Similarity metrics for surgical process models

Autor: Frank Loebe, Pierre Jannin, Thomas Neumuth
Přispěvatelé: Innovation Center Computer Assisted Surgery (ICCAS), Universität Leipzig, Department of Computer Science [Leipzig], Institute for Medical Informatics, Statistics and Epidemiology [Leipzig] (IMISE), Vision, Action et Gestion d'informations en Santé (VisAGeS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Traitement du Signal et de l'Image (LTSI), Université de Rennes (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Universität Leipzig [Leipzig], CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Rok vydání: 2012
Předmět:
Models
Anatomic

Process modeling
Computer science
Medicine (miscellaneous)
02 engineering and technology
computer.software_genre
MESH: Models
Anatomic

Field (computer science)
Workflow
MESH: Weights and Measures
030218 nuclear medicine & medical imaging
0302 clinical medicine
[INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing
Task Performance and Analysis
0202 electrical engineering
electronic engineering
information engineering

Decision Making
Computer-Assisted

Weights and measures
MESH: Decision Making
Computer-Assisted

MESH: Reproducibility of Results
Surgical process model
Surgery
Computer-Assisted

computer-assisted
MESH: Educational Measurement
[SDV.IB]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering
020201 artificial intelligence & image processing
Clinical Competence
MESH: Clinical Competence
Data mining
[SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Predictive validity
Process (engineering)
MESH: Workflow
Set (abstract data type)
03 medical and health sciences
MESH: Computer Simulation
Similarity (network science)
Artificial Intelligence
Humans
Computer Simulation
MESH: Humans
Reproducibility of Results
MESH: Task Performance and Analysis
MESH: Medical Informatics
Learning curve
Surgery
MESH: Surgery
Computer-Assisted

Educational Measurement
Decision making
computer
Medical Informatics
Zdroj: Artificial Intelligence in Medicine
Artificial Intelligence in Medicine, 2012, 54 (1), pp.15-27. ⟨10.1016/j.artmed.2011.10.001⟩
Artificial Intelligence in Medicine, Elsevier, 2012, 54 (1), pp.15-27. ⟨10.1016/j.artmed.2011.10.001⟩
ISSN: 0933-3657
DOI: 10.1016/j.artmed.2011.10.001
Popis: International audience; OBJECTIVE: The objective of this work is to introduce a set of similarity metrics for comparing surgical process models (SPMs). SPMs are progression models of surgical interventions that support quantitative analyses of surgical activities, supporting systems engineering or process optimization. METHODS AND MATERIALS: Five different similarity metrics are presented and proven. These metrics deal with several dimensions of process compliance in surgery, including granularity, content, time, order, and frequency of surgical activities. The metrics were experimentally validated using 20 clinical data sets each for cataract interventions, craniotomy interventions, and supratentorial tumor resections. The clinical data sets were controllably modified in simulations, which were iterated ten times, resulting in a total of 600 simulated data sets. The simulated data sets were subsequently compared to the original data sets to empirically assess the predictive validity of the metrics. RESULTS: We show that the results of the metrics for the surgical process models correlate significantly (p
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