Hands Collaboration Evaluation for Surgical Skills Assessment: An Information Theoretical Approach
Notice bibliographique
Résumé
Bimanual tasks, where the brain must simultaneously control and plan the movements of both hands, such as needle passing and tissue cutting, commonly exist in surgeries, e.g., robot-assisted minimally invasive surgery. In this study, we present a novel approach for quantifying the quality of hands coordination and correspondence in bimanual tasks by utilizing information theory concepts to build a mathematical framework for measuring the collaboration strength between the two hands. The introduced method makes no assumption about the dynamics and couplings within the robotic platform, executive task, or human motor control. We implemented the proposed approach on MEELS and JIGSAWS datasets, corresponding to conventional minimally invasive surgery (MIS) and robot-assisted MIS, respectively. We analyzed the advantages of hands collaboration features in the skills assessment and style recognition of robotic surgery tasks. Furthermore, we demonstrated that incorporating intuitive domain knowledge of bimanual tasks potentially paves the way for other complex applications, including, but not limited to, autonomous surgery with a high level of model explainability and interpretability. Finally, we presented preliminary results to argue that incorporating hands collaboration features in deep learning-based classifiers reduces uncertainty, improves accuracy, and enhances the out-of-distribution robustness of the final model.
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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 | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| 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 ».