論文の概要: BleedOrigin: Dynamic Bleeding Source Localization in Endoscopic Submucosal Dissection via Dual-Stage Detection and Tracking
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.15094v1
- Date: Sun, 20 Jul 2025 19:19:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-22 20:51:32.193558
- Title: BleedOrigin: Dynamic Bleeding Source Localization in Endoscopic Submucosal Dissection via Dual-Stage Detection and Tracking
- Title(参考訳): BleedOrigin:Dual-Stage Detection and Trackingによる内視鏡下粘膜郭清術における動的出血源の局在
- Authors: Mengya Xu, Rulin Zhou, An Wang, Chaoyang Lyu, Zhen Li, Ning Zhong, Hongliang Ren,
- Abstract要約: 内視鏡下粘膜下郭清術の術中出血は重要な危険因子である。
現在の人工知能(AI)法は主に出血領域のセグメンテーションに焦点を当てている。
BleedOrigin-Netは、ESDプロシージャにおける出血源ローカライゼーションのための新しい2段階検出追跡フレームワークである。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.907611589269706
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Intraoperative bleeding during Endoscopic Submucosal Dissection (ESD) poses significant risks, demanding precise, real-time localization and continuous monitoring of the bleeding source for effective hemostatic intervention. In particular, endoscopists have to repeatedly flush to clear blood, allowing only milliseconds to identify bleeding sources, an inefficient process that prolongs operations and elevates patient risks. However, current Artificial Intelligence (AI) methods primarily focus on bleeding region segmentation, overlooking the critical need for accurate bleeding source detection and temporal tracking in the challenging ESD environment, which is marked by frequent visual obstructions and dynamic scene changes. This gap is widened by the lack of specialized datasets, hindering the development of robust AI-assisted guidance systems. To address these challenges, we introduce BleedOrigin-Bench, the first comprehensive ESD bleeding source dataset, featuring 1,771 expert-annotated bleeding sources across 106,222 frames from 44 procedures, supplemented with 39,755 pseudo-labeled frames. This benchmark covers 8 anatomical sites and 6 challenging clinical scenarios. We also present BleedOrigin-Net, a novel dual-stage detection-tracking framework for the bleeding source localization in ESD procedures, addressing the complete workflow from bleeding onset detection to continuous spatial tracking. We compare with widely-used object detection models (YOLOv11/v12), multimodal large language models, and point tracking methods. Extensive evaluation demonstrates state-of-the-art performance, achieving 96.85% frame-level accuracy ($\pm\leq8$ frames) for bleeding onset detection, 70.24% pixel-level accuracy ($\leq100$ px) for initial source detection, and 96.11% pixel-level accuracy ($\leq100$ px) for point tracking.
- Abstract(参考訳): 内視鏡下粘膜下郭清術 (ESD) の術中出血は著明なリスクを伴い, 出血源の精密かつリアルタイムな局所化と連続的モニタリングが望まれる。
特に、内科医は血液を浄化するために繰り返し流し込まなければならないため、手術を延長し患者のリスクを高める非効率なプロセスである出血源を特定できるのはミリ秒のみである。
しかし、現在のAI(Artificial Intelligence)手法は主に出血領域のセグメンテーションに重点を置いており、難易度の高いESD環境において正確な出血源の検出と時間追跡の要点を見落としている。
このギャップは、専門的なデータセットの欠如によって拡大され、堅牢なAI支援ガイダンスシステムの開発を妨げる。
これらの課題に対処するために、44のプロシージャから106,222のフレームに1,771人の専門家がアノテートした出血源を39,755の擬似ラベルのフレームで補足した、最初の包括的なESD出血源データセットであるBleedOrigin-Benchを紹介した。
このベンチマークは8つの解剖学的部位と6つの難しい臨床シナリオをカバーする。
我々はまた、ESDプロシージャにおける出血源位置決めのための新しい2段階検出追跡フレームワークであるBleedOrigin-Netを紹介し、出血発生検出から連続空間追跡までの完全なワークフローに対処する。
広範に使われているオブジェクト検出モデル(YOLOv11/v12)、多モーダルな大言語モデル、点追跡手法を比較した。
大規模な評価は最先端のパフォーマンスを示し、出血のオンセット検出には96.85%のフレームレベル精度(\pm\leq8$ frames)、初期ソース検出には70.24%のピクセルレベル精度(\leq100$ px)、ポイントトラッキングには96.11%のピクセルレベル精度(\leq100$ px)を達成している。
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