[發(fā)明專利]一種基于深度學(xué)習(xí)和內(nèi)窺鏡圖像的巴雷特食管診斷系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011623362.8
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112599242A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚偉;施秋平
• 申請（專利權(quán)）人: 揚(yáng)中市人民醫(yī)院
• 主分類號: G16H50/20
• 分類號: G16H50/20;G06T7/00;G06N3/08;G06N3/04
• 代理公司: 鎮(zhèn)江基德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32306
• 代理人: 鄧月芳

本發(fā)明公開了一種基于深度學(xué)習(xí)和內(nèi)窺鏡圖像的巴雷特食管診斷系統(tǒng)，包括以下步驟：①、建立深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)；②、設(shè)置初步采集點，計算機(jī)自動控制內(nèi)窺鏡對初步采集點進(jìn)行圖像采集，采集的圖像發(fā)送至判斷單元；③、判斷單元對圖像進(jìn)行初步判斷，并做出初步?jīng)Q定，即是否進(jìn)行進(jìn)一步圖像采集；④、若判斷需要進(jìn)一步采集，計算機(jī)即控制內(nèi)窺鏡進(jìn)行進(jìn)一步圖像采集；⑤、診斷單元對所有圖像進(jìn)行集中處理診斷。本系統(tǒng)將深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)與醫(yī)療診斷相結(jié)合，可以有效的提升巴雷特食管的診斷效率，深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)在診斷過程中不斷完善學(xué)習(xí)，可以不斷的提高診斷效率與診斷準(zhǔn)確率，有效地提升了輔助診療和科研效率，減輕了醫(yī)生負(fù)擔(dān)，節(jié)約了醫(yī)療資源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于深度學(xué)習(xí)和內(nèi)窺鏡圖像的巴雷特食管診斷系統(tǒng)。

背景技術(shù)

巴雷特(Barrett)食管繼發(fā)于長期胃食管反流，耐酸單層柱狀上皮逐漸替代食管下段復(fù)層鱗狀上皮，可有腸化或無腸化。Barrett食管如伴異型增生，最終可致食管腺癌發(fā)生，故被視為癌前病變。Barrett食管中出現(xiàn)有高度異型增生則是進(jìn)展為侵襲性食管腺癌前的關(guān)鍵步驟。Barrett食管患者發(fā)生食管腺癌的風(fēng)險為普通人群的30-125倍，而食管癌死亡率約占惡性腫瘤死亡35.12％。因此,對Barrett食管的檢測和治療具有很大的臨床價值。

目前，內(nèi)鏡下消除Barrett食管，以其微創(chuàng)優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用。內(nèi)鏡下微創(chuàng)治療主要分為兩步：

(1)內(nèi)鏡活檢識別Barrett食管；

(2)內(nèi)鏡下黏膜切除。

同時巴雷特食管具有較明顯的特征，即食管末端的耐酸單層柱狀上皮逐漸替代食管下段復(fù)層鱗狀上皮，所以在實際診斷中，我們可以通過算法對計算機(jī)進(jìn)行識別訓(xùn)練，從而逐漸做到使用計算機(jī)識別替代專家識別，以提升診斷效率，并節(jié)約醫(yī)護(hù)資源。

計算機(jī)深度學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)樣本數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律和表示層次，這些學(xué)習(xí)過程中獲得的信息對諸如文字，圖像和聲音等數(shù)據(jù)的解釋有很大的幫助。它的最終目標(biāo)是讓機(jī)器能夠像人一樣具有分析學(xué)習(xí)能力，能夠識別文字、圖像和聲音等數(shù)據(jù)。深度學(xué)習(xí)是一個復(fù)雜的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，在語音和圖像識別方面取得的效果，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過先前相關(guān)技術(shù)。

通過將計算機(jī)深度學(xué)習(xí)與醫(yī)療診斷相結(jié)合的模式，可以運用到絕大多數(shù)疾病的前期診斷中，計算機(jī)通過學(xué)習(xí)該疾病領(lǐng)域中的專家診斷方法，可以大大的提升醫(yī)療診斷水平，并減輕現(xiàn)有醫(yī)護(hù)人員的工作量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于深度學(xué)習(xí)和內(nèi)窺鏡圖像的巴雷特食管診斷系統(tǒng)。

一種基于深度學(xué)習(xí)和內(nèi)窺鏡圖像的巴雷特食管診斷系統(tǒng)，包括以下步驟：

①、建立深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)；

②、設(shè)置初步采集點，計算機(jī)自動控制內(nèi)窺鏡對初步采集點進(jìn)行圖像采集，采集的圖像發(fā)送至判斷單元；

③、判斷單元對圖像進(jìn)行初步判斷，并做出初步?jīng)Q定，即是否進(jìn)行進(jìn)一步圖像采集；

④、若判斷需要進(jìn)一步采集，計算機(jī)即控制內(nèi)窺鏡進(jìn)行進(jìn)一步圖像采集，進(jìn)一步圖像采集的采集點數(shù)量為初步采集的1-3倍；

⑤、診斷單元對所有圖像進(jìn)行集中處理診斷。

深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)包括若干個單次學(xué)習(xí)單元，所述的單次學(xué)習(xí)單元包括以下步驟：

①、采集癥狀，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的存儲信息與圖像進(jìn)行逐一對比，并生成相似度；

②、機(jī)器對相似度進(jìn)行計算，并得出機(jī)器結(jié)論；

③、專家同時對采集的圖像進(jìn)行判斷，并得出專家結(jié)論；

④、判斷專家結(jié)論與機(jī)器結(jié)論是否一致，并將此次診斷記錄在行為數(shù)據(jù)庫中。

深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)的步驟②中，機(jī)器判斷的判斷方式為：