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Jun 02, 2024

수술 데이터 과학의 복부 장기 분할을 위한 드레스덴 수술 해부학 데이터 세트

Scientific Data 10권, 기사 번호: 3(2023) 이 기사 인용 5751 액세스 1 인용 인용 29 Altmetric Metrics 세부 정보 복강경 검사는 최소 침습을 가능하게 하는 이미징 기술입니다.

과학 데이터 10권, 기사 번호: 3(2023) 이 기사 인용

5751 액세스

1 인용

29 알트메트릭

측정항목 세부정보

복강경검사는 복부 수술, 산부인과, 비뇨기과 등 다양한 의료 분야에서 최소 침습 수술을 가능하게 하는 영상 기술입니다. 현재까지 공개적으로 사용 가능한 복강경 이미지 데이터 세트는 대부분 데이터의 일반적인 분류, 수술 도구의 의미론적 분할 및 특정 복부 기관의 저용량 약한 주석으로 제한됩니다. 드레스덴 외과 해부학 데이터세트는 복강경 보기에서 8개 복부 기관(결장, 간, 췌장, 소장, 비장, 위, 요관, 수포샘), 복벽 및 2개 혈관 구조(하장간막 동맥, 장정맥)의 의미론적 분할을 제공합니다. . 전체적으로 이 데이터 세트는 13195개의 복강경 이미지로 구성됩니다. 각 해부학적 구조에 대해 픽셀 단위로 분할된 1,000개 이상의 이미지를 제공합니다. 주석은 단일 기관의 의미론적 분할과 11개 해부학적 구조 모두에 대한 세그먼트를 포함하는 하나의 다중 기관 분할 데이터 세트로 구성됩니다. 또한, 우리는 모든 단일 이미지에 대해 장기 존재에 대한 약한 주석을 제공합니다. 이 데이터 세트는 복강경 수술에서 컴퓨터 비전을 수술 데이터 과학에 적용할 수 있는 지평을 크게 확장하여 위험을 줄이고 인공 지능을 수술 실습으로 더 빠르게 전환하는 데 기여할 수 있습니다.

측정

복강경 수술

기술 유형

복강경 검사

요인 유형

복강경 이미지 내 해부학적 구조의 존재 및 위치

샘플 특성 - 유기체

현명한 사람

샘플 특성 - 환경

복부

샘플 특성 - 위치

복강

복강경 수술은 로봇 보조 수술뿐만 아니라 최소 침습 수술도 가능하게 하는 일반적으로 사용되는 기술이며 개복 수술에 비해 입원 기간 단축, 혈액 손실 감소, 빠른 회복, 수술 시력 향상, 특히 복강경 수술에 비해 여러 가지 장점이 있습니다. 로봇 수술, 수술 기구의 보다 직관적이고 정밀한 제어1,2. 한편, 인간의 주의는 이 엄청난 양의 정보를 실시간으로 처리할 수 없기 때문에 이미지에 포함된 많은 정보가 사용되지 않습니다. 또한 영상을 해석하기 위해서는 해부학적 지식과 의학적 경험이 필요합니다. 이 장벽은 인공 지능(AI) 기반 컴퓨터 기반 지원 기능 개발의 유망한 출발점을 나타냅니다.

AI의 사용으로 제공되는 빠르게 발전하는 방법과 기법, 보다 정확하게는 복강경 이미지 또는 비디오에서 기구, 장기 및 기타 해부학적 구조를 자동으로 인식함으로써 수술 절차를 보다 안전하고 시간 소모를 줄일 수 있는 잠재력이 있습니다3,4,5, 6. 오픈 소스 복강경 이미지 데이터 세트는 제한되어 있으며 Cholec807, LapGyn48, SurgAI9 또는 Heidelberg Colorectal Data Set10과 같은 기존 데이터 세트는 대부분 사용자가 관심 있는 구조가 이미지에 표시되는지 여부를 구별할 수 있는 이미지 수준 주석으로 구성됩니다. 특정 공간 위치와 모양에 대한 정보를 제공합니다. 그러나 이러한 픽셀별 주석은 수술 데이터 과학의 맥락에서 이미지 인식을 위한 다양한 기계 학습 작업에 필요합니다. 임상 환경에서 이러한 알고리즘은 상황에 따른 인식을 촉진하여 취약한 해부학적 구조를 보호하여 궁극적으로 수술 안전성을 높이고 합병증을 예방하는 것을 목표로 합니다.

이러한 AI 기반 보조 기능의 개발 및 임상 적용에 있어 주요 병목 현상 중 하나는 주석이 달린 복강경 이미지 데이터의 가용성입니다. 이러한 과제를 해결하기 위해 우리는 이미지의 각 픽셀에 대한 주석을 통해 특정 구조의 위치에 대한 정보를 제공하는 의미론적 분할을 제공합니다. 32개의 로봇 보조 직장 절제 또는 적출의 비디오 데이터를 기반으로 하는 이 데이터세트는 다양한 복강내 기관(결장, 간, 췌장, 소장, 비장, 위, 요관, 수포샘)을 표시하는 광범위하게 주석이 달린 복강경 이미지 총 13,195개를 제공합니다. 해부학적 구조(복벽, 하장간막동맥, 장정맥). 일반적인 복강경 장애물을 현실적으로 표현하기 위해 작거나 부분적으로 가려진 장기 부분, 모션 인공물, 불균일한 조명, 시야 내 연기 또는 혈액을 포함하여 다양한 수준의 장기 가시성을 제공합니다. 또한 데이터 세트에는 각 개별 이미지에 대한 장기 가시성에 대한 약한 레이블이 포함되어 있습니다.