[發明專利]基于兩通道卷積神經網絡的腸鏡退鏡超速占比監測方法

在審

• 申請號: 202010620052.4
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111754503A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 李超;張闊;劉奇為;胡珊
• 申請（專利權）人: 武漢楚精靈醫療科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 劉寧

本發明涉及醫療輔助技術領域，具體為基于兩通道卷積神經網絡的腸鏡退鏡超速占比監測方法，包括S1、構建兩通道卷積神經網絡，并用訓練樣本集對其進行訓練，得到計算圖像相似度的模型1；S2、將腸鏡檢查的實時視頻解碼為圖像，利用模型1對當前幀圖像與其前面的i幀圖像的相似度分別進行計算得到i個相似系數S_i，計算當前時間點腸鏡的加權相似系數，并轉換為腸鏡退鏡速度；S3、將當前時間點腸鏡檢查速度Vi大于標準速度的圖像記為超速幀，統計超速占比。本發明采用兩通道卷積神經網絡來計算腸鏡圖像的相似系數，計算腸鏡速度，并統計當前腸鏡超速的百分比。可以利用圖像的全部特征，不損失圖像信息，準確度高且抗干擾能力強。

技術領域

本發明涉及醫療輔助技術領域，具體為基于兩通道卷積神經網絡的腸鏡退鏡超速占比監測方法。

背景技術

腸鏡檢查是發現結直腸息肉、腫瘤等下消化道病變最常見的檢查方法。腸鏡退鏡時間是指在結腸鏡檢查過程中，從進鏡到達盲腸開始到退鏡至肛管之間的實際時間，減去行染色檢查或取活檢等額外操作的時間。研究表明，隨著退鏡時間的延長，腸鏡檢查患者的息肉檢出率、腺瘤檢出率以及平均每個受檢者的息肉發現數目明顯增加。因此，各國的腸鏡操作指南中，均將退鏡時間做為重要的質量控制指標。美國指南建議結腸鏡退鏡時間為6-10min，2015年《中國早期結直腸癌篩查及內鏡診治指南》建議的退鏡時間應不少于6min。然而，盡管指南對退鏡時間進行了明確的規范，在實際的臨床實踐中，由于缺乏有效監管和實用的監督工具，加上我國病人數量龐大，內鏡檢查質量往往達不到指南規定的標準。一項研究表明，結腸鏡檢查退鏡時間大部分在2-6分鐘，和指南的規定有較大差距，嚴重影響我國患者的生命健康。因此，在如何在已有技術條件下對腸鏡退鏡速度的超速占比進行監控以提高結腸鏡檢查質量十分重要。

為提高腸鏡檢查質量，截止至2018年10月，國家衛生健康委員會已在全國范圍內建立18個省級和21個地市級內鏡質控中心，定期對各醫院內鏡檢查進行質量監督。部分醫院會定期記錄醫生的退鏡時間，統計并將數據反饋給醫生和管理層。然而，這種監測制度一方面只能監測特定時間段、部分樣本的腸鏡質量，無法覆蓋到每例檢查；另一方面，由于指南只要求總的退鏡時間大于6min，部分醫生在腸鏡開始時退鏡很快，即將結束時才放慢速度以達到標準，這導致醫生對患者的遠端結腸觀察不到位，而在近端結腸浪費大量不必要的時間。朱曉蕓等人提出了一種基于計算機視覺的腸鏡退鏡速度監控系統，該文章通過差異值哈希技術來分析腸鏡圖像的穩定性，實時反映腸鏡速度。該方法采取傳統的哈希算法，需將圖像縮小至9*8大小，會損失比較多的圖像信息，準確度稍低，且抗干擾能力差。為此，我們提出基于兩通道卷積神經網絡的腸鏡退鏡超速占比監測方法。

發明內容

本發明的目的在于提供基于兩通道卷積神經網絡的腸鏡退鏡超速占比監測方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：基于兩通道卷積神經網絡的腸鏡退鏡超速占比監測方法，包括如下步驟：

S1、構建兩通道卷積神經網絡，并用訓練樣本集對其進行訓練，得到計算圖像相似度的模型1；

S2、將腸鏡檢查的實時視頻解碼為圖像，利用模型1對當前幀圖像與其前面的i幀圖像的相似度分別進行計算得到i個相似系數S_i，計算當前時間點腸鏡的加權相似系數，并轉換為腸鏡退鏡速度；

S3、將當前時間點腸鏡檢查速度Vi大于標準速度的圖像記為超速幀，統計到當前時間為止，超速的幀數占整個幀數的比例。

優選的，所述步驟S1中兩通道卷積神經網絡的訓練樣本集是通過收集不同腸鏡檢查的退鏡片段的連續圖像，并對收集的數據集進行清理和人工標注得到。

優選的，所述步驟S1中兩通道卷積神經網絡結構包括：

數據輸入層，用于對原始腸鏡圖像數據進行預處理；

卷積層，用于提取輸入腸鏡圖像數據不同特征；