[發(fā)明專利]用于診斷腸胃腫瘤的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980025246.5
• 申請(qǐng)日: 2019-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112041912A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許志仲;李宗錞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美商史柯比人工智慧股份有限公司
• 主分類號(hào): G09B23/28
• 分類號(hào): G09B23/28;G16H50/20;G06N3/04
• 代理公司: 隆天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 石海霞;王曉璐

一種于內(nèi)視鏡檢查系統(tǒng)中診斷胃腸道腫瘤或病理的系統(tǒng)及方法，該內(nèi)視鏡檢查系統(tǒng)包含用于顯示圖像增強(qiáng)內(nèi)視鏡(IEE)圖像的一內(nèi)視鏡系統(tǒng)顯示器。該方法包含借由一對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)(AN)隨機(jī)生成具有或不具有癌癥區(qū)域的訓(xùn)練圖像樣本，該對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)包含收集內(nèi)視鏡訓(xùn)練圖像(T1)并使用來(lái)自一生成分段地圖的該AN中的一生成器，自動(dòng)生成一逼真的IEE圖像作為一新的訓(xùn)練圖像樣本(T2)；使用一預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(L1PN)從該所收集的T1及該T2，學(xué)習(xí)一1級(jí)預(yù)測(cè)結(jié)果，該1級(jí)預(yù)測(cè)結(jié)果為一IEE圖像的一癌變概率；使用一預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(L2PN)學(xué)習(xí)一2級(jí)預(yù)測(cè)結(jié)果，該2級(jí)預(yù)測(cè)結(jié)果為一IEE圖像所偵測(cè)到的癌變區(qū)域；及使用該L1PN及該L2PN并且不使用AN，預(yù)測(cè)IEE圖像的該1級(jí)結(jié)果及該2級(jí)結(jié)果。

相關(guān)申請(qǐng)

此申請(qǐng)案請(qǐng)求于2018年2月12日提交的美國(guó)專利臨時(shí)申請(qǐng)案第62/629,600號(hào)的優(yōu)先權(quán)權(quán)利，該專利申請(qǐng)案的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

所揭露的技術(shù)系關(guān)于內(nèi)視鏡檢查，更具體而言，系關(guān)于借由內(nèi)視鏡檢查早期診斷及偵測(cè)早期胃癌(及其他胃腸道癌癥)。

背景技術(shù)

借由內(nèi)視鏡檢查診斷胃腸道(GI)癌癥的需求正在增加，但僅有有限數(shù)量的、富有經(jīng)驗(yàn)的內(nèi)視鏡檢查醫(yī)生可偵測(cè)到并且不會(huì)錯(cuò)過(guò)病變(尤其是早期癌癥)。因此，計(jì)算機(jī)輔助診斷，經(jīng)由深度學(xué)習(xí)的進(jìn)步，比傳統(tǒng)的圖像特征分析方法(在一些研究中，約50-70％的水平))顯著提高準(zhǔn)確性/敏感性/特異性表現(xiàn)(高達(dá)95％的水平)，可幫助醫(yī)生進(jìn)行內(nèi)視鏡檢查，以診斷及偵測(cè)早期胃腸癌。

已發(fā)現(xiàn)使用預(yù)定圖像特征診斷早期胃癌的習(xí)知圖像分析方法僅達(dá)成在約50-70％的范圍內(nèi)的準(zhǔn)確性、靈敏度及特異性。

發(fā)明內(nèi)容

該技術(shù)的系統(tǒng)與方法各自具有若干態(tài)樣，其中沒(méi)有一個(gè)態(tài)樣單獨(dú)負(fù)責(zé)其期望的屬性。在不限制本發(fā)明范圍的情況下，現(xiàn)將簡(jiǎn)要探討一些態(tài)樣。

在該發(fā)展的一個(gè)態(tài)樣中，存在一種在內(nèi)視鏡檢查系統(tǒng)中診斷胃腸腫瘤或病理的方法，該內(nèi)視鏡系統(tǒng)包含用于顯示圖像增強(qiáng)內(nèi)視鏡(IEE)圖像的內(nèi)視鏡系統(tǒng)顯示器，該方法包括以下步驟：借由對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)(AN)生成具有或不具有癌癥區(qū)域的訓(xùn)練圖像樣本，包括收集內(nèi)視鏡訓(xùn)練圖像(T1)；根據(jù)相應(yīng)分段地圖(S1)將訓(xùn)練圖像劃分為訓(xùn)練正常區(qū)塊以及訓(xùn)練癌變(cancerous)區(qū)塊；使用來(lái)自訓(xùn)練癌變區(qū)塊的癌變生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)(CGAN)，學(xué)習(xí)自動(dòng)生成癌變區(qū)塊；使用來(lái)自訓(xùn)練正常區(qū)塊的正常生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)(NGAN)，學(xué)習(xí)自動(dòng)生成正常IEE圖像區(qū)塊；隨機(jī)生成分段地圖(S2)，分段地圖(S2)包括基于自動(dòng)生成的癌變區(qū)塊及自動(dòng)生成的正常IEE圖像區(qū)塊之黑白圖像，其中任何白色像素表示癌變區(qū)域，并且其中分段地圖可僅有黑色像素，其為無(wú)癌癥的表示；使用來(lái)自被生成之分段地圖之AN中的生成器網(wǎng)絡(luò)，學(xué)習(xí)自動(dòng)生成逼真的IEE圖像作為新的訓(xùn)練圖像樣本(T2)；使用1級(jí)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(L1PN)，學(xué)習(xí)1級(jí)預(yù)測(cè)結(jié)果，1級(jí)預(yù)測(cè)結(jié)果為來(lái)自所收集的T1及T2之IEE圖像的癌變概率，其中T2由AN生成；使用2級(jí)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(L2PN)，學(xué)習(xí)2級(jí)預(yù)測(cè)結(jié)果，2級(jí)預(yù)測(cè)結(jié)果為來(lái)自所收集的T1及T2之IEE圖像所偵測(cè)到的癌變區(qū)域，其中T2由AN生成；及使用L1PN及L2PN并且不使用AN，預(yù)測(cè)IEE圖像的1級(jí)結(jié)果及2級(jí)結(jié)果。

IEE圖像可包含放大的窄頻影像技術(shù)、細(xì)胞內(nèi)視顯微鏡、i-SCAN、柔性光譜成像顏色增強(qiáng)、藍(lán)色激光成像及亮激光成像中的至少一種。分段地圖(S1)可包括參考標(biāo)準(zhǔn)(groundtruth)。參考標(biāo)準(zhǔn)可能由醫(yī)師標(biāo)記。該方法還可包括以下步驟：基于所收集的內(nèi)視鏡訓(xùn)練圖像，生成附加訓(xùn)練圖像，該生成步驟包括：旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)所收集的內(nèi)視鏡訓(xùn)練圖像以創(chuàng)建一個(gè)或更多個(gè)增強(qiáng)訓(xùn)練圖像；提供分辨率大于所收集的內(nèi)視鏡訓(xùn)練圖像的引導(dǎo)分段地圖；隨機(jī)裁剪引導(dǎo)分段地圖，以獲得分辨率等于所收集的內(nèi)視鏡訓(xùn)練圖像分辨率的子地圖；并且將子地圖與每個(gè)增強(qiáng)的訓(xùn)練圖像重迭(multiplying)，以便產(chǎn)生額外的訓(xùn)練圖像。2級(jí)預(yù)測(cè)結(jié)果之所偵測(cè)到的癌變區(qū)域可為像素級(jí)別的分辨率。