論文の概要: Edge AI-Based Vein Detector for Efficient Venipuncture in the
Antecubital Fossa
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.18234v1
- Date: Fri, 27 Oct 2023 16:19:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-30 13:05:13.606621
- Title: Edge AI-Based Vein Detector for Efficient Venipuncture in the
Antecubital Fossa
- Title(参考訳): 眼窩部における高効率心室細動に対するエッジAIを用いた静脈検出装置
- Authors: Edwin Salcedo, Patricia Pe\~naloza
- Abstract要約: 我々は1008名の被験者から収集した2,016個のラベル付き画像のNIRに基づく新しい前腕静脈セグメンテーションデータセットを導入した。
第2に,患者眼窩部の静脈を特定できるU-Netアーキテクチャを提案する。
第三に、提案したアーキテクチャの圧縮バージョンが、ベスポークでポータブルな静脈ファインダ装置内に展開された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Assessing the condition and visibility of veins is a crucial step before
obtaining intravenous access in the antecubital fossa, which is a common
procedure to draw blood or administer intravenous therapies (IV therapies).
Even though medical practitioners are highly skilled at intravenous
cannulation, they usually struggle to perform the procedure in patients with
low visible veins due to fluid retention, age, overweight, dark skin tone, or
diabetes. Recently, several investigations proposed combining Near Infrared
(NIR) imaging and deep learning (DL) techniques for forearm vein segmentation.
Although they have demonstrated compelling results, their use has been rather
limited owing to the portability and precision requirements to perform
venipuncture. In this paper, we aim to contribute to bridging this gap using
three strategies. First, we introduce a new NIR-based forearm vein segmentation
dataset of 2,016 labelled images collected from 1,008 subjects with low visible
veins. Second, we propose a modified U-Net architecture that locates veins
specifically in the antecubital fossa region of the examined patient. Finally,
a compressed version of the proposed architecture was deployed inside a
bespoke, portable vein finder device after testing four common embedded
microcomputers and four common quantization modalities. Experimental results
showed that the model compressed with Dynamic Range Quantization and deployed
on a Raspberry Pi 4B card produced the best execution time and precision
balance, with 5.14 FPS and 0.957 of latency and Intersection over Union (IoU),
respectively. These results show promising performance inside a
resource-restricted low-cost device.
- Abstract(参考訳): 静脈の状態と可視性を評価することは、静脈窩への静脈内アクセスを得るための重要なステップであり、これは血液の採取や静脈内療法(IV療法)の一般的な手順である。
医療従事者は静脈内投与に熟練しているが、流体保持、年齢、体重過多、皮膚の色調、糖尿病などにより、視力の低い患者では治療に苦慮することが多い。
近年, 近赤外(NIR)イメージングと深部学習(DL)技術を組み合わせた前腕静脈セグメンテーションが提案されている。
彼らは説得力のある結果を示してきたが、その使用は移植性や精査を行うための精度の要求のため、かなり制限されている。
本稿では,このギャップを3つの戦略で橋渡しすることに貢献したい。
まず,1008名の被験者から収集した2,016個のラベル付き画像を用いたNIRを用いた前腕静脈セグメンテーションデータセットを提案する。
第2に, 検査患者の側頭窩領域に特異的な静脈を配置するu-netアーキテクチャの改良を提案する。
最後に,提案アーキテクチャの圧縮バージョンを,4つの共通組み込みマイクロコンピュータと4つの共通量子化モダリティを試験した後,ベーシックでポータブルな静脈ファインダ装置内に配置した。
実験の結果、このモデルがDynamic Range Quantizationで圧縮され、Raspberry Pi 4Bカードにデプロイされたことにより、それぞれ5.14 FPSと0.957のレイテンシとIoU(Intersection over Union)で実行時間と精度のバランスが得られた。
これらの結果は、リソース制限された低コストデバイス内で有望な性能を示す。
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