KR102275760B1 - Method for predicting cancer suspicious area and device for predicting cancer suspicious area using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 위암 의심 개체에 대하여 위 내시경 영상을 수신하는 단계, 위 내시경 영상을 기초로 조기 위암 발병 여부를 예측하도록 구성된 조기 위암 예측 모델을 이용하여, 위암 의심 개체에 대한 조기 위암 발병 여부를 예측하는 단계, 및 예측 결과를 제공하는 단계를 포함하는, 조기 위암 예측 방법 및 이를 이용한 디바이스를 제공한다.The present invention predicts whether a subject suspected of gastric cancer will develop early gastric cancer by using an early gastric cancer prediction model configured to predict whether or not onset of early gastric cancer will occur based on the steps of receiving an endoscopy image for a subject suspected of gastric cancer, and based on the endoscopy image To provide a method for predicting early gastric cancer, and a device using the same, comprising the steps of: and providing a prediction result.

Description

조기 위암의 예측 방법 및 이를 이용한 디바이스 {METHOD FOR PREDICTING CANCER SUSPICIOUS AREA AND DEVICE FOR PREDICTING CANCER SUSPICIOUS AREA USING THE SAME}Prediction method for early gastric cancer and device using the same {METHOD FOR PREDICTING CANCER SUSPICIOUS AREA AND DEVICE FOR PREDICTING CANCER SUSPICIOUS AREA USING THE SAME}

본 발명은 조기 위암의 예측 방법 및 이를 이용한 조기 위암의 예측 디바이스에 관한 것으로, 보다 구체적으로 위암 의심 개체에 대한 위 내시경 영상을 기초로 조기 위암의 발병 여부를 예측하고, 종양의 침범 정도를 예측하도록 구성된, 조기 위암의 예측 방법 및 이를 이용한 조기 위암의 예측 디바이스에 관한 것이다. The present invention relates to a method for predicting early gastric cancer and a device for predicting early gastric cancer using the same, and more specifically, to predict the onset of early gastric cancer based on a gastroscopic image of a suspected gastric cancer individual, and predict the degree of tumor invasion. It relates to a method for predicting early gastric cancer and a device for predicting early gastric cancer using the same.

위에 생기는 악성 종양에는 위선암(gastric adenocarcinoma), 악성림프종(gastric lymphoma), 간질성 종양(gastrointestinal stromal tumor)등 여러 종류가 있으나 이 중 위선암이 가장 흔하다. There are several types of malignant tumors in the stomach, such as gastric adenocarcinoma, malignant lymphoma, and gastrointestinal stromal tumor, but of these, gastric adenocarcinoma is the most common.

한편, 위암은 종양의 진행 정도에 따라, 조기 위암(early gastric cancer, EGC) 과 진행성 위암(advanced gastric cancer, AGC)으로 분류할 수 있다. 보다 구체적으로, 조기 위암은 림프절로의 전이 유무에 관계 없이, 종양 세포가 위의 점막층 또는 점막 하층까지 침범한 정도의 병태를 의미할 수 있다. 진행성 위암은 종양 세포가 점막하층을 지나 근육층 이상을 뚫고 침범됨에 따른 주변 장기로의 침습이 가능한 정도의 병태를 의미할 수 있다. 이때, 조기 위암 및 진행성 위암은 치료를 위해 적용되는 치료법이 상이할 수 있다. 예를 들어, 조기 위암의 경우, 내시경적 점막절제술(endoscopic mucosal resection, EMR), 내시경적 점막하박리술(endoscopic submucosal dissection, ESD) 및 국소적 근치술과 같은 비교적 간단한 시술 방법이 적용될 수 있고, 진행성 위암의 경우 조기 위암의 국소 치료법과는 대조되는, 림프절 절제와 같은 확대 근치수술과 함께 항암 방사선치료가 적용될 수 있다. On the other hand, gastric cancer can be classified into early gastric cancer (EGC) and advanced gastric cancer (AGC) according to the degree of tumor progression. More specifically, early gastric cancer may refer to a condition in which tumor cells have invaded the mucosal layer or the submucosal layer of the stomach, regardless of whether or not metastasis to the lymph nodes is present. Advanced gastric cancer may refer to a condition in which tumor cells can invade surrounding organs through the submucosal layer and penetrate beyond the muscle layer. In this case, treatment applied for treatment of early gastric cancer and advanced gastric cancer may be different. For example, in the case of early gastric cancer, relatively simple procedures such as endoscopic mucosal resection (EMR), endoscopic submucosal dissection (ESD), and local curative surgery can be applied, and advanced gastric cancer In contrast to topical treatment for early gastric cancer, chemotherapy can be applied along with radical surgery such as lymph node dissection.

이때, 조기 위암 및 진행성 위암은 수행되는 치료 방법뿐만 아니라, 치료 예후, 나아가 재발률에 있어서도 상이할 수 있다. 예를 들어, 조기 위암 단계에서 치료가 수행되었을 때, 상대적으로 치료 예후가 좋을 수 있고, 재발률 또한 낮을 수 있다. 이에, 조기 단계에서의 위암 진단의 중요성은 지속적으로 높아지고 있다. In this case, early gastric cancer and advanced gastric cancer may be different not only in the treatment method performed, but also in the treatment prognosis and further the recurrence rate. For example, when treatment is performed at an early stage of gastric cancer, the treatment prognosis may be relatively good and the recurrence rate may also be low. Accordingly, the importance of diagnosing gastric cancer at an early stage is continuously increasing.

조기 위암의 진단 방법으로는 위 내시경 검사가 가장 빈번하게 이용되고 있으나, 조기 위암의 경우 병소 부위가 매우 작게 존재하거나 정상 조직과의 구별이 어려울 수 있어 정확도가 떨어질 수 있다.Gastric endoscopy is the most frequently used method for diagnosing early gastric cancer. However, in the case of early gastric cancer, the lesion site may be very small or it may be difficult to distinguish it from normal tissue, so the accuracy may be lowered.

의료 사고의 예방 및 의료 서비스의 향상 등을 위하여 진단의 정확성이 더욱 요구되고 있음에 따라, 조기 위암의 진단, 특히 내시경을 이용한 진단에 있어서 새로운 진단 방법의 개발이 지속적으로 요구되고 있는 실정이다. As the accuracy of diagnosis is further required for the prevention of medical accidents and improvement of medical services, the development of a new diagnostic method for early gastric cancer diagnosis, particularly for diagnosis using an endoscope, is continuously required.

발명의 배경이 되는 기술은 본 발명에 대한 이해를 보다 용이하게 하기 위해 작성되었다. 발명의 배경이 되는 기술에 기재된 사항들이 선행기술로 존재한다고 인정하는 것으로 이해되어서는 안 된다.The description underlying the invention has been prepared to facilitate understanding of the invention. It should not be construed as an admission that the matters described in the background technology of the invention exist as prior art.

한편, 위암에 대한 새로운 진단 방법으로, 위암과 연관된 바이오마커의 수준에 기초한 분자생물학적 진단 방법이 제안되었다. 그러나, 분자생물학적 진단 방법은, 위암 의심 개체에 대한 위암의 발병 여부는 진단할 수 있으나, 생물학적 특성이 상이한 위암을 정확하게 구분하고 진단하는 것에 한계를 가지고 있다.Meanwhile, as a new diagnostic method for gastric cancer, a molecular biological diagnostic method based on the level of a biomarker associated with gastric cancer has been proposed. However, the molecular biological diagnosis method can diagnose whether or not gastric cancer occurs in an individual suspected of gastric cancer, but has a limitation in accurately classifying and diagnosing gastric cancer having different biological characteristics.

본 발명의 발명자들은, 위암의 진단 특히 조기 위암의 정확도 높은 진단과 관련하여, 조기위암 내에서도 침범 깊이에 따라 치료법이 다르며, 같은 종양 단계(tumor stage)에 있다고 하더라도 재발 패턴 및 예후는 각각의 환자들마다 다를 수 있음에 주목하였다. 보다 구체적으로, 본 발명의 발명자들은, 점막층(mucosal) 또는, 점막하층(submucosal) 침범의 조기 위암에 대한 침범 깊이(depth of tumor invasion)를 정확히 예측하는 것이 개인의 상태에 맞춘 정확하고 효과적인 치료법을 제공하고, 나아가 좋은 예후로 이어질 수 있음을 인지하였다. 같은 조기위암이더라도 점막층의 경우에는 위절제와 같은 수술적 처치가 아닌 내시경적 치료만으로도 완치가 가능한 경우가 많다. 따라서, 절제 전 종양세포의 침범 깊이를 정확히 예측하는 것은 위절제가 필요 없는 환자들이 위절제를 받게 되거나 내시경적 절제를 받은 후 치료가 불완전하여 추가수술을 받게 되는 환자들이 없도록 하는데 있어서 매우 중요한 문제이다. The inventors of the present invention have found that, in relation to the diagnosis of gastric cancer, especially in the high-accuracy diagnosis of early gastric cancer, even in early gastric cancer, the treatment method is different depending on the depth of invasion, and the recurrence pattern and prognosis are different for each patient even if they are at the same tumor stage. Note that each may be different. More specifically, the inventors of the present invention have found that accurately predicting the depth of tumor invasion for early gastric cancer of mucosal or submucosal invasion is an accurate and effective treatment tailored to the individual's condition. It was recognized that it can lead to a good prognosis. Even in the same early gastric cancer, in the case of the mucosal layer, it is often possible to cure only endoscopic treatment rather than surgical treatment such as gastrectomy. Therefore, accurately predicting the depth of invasion of tumor cells before resection is a very important issue in ensuring that no patients who do not need gastrectomy undergo gastrectomy or patients who undergo additional surgery due to incomplete treatment after endoscopic resection. .

나아가, 본 발명의 발명자들은 종래의 내시경을 이용한 진단 시스템이 갖는 문제점을 해결하고 조기 위암 진단의 정확도를 높이기 위한 방안으로, 위 내시경 영상의 데이터에 의해 학습된 예측 모델을 이용할 수 있음을 인지할 수 있었다. Furthermore, the inventors of the present invention can recognize that a predictive model learned from data of an endoscopy image can be used as a method for solving the problems of the conventional diagnostic system using an endoscope and increasing the accuracy of early gastric cancer diagnosis. there was.

그 결과, 본 발명의 발명자들은, 예측 모델을 이용하여 위암 의심 개체의 위 내시경 영상에 대하여 점막층 침범 또는 점막하층 침범의 조기 위암 및 정상과 같은 점막 변화를 확률적으로 예측함에 따라, 조기 위암의 발병 여부와 함께 종양의 침범 깊이에 대한 진단 정보를 제공할 수 있는, 새로운 조기 위암 예측 시스템을 개발하기에 이르렀다. As a result, the inventors of the present invention probabilistically predict early gastric cancer and normal mucosal changes of mucosal invasion or submucosal invasion with respect to the endoscopic image of an individual suspected of gastric cancer using the prediction model, so the onset of early gastric cancer It has led to the development of a new early gastric cancer prediction system that can provide diagnostic information on the depth of tumor invasion along with the presence of cancer.

나아가, 본 발명의 발명자는, 위 내시경 영상 내에서 조기 위암에 대한 병변 의심 영역을 예측하고 미리 결정된 랜드마크를 기초로 병변 의심 영역에 대한 위치를 결정하도록 예측 모델을 트레이닝하였다. 그 결과, 위 내시경 영상 내에서 발견된 병소 부위에 대한 정상 또는 조기 위암 여부를 예측하여 제공하고, 조기 위암일 경우 이의 위치 정보를 제공하도록 구성된, 조기 위암 예측 시스템을 개발할 수 있었다. Furthermore, the inventor of the present invention trained a predictive model to predict a lesion suspicious region for early gastric cancer in a gastroendoscopic image and determine a location for a lesion suspicious region based on a predetermined landmark. As a result, it was possible to develop an early gastric cancer prediction system configured to predict and provide the presence of normal or early gastric cancer for the lesion site found in the gastroscopic image, and to provide location information in case of early gastric cancer.

