H-Net: A Multitask Architecture for Simultaneous 3D Force Estimation and Stereo Semantic Segmentation in Intracardiac Catheters
Notice bibliographique
Résumé
The success rate of catheterization procedures is closely linked to the sensory data provided to the surgeon. Vision-based deep learning models can deliver both tactile and visual information in a sensor-free manner, while also being cost-effective to produce. Given the complexity of these models for devices with limited computational resources, research has focused on force estimation and catheter segmentation separately. However, there is a lack of a comprehensive architecture capable of simultaneously segmenting the catheter from two different angles and estimating the applied forces in 3D. To bridge this gap, this work proposes a novel, lightweight, multi-input, multi-output encoder-decoder-based architecture. It is designed to segment the catheter from two points of view and concurrently measure the applied forces in the <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$x$</tex-math></inline-formula>, <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$y$</tex-math></inline-formula>, and <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$z$</tex-math></inline-formula> directions. This network processes two simultaneous X-Ray images, intended to be fed by a biplane fluoroscopy system, showing a catheter's deflection from different angles. It uses two parallel sub-networks with shared parameters to output two segmentation maps corresponding to the inputs. Additionally, it leverages stereo vision to estimate the applied forces at the catheter's tip in 3D. The architecture features two input channels, two classification heads for segmentation, and a regression head for force estimation through a single end-to-end architecture. The output of all heads was assessed and compared with the literature, demonstrating state-of-the-art performance in both segmentation and force estimation. To the best of the authors' knowledge, this is the first time such a model has been proposed.
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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 ».