Predicting target vessel location on robot-assisted coronary artery bypass graft using CT to ultrasound registration
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Although robot-assisted coronary artery bypass grafting (RA-CABG) has gained more acceptance worldwide, its success still depends on the surgeon's experience and expertise, and the conversion rate to full sternotomy is in the order of 15%-25%. One of the reasons for conversion is poor pre-operative planning, which is based solely on pre-operative computed tomography (CT) images. In this paper, the authors propose a technique to estimate the global peri-operative displacement of the heart and to predict the intra-operative target vessel location, validated via both an in vitro and a clinical study. METHODS: As the peri-operative heart migration during RA-CABG has never been reported in the literatures, a simple in vitro validation study was conducted using a heart phantom. To mimic the clinical workflow, a pre-operative CT as well as peri-operative ultrasound images at three different stages in the procedure (Stage(0)-following intubation; Stage(1)-following lung deflation; and Stage(2)-following thoracic insufflation) were acquired during the experiment. Following image acquisition, a rigid-body registration using iterative closest point algorithm with the robust estimator was employed to map the pre-operative stage to each of the peri-operative ones, to estimate the heart migration and predict the peri-operative target vessel location. Moreover, a clinical validation of this technique was conducted using offline patient data, where a Monte Carlo simulation was used to overcome the limitations arising due to the invisibility of the target vessel in the peri-operative ultrasound images. RESULTS: For the in vitro study, the computed target registration error (TRE) at Stage(0), Stage(1), and Stage(2) was 2.1, 3.3, and 2.6 mm, respectively. According to the offline clinical validation study, the maximum TRE at the left anterior descending (LAD) coronary artery was 4.1 mm at Stage(0), 5.1 mm at Stage(1), and 3.4 mm at Stage(2). CONCLUSIONS: The authors proposed a method to measure and validate peri-operative shifts of the heart during RA-CABG. In vitro and clinical validation studies were conducted and yielded a TRE in the order of 5 mm for all cases. As the desired clinical accuracy imposed by this procedure is on the order of one intercostal space (10-15 mm), our technique suits the clinical requirements. The authors therefore believe this technique has the potential to improve the pre-operative planning by updating peri-operative migration patterns of the heart and, consequently, will lead to reduced conversion to conventional open thoracic procedures.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».