이때, 본 발명의 발명자들은, 예측 모델을 이용한 예측에 있어서, 전체 위 내시경 영상 내에서 극히 일부의 영역을 차지하는 병변 의심 영역만을 예측하도록 구성할 경우, 병변 영역이 배경으로 예측되는 가능성이 높다는 것에 주목하였다. At this time, the inventors of the present invention pay attention to the high probability that the lesion area is predicted as a background when, in the prediction using the predictive model, only the suspected lesion area occupies a very small area in the entire gastroscopic image is predicted. did.

이에, 본 발명의 발명자들은, 위 내시경 영상 내에서 병변 영역만을 포함하도록 크로핑(cropping) 한 학습용 위 내시경 영상을 예측 모델의 학습에 추가적으로 이용하였고, 그 결과 이상의 데이터 불균형에 따른 문제점을 해결할 수 있었다. Accordingly, the inventors of the present invention additionally used an upper endoscopic image for learning cropped to include only the lesion region in the upper endoscopic image for learning the predictive model, and as a result, problems caused by the above data imbalance were solved. .

이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수신된 위 내시경 영상을 기초로 조기 위암 발병 여부, 나아가 조기 위암의 침범 깊이를 예측하도록 구성된 조기 위암 예측 모델을 이용하여, 조기 위암 발병 여부를 예측하고 예측 결과를 제공하도록 구성된 조기 위암의 예측 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to predict the onset of early gastric cancer and predict the result of early gastric cancer by using an early gastric cancer prediction model configured to predict the onset of early gastric cancer and further the depth of invasion of early gastric cancer based on the received gastroscopic image. To provide a method for predicting early gastric cancer configured to provide

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 위 내시경 영상 내에서 조기 위암의 병변 의심 영역을 예측하도록 구성된 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여, 위 내시경 영상 내에서 조기 위암의 병변 의심 영역을 예측하고 예측 결과를 제공하도록 구성된, 조기 위암의 예측 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to predict the lesion suspected region of early gastric cancer in the upper endoscopy image using a lesion suspicious region prediction model configured to predict the lesion suspicious region of early gastric cancer in the upper endoscopy image, and predict the results of the prediction. It is to provide a method for predicting early gastric cancer, configured to provide.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 위 내시경 영상 내에서, 미리 결정된 랜드마크를 예측하도록 구성된 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여, 병변 의심 영역의 위치를 예측하고 이를 제공하도록 구성된, 조기 위암의 예측 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to predict the location of a suspected lesion region and provide it by using a lesion suspicious region prediction model configured to predict a predetermined landmark within a gastroendoscopic image, It provides a predictive method.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 복수개의 위 내시경 영상을 수신하고, 조기 위암 예측 모델을 이용하여 복수개의 위 내시경 영상 각각에 대하여 조기 위암 발병 여부를 예측함에 따라, 실시간으로 조기 위암에 대한 진단이 가능한, 조기 위암의 예측 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to receive a plurality of endoscopic images and predict whether or not early gastric cancer will develop for each of the plurality of endoscopic images using an early gastric cancer prediction model. An object of the present invention is to provide a diagnostic method for early gastric cancer prediction.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 위암 의심 개체에 대한 내시경 영상을 획득하도록 구성된 내시경 영상 촬영부, 및 내시경 영상 촬영부와 동작 가능하게 연결되고 다양한 예측 모델을 이용하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 조기 위암 예측용 디바이스를 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention includes an endoscopic imaging unit configured to acquire an endoscopic image of a suspected gastric cancer object, and a processor operatively connected to the endoscopic imaging unit and configured to use various predictive models, It is to provide a device for early gastric cancer prediction.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법이 제공된다. 본 방법은, 위암 의심 개체에 대하여 위 내시경 영상을 수신하는 단계, 위 내시경 영상을 기초로 조기 위암 발병 여부를 예측하도록 구성된 조기 위암 예측 모델을 이용하여, 위암 의심 개체에 대한 조기 위암 발병 여부를 예측하는 단계, 및 예측 결과를 제공하는 단계를 포함한다. In order to solve the above problems, a method for predicting early gastric cancer according to an embodiment of the present invention is provided. The method includes the steps of receiving an endoscopy image for a suspected gastric cancer individual, and predicting whether an early gastric cancer onset for a suspected gastric cancer individual using an early gastric cancer prediction model configured to predict the early onset of gastric cancer based on the gastric endoscopy image and providing a prediction result.

본 발명의 특징에 따르면, 조기 위암 예측 모델은 위 내시경 영상에 기초하여 점막층(mucosal) 침범 조기 위암 또는 점막하층(submucosal) 침범 조기 위암을 예측하도록 더 구성될 수 있다. 나아가, 조기 위암 발병 여부를 예측하는 단계는, 조기 위암 예측 모델을 이용하여 위암 의심 개체에 대하여 정상과 다르게 위암을 예측하고, 예측된 위암이 점막층 침범 조기 위암인지 점막하층 침범 조기 위암 인지를 예측하는 단계를 포함한다.According to a feature of the present invention, the early gastric cancer prediction model may be further configured to predict mucosal invasion early gastric cancer or submucosal invasion early gastric cancer based on an endoscopy image. Furthermore, the step of predicting the occurrence of early gastric cancer includes predicting gastric cancer differently from normal for suspected gastric cancer individuals using an early gastric cancer prediction model, and predicting whether the predicted gastric cancer is early gastric cancer with invasion into the mucosal layer or early gastric cancer with invasion into the submucosal layer. includes steps.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 조기 위암 발병 여부를 예측하는 단계는 조기 위암 예측모델을 이용하여, 위암 의심 개체에 대하여 정상과 다르게 위암을 예측한 후 예측된 위암에 대해 점막층 침범 조기 위암인 확률, 점막하층 침범 조기 위암인 확률을 각각 산출하는 단계를 포함할 수 있다. According to another feature of the present invention, the step of predicting whether or not early gastric cancer will develop is predicted using an early gastric cancer prediction model to predict gastric cancer differently from normal for an individual suspected of gastric cancer, and then the predicted gastric cancer probability of mucosal invasion early gastric cancer; The method may include calculating each probability of submucosal invasion early gastric cancer.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 위암 발병 여부를 예측하는 단계는 위 내시경 영상 내에서 조기 위암의 병변 의심 영역을 예측하도록 구성된 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여, 위 내시경 영상 내에서 조기 위암의 병변 의심 영역을 예측하는 단계를 더 포함할 수 있다. 나아가, 제공하는 단계는 병변 의심 영역 예측 모델에 의해, 위 내시경 영상 내에서 조기 위암의 병변 의심 영역이 예측될 경우, 예측된 병변 의심 영역을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to another feature of the present invention, the predicting of the occurrence of gastric cancer includes using a lesion suspicious area prediction model configured to predict an early gastric cancer lesion suspected area in the gastroscopic image, and the early gastric cancer lesion in the gastroscopic image. The method may further include predicting a suspicious region. Furthermore, the providing may further include providing the predicted lesion suspicious region when the lesion suspected region of early gastric cancer is predicted in the gastroendoscopic image by the lesion suspicious region prediction model.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 발병 여부를 예측하는 단계는 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여 위 내시경 영상 내에서의 특정 영역에 대하여 병변 영역일 확률 또는, 정상인 확률을 산출하는 단계, 특정 영역에 대하여 병변 영역일 확률이 미리 결정된 수준 이상일 경우, 특정 영역을 병변 의심 영역으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the step of predicting whether the disease is onset includes calculating the probability of a lesion area or a normal probability with respect to a specific area in the upper endoscopy image using a lesion suspicious area prediction model, The method may include determining a specific region as a lesion suspicious region when the probability of the lesion region is greater than or equal to a predetermined level.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 병변 의심 영역 예측 모델은 위 내시경 영상 내에서 점막층 침범 조기 위암의 병변 영역 또는 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역을 예측하도록 더 구성될 수 있다. 또한, 발병 여부를 예측하는 단계는, 병변 의심 영역 예측 모델에 의해 병변 의심 영역이 결정될 경우, 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여 병변 의심 영역에 대하여 점막층 침범 조기 위암의 병변 영역일 확률 및 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역일 확률을 각각 산출하는 단계, 및 산출된 병변 의심 영역에 대한 확률을 기초로 병변 의심 영역에 대하여 점막층 침범 조기 위암 또는 점막하층 침범 조기 위암의 병태를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 나아가, 제공하는 단계는, 결정된 병변 의심 영역에 대한 병태를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the lesion suspicious region prediction model may be further configured to predict the lesion region of the mucosal invasion early gastric cancer or the lesion region of the submucosal invasion early gastric cancer within the gastroscopic image. In addition, the predicting of the onset includes: when the suspected lesion region is determined by the lesion-suspicious region prediction model, the probability of mucosal invasion early gastric cancer lesion region and the submucosal invasion of the suspected lesion region using the lesion-suspicious region prediction model The method may further include calculating the probability of a lesion region of early gastric cancer, respectively, and determining the condition of mucosal invasion early gastric cancer or submucosal invasion early gastric cancer with respect to the lesion suspect region based on the calculated probability of the lesion suspicious region. can Furthermore, the providing may further include providing a condition for the determined suspected lesion region.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 병변 의심 영역 예측 모델은, 위 내시경 영상 내에서 미리 결정된 랜드마크를 예측하도록 더 구성될 수 있다. 또한, 위암 발병 여부를 예측하는 단계는, 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여 위 내시경 영상 내에서 상기 랜드마크를 예측하는 단계, 및 랜드마크를 기초로 병변 의심 영역의 위치를 예측하는 단계를 더 포함할 수 있다. 나아가, 제공하는 단계는, 예측된 병변 의심 영역의 위치를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the lesion suspicious region prediction model may be further configured to predict a predetermined landmark in the gastroscopic image. In addition, the predicting of the occurrence of gastric cancer further includes predicting the landmark in the gastroendoscopic image using a lesion suspicious region prediction model, and predicting the location of the lesion suspicious region based on the landmark. can do. Furthermore, the providing may further include providing the predicted location of the suspected lesion region.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 위 내시경 영상을 수신하는 단계는 위암 의심 개체에 대한 복수개의 위 내시경 영상을 수신하는 단계를 포함할 수 있고, 조기 위암 발병 여부를 예측하는 단계는, 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여, 복수개의 위 내시경 영상 각각에 대하여 랜드마크를 예측하는 단계, 및 랜드마크를 기초로 복수개의 위 내시경 영상 각각에 대하여 병변 의심 영역의 위치를 예측하는 단계를 더 포함할 수 있다. 나아가, 제공하는 단계는, 복수개의 위 내시경 영상 각각에 대하여 예측된 병변 의심 영역의 위치를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the step of receiving the gastroscopic image may include receiving a plurality of gastroscopic images of the suspected gastric cancer object, and the predicting of early gastric cancer onset includes: a region suspected of a lesion. The method may further include predicting a landmark for each of the plurality of gastroendoscopic images by using the prediction model, and predicting the location of the suspected lesion region for each of the plurality of gastroscopic images based on the landmark. . Furthermore, the providing may further include providing the predicted location of the suspected lesion region for each of the plurality of gastroendoscopic images.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 점막층 침범 조기 위암의 병변 영역을 포함하는 점막층 침범 조기 위암 내시경 영상, 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역을 포함하는 점막하층 침범 내시경 영상 및 정상 개체에 대한 정상 위 내시경 영상으로 구성된 그룹 중 선택된 적어도 하나의 학습용 위 내시경 영상을 기초로, 학습용 위 내시경 영상에 대하여 조기 위암 발병 여부를 예측하도록, 조기 위암 예측 모델을 학습하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to another feature of the present invention, an endoscopic image of mucosal invasion early gastric cancer including the lesion region of mucosal invasion early gastric cancer, a submucosal invasion endoscopic image including the lesion region of submucosal invasion early gastric cancer, and a normal gastroscope for a normal subject The method may further include learning an early gastric cancer prediction model to predict whether or not early gastric cancer will occur with respect to the learning gastroscopic image based on at least one learning gastroscopic image selected from the group consisting of images.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 학습하는 단계는, 학습용 위 내시경 영상의 픽셀을 미리 결정된 수준으로 표준화(normalization) 하는 단계, 학습용 위 내시경 영상 중 점막층 침범 조기 위암 내시경 영상 및 점막하층 침범 조기 위암 내시경 영상 각각에 대하여 점막층 침범 조기 위암의 병변 영역 및 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역을 마스킹하는 단계, 학습용 위 내시경 영상 중 정상 위 내시경 영상에 대하여, 병변 영역과 상이한 미리 결정된 랜드마크를 제외한 배경 영역을 마스킹하는 단계, 및 마스킹된 병변 영역 및 배경 영역을 기초로, 조기 위암 예측 모델이 점막층 침범 조기 위암, 점막하층 침범 조기 위암 및 정상으로 구성된 그룹 중 적어도 하나의 병태를 예측하도록 학습하는 단계를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the learning step includes normalizing the pixels of the gastroscopic image for learning to a predetermined level, and among the learning gastroscopic images, the mucosal invasion early gastric cancer endoscopy image and the submucosal invasion early gastric cancer endoscope. Masking the lesion area of mucosal invasion early gastric cancer and the lesion area of submucosal invasion early gastric cancer for each image. masking, and training the early gastric cancer prediction model to predict at least one condition from the group consisting of mucosal invasion early gastric cancer, submucosal invasion early gastric cancer, and normal based on the masked lesion area and background area. can

