,初中语文教材小说选文中所刻画的丑角形象对学生的美育视野拓宽与关键能力培养具有重要作用,教师应充分利用好语
自二十世纪七十年代以后,女性身体研究日益受到各学科的广泛讨论。十九大报告提出的“美好生活”,更是需要有健康的身体作保证,女性身负社会与家庭的双重责任,健康尤为重要。身体经历是指人们在生命历程某阶段、日常生活或节庆仪式活动中,主动应对和被动适应的身体事象及感知,分为生理身体经历(如月经、生育、病痛等)与社会身体经历(如服饰、文面、展演等)。女性表演者的身体在民俗文化表演中既是自我形象的展示,同时又向
工程陶瓷、高温合金等性能优异但用常规工艺加工困难的难加工材料被广泛应用于航空、航天、医疗、电子等领域。激光加工具有非接触、能量可调控、一致性高等优势,且在理论上可以加工任何材料,利用激光加工难加工材料具有显著的优越性。数控技术具有高精度、高效率等优点,采用激光加工工艺结合多轴数控技术,可实现在复杂曲面上进行典型特征的精准三维加工。将激光加工工艺与多轴数控技术结合,进行难加工材料激光三维加工研究可促
南音二弦作为南音乐器“上四管”之一,由古至今恪守着严格的演奏“法度”。南音指套中囊括南音演奏、演唱的独特技法,蕴藏着诸多口传技艺,对于奏、唱者颇具挑战,有着极高的艺术性,是二弦“法度”的文本载体。丁信昆作为省级南音传承人,其精湛的南音技艺被尊称为“二弦翘楚”,通过对历代文献南音指套《为君去时》结构、管门、曲牌、撩拍、曲词等音乐本体特征的阐述,以及对丁信昆二弦演奏《为君去时》在“加花”运用、左手技法
《普通高中语文课程标准(2017年版)》颁布后,首次将18个学习任务群确定为语文课程内容。“整本书阅读与研讨”学习任务群规定,高中学生要在指定范围内阅读一部学术著作,而部编高中语文教材必修上册第五单元“整本书阅读《乡土中国》”便是这一学习任务群的实践载体。学习任务群强调对语文学科核心素养的落实,《乡土中国》作为一本面向大众的社会学专业学术著作,其具有的语言、思维、文化和审美价值都对提高学生的语文学
透明陶瓷是一类先进功能材料,兼具玻璃高透过率与陶瓷耐磨、耐高温、高强度等优点,在照明、探测、军事、航天等领域都有广泛的应用。Gd3(Ga,Al)5O12(简称GGAG)作为一种新型的透明陶瓷基质,在闪烁与荧光等领域展现出了巨大的应用潜力。然而,GGAG晶体结构热力学亚稳定,容易在高温烧结过程中分解产生第二相,并降低其可见光透过率。本论文通过Y3+离子掺杂稳定晶格,得到(Gd,Y)3(Ga,Al)5
朱世镛、黄葆初修,刘贞安等编纂的民国二十四年《云阳县志》(铅印本)是一部记录云阳地方文化的重要文献。该志卷十四、卷十五《礼俗下》有独立的方言部分,共收录民国时期云阳方言词语799条,其中大部分方言词语仍在现代云阳方言口语中习用,而且一定数量上的方言词语是古代汉语,更具体讲还是古代四川方言的承传。这就为研究云阳方言词语的来源和构成提供了材料支撑,也为探寻四川方言的形成和发展历史留下了重要线索。本文以
目前,石墨烯、碳纳米管等碳系材料被认为是发展柔性加热器最具潜力的导电材料之一。但碳系导电材料的拉伸性能有限,比较难制备弹性加热器,限制了其在人体手腕、关节等易受寒且拉伸量大的部位进一步的应用。因此,寻找拉伸性能好的本征可拉伸导电材料成为了弹性加热器研究的热点问题。由于液态金属(Ga In Sn)室温下为液态,可以任意变形,而且通过微氧化处理,结合丝网印刷能够实现其图案化,可作为弹性加热器的核心材料
劳动教育是落实立德树人的重要渠道,也是我国大中小学五育教育的重要组成部分,自新中国成立以来,我国大中小学教育体系便一直强调培养学生德、智、体、美、劳的全面发展。近年来,体育及美术教育已被正式纳入中考。2020年3月,《关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见》(简称《意见》)的出台,标志着我国劳动教育正式迈入了崭新的时代。本次劳动教育的重提对新时代劳动教育做了全新的定义与阐述,其中,新时代小学劳动
高中阶段是青少年素质形成的关键期,也是他们世界观、人生观、价值观的塑造阶段,需要把风华正茂的高中生培养成能够缔造“中国梦”和承担民族复兴伟业的时代新人,教育者增强高中思政课教学实效性显得尤其重要。在厘清高中思政课教学接受心理等概念后,系统分析影响高中生在思政课教学活动中接受心理特征,以重庆市万州第三中学为例,运用问卷、座谈、观察等实证研究方法,通过调研的336份有效问卷,分析高中生思政课教学的接受