Needle Segmentation For Real-time Guidance of Minimally Invasive Procedures Using Handheld 2D Ultrasound Systems
Notice bibliographique
Résumé
<p><strong>Background</strong></p> <p>Accurate needle placement is crucial during minimally invasive procedures such as biopsies, regional anesthesia, and fluid aspiration. 2D Ultrasound is widely used for needle guidance during such procedures, however, it has a limited field-of-view and poor needle visibility for steep insertion angles. </p> <p><strong>Methods</strong></p> <p>In this work, we propose a novel machine learning (ML)-based method for real-time needle segmentation in handheld 2D ultrasound systems. The proposed method involves a fast and simple annotation technique allowing for the labeling of large datasets. It then utilizes the U-Net architecture which is modified to allow for easy integration into a handheld ultrasound system. Two datasets were used in this work, one consisting of B-mode ultrasound videos obtained from human tissue and the other consisting of videos and frames from chicken, porcine and bovine tissue. The model is trained on 1262 frames and evaluated on 209 frames. </p> <p><strong>Results</strong></p> <p>This approach achieves an Intersection Over Union (IoU) of 0.75 and a dice coefficient of 0.851 on frames obtained from human tissue. The model is integrated into the processing pipeline of a portable ultrasound system and achieves an overall processing speed of about 8 frames per second. The proposed approach outperforms state-of-the-art methods for needle segmentation while achieving real-time integration. This work is a step forward towards real-time needle guidance using machine learning-based algorithms in handheld ultrasound systems.</p>
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 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 | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».