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표준화하는 단계는, 점막층 침범 조기 위암 내시경 영상 및 점막하층 침범 조기 위암 내시경 영상 각각에 대하여 점막층 침범 조기 위암의 병변 영역 및 상기 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역만을 포함하도록 크로핑(cropping) 하는 단계, 및 크로핑된 점막층 침범 조기 위암 내시경 영상, 크로핑된 점막하층 침범 조기 위암 내시경 영상, 및 정상 위 내시경 영상의 픽셀을 미리 결정된 수준으로 표준화하는 단계를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the step of standardizing includes only the lesion region of the mucosal invasion early gastric cancer and the lesion region of the submucosal invasion early gastric cancer for each of the mucosal invasion early gastric cancer endoscopic image and the submucosal invasion early gastric cancer endoscopic image Normalizing pixels of the cropped mucosal invasion early gastric cancer endoscopic image, the cropped submucosal invasion early gastric cancer endoscopic image, and the normal gastroscopic image to a predetermined level. have.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 크로핑하는 단계는, 점막층 침범 조기 위암의 병변 영역 및 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역의 비율을 유지하면서 크로핑하는 단계를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the step of cropping may include cropping while maintaining a ratio of the lesion area of the mucosal invasion early gastric cancer and the lesion area of the submucosal invasion early gastric cancer.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 위 내시경 영상을 수신하는 단계는, 암 의심 개체에 대한 복수개의 위 내시경 영상을 수신하는 단계를 포함할 수 있고, 위암 발병 여부를 예측하는 단계는, 조기 위암 예측 모델을 이용하여, 복수개의 위 내시경 영상 각각에 대하여 조기 위암 발병 여부를 예측하는 단계를 포함할 수 있다. 나아가, 제공하는 단계는 복수개의 위 내시경 영상 각각에 대한 예측 결과를 실시간으로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the receiving of the gastroscopic image may include receiving a plurality of gastroscopic images of a suspected cancer object, and the predicting of whether or not gastric cancer will develop may include early gastric cancer prediction. The method may include predicting whether or not early gastric cancer will develop with respect to each of the plurality of gastroendoscopic images by using the model. Furthermore, the providing may include providing prediction results for each of the plurality of gastroscopic images in real time.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 조기 위암의 예측 디바이스가 제공된다. 본 디바이스는, 위암 의심 개체에 대한 내시경 영상을 획득하도록 구성된 내시경 영상 촬영부, 및 내시경 영상 촬영부와 동작 가능하게 연결된 프로세서를 포함한다. 이때, 프로세서는 위 내시경 영상을 기초로 조기 위암 발병 여부를 예측하도록 구성된 조기 위암 예측 모델을 이용하여, 위암 의심 개체에 대한 조기 위암 발병 여부를 예측하도록 구성된다. In order to solve the above problems, a device for predicting early gastric cancer according to another embodiment of the present invention is provided. The device includes an endoscopic imaging unit configured to acquire an endoscopic image of a suspected gastric cancer object, and a processor operatively connected to the endoscopic imaging unit. In this case, the processor is configured to predict the early onset of gastric cancer for a suspected gastric cancer individual by using an early gastric cancer prediction model configured to predict whether or not early gastric cancer will develop based on the gastroendoscopic image.

본 발명의 특징에 따르면, 조기 위암 예측 모델은, 위 내시경 영상에 기초하여 점막층 침범 조기 위암 또는 점막하층 침범 조기 위암을 예측하도록 더 구성될 수 있고, 프로세서는 조기 위암 예측 모델을 이용하여, 위암 의심 개체에 대하여 점막층 침범 조기 위암, 점막하층 침범 조기 위암 및 정상으로 구성된 그룹 중 적어도 하나의 병태를 예측하도록 더 구성될 수 있다.According to a feature of the present invention, the early gastric cancer prediction model may be further configured to predict mucosal invasion early gastric cancer or submucosal invasion early gastric cancer based on the gastroscopic image, and the processor uses the early gastric cancer prediction model to suspect gastric cancer and predicting the condition of at least one of the group consisting of mucosal invasion early gastric cancer, submucosal invasion early gastric cancer, and normal for the subject.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 프로세서는 위 내시경 영상 내에서 조기 위암의 병변 의심 영역을 예측하도록 구성된 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여, 위 내시경 영상 내에서 조기 위암의 병변 의심 영역을 예측하도록 더 구성될 수 있다. According to another feature of the present invention, the processor is further configured to predict a lesion suspicious region of early gastric cancer in the gastroendoscopic image, using a lesion suspicious region prediction model configured to predict a lesion suspicious region of early gastric cancer in the gastroscopic image can be

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 병변 의심 영역 예측 모델은 위 내시경 영상 내에서 점막층 침범 조기 위암의 병변 영역 또는 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역을 예측하도록 더 구성될 수 있다. 나아가, 프로세서는 병변 의심 영역 예측 모델에 의해 병변 의심 영역이 결정될 경우, 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여 병변 의심 영역에 대하여 점막층 침범 조기 위암의 병변 영역일 확률 및 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역일 확률을 각각 산출하고, 산출된 병변 의심 영역에 대한 확률을 기초로 병변 의심 영역에 대하여 점막층 침범 조기 위암 또는 점막하층 침범 조기 위암의 병태를 결정하도록 더 구성될 수 있다. According to another feature of the present invention, the lesion suspicious region prediction model may be further configured to predict the lesion region of the mucosal invasion early gastric cancer or the lesion region of the submucosal invasion early gastric cancer within the gastroscopic image. Furthermore, when the suspected lesion region is determined by the lesion suspicious region prediction model, the processor uses the lesion suspicious region prediction model to determine the probability of the lesion region of the mucosal invasion early gastric cancer and the lesion region of the submucosal invasion early gastric cancer with respect to the lesion suspect region. It may be further configured to calculate the probabilities, respectively, and to determine the condition of mucosal invasion early gastric cancer or submucosal invasion early gastric cancer with respect to the suspected lesion region based on the calculated probability for the lesion suspicious region.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 병변 의심 영역 예측 모델은, 위 내시경 영상 내에서 미리 결정된 랜드마크를 예측하도록 더 구성될 수 있다. 또한, 프로세서는 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여 위 내시경 영상 내에서 랜드마크를 예측하고, 랜드마크를 기초로 병변 의심 영역의 위치를 예측하도록 더 구성될 수 있다. According to another feature of the present invention, the lesion suspicious region prediction model may be further configured to predict a predetermined landmark in the gastroscopic image. In addition, the processor may be further configured to predict a landmark in the gastroscopic image using the lesion suspicious region prediction model, and predict the location of the lesion suspicious region based on the landmark.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 조기 위암 예측용 디바이스는 병변 의심 영역에 대하여 치료용 레이저를 조사하도록 구성된 레이저 조사부를 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the device for early gastric cancer prediction may further include a laser irradiator configured to irradiate a therapeutic laser to the suspected lesion region.

본 발명은, 위 내시경 영상에 대하여 조기 위암의 발병 여부 나아가 병태를 예측하도록 구성된 조기 위암 예측 모델을 이용한 조기 위암의 예측 방법 및 이를 이용한 디바이스를 제공함으로써, 위암 의심 개체에 대하여 정확한 진단 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다. The present invention provides a method for predicting early gastric cancer using an early gastric cancer prediction model configured to predict the onset of early gastric cancer and the condition of the gastric cancer with respect to an endoscopy image, and a device using the same, thereby providing accurate diagnostic information to an individual suspected of gastric cancer. can have an effect.

보다 구체적으로, 본 발명은 점막층 침범 또는, 점막하층 침범의 조기 종양에 대한 침범 깊이를 예측한 정보를 제공할 수 있고, 예측 결과에 따라 개인의 상태에 맞춘 정확하고 효과적인 치료법을 제공할 수 있다. 이에, 본 발명은 조기 위암 치료에 대한 좋은 예후를 제공하는 것에 기여할 수 있는 효과가 있다. More specifically, the present invention can provide information predicting the depth of invasion for an early tumor of mucosal invasion or submucosal invasion, and can provide accurate and effective treatment tailored to an individual's condition according to the prediction result. Accordingly, the present invention has an effect that can contribute to providing a good prognosis for early gastric cancer treatment.

또한, 본 발명은, 위 내시경 영상에 존재하는 홀(hole) 부분을 병변 영역으로 예측하는 오류를 줄이도록 학습용 위 내시경 영상을 가공하여 예측 모델의 학습에 이용함에 따라, 조기 위암에 대한 정확도 높은 진단 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention provides a high-accuracy diagnosis for early gastric cancer by processing the upper endoscopy image for learning to reduce the error of predicting a hole in the upper endoscopy image as a lesion region and using it to learn a predictive model. It has the ability to provide information.

나아가, 본 발명은, 전체 위 내시경 영상 내에서 극히 일부의 영역을 차지하는 병변 영역만을 예측할 경우 발생되는 병변 의심 영역이 배경으로 예측되는 가능성을 줄일 수 있는 효과가 있다. Furthermore, the present invention has an effect of reducing the possibility that a suspected lesion region is predicted as a background, which is generated when only a lesion region occupying a very small region in the entire gastroscopic image is predicted.

또한, 본 발명은 미리 결정된 랜드마크를 기초로 예측된 병변 영역에 대한 위치를 결정하도록 구성된 예측 모델을 이용함에 따라, 병소에 대한 위치 정보를 제공할 수 있다. 이에, 의료인은 위치 정보를 기초로 병변 부위를 정확하게 파악할 수 있어, 보다 용이하게 조기 위암의 치료를 수행할 수 있다. In addition, the present invention can provide location information on the lesion by using a prediction model configured to determine a location for a predicted lesion region based on a predetermined landmark. Accordingly, the medical personnel can accurately identify the lesion site based on the location information, and thus can more easily perform early gastric cancer treatment.

나아가, 본 발명은 랜드마크에 기초하여 병변의 위치를 예측하도록 구성된 예측 모델의 이용에 따라, 위 내시경 영상 내에 나타나는 위 내시경 장치, 잔존 음식물, 출혈 부위가 구별된 진단 결과를 제공할 수 있는 효과가 있다. Furthermore, according to the use of a predictive model configured to predict the location of a lesion based on a landmark, the present invention has the effect of providing a diagnostic result in which the gastroscopic apparatus, residual food, and bleeding site appearing in the gastroscopic image are distinguished. have.

