[發(fā)明專(zhuān)利]基于深度學(xué)習(xí)的腸鏡下潰瘍性結(jié)腸炎輔助診斷系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811431014.3
• 申請(qǐng)日: 2018-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109447987A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于紅剛;胡珊;張軍;安萍;吳練練
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢大學(xué)人民醫(yī)院（湖北省人民醫(yī)院）
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/00;G06T7/73;G16H30/20;G16H50/20
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魏波

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于深度學(xué)習(xí)的腸鏡下潰瘍性結(jié)腸炎輔助診斷系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括腸鏡圖像自動(dòng)采集子系統(tǒng)、客戶(hù)端、服務(wù)端和數(shù)據(jù)庫(kù)；腸鏡圖像自動(dòng)采集子系統(tǒng)用于采集腸鏡圖像；客戶(hù)端用于將腸鏡圖像自動(dòng)采集子系統(tǒng)采集的腸鏡圖像上傳給服務(wù)端，判斷圖像是否合格、圖片是否包含潰瘍性結(jié)腸炎判別；并接收和顯示服務(wù)端反饋的分析結(jié)果。數(shù)據(jù)庫(kù)，用于保存訓(xùn)練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的樣本集、采集的保腸鏡圖像、分析輸出的信息。本發(fā)明利用圖像識(shí)別技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)內(nèi)鏡視頻，自動(dòng)采集包含重點(diǎn)器官部位和可疑病灶區(qū)域的影像，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)圖像進(jìn)行自動(dòng)圖像篩選，能夠從全局視頻中提取最有價(jià)值圖像，為醫(yī)生診斷提供更可靠、高效的支持。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種醫(yī)療內(nèi)窺鏡影像識(shí)別系統(tǒng)及方法，具體涉及一種基于深度學(xué)習(xí)的腸鏡下潰瘍性結(jié)腸炎輔助診斷系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著深度學(xué)習(xí)算法不斷發(fā)展、日益成熟，已經(jīng)逐步用于醫(yī)療影像分析領(lǐng)域。內(nèi)窺鏡影像是醫(yī)生分析病人消化道疾病的重要依據(jù)，近年來(lái)開(kāi)發(fā)出了多種利用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)病灶的篩選、診斷方法在目前有關(guān)腸鏡診斷系統(tǒng)在臨床上具有重要意義。

潰瘍性結(jié)腸炎是結(jié)腸黏膜層和黏膜下層連續(xù)性炎癥，其腸鏡下表現(xiàn)呈連續(xù)性、彌漫性分布，黏膜表面充血糜爛，多從直腸開(kāi)始，逐漸累及全結(jié)腸。潰瘍性結(jié)腸炎與腸結(jié)核、缺血性結(jié)腸炎、嗜酸性細(xì)胞腸炎、淋巴瘤等疾病在內(nèi)鏡下表現(xiàn)非常相似，因而給潰瘍性結(jié)腸炎的診斷帶來(lái)很大困難。另外，臨床醫(yī)師在內(nèi)鏡操作中依據(jù)自己經(jīng)驗(yàn)對(duì)可疑病灶區(qū)域的判斷，并將圖像抓取下來(lái)保存到內(nèi)鏡報(bào)告系統(tǒng)中，再由診斷醫(yī)生根據(jù)這些抓取的影像出具診斷報(bào)告。腸鏡檢查退鏡觀察時(shí)間通常只有6～7分鐘，受制于操作醫(yī)師的工作狀態(tài)、經(jīng)驗(yàn)影響，容易出現(xiàn)將重點(diǎn)病變部位漏掉情況，這將導(dǎo)致臨床醫(yī)生對(duì)病變無(wú)法做出全面準(zhǔn)確的評(píng)估。

目前公開(kāi)的相關(guān)腸鏡輔助系統(tǒng)及方法，只關(guān)注如何識(shí)別已經(jīng)由操作醫(yī)師采集的圖像中，是否包含病灶及如何提高對(duì)單張目標(biāo)潰瘍性結(jié)腸炎圖像識(shí)別的精度，并未能考慮自動(dòng)采集最有價(jià)值影像及防止檢查盲點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決傳統(tǒng)腸鏡報(bào)告系統(tǒng)依賴(lài)人工采圖，容易出現(xiàn)部位檢查盲點(diǎn)和可疑病灶區(qū)域漏掉的問(wèn)題，利用圖像識(shí)別技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)內(nèi)鏡視頻，自動(dòng)采集包含重點(diǎn)器官部位和可疑病灶區(qū)域的影像，并按照加權(quán)算法全局擇優(yōu)之后，保存到腸鏡報(bào)告系統(tǒng)中。

本發(fā)明的系統(tǒng)所采用的技術(shù)方案是：一種基于深度學(xué)習(xí)的腸鏡下潰瘍性結(jié)腸炎輔助診斷系統(tǒng)，其特征在于：包括腸鏡圖像自動(dòng)采集子系統(tǒng)、客戶(hù)端、服務(wù)端和數(shù)據(jù)庫(kù)；

所述腸鏡圖像自動(dòng)采集子系統(tǒng)用于采集腸鏡圖像；

所述客戶(hù)端用于將腸鏡圖像自動(dòng)采集子系統(tǒng)采集的腸鏡圖像上傳給所述服務(wù)端，判斷圖像是否合格和圖片是否包含潰瘍性結(jié)腸炎判別；并接收和顯示所述服務(wù)端反饋的分析結(jié)果。

所述數(shù)據(jù)庫(kù)，用于保存訓(xùn)練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的樣本集、保存腸鏡圖像自動(dòng)采集子系統(tǒng)用于采集腸鏡圖像、保存所述采集報(bào)告輸出模塊輸出的信息。

本發(fā)明的方法所采用的技術(shù)方案是：一種基于深度學(xué)習(xí)的腸結(jié)核輔助診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：圖像預(yù)處理模塊，接收腸鏡圖像自動(dòng)采集子系統(tǒng)采集的腸鏡圖像，對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，然后送到卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行識(shí)別；

步驟2：卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊依次調(diào)用圖像合格性判別模型、圖片是否包含潰瘍性結(jié)腸炎判別模型，判斷預(yù)處理后的圖像是否合格和圖片是否包含潰瘍性結(jié)腸炎判別；并將識(shí)別結(jié)果返回給圖像展示模塊；

步驟3：圖像展示模塊接收步驟2返回的識(shí)別結(jié)果，并顯示在圖像展示模塊上；

步驟4：采集報(bào)告輸出模塊，記錄所述卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的每一次的判別結(jié)果，當(dāng)本次腸鏡檢查完成之后，按照置信度和圖片質(zhì)量排序，輸出闌尾開(kāi)口、回盲瓣部位的圖像和N張包含可疑潰瘍性結(jié)腸炎的圖像。