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基于YOLO算法的血管介入導絲檢測

作者: 李飛,張栩陽,梁世超,鄭軍,許尚棟,陳端端 
單位:1.北京理工大學生命學院2.首都醫(yī)科大學附屬北京安貞醫(yī)院心臟外科中心3.北京市心肺血管疾病研究所
關鍵詞: YOLO算法; 介入手術(shù); 導絲檢測; 多尺度檢測; 目標識別; 
分類號:
出版年·卷·期(頁碼):2023·42·4(341-347)
摘要:

目的 為醫(yī)生介入手術(shù)訓練時提供更加直觀的位置參考信息,設計了一種快速檢測導絲位置的方法。方法 以YOLO算法為基本框架,將視頻幀中的導絲頭端建模為單一檢測目標,通過優(yōu)化網(wǎng)格劃分尺度來實現(xiàn)準確的導絲實時檢測。本研究基于體外介入模擬操作平臺共采集50個視頻序列,從40個視頻中隨機收集8 000張獨立幀作為訓練樣本,基于10個完整視頻序列收集的1 960張獨立幀進行算法測試,以預測框與真實框交并比為檢測精度評價指標,并進一步分析非YOLO和YOLO方法在4個不同主動脈解剖區(qū)域的檢測魯棒性。結(jié)果 在12×20網(wǎng)格尺度和交并比大于0.5為預測準確的條件下,YOLO算法的導絲檢測的準確率達到了0.995 4,檢測幀率為333 fps。由于血管遮擋的干擾,非YOLO和YOLO方法在腹主動脈區(qū)域檢測精度有所下降,但基于YOLO的檢測方法能夠有效降低血管遮擋的影響。結(jié)論 基于YOLO算法能夠?qū)崿F(xiàn)更加精準的導絲檢測,且在不同主動脈區(qū)域均表現(xiàn)出具有良好的魯棒性,能夠為醫(yī)生介入手術(shù)訓練過程提供實時有效的視覺輔助。

參考文獻:

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