본 발명은 복수개의 위 내시경 영상을 수신하고, 각각의 위내시경 영상에 대하여 조기 위암의 발병 여부, 나아가 종양의 침습의 깊이를 예측함에 따라, 실시간으로 위 모니터링과 동시에 조기 위암의 예측이 가능한 진단 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다. The present invention receives a plurality of gastroscopy images, and predicts the onset of early gastric cancer and, furthermore, the depth of tumor invasion for each gastroscopic image, a diagnostic system capable of monitoring the stomach in real time and predicting early gastric cancer at the same time has the effect of providing

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 디바이스의 구성을 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법의 절차를 도시한 것이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법에 의한 위 내시경 영상에 대한 조기 위암의 병태 예측의 절차를 예시적으로 도시한 것이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법의 절차를 도시한 것이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법에 의한 위 내시경 영상에 대한, 병변 의심 영역의 예측 및 조기 위암의 병태 예측의 절차를 예시적으로 도시한 것이다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법 및 이를 이용한 조기 위암의 예측 디바이스에서 이용되는, 조기 위암 예측 모델 및 병변 의심 영역 예측 모델에 대한 학습용 위 내시경 영상 데이터를 도시한 것이다.
도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법 및 이를 이용한 조기 위암의 예측 디바이스에서 이용되는 조기 위암 예측 모델 및 병변 의심 영역 예측 모델을 예식적으로 도시한 것이다.
도 5a 내지 5i는 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법 및 이를 이용한 조기 위암의 예측 디바이스에서 이용되는 조기 위암 예측 모델에 대한 학습 방법 및 출력값 설정에 따른 평가 결과를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법 및 이를 이용한 조기 위암의 예측 디바이스에서 이용되는 병변 의심 영역 예측 모델에 대한 평가 결과를 도시한 것이다.
1 illustrates the configuration of a device for predicting early gastric cancer according to an embodiment of the present invention.
2A illustrates a procedure of a method for predicting early gastric cancer according to an embodiment of the present invention.
2B exemplarily illustrates a procedure for predicting the condition of early gastric cancer with respect to a gastroendoscopic image by the method for predicting early gastric cancer according to an embodiment of the present invention.
3A illustrates a procedure of a method for predicting early gastric cancer according to another embodiment of the present invention.
3B exemplarily illustrates a procedure of predicting a lesion suspicious region and predicting a condition of an early gastric cancer with respect to a gastroendoscopic image by the method for predicting early gastric cancer according to an embodiment of the present invention.
4A to 4C are gastroendoscopic image data for learning about an early gastric cancer prediction model and a lesion suspicious region prediction model, which are used in a method for predicting early gastric cancer and a device for predicting early gastric cancer using the same according to an embodiment of the present invention; will be.
4D exemplarily illustrates an early gastric cancer prediction model and a lesion suspicious region prediction model used in a method for predicting early gastric cancer and a device for predicting early gastric cancer using the same according to an embodiment of the present invention.
5A to 5I illustrate evaluation results according to a learning method and output value setting for an early gastric cancer prediction model used in a method for predicting early gastric cancer and a device for predicting early gastric cancer using the same according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an evaluation result of a lesion suspicious region prediction model used in a method for predicting early gastric cancer and a device for predicting early gastric cancer using the same according to an embodiment of the present invention.

발명의 이점, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages of the invention, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우, '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. The shapes, sizes, proportions, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are exemplary, and thus the present invention is not limited to the illustrated matters. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. When 'including', 'having', 'consisting', etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless 'only' is used. When a component is expressed in a singular, the case in which the plural is included is included unless otherwise explicitly stated.

구성요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다. In interpreting the components, it is interpreted as including an error range even if there is no separate explicit description.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다. Each feature of the various embodiments of the present invention may be partially or wholly combined or combined with each other, and technically various interlocking and driving are possible, as will be fully understood by those skilled in the art, and each embodiment may be independently implemented with respect to each other, It may be possible to implement together in a related relationship.

본 명세서의 해석의 명확함을 위해, 이하에서는 본 명세서에서 사용되는 용어들을 정의하기로 한다. For clarity of interpretation of the present specification, terms used herein will be defined below.

본 명세서에서 사용되는 용어, "조기 위암"은 종양 세포가 위의 점막층 또는 점막 하층까지 침범한 정도의 병태를 의미할 수 있다. 한편, 같은 조기 위암의 종양 단계를 갖더라도, 점막층 침범 또는, 점막하층 침범의 조기 종양에 대한 침범 깊이에 따라 예후, 또는 재발 패턴이 상이할 수 있다. 이에, 조기 종양의 깊이를 예측하는 것은, 개개인의 상태에 맞춘 정확하고 효과적인 치료법을 제공할 수 있다.As used herein, the term “early gastric cancer” may refer to a condition in which tumor cells have invaded the mucosal layer or submucosal layer of the stomach. Meanwhile, even with the same early gastric cancer tumor stage, the prognosis or recurrence pattern may be different depending on the depth of invasion of the mucosal or submucosal invasion to the early tumor. Accordingly, predicting the depth of an early tumor may provide an accurate and effective treatment tailored to an individual's condition.

본 명세서에서 사용되는 용어, "위 내시경 영상"는 위 내시경 진단 장치와 같은 내시경 디바이스로부터 수신한 위 점막을 포함하는 모든 영상을 의미할 수 있다. 바람직하게, 위 내시경 영상은 RGB 컬러 영상일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 위 내시경 영상은, 2차원 영상, 3차원 영상, 한 컷의 스틸 영상, 또는 복수개의 컷으로 구성된 동영상일 수 있다. 예를 들어, 위 내시경 영상이 복수개의 컷으로 구성된 동영상일 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법에 따라 복수개의 위 내시경 영상 각각에 대한 조기 위암의 발병 여부가 예측될 수 있다. 그 결과, 본 발명은 내시경 장치로부터의 위 내시경 영상의 수신과 동시에 조기 위암의 예측을 수행함으로써, 실시간으로 예측된 병변 부위에 대한 진단 정보를 제공할 수 있다. As used herein, the term “gastric endoscopy image” may refer to any image including the gastric mucosa received from an endoscopic device such as a gastroendoscopic diagnosis apparatus. Preferably, the gastroscopic image may be an RGB color image, but is not limited thereto. Meanwhile, the upper endoscopy image may be a two-dimensional image, a three-dimensional image, a still image of one cut, or a moving image composed of a plurality of cuts. For example, when the gastroscopy image is a moving picture composed of a plurality of cuts, according to the method for predicting early gastric cancer according to an embodiment of the present invention, the occurrence of early gastric cancer may be predicted for each of the plurality of gastroscopic images. . As a result, according to the present invention, the diagnosis information on the predicted lesion site can be provided in real time by performing the prediction of early gastric cancer simultaneously with the reception of the gastroscopic image from the endoscope apparatus.

한편, 조기 위암 단계에서, 낭종, 염증 또는 종괴 조직을 포함하는 병변 영역은, 위 내시경 영상 내에서 정상 조직에 비하여 극히 일부의 영역으로 존재할 수 있음에 따라, 사용자의 숙련도에 따라 병소 부위에 대한 진단률이 달라질 수 있다. On the other hand, in the early gastric cancer stage, the lesion area including cyst, inflammation, or mass tissue may exist in a very small area compared to normal tissue in the upper endoscopy image, so the diagnosis rate for the lesion site according to the user's skill level This may vary.

이러한 문제를 해결하기 위해, 위 내시경 영상 내에서 조기 위암의 발병 여부, 나아가 병변 의심 영역 및 병태를 예측하도록 학습된 예측 모델이 이용될 수 있다. In order to solve this problem, a predictive model trained to predict whether or not early gastric cancer occurs, furthermore, a region suspected of lesion and a condition in the gastroscopic image may be used.

본 명세서에서 사용되는 용어, "조기 위암 예측 모델"은 위 내시경 영상에 대하여 조기 위암 또는 정상으로 예측하도록 구성된 모델일 수 있다. 보다 구체적으로, 조기 위암 예측 모델은, 수신한 위 내시경 영상의 RGB의 컬러를 기초로 점막층 침범 또는, 점막하층 침범의 조기 위암에 대한 종양의 침범 깊이를 예측하거나, 정상으로 분류하도록 학습된 예측 모델일 수 있다. 예를 들어, 조기 위암 예측 모델은 위 내시경 검사 또는, 조직 검사에 의해 조기 위암으로 확진된 영역을 포함하는 학습용 위 내시경 영상의 데이터 세트를 이용하여, 위 내시경 영상에 대한 점막층 침범 조기 위암 또는 점막하층 침범 조기 위암 또는, 정상의 병태를 확률적으로 예측하고, 분류하도록 학습된 모델일 수 있다. 나아가, 조기 위암 예측 모델은 위 내시경 영상 내에서 병변 영역만을 포함하도록 크로핑한 학습용 위 내시경 영상을 기초로, 위암의 발병 여부를 예측하도록 학습된 모델일 수 있다. 이러한 학습 방법에 의해, 조기 위암 예측 모델은, 전체 위 내시경 영상 내에서 극히 일부의 영역을 차지하는 병변 의심 영역만을 예측하도록 구성될 때 나타나는, 병변 영역을 배경으로 예측하는 오류를 줄일 수 있다.As used herein, the term “early gastric cancer prediction model” may be a model configured to predict early gastric cancer or normal with respect to an endoscopy image. More specifically, the early gastric cancer prediction model is a predictive model trained to predict the depth of tumor invasion for early gastric cancer of mucosal invasion or submucosal invasion based on the RGB color of the received gastroscopic image, or to classify as normal. can be For example, an early gastric cancer prediction model uses a data set of a learning gastroscopy image including an area confirmed as early gastric cancer by a gastroscopy or biopsy, and the mucosal invasion early gastric cancer or submucosal layer for the gastroscopic image. It may be a model trained to probabilistically predict and classify invasive early gastric cancer or a normal condition. Furthermore, the early gastric cancer prediction model may be a model trained to predict the onset of gastric cancer based on the learning gastroscopic image cropped to include only the lesion region in the gastroscopic image. By such a learning method, the early gastric cancer prediction model can reduce the error of predicting the lesion region as a background, which occurs when the early gastric cancer prediction model is configured to predict only the suspicious lesion region occupying a very small portion of the entire gastroscopic image.

한편, 조기 위암 예측 모델은 입력된 위 내시경 영상에 대하여 조기 위암(점막층 침범 조기 위암 및 점막하층 침범 조기 위암) 또는, 정상의 2 클래스를 분류하도록 구성될 수 있다. 나아가, 점막층 침범 조기 위암, 점막하층 침범 조기 위암, 또는 정상의 3 클래스(class)를 분류하도록 구성될 수 있다. 조기 위암 예측 모델은 입력된 위 내시경 영상에 대하여 더 나아가, 조기 위암 예측 모델은 점막층 침범 조기 위암, 또는 점막하층 침범 조기 위암의 2 클래스를 분류하도록 구성될 수 있다. Meanwhile, the early gastric cancer prediction model may be configured to classify two classes of early gastric cancer (early gastric cancer with mucous membrane invasion and early gastric cancer with submucosal invasion) or normal with respect to the input gastroendoscopic image. Furthermore, it may be configured to classify three classes of mucosal invasion early gastric cancer, submucosal invasion early gastric cancer, or normal. The early gastric cancer prediction model may be further configured to classify two classes of mucosal invasion early gastric cancer or submucosal invasion early gastric cancer.

한편, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 조기 위암 예측 방법에서는, 수신된 위 내시경 영상 내에서, 조기 위암으로 의심되는 병변 의심 영역을 예측하도록 구성된, 병변 의심 영역 예측 모델이 더 이용될 수 있다.Meanwhile, in the early gastric cancer prediction method according to various embodiments of the present disclosure, a lesion suspicious region prediction model configured to predict a lesion suspicious region suspected of early gastric cancer in the received gastroscopic image may be further used.

