EVALUASI KINERJA MODEL YOLOV8 UNTUK DETEKSI OBJEK KECIL PADA ALAT BEDAH DENGAN DUKUNGAN AUGMENTASI ROBOFLOW

Authors

  • Nurul Burhan STMIK IKMI Cirebon, Indonesia
  • Odi Nurdiawan STMIK IKMI Cirebon, Indonesia
  • Arif Rinaldi Dikananda STMIK IKMI Cirebon, Indonesia
  • Raditya Danar Dana STMIK IKMI Cirebon, Indonesia
  • Ade Rizki Rinaldi STMIK IKMI Cirebon, Indonesia

Keywords:

YOLOv8, Deteksi Alat Bedah Kecil, Roboflow, Preprocessing, Dataset Publik

Abstract

Deteksi alat bedah secara otomatis di ruang operasi berpotensi meningkatkan keselamatan pasien dan efisiensi kerja tim medis, namun deteksi alat berukuran kecil masih menantang karena ukuran objek yang hanya mencakup sedikit piksel, occlusion, pantulan alat, serta ketidakseimbangan kelas pada dataset publik. Penelitian ini bertujuan merancang, mengimplementasikan, dan mengevaluasi model deteksi alat bedah kecil berbasis YOLOv8 dengan dukungan preprocessing dari platform Roboflow. Dataset yang digunakan adalah Surgical Tools Detection dari Roboflow, kemudian diverifikasi anotasinya dan diproses melalui augmentasi seperti resizing ke 640×640 piksel, flipping, serta penyesuaian exposure untuk memperkaya variasi data. Dataset dibagi menjadi train (70%), validasi (20%), dan test (10%) agar evaluasi objektif. Pelatihan dilakukan menggunakan Ultralytics YOLOv8 pada lingkungan komputasi GPU, dengan pemilihan bobot terbaik berdasarkan performa validasi. Evaluasi akhir pada data uji memakai metrik precision, recall, dan mean Average Precision (mAP). Hasil menunjukkan model mencapai precision 89,3%, recall 86,7%, dan mAP50 91,5%, menandakan YOLOv8 yang dipadukan dengan preprocessing Roboflow mampu mendeteksi alat bedah kecil secara akurat dan cukup stabil untuk skenario real-time simulatif. Temuan ini menegaskan pentingnya pipeline end-to-end yang terstruktur dan augmentasi berbasis domain untuk meningkatkan kinerja small object detection pada citra bedah.

References

F. Ali et al., “Deep learning for surgical instrument recognition and segmentation in robotic-assisted surgeries : a systematic review,” 2025.

L. Wiese, R. M. Khameneh, and A. Schreiber, “Detection of surgical instruments based on synthetic training data,” Computers, vol. 14, no. 2, p. 69, 2025, doi: 10.3390/computers14020069.

F. A. Ahmed, “Deep learning for surgical instrument recognition and segmentation in robotic-assisted surgeries: A systematic review,” Artif. Intell. Rev., vol. 58, no. 1, 2024, doi: 10.1007/s10462-024-10979-w.

F. Hermens, “Automatic object detection for behavioural research using YOLOv8,” Behav. Res. Methods, vol. 56, pp. 7307–7330, 2024, doi: 10.3758/s13428-024-02420-5.

K. H. Kim, H.-W. Koo, and B.-J. Lee, “Deep learning-based localization and orientation estimation of pedicle screws in spinal fusion surgery,” Korean J. Neurotrauma, 2024, doi: 10.13004/kjnt.2024.20.e17.

G. Yao, “HP-YOLOv8 : High-Precision Small Object Detection Algorithm,” 2024.

M. Rodrigues, M. Mayo, and P. Patros, “Multi-camera surgical tool detection under heavy occlusion,” Expert Syst. Appl., vol. 206, p. 117847, 2022.

K. Maharana and L. Dey, “Data pre-processing and data augmentation techniques,” Complex Intell. Syst., vol. 8, no. 6, pp. 3009–3033, 2022, doi: 10.1007/s40747-021-00496-3.

Y. Li, F. Chen, and S. Wang, “Scale normalization strategies for improving small object detection in medical imaging,” Comput. Methods Programs Biomed., vol. 234, p. 107498, 2023, doi: 10.1016/j.cmpb.2023.107498.

Z. Feng, S. Wang, T. Zhao, and X. Zeng, “Revisiting object detection metrics for small objects in complex environments,” Pattern Recognit., vol. 145, p. 109915, 2023.

G. Jocher, A. Chaurasia, and J. Qiu, “YOLOv8: State-of-the-art real-time object detection and segmentation,” 2023. [Online]. Available: https://docs.ultralytics.com

J. Tian, Q. Jin, Y. Wang, J. Yang, and S. Zhang, “Performance analysis of deep learning-based object detection algorithms,” J. Eng. Appl. Sci., vol. 71, p. 76, 2024, doi: 10.1186/s44147-024-00411-z.

D. Kitaguchi, “International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery,” Int. J. Comput. Assist. Radiol. Surg., 2022, doi: 10.1007/s11548-022-02637-9.

Downloads

Published

2026-02-28

Citation Check