A systematic review on artificial intelligence in robot-assisted surgery
Notice bibliographique
Résumé
Background Despite the extensive published literature on the significant potential of artificial intelligence (AI) there are no reports on its efficacy in improving patient safety in robot-assisted surgery (RAS). The purposes of this work are to systematically review the published literature on AI in RAS, and to identify and discuss current limitations and challenges. Materials and methods A literature search was conducted on PubMed, Web of Science, Scopus, and IEEExplore according to PRISMA 2020 statement. Eligible articles were peer-review studies published in English language from January 1, 2016 to December 31, 2020. Amstar 2 was used for quality assessment. Risk of bias was evaluated with the Newcastle Ottawa Quality assessment tool. Data of the studies were visually presented in tables using SPIDER tool. Results Thirty-five publications, representing 3436 patients, met the search criteria and were included in the analysis. The selected reports concern: motion analysis (n = 17), urology (n = 12), gynecology (n = 1), other specialties (n = 1), training (n = 3), and tissue retraction (n = 1). Precision for surgical tools detection varied from 76.0% to 90.6%. Mean absolute error on prediction of urinary continence after robot-assisted radical prostatectomy (RARP) ranged from 85.9 to 134.7 days. Accuracy on prediction of length of stay after RARP was 88.5%. Accuracy on recognition of the next surgical task during robot-assisted partial nephrectomy (RAPN) achieved 75.7%. Conclusion The reviewed studies were of low quality. The findings are limited by the small size of the datasets. Comparison between studies on the same topic was restricted due to algorithms and datasets heterogeneity. There is no proof that currently AI can identify the critical tasks of RAS operations, which determine patient outcome. There is an urgent need for studies on large datasets and external validation of the AI algorithms used. Furthermore, the results should be transparent and meaningful to surgeons, enabling them to inform patients in layman’s words. Registration Review Registry Unique Identifying Number: reviewregistry1225. Highlights Several limitations and technical issues were found in the reviewed published studies. There is no proof that currently AI can recognize critical tasks of RAS operations. Studies on large datasets together with external validation of AI algorithms are needed. More transparent results are needed, which are meaningful to surgeons in future publications on AI. A glossary and an appendix for better understanding of the AI terms have been added.
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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 | 0,015 | 0,068 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,007 | 0,007 |
| Bibliométrie | 0,013 | 0,012 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,004 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
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 ».