본 명세서에서 사용되는 용어, "병변 의심 영역 예측 모델"은 위암 의심 개체에 대한 위 내시경 영상 내에서 병변 의심 영역의 존재 여부를 예측하고, 예측된 병변 의심 영역에 대한 점막층 침범 또는 점막하층 침범의 종양 침범 깊이를 예측하도록 학습된 모델일 수 있다. 보다 구체적으로, 병변 의심 영역 예측 모델은 위 내시경 영상 내에서의 특정 영역에 대하여 병변 영역일 확률 또는, 정상인 확률을 산출하고, 특정 영역에 대한 병변 영역일 확률이 미리 결정된 수준 이상일 경우, 특정 영역을 병변 의심 영역으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역에 대한 병변 의심 영역일 확률이 60% 이상인 경우(정상일 확률 40%), 상기 특정 영역을 병변 의심 영역으로 결정할 수 있다. 나아가, 병변 의심 영역 예측 모델은, 결정된 병변 의심 영역에 대하여 RGB 컬러를 기초로 점막층 침범 또는, 점막하층 침범의 종양 침범의 깊이를 예측하도록 구성될 수 있다. 더 나아가, 병변 의심 영역 예측 모델은 위 내시경 영상 내에서 미리 결정된 랜드마크를 예측하고, 이를 기초로 병변 의심 영역의 위치를 더 예측하도록 구성된 모델일 수 있다. As used herein, the term "suspicious lesion area prediction model" predicts the presence of a suspected lesion area within a gastroscopic image of a suspected gastric cancer individual, and a tumor of mucosal invasion or submucosal invasion of the predicted suspected lesion area. It can be a model trained to predict the depth of invasion. More specifically, the lesion suspicious area prediction model calculates the probability of a lesion area or a normal probability for a specific area in the upper endoscopy image, and selects the specific area when the probability of the lesion area for the specific area is greater than or equal to a predetermined level. It can be determined as a suspected lesion area. For example, when the probability that the specific area is the lesion suspicious area is 60% or more (normal probability is 40%), the specific area may be determined as the lesion suspicious area. Furthermore, the suspected lesion region prediction model may be configured to predict the depth of tumor invasion of mucosal invasion or submucosal invasion based on the RGB color for the determined suspicious lesion region. Furthermore, the suspected lesion region prediction model may be a model configured to predict a predetermined landmark in the gastroscopic image and further predict the location of the suspicious lesion region based thereon.

한편, 병변 의심 영역 예측 모델은, 병변 의심 영역의 예측 및 예측된 병변 의심 영역에 대한 병태의 분류를 동시에 수행할 수 있는 하나의 단일 모델일 수 있고, 병변 의심 영역의 예측 및 병태 분류를 각각 수행할 수 있는 두 개의 예측 모델일 수도 있다. Meanwhile, the suspected lesion region prediction model may be a single model capable of simultaneously performing prediction of the suspected lesion region and classification of the condition for the predicted lesion suspicious region, and respectively predicting and classifying the lesion suspicious region. There may be two predictive models that can do this.

본 명세서에서 사용되는 용어, "병변 의심 영역"은 위 내시경 영상 내에서 종양으로 의심되는 영역을 의미할 수 있다. 예를 들어, 병변 의심 영역은 점막층 침범 종양 조직 또는, 점막하층 침범 종양 조직에 대한 영역일 수 있고, 병변과 유사한 형태를 갖는 정상 조직에 대한 영역일 수 있다. 한편, 병변 의심 영역은 다른 영역에 대하여 상이한 픽셀 값, 질감(texture) 을 가질 수 있다. 이에, 병변 의심 영역 예측 모델은 픽셀 값 또는 질감을 기초로, 병변 의심 영역을 예측할 수 있다. As used herein, the term “suspicious lesion region” may refer to a region suspected of being a tumor in the upper endoscopy image. For example, the region suspected of a lesion may be a region for a mucosal invasion tumor tissue or a submucosal layer invasion tumor tissue, or a region for a normal tissue having a shape similar to a lesion. Meanwhile, the suspicious lesion region may have different pixel values and textures with respect to other regions. Accordingly, the suspected lesion region prediction model may predict the suspicious lesion region based on a pixel value or texture.

본 명세서에서 사용되는 용어, "미리 결정된 랜드마크"는 병변 의심 영역의 위치를 식별하는 것에 있어서 기준이 될 수 있는 특정 영역 또는, 부위를 의미할 수 있다. 본원 명세서 내에서 미리 결정된 랜드마크는, 내시경 장치가 위의 내부 점막을 관통하며 이동함에 따라, 위 내시경 영상 내에 나타나는 '홀'일 수 있다. 그러나, 랜드마크는 이에 제한되는 것이 아니다. As used herein, the term "predetermined landmark" may refer to a specific region or region that can be a reference in identifying the location of the suspected lesion region. The landmark predetermined in the present specification may be a 'hole' that appears in the gastroscopic image as the endoscopic device moves through the inner mucosa of the stomach. However, the landmark is not limited thereto.

전술한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 예측 모델들은, 조기 위암의 예측에 있어서 단일로 또는 조합으로 이용될 수 있다. As described above, the prediction models used in various embodiments of the present invention may be used singly or in combination in the prediction of early gastric cancer.

이하에서는 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 디바이스를 설명한다. Hereinafter, a device for predicting early gastric cancer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 .

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 디바이스를 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 디바이스의 구성을 도시한 것이다. First, a device for predicting early gastric cancer according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 . 1 illustrates the configuration of a device for predicting early gastric cancer according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 조기 위암의 예측 디바이스 (100) 는 내시경 영상 촬영부 (110), 입력부 (120), 출력부 (130), 프로세서 (140) 및 저장부 (150) 를 포함한다. Referring to FIG. 1 , the device 100 for predicting early gastric cancer includes an endoscopic image capturing unit 110 , an input unit 120 , an output unit 130 , a processor 140 , and a storage unit 150 .

구체적으로 내시경 영상 촬영부 (110) 는 위암 의심 개체의 위 점막 에 대한 위 내시경 영상을 촬영하도록 구성될 수 있다. 이때, 내시경 영상 촬영부 (110) 에 의해 획득된 위 내시경 영상은 RGB의 컬러 영상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 내시경 영상 촬영부 (110) 는 촬영된 위 내시경 영상을 후술할 프로세서 (140) 에 송신하도록 더 구성될 수 있다. 나아가, 내시경 영상 촬영부 (110) 는 외부로부터 위 내시경 영상을 수신할 수 있는 수신부의 기능을 수행할 수도 있다. 한편, 내시경 영상 촬영부 (110) 를 통해 획득된 위 내시경 영상은 '병변 의심 영역'을 포함할 수 있다. Specifically, the endoscopic imaging unit 110 may be configured to take an endoscopic image of the gastric mucosa of an object suspected of gastric cancer. In this case, the upper endoscopy image acquired by the endoscopic image capturing unit 110 may be an RGB color image, but is not limited thereto. Meanwhile, the endoscopic image capturing unit 110 may be further configured to transmit the captured gastroscopic image to the processor 140 to be described later. Furthermore, the endoscopic image capturing unit 110 may perform a function of a receiving unit capable of receiving an upper endoscopy image from the outside. On the other hand, the upper endoscopy image acquired through the endoscopic image capturing unit 110 may include a 'suspicious lesion region'.

입력부 (120) 는 조기 위암의 예측 디바이스 (100) 를 설정하고, 전술한 내시경 영상 촬영부 (110) 의 동작을 지시할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 입력부 (120) 를 통해, 원하는 스틸컷을 획득하도록 내시경 영상 촬영부 (110) 의 동작을 지시할 수 있다. 한편, 입력부 (120) 는 내시경 영상 촬영부 (110) 와 직접적으로 연결되어 조작하도록 레버가 구비된 스틱 형태를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 키보드, 마우스, 터치 스크린 패널일 수 있다.The input unit 120 may set the early gastric cancer prediction device 100 and instruct the operation of the above-described endoscopic image capturing unit 110 . For example, the user may instruct the operation of the endoscopic image capturing unit 110 to obtain a desired still cut through the input unit 120 . On the other hand, the input unit 120 may have a stick shape provided with a lever to be directly connected to the endoscopic image capturing unit 110 to operate, but is not limited thereto, and may be a keyboard, a mouse, or a touch screen panel.

한편, 출력부 (130) 는 내시경 영상 촬영부 (110) 로부터 획득된 위 내시경 영상을 시각적으로 표시할 수 있다. 나아가, 출력부 (130) 는 프로세서 (140) 에 의해 위 내시경 영상 내에서 결정된 병태, 또는 병변 의심 영역에 대하여 예측된 확률을 포함하는 진단 정보를 표시하도록 구성될 수 있다. Meanwhile, the output unit 130 may visually display the upper endoscopy image obtained from the endoscope image capturing unit 110 . Furthermore, the output unit 130 may be configured to display diagnostic information including a condition determined by the processor 140 in the gastroscopic image, or a probability predicted for a suspected lesion region.

프로세서 (140) 는 조기 위암의 예측 디바이스 (110) 에 대하여 정확한 예측 결과를 제공하기 위한 구성 요소일 수 있다. 이때, 조기 위암의 예측을 위해 프로세서 (140) 는 위 내시경 영상에 대하여 점막층 침범 조기 위암, 점막하층 침범 조기 위암 또는, 정상으로 병태를 분류하고, 병변 의심 영역을 예측하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서 (140) 는 위암 의심 개체에 대한 위 내시경 영상에 대하여 조기 위암 또는 정상의 병태를 분류하고, 나아가 영상 내에 존재하는 병변 영역을 예측하고 병변 영역에 대한 병태를 분류하도록 구성된 예측 모델을 이용할 수 있다. 이에, 프로세서 (140) 는 내시경 영상 촬영부 (110) 로부터 수신한 위 내시경 영상, 예를 들어 위 내시경 영상의 RGB 컬러를 기초로, 위암 의심 개체에 대한 조기 위암의 진단 정보를 제공할 수 있다. 이때, 조기 위암의 발병 여부를 예측하도록 구성된 예측 모델들은, 영상을 기초로 학습되는 다양한 학습 모델에 기초할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 예측 모델들은 DNN(Deep Neural Network), CNN(Convolutional Neural Network), DCNN(Deep Convolution Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), RBM(Restricted Boltzmann Machine), DBN(Deep Belief Network), SSD(Single Shot Detector) 모델 또는 U-net을 기반으로 하는 예측 모델일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The processor 140 may be a component for providing an accurate prediction result to the device 110 for predicting early gastric cancer. In this case, for the prediction of early gastric cancer, the processor 140 may be configured to classify the condition as mucosal invasion early gastric cancer, submucosal invasion early gastric cancer, or normal with respect to the gastroendoscopic image, and predict a suspected lesion region. For example, the processor 140 classifies an early gastric cancer or normal condition with respect to a gastroscopic image of an object suspected of gastric cancer, and further predicts a lesion area existing in the image and a prediction model configured to classify the condition for the lesion area. is available. Accordingly, the processor 140 may provide early gastric cancer diagnosis information for the suspected gastric cancer object based on the RGB color of the gastroscopic image received from the endoscopic image capturing unit 110 , for example, the gastroscopic image. In this case, the prediction models configured to predict the onset of early gastric cancer may be based on various learning models learned based on the image. For example, prediction models used in various embodiments of the present invention are a Deep Neural Network (DNN), a Convolutional Neural Network (CNN), a Deep Convolution Neural Network (DCNN), a Recurrent Neural Network (RNN), and a Restricted Boltzmann Machine (RBM). ), DBN (Deep Belief Network), SSD (Single Shot Detector) model, or a prediction model based on U-net, but is not limited thereto.

