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医用画像認識arXiv:2606.22124

基盤表現を用いた文脈学習による手術解剖認識

Surgical Anatomy Recognition with Context Learning using Foundation Representations

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手術映像における解剖構造の正確な認識を目的とし、大規模データセットATLAS-120kと、基盤モデルの埋め込みと軽量な時間推論を組み合わせたモデルATLASを提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 低侵襲手術(MIS)における解剖構造認識を高度化するデータセットとモデルを提案。 - ATLAS-120k: 100本の手術動画、14手技、腹腔鏡・ロボット支援を含む12万フレーム超のクリップ単位セマンティックセグメンテーションデータセット。 - ATLAS: 手術解剖認識に特化したビデオセマンティックセグメンテーションモデル。 - データセット・モデル・アノテーションプラットフォームを公開。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の手術コンピュータビジョンは自然画像向け手法が中心で、注釈データ不足と解剖認識の検討不足があった。 - 大規模で多様な手技・モダリティをカバーするATLAS-120kを構築。 - 物体追跡を重視する従来法と異なり、手技種別・手術フェーズ・短期視覚記憶などの文脈手がかりを活用。 - 時間的一貫性とリアルタイム性を両立。

3. 技術・手法の肝は?

- 基盤モデル(foundation-model)の埋め込みを利用。 - 軽量な時間推論(lightweight temporal reasoning)を組み合わせ、文脈情報を統合。 - 文脈手がかり: 手技種別、手術フェーズ、短期視覚記憶。 - アノテーションは専門家手動ラベリング、自動伝播、反復改良、外科医検証を統合したスケーラブルなパイプラインで作成。

4. どうやって有効だと検証した?

- 要旨からは不明(具体的な評価指標や比較実験の記述なし)。 - データセットは専門家検証済みで高品質と主張。 - モデルは時間的一貫性とリアルタイム性を維持すると述べるが、定量的検証は要旨に記載なし。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明(限界や議論の記述なし)。 - 臨床応用可能なガイダンスシステムへの基盤としての意義を主張。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究は明示されていない。 - 関連手法として、手術ビデオセマンティックセグメンテーション、物体追跡ベースの手術シーン理解、基盤モデル(foundation model)を用いた医療画像解析、手術フェーズ認識に関する研究が挙げられる。 - 具体的な論文名は要旨からは不明。

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Ronald L. P. D. de Jong, Tim J. M. Jaspers, Raf A. H. Vervoort, Aron F. H. A. Bakker, Yiping Li, Jip L. Tolenaar, Jelle P. Ruurda, Willem M. Brinkman, Josien P. W. Pluim, Marcel Breeuwer, Daan de Geus, Fons van der Sommen

分類: cs.CV

原文アブストラクト

Accurate recognition of anatomical structures is essential for safe and effective minimally invasive surgery (MIS), yet it remains underexplored in surgical computer vision due to limited annotated data and methods tailored primarily to natural scenes. In this work, we present a combined dataset and model framework to advance anatomy-aware perception in MIS. First, we introduce ATLAS-120k, a large-scale clip-level semantic segmentation dataset comprising over 120,000 annotated frames from 100 surgical videos spanning 14 procedures and multiple modalities, including laparoscopic and robot-assisted surgery. The dataset captures substantial procedural variability and was created using a scalable annotation pipeline that integrates expert manual labeling, automated propagation, iterative refinement, and surgeon verification to ensure high-quality annotations. Second, we propose ATLAS (Anatomy Recognition with Context Learning using Foundation Representations), a video semantic segmentation model specifically designed for surgical anatomy recognition. Unlike conventional approaches that emphasize object tracking, ATLAS leverages foundation-model embeddings together with lightweight temporal reasoning to incorporate contextual cues such as procedure type, surgical phase, and short-term visual memory. This design enables temporally consistent and accurate predictions while maintaining real-time feasibility. Together, the dataset and model establish a practical foundation for robust surgical scene understanding and support the development of clinically applicable guidance systems for minimally invasive surgery. The models, dataset annotations and annotation platform are publicly available at: https://github.com/TimJaspers0801/ATLAS.

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