저장부 (150) 는 내시경 영상 촬영부 (110) 를 통해 획득한 위 암 의심 개체에 대한 위 내시경 영상을 저장하고, 입력부 (120) 를 통해 설정된 조기 위암의 예측 디바이스 (100) 의 지시를 저장하도록 구성될 수 있다. 나아가, 저장부 (150) 는 프로세서 (140) 에 의해 분류 또는, 예측된 결과들을 저장하도록 구성된다. 그러나, 전술한 것에 제한되지 않고 저장부 (150) 는, 조기 위암의 예측을 위해 프로세서 (140) 에 의해 결정된 다양한 정보들을 저장할 수 있다.The storage unit 150 stores the gastroscopic image of the suspected gastric cancer object obtained through the endoscopic image capturing unit 110 , and stores the instruction of the early gastric cancer prediction device 100 set through the input unit 120 . can be configured. Furthermore, the storage 150 is configured to store the results classified or predicted by the processor 140 . However, it is not limited to the above, and the storage unit 150 may store various pieces of information determined by the processor 140 for the prediction of early gastric cancer.

이하에서는, 도 2a 내지 도 2b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법을 구체적으로 설명한다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법의 절차를 도시한 것이다. 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법에 의한 위 내시경 영상에 대한 조기 위암의 병태 예측의 절차를 예시적으로 도시한 것이다. Hereinafter, a method for predicting early gastric cancer according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 2B . 2A illustrates a procedure of a method for predicting early gastric cancer according to an embodiment of the present invention. 2B exemplarily illustrates a procedure for predicting the condition of early gastric cancer with respect to a gastroendoscopic image by the method for predicting early gastric cancer according to an embodiment of the present invention.

도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 절차는 다음과 같다. 먼저, 위암 의심 개체에 대한 위 내시경 영상을 수신한다 (S200). 그 다음, 위 내시경 영상에 대하여 조기 위암 발병 여부를 예측하도록 구성된 조기 위암 예측 모델을 이용하여, 위암 의심 개체에 대한 조기 위암의 발병 여부를 예측한다 (S210). 마지막으로, 조기 위암 예측 모델에 의해 예측된 결과를 제공한다 (S220). Referring to FIG. 2A , a procedure for predicting early gastric cancer according to an embodiment of the present invention is as follows. First, a gastroscopic image of a suspected gastric cancer object is received (S200). Next, using an early gastric cancer prediction model configured to predict the early onset of gastric cancer with respect to the gastroendoscopic image, it is predicted whether or not the early gastric cancer will develop in a suspected gastric cancer individual ( S210 ). Finally, a result predicted by the early gastric cancer prediction model is provided (S220).

예를 들어, 도 2b를 참조하면, 위 내시경 영상을 수신하는 단계 (S200) 위암 의심 개체에 대한 위 내시경 영상 (202) 를 수신할 수 있다. 이때, 위 내시경 영상 (202) 은 RGB 컬러 영상일 수 있다. For example, referring to FIG. 2B , in the step of receiving the gastroscopic image ( S200 ), the gastroscopic image 202 of the object suspected of gastric cancer may be received. In this case, the upper endoscopy image 202 may be an RGB color image.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 위 내시경 영상을 수신하는 단계 (S200) 에서는 위 내시경 영상 (202) 에 대한 빠른 분석이 가능하도록 일정한 픽셀을 갖도록 전처리가 수행된 위 내시경 영상 (202) 를 더 수신할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 위 내시경 영상을 수신하는 단계 (S200) 이후에, 수신된 위 내시경 영상 (202) 에 대하여 일정한 픽셀 단위를 갖도록 크기를 조절하거나 대비, 해상도, 명암, 또는 좌우 대칭을 조절하는, 위 내시경 영상 (202) 에 대한 전처리 단계가 더 수행될 수 있다. 전처리 단계의 결과로, 위 내시경 영상 (202) 은 후술할 예측 모델에서 요구되는 해상도 또는 크기를 갖게 되고, 원본 위 내시경 영상보다 해상도 또는 크기가 작아질 수 있어, 예측 모델에서의 처리 속도가 향상될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in the step of receiving the gastroscopic image (S200), the gastroscopic image 202 that has been pre-processed so as to have a certain pixel so that the gastroscopic image 202 can be quickly analyzed is further received. can do. Otherwise, after the step of receiving the gastroscopic image (S200), the size is adjusted to have a certain pixel unit with respect to the received gastroscopic image 202, or the contrast, resolution, contrast, or left-right symmetry is adjusted. A pre-processing step for the endoscopic image 202 may be further performed. As a result of the pre-processing step, the gastroscopic image 202 has a resolution or size required for a prediction model to be described later, and the resolution or size may be smaller than that of the original gastroscopic image, so that the processing speed in the prediction model will be improved. can

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 위 내시경 영상을 수신하는 단계 (S200) 에서는 복수개의 위 내시경 영상을 수신할 수 있다. 예를 들어, 내시경 영상 촬영부의 이동에 따라 실시간으로 촬영된 위 내시경 영상이 획득될 수 있음에 따라, 위 내시경 영상을 수신하는 단계 (S200) 에서는 복수개의 위 내시경 영상이 획득될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, in the step of receiving the upper endoscope image ( S200 ), a plurality of upper endoscopy images may be received. For example, as a gastroscopic image captured in real time may be acquired according to the movement of the endoscopic image capturing unit, a plurality of gastroscopic images may be acquired in the step of receiving the gastroscopic image ( S200 ).

다음으로, 도 2b를 참조하면, 조기 위암의 발병 여부를 예측하는 단계 (S210) 에서는, 조기 위암 예측 모델 (212) 에, 위 내시경 영상을 수신하는 단계 (S200) 에서 획득된 위 내시경 영상 (202) 에 대한 RGB 컬러 (204) 가 입력된다. 이때, 조기 위암 예측 모델 (212) 은 위 내시경 영상 (202) 에 대한 RGB 컬러 (204) 를 기초로 점막층 침범 조기 위암, 점막 하층 침범 조기 위암, 또는 정상의 병태를 예측할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 보다 구체적으로, 조기 위암의 발병 여부를 예측하는 단계 (S210) 에서 조기 위암 예측 모델 (212) 은 입력된 RGB 컬러 (204) 를 기초로 위 내시경 영상 (202) 에 대한 점막층 침범 조기 위암, 점막 하층 침범 조기 위암, 또는 정상의 확률을 산출하고, 산출된 확률 값을 기초로 위 내시경 영상 (202) 에 대한 병태를 분류할 수 있다. Next, referring to FIG. 2B , in the step of predicting whether or not early gastric cancer occurs ( S210 ), the gastroscopic image 202 obtained in the step ( S200 ) of receiving the gastroscopic image to the early gastric cancer prediction model 212 . The RGB color 204 for ) is input. In this case, the early gastric cancer prediction model 212 can predict the mucosal invasion early gastric cancer, the submucosal invasion early gastric cancer, or a normal condition based on the RGB color 204 for the gastroscopic image 202, but is limited thereto. no. More specifically, in the step of predicting the occurrence of early gastric cancer (S210), the early gastric cancer prediction model 212 is based on the input RGB color 204 to the mucosal layer invasion early gastric cancer and submucosal layer for the gastroendoscopic image 202. A probability of invasive early gastric cancer or normal may be calculated, and a condition of the gastroscopic image 202 may be classified based on the calculated probability value.

이에, 다시 도 2b를 참조하면, 예측 결과를 제공하는 단계 (S220) 에서는, 조기 위암의 발병 여부를 예측하는 단계 (S210) 에서 조기 위암 예측 모델 (212) 에 의해 조기 위암 발병 여부가 예측된 위 내시경 영상 (222) 이 제공될 수 있다. 보다 구체적으로, 예측 결과를 제공하는 단계 (S220) 에서는, 조기 위암 예측 모델 (212) 에 의해 산출된 위 내시경 영상 (202) 에 대한 점막층 침범 조기 위암, 점막 하층 침범 조기 위암, 또는 정상의 확률을 포함하는, 조기 위암 발병 예측 정보 (224) 가 함께 제공될 수 있다. Accordingly, again referring to FIG. 2B , in the step of providing the prediction result ( S220 ), the occurrence of early gastric cancer is predicted by the early gastric cancer prediction model 212 in the step ( S210 ) of predicting whether or not the occurrence of early gastric cancer will occur. An endoscopic image 222 may be provided. More specifically, in the step of providing the prediction result ( S220 ), the probability of mucosal invasion early gastric cancer, submucosal invasion early gastric cancer, or normal for the gastroscopic image 202 calculated by the early gastric cancer prediction model 212 is calculated. Including, early gastric cancer onset prediction information 224 may be provided together.

이상의 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법에 의해, 위암 의심 개체로부터 획득된 위 내시경 영상에 대한 병태의 분류에 따라, 사용자의 숙련도에 관계 없이 조기 위암의 정확한 예측이 가능할 수 있다. 이에, 본 발명은 위 내시경 영상에 기초한 진단 시스템에 적용될 수 있다. According to the above-described method for predicting early gastric cancer according to an embodiment of the present invention, an accurate prediction of early gastric cancer may be possible regardless of a user's skill level according to the classification of a condition on an endoscopy image obtained from a suspected gastric cancer individual. Accordingly, the present invention can be applied to a diagnostic system based on an endoscopy image.

이하에서는, 도 3a 내지 도 3b를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법을 구체적으로 설명한다. 도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법의 절차를 도시한 것이다. 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법에 의한 위 내시경 영상에 대한, 병변 의심 영역의 예측 및 조기 위암의 병태 예측의 절차를 예시적으로 도시한 것이다. Hereinafter, a method for predicting early gastric cancer according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3A to 3B . 3A illustrates a procedure of a method for predicting early gastric cancer according to another embodiment of the present invention. 3B exemplarily illustrates a procedure of predicting a lesion suspicious region and predicting a condition of an early gastric cancer with respect to a gastroendoscopic image by the method for predicting early gastric cancer according to an embodiment of the present invention.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 절차는 다음과 같다. 먼저, 위암 의심 개체에 대한 위 내시경 영상을 수신한다 (S300). 그 다음, 위 내시경 영상에 대하여 병변 의심 영역을 예측하도록 구성된 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여, 위 내시경 영상 내에서 병변 의심 영역을 예측 한다 (S310). 마지막으로, 병변 의심 영역 예측 모델에 의해 예측된 병변 의심 영역을 제공한다 (S320). Referring to FIG. 3A , a procedure for predicting early gastric cancer according to an embodiment of the present invention is as follows. First, a gastroscopic image of a suspected gastric cancer object is received (S300). Next, the suspicious lesion region is predicted in the gastroscopic image by using the lesion suspicious region prediction model configured to predict the lesion suspicious region with respect to the upper endoscopic image (S310). Finally, the suspected lesion region predicted by the lesion suspicious region prediction model is provided (S320).

예를 들어, 도 3b를 참조하면, 위 내시경 영상을 수신하는 단계 (S300) 위암 의심 개체에 대한 위 내시경 영상 (302) 를 수신할 수 있다. 이 때, 위 내시경 영상 (302) 은 RGB 컬러 영상일 수 있다. For example, referring to FIG. 3B , in the step of receiving an endoscopy image ( S300 ), a gastroscopic image 302 of a suspected gastric cancer object may be received. In this case, the upper endoscopy image 302 may be an RGB color image.

도 3b를 참조하면, 병변 의심 영역을 예측하는 단계 (S310) 에서는, 병변 의심 영역 예측 모델 (312) 에, 위 내시경 영상을 수신하는 단계 (S300) 에서 획득된 위 내시경 영상 (302) 에 대한 RGB 컬러 (304) 가 입력된다. 이 때, 병변 의심 영역 예측 모델 (312) 은 위 내시경 영상 (302) 에 대한 RGB 컬러 (304) 를 기초로 병변 의심 영역을 예측할 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다. Referring to FIG. 3B , in the step of predicting the suspicious lesion area ( S310 ), RGB for the gastroscopic image 302 obtained in the step ( S300 ) of receiving the gastroscopic image to the lesion suspicious area prediction model 312 . A color 304 is input. In this case, the suspected lesion region prediction model 312 may predict the suspected lesion region based on the RGB color 304 of the upper endoscopy image 302 . However, it is not limited thereto.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 병변 의심 영역을 예측하는 단계 (S310) 에서 병변 의심 영역 예측 모델 (312) 은 영역이 갖는 픽셀 값, 질감 및 주변 영역과의 픽셀 차이 정도 중 적어도 하나를 기초, 병변 의심 영역을 예측할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the step of predicting the suspected lesion region (S310), the lesion suspicious region prediction model 312 is based on at least one of a pixel value of the region, a texture, and a pixel difference degree from the surrounding region, The area suspected of lesion can be predicted.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 병변 의심 영역을 예측하는 단계 (S310) 에서 병변 의심 영역 예측 모델 (312) 에 의해 병변 의심 영역 (324) 이 예측된 경우, 병변 의심 영역 (324) 에 대한 RGB 컬러 (326) 가 병변 의심 영역 예측 모델 (312) 에 추가적으로 입력될 수 있다. 그 결과, 예측된 병변 의심 영역 (324) 에 대한 병태가 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 병변 의심 영역을 예측하는 단계 (S310) 에서 병변 의심 영역 예측 모델 (312) 은 입력된 RGB 컬러 (326) 를 기초로, 병변 의심 영역 (324) 에 대한 점막층 침범 조기 위암, 점막 하층 침범 조기 위암, 또는 정상의 확률을 산출하고, 산출된 확률 값을 기초로 위 내시경 영상 (302) 내의 병변 의심 영역 (324) 에 대한 병태를 분류할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, when the suspicious lesion area 324 is predicted by the lesion suspicious area prediction model 312 in the step of predicting the suspicious lesion area (S310), the The RGB color 326 may additionally be input to the lesion suspicious region prediction model 312 . As a result, the condition for the predicted lesion suspicious region 324 can be determined. More specifically, in the step of predicting the suspected lesion region ( S310 ), the lesion suspicious region prediction model 312 is based on the input RGB color 326 , the mucosal invasion early gastric cancer and submucosal layer for the lesion suspicious region 324 . A probability of invasive early gastric cancer or normal may be calculated, and a condition of the suspicious lesion region 324 in the gastroendoscopic image 302 may be classified based on the calculated probability value.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 병변 의심 영역을 예측하는 단계 (S310) 에서는, 병변 의심 영역 예측 모델 (312) 을 이용하여, 위 내시경 영상 (302) 내에서 미리 결정된 랜드마크를 예측하고, 랜드마크를 기초로 병변 의심 영역 (324) 의 위치를 예측하는 단계가 더 수행될 수 있다. 이때, 랜드마크는 내시경 장치가 위의 내부 점막을 관통하며 이동함에 따라, 위 내시경 영상 내에 나타나는 '홀'일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 랜드마크에 기초한 병변 의심 영역 (324) 의 위치의 예측에 따라, 병변 의심 영역 (324) 과, 위 내시경 영상 (302) 내에 나타나는 위 내시경 장치, 잔존 음식물, 출혈 부위가 구별될 수 있다. Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, in the step of predicting the suspicious lesion area ( S310 ), a predetermined landmark is predicted in the gastroendoscopic image 302 using the lesion suspicious area prediction model 312 . and predicting the position of the suspicious lesion region 324 based on the landmark may be further performed. In this case, the landmark may be a 'hole' that appears in the gastroscopic image as the endoscope device moves through the internal mucosa of the stomach, but is not limited thereto. According to the prediction of the position of the suspicious lesion region 324 based on the landmark, the suspicious lesion region 324 and the gastroendoscopic apparatus, the remaining food, and the bleeding site appearing in the gastroscopic image 302 may be distinguished.

다음으로 도 3b를 참조하면, 예측된 병변 의심 영역을 제공하는 단계 (S320) 에서는, 병변 의심 영역을 예측하는 단계 (S310) 에서 병변 의심 영역 예측 모델 (312) 에 의해, 병변 의심 영역 (324) 에 대한 병태가 예측된 위 내시경 영상 (332) 이 제공될 수 있다. Next, referring to FIG. 3B , in the step of providing the predicted suspicious lesion area ( S320 ), in the step of predicting the suspected lesion area ( S310 ), the lesion suspicious area prediction model 312 uses the lesion suspicious area prediction model 312 , A gastroscopic image 332 of which a condition is predicted may be provided.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 예측된 병변 의심 영역을 제공하는 단계 (S320) 에서는, 병변 의심 영역 예측 모델 (312) 에 의해 산출된 위 내시경 영상 (302) 내의 병변 의심 영역 (324) 에 대한 점막층 침범 조기 위암, 점막 하층 침범 조기 위암, 또는 정상의 확률을 포함하는, 조기 위암 발병 예측 정보 (334) 가 함께 제공될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, in the step of providing the predicted suspected lesion region (S320), the suspicious lesion region 324 in the gastroendoscopic image 302 calculated by the lesion suspicious region prediction model 312 is Early gastric cancer onset prediction information 334 including the probability of mucosal invasion early gastric cancer, submucosal invasion early gastric cancer, or normal may be provided together.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 예측된 병변 의심 영역을 제공하는 단계 (S320) 에서는, 병변 의심 영역 예측 모델 (312) 에 의해 예측된 병변 의심 영역 (324) 의 위치의 정보가 제공될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the step of providing the predicted suspected lesion region ( S320 ), information on the position of the suspected lesion region 324 predicted by the lesion suspicious region prediction model 312 may be provided. have.

이상의 본 발명의 다른 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법에 의해, 위암 의심 개체로부터 획득된 위 내시경 영상에 대하여 병변 의심 영역 및 이의 위치를 예측하고, 예측된 병변 의심 영역에 대한 병태를 분류하여 제공함에 따라, 사용자의 숙련도에 관계 없이 조기 위암의 정확한 예측이 가능할 수 있다. 이에, 본 발명은 위 내시경 영상에 기초한 진단 시스템에 적용될 수 있다.By the method for predicting early gastric cancer according to another embodiment of the present invention, the suspected lesion region and its location are predicted with respect to the gastroscopic image obtained from the suspected gastric cancer individual, and the condition of the predicted lesion suspicious region is classified and provided. Accordingly, accurate prediction of early gastric cancer may be possible regardless of the user's skill level. Accordingly, the present invention can be applied to a diagnostic system based on an endoscopy image.

이하에서는, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 조기 위암 예측 모델 및 병변 의심 영역 예측 모델의 학습 방법을 설명한다. 도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법 및 이를 이용한 조기 위암의 예측 디바이스에서 이용되는, 조기 위암 예측 모델 및 병변 의심 영역 예측 모델에 대한 학습용 위 내시경 영상 데이터를 도시한 것이다. 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법 및 이를 이용한 조기 위암의 예측 디바이스에서 이용되는 조기 위암 예측 모델 및 병변 의심 영역 예측 모델을 예식적으로 도시한 것이다.Hereinafter, a learning method of the early gastric cancer prediction model and the lesion suspicious region prediction model used in various embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A to 4C . 4A and 4B are gastroendoscopic image data for learning about an early gastric cancer prediction model and a lesion suspicious region prediction model used in a method for predicting early gastric cancer and a device for predicting early gastric cancer using the same according to an embodiment of the present invention; will be. 4C schematically illustrates an early gastric cancer prediction model and a lesion suspicious region prediction model used in a method for predicting early gastric cancer and a device for predicting early gastric cancer using the same according to an embodiment of the present invention.

이때, 학습에 이용된 영상은, 200 장의 점막층 침범 종양을 포함하는 위 내시경 영상, 200 장의 점막하층 침범 종양을 포함하는 위 내시경 영상, 및 200 장의 정상의 개체에 대한 위 내시경 영상으로 구성된 영상 중, 평가 데이터에 이용될 50 장의 영상을 제외한 150 장의 위 내시경 영상을 각각을 이용한다. At this time, the image used for learning is a gastroendoscopic image including 200 mucosal invasion tumors, 200 gastroendoscopic images including submucosal invasion tumors, and 200 endoscopic gastroscopic images of normal individuals. Each of 150 gastroendoscopic images except for 50 images to be used for evaluation data is used.

도 4a의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 조기 위암 예측 모델 및 병변 의심 영역 예측 모델의 경우, 학습을 위해, 점막층 침범의 종양을 포함하는 위 내시경 영상 (도 4a의 (a)), 점막하층 침범의 종양을 포함하는 위 내시경 영상 (도 4a의 (b)) 및 정상 개체에 대한 위 내시경 영상 (도 4a의 (c)) 이 이용된다. 이때, 조기 위암의 학습용 위 내시경 영상 각각에 대하여, 점막층 침범의 종양에 대한 영역 및 점막하층 침범 종양에 대한 영역이 정답으로 각각 마스킹된다. 한편, 정상 개체에 대한 학습용 위 내시경 영상은, 영상 내에 존재하는 홀이 정답으로 예측되는 것을 방지하기 위해, 홀을 제외한 배경영역이 정답으로 마스킹된다. Referring to (a) to (c) of Figure 4a, in the case of the early gastric cancer prediction model and the lesion suspicious area prediction model, for learning, a gastroendoscopic image including a mucosal invasion tumor (Fig. 4a (a)), A gastroendoscopic image (Fig. 4a (b)) including a submucosal invasion tumor and a gastroscopic image of a normal subject (Fig. 4a (c)) are used. At this time, with respect to each of the upper endoscopy images for learning of early gastric cancer, a region for a mucosal invasion tumor and a region for a submucosal invasion tumor are masked as correct answers, respectively. On the other hand, in the upper endoscopic image for learning of a normal object, in order to prevent a hole existing in the image from being predicted as the correct answer, the background area except for the hole is masked as the correct answer.

학습용 위 내시경 영상을 기초로, 조기 위암 예측 모델은, 학습용 위 내시경 영상에 대한 병태를 분류하도록 학습될 수 있고, 병변 의심 영역 예측 모델은 학습용 위 내시경 영상 내에서 병변 의심 영역을 예측하고 예측된 영역에 대하여 병태를 분류하도록 학습될 수 있다. Based on the learning gastroscopic image, the early gastric cancer prediction model may be trained to classify the condition for the training gastroscopic image, and the lesion suspicious area prediction model predicts the lesion suspicious area within the training gastroscopic image and predicts the predicted area. can be learned to classify conditions against

한편, 예측 모델의 학습을 위해 학습용 위 내시경 영상은, 미리 결정된 픽셀을 갖도록 표준화 될 수 있다. 예를 들어, 학습용 위 내시경 영상은 101 x 101 픽셀(pixel) 을 갖도록 표준화될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 나아가, 학습용 위 내시경 영상은, 미리 결정된 픽셀 단위를 갖는 병소를 포함하는 위 내시경 전체 영상, 미리 결정된 픽셀 단위를 갖도록 병소를 확대 및 크로핑한 위 내시경 영상, 또는 미리 결정된 픽셀 단위를 갖도록 병소에 대한 비율을 고려하여 크로핑한 위 내시경 영상일 수 있다. On the other hand, for learning the predictive model, the upper endoscopic image for training may be standardized to have predetermined pixels. For example, the upper endoscopic image for learning may be standardized to have 101 x 101 pixels, but is not limited thereto. Furthermore, the gastroscopic image for learning includes a gastroscopic full image including a lesion having a predetermined pixel unit, a gastroscopic image obtained by enlarging and cropping the lesion to have a predetermined pixel unit, or a lesion having a predetermined pixel unit. It may be a gastroendoscopic image cropped in consideration of the ratio.

도 4b의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 학습용 위 내시경 영상은 학습 데이터의 증폭을 위해, 반전, 회전 또는, 변형되어 가공될 수 있다. 그러나, 예측 모델의 학습을 위해 이용되는 학습용 위 내시경 영상은, 전술한 것에 제한되지 않고 보다 다양한 방법으로 가공될 수 있다. Referring to (a) to (c) of Figure 4b, the upper endoscopic image for learning may be inverted, rotated, or transformed and processed to amplify the learning data. However, the upper endoscopic image for learning used for learning the predictive model is not limited to the above, and may be processed in more various ways.

한편, 본 발명의 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 조기 위암 예측 모델 및 병변 의심 영역 예측 모델은, 영상 인식에 적합한 DCNN (Deep Convolution Neural Network) 또는 위 내시경 영상 내에서 의미 있는 부분을 픽셀 단위로 예측할 수 있는 U-net이 이용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 예측 모델들은 이에 제한되지 않고 보다 다양한 알고리즘에 기초할 수 있다. On the other hand, the early gastric cancer prediction model and the lesion suspicious area prediction model used in various embodiments of the present invention include a Deep Convolution Neural Network (DCNN) suitable for image recognition or a meaningful part in a gastroscopic image in a pixel unit. A predictable U-net may be used. However, the predictive models of the present invention are not limited thereto and may be based on more various algorithms.

도 4c를 참조하면, DCNN에 기초한 예측 모델이 예시적으로 개시된다. 보다 구체적으로, 보다 구체적으로, DCNN에 기초한 예측 모델은 컨볼루션 층(convolutional layer) 과 지역적 최대값을 뽑아 특징으로 사용하는 맥스 풀링 층(max pooling layer) 및 완전 연결 층(fully connected layer) 으로 구성될 수 있다. 예측 모델에 위 내시경 영상의 RGB 컬러가 입력되면, 다층의 신경망 구조에 의해 조기 위암(점막층 침범 조기 위암 및 점막하층 침범 조기 위암) 또는, 정상의 2 클래스를 분류하도록 구성될 수 있다. 나아가, 점막층 침범 조기 위암, 점막하층 침범 조기 위암, 또는 정상의 3 클래스로 위 내시경 영상이 분류될 수 있으며, 예측 모델은 점막층 침범 조기 위암, 또는 점막하층 침범 조기 위암의 2 클래스를 분류하도록 구성될 수 있다. Referring to FIG. 4C , a predictive model based on DCNN is exemplarily disclosed. More specifically, more specifically, a predictive model based on DCNN consists of a convolutional layer, a max pooling layer that extracts local maxima and uses them as features, and a fully connected layer. can be When the RGB color of the gastroscopic image is input to the prediction model, it can be configured to classify two classes of early gastric cancer (early gastric cancer with mucosal invasion and early gastric cancer with submucosal invasion) or normal by a multi-layered neural network structure. Furthermore, gastroscopic imaging can be classified into 3 classes of early gastric cancer with mucosal invasion, early gastric cancer with submucosal invasion, or normal, and the predictive model is configured to classify 2 classes of mucosal invasion early gastric cancer, or submucosal invasion early gastric cancer. can

본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법 및 이를 이용한 조기 위암의 예측 디바이스에서 이용되는, 조기 위암 예측 모델 및 병변 의심 영역 예측 모델은 전술한 것에 제한되지 않고 보다 다양한 방법으로 학습될 수 있다. The early gastric cancer prediction model and the lesion suspicious region prediction model used in the early gastric cancer prediction method and the early gastric cancer prediction device using the same according to an embodiment of the present invention are not limited to the above, and may be learned in more various ways. .

실시예 1: 조기 위암 예측 모델의 평가Example 1: Evaluation of an early gastric cancer prediction model

이하의 실시예 1에서는 도 5a 내지 도 5i를 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 조기 위암 예측 모델의 평가 방법 및 결과를 설명한다. 도 5a 내지 5i는 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법 및 이를 이용한 조기 위암의 예측 디바이스에서 이용되는 조기 위암 예측 모델에 대한 학습 방법 및 출력값 설정에 따른 평가 결과를 도시한 것이다.In Example 1 below, an evaluation method and results of an early gastric cancer prediction model used in various embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 5A to 5I . 5A to 5I illustrate evaluation results according to a learning method and output value setting for an early gastric cancer prediction model used in a method for predicting early gastric cancer and a device for predicting early gastric cancer using the same according to an embodiment of the present invention.

보다 구체적으로, 도 5a를 참조하면, 3 개의 조기 위암 예측 모델은, 입력된 위 내시경 영상에 대하여 점막층 침범 조기 위암, 점막하층 침범 조기 위암, 또는 정상의 3 클래스를 분류하도록 구성된 모델 (A. 3 클래스 분류), 조기 위암(점막층 침범 조기 위암 및 점막하층 침범 조기 위암) 또는, 정상의 2 클래스를 분류하도록 구성된 모델 (B. 2 클래스 분류), 및 점막층 침범 조기 위암, 또는 점막하층 침범 조기 위암의 2 클래스를 분류하도록 구성된 모델 (C. 2 클래스 분류) 이다. More specifically, referring to FIG. 5A , three early gastric cancer prediction models are a model configured to classify three classes of mucosal invasion early gastric cancer, submucosal invasion early gastric cancer, or normal with respect to the input gastroendoscopic image (A. 3 class classification), early gastric cancer (mucous layer invasion early gastric cancer and submucosal invasion early gastric cancer), or, a model configured to classify 2 classes of normal (B. Class 2 classification), and mucosal invasion early gastric cancer, or submucosal invasion early gastric cancer It is a model configured to classify two classes (C. Class two classes).

나아가, 이상의 예측 모델 학습에 적용한 학습 방법은, 미리 결정된 픽셀 단위를 갖는 병소를 포함하는 위 내시경 전체 영상에 기초한 학습 하는 방법 (1), 미리 결정된 픽셀 단위를 갖도록 병소를 확대 및 크로핑한 위 내시경 영상에 기초한 학습 방법 (2), 및 미리 결정된 픽셀 단위를 갖도록 병소에 대한 비율을 고려하여 크로핑한 위 내시경 영상에 기초한 학습 방법 (3) 이다. Furthermore, the learning method applied to the above predictive model learning is a learning method based on the entire image of the gastroscopy including the lesion having a predetermined pixel unit (1), a gastroscope in which the lesion is enlarged and cropped to have a predetermined pixel unit A learning method (2) based on an image, and a learning method (3) based on an upper endoscopy image cropped in consideration of a ratio to a lesion to have a predetermined pixel unit.

다시, 도 5a를 참조하면, 위 내시경 영상에 대하여 점막층 침범 조기 위암, 또는 점막하층 침범 조기 위암, 또는 정상의 3 클래스를 분류하도록 구성된 모델 (A. 3 클래스 분류) 은, 미리 결정된 픽셀 단위를 갖도록 병소를 확대 및 크로핑한 위 내시경 영상에 기초한 학습 방법 (2)를 적용했을 때 평균 검출률이 0.77의 높은 수준으로 나타난다. Referring again to FIG. 5A , a model configured to classify 3 classes of mucosal invasion early gastric cancer, or submucosal invasion early gastric cancer, or normal with respect to the gastroscopic image (A. 3 class classification) has a predetermined pixel unit When the learning method (2) based on gastroendoscopic images obtained by magnifying and cropping the lesion is applied, the average detection rate is as high as 0.77.

조기 위암(점막층 침범 조기 위암 및 점막하층 침범 조기 위암) 또는, 정상의 2 클래스를 분류하도록 구성된 모델 (B. 2 클래스 분류)은, 미리 결정된 픽셀 단위를 갖도록 병소를 확대 및 크로핑한 위 내시경 영상에 기초한 학습 방법 (2)를 적용했을 때 평균 검출률이 0.98로, 다른 학습 방법들을 적용했을 때 보다 높게 나타난다. 즉, 본 발명의 조기 위암 예측 모델을 적용 했을 때, 조기 위암 또는, 정상으로의 예측 결과는 높은 신뢰 수준을 가질 수 있다. Early gastric cancer (early gastric cancer with mucosal invasion and early gastric cancer with submucosal invasion) or a model configured to classify 2 classes of normal (B. 2 class classification) is a gastroendoscopic image that enlarges and crops the lesion to have a predetermined pixel unit When the learning method based on (2) is applied, the average detection rate is 0.98, which is higher than when other learning methods are applied. That is, when the early gastric cancer prediction model of the present invention is applied, the early gastric cancer or normal prediction result may have a high confidence level.

마지막으로, 점막층 침범 조기 위암, 또는 점막하층 침범 조기 위암의 2 클래스를 분류하도록 구성된 모델 (C. 2 클래스 분류)은, 미리 결정된 픽셀 단위를 갖도록 병소를 확대 및 크로핑한 위 내시경 영상에 기초한 학습 방법 (2)를 적용했을 때 평균 검출률이 0.73으로, 다른 학습 방법들을 적용했을 때 보다 높게 나타난다. 즉, 본 발명의 조기 위암 예측 모델은 조기 위암의 병소를 포함하는 위 내시경 영상에 대하여 점막층 침범 또는 점막하층 침범의 침범 깊이를 보다 높은 신뢰도로 예측할 수 있다.Finally, a model configured to classify 2 classes of mucosal invasion early gastric cancer, or submucosal invasion early gastric cancer (C. 2 class classification), is a learning based on gastroendoscopic images in which the lesion is enlarged and cropped to have a predetermined pixel unit. When method (2) is applied, the average detection rate is 0.73, which is higher than when other learning methods are applied. That is, the early gastric cancer prediction model of the present invention can predict the invasion depth of mucosal invasion or submucosal invasion with higher reliability with respect to the gastroendoscopic image including the lesion of early gastric cancer.

이상의 결과에 따라, 미리 결정된 픽셀 단위를 갖도록 병소를 확대 및 크로핑한 위 내시경 영상에 기초한 학습 방법 (2)에 기초하여, 입력된 위 내시경에 대한 종양 침범 깊이를 분류하도록 구성된 예측 모델이 본 발명의 다양한 실시예에 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. According to the above results, based on the learning method (2) based on the gastroscopy image in which the lesion is enlarged and cropped to have a predetermined pixel unit, a predictive model configured to classify the tumor invasion depth for the input gastroscope according to the present invention It may be used in various embodiments of, but is not limited thereto.

도 5b를 참조하면, 미리 결정된 픽셀 단위를 갖는 병소를 포함하는 위 내시경 전체 영상에 기초한 학습 하는 방법 (1)에 의해 학습된, 점막층 침범 조기 위암, 또는 점막하층 침범 조기 위암, 또는 정상의 3 클래스를 분류하도록 구성된 모델 (A. 3 클래스 분류) 에 대한 평가 결과가 도시된다.Referring to FIG. 5B , mucosal invasion early gastric cancer, or submucosal invasion early gastric cancer, or 3 classes of normal, learned by the learning method (1) based on the full image of the gastroscopy including the lesion having a predetermined pixel unit The evaluation results for the model configured to classify (A. 3 class classification) are shown.

도 5b의 (a)를 참조하면, 점막층 침범(mucosal), 점막하층 침범(submucosal)의 위암 및 정상(normal) 의 3 클래스 각각에 대하여, 미리 결정된 정답(true label) 및 예측 결과(predicted label) 를 기초로 산출된 조기 위암 예측 모델의 평균 검출률(recall) 은 각각 0.62, 0.72 및 0.70으로 나타난다. 도 5b의 (b)를 참조하면, 점막층 침범, 점막하층 침범의 위암 및 정상의 3 클래스에 대하여, 미리 결정된 정답 및 예측 결과를 기초로 산출된 조기 위암 예측 모델의 예측 정확도(precision) 는 각각 0.633, 0.590 및 0.875로 나타난다.Referring to FIG. 5B (a), for each of the three classes of mucosal invasion (mucosal), submucosal invasion (submucosal) gastric cancer, and normal (normal), a predetermined correct answer (true label) and predicted result (predicted label) The average detection rates (recall) of the early gastric cancer prediction model calculated based on , respectively, are 0.62, 0.72, and 0.70. Referring to (b) of FIG. 5B , for the three classes of gastric cancer with mucosal invasion, submucosal invasion, and normal, the prediction accuracy of the early gastric cancer prediction model calculated based on the predetermined correct answer and the prediction result is 0.633, respectively. , 0.590 and 0.875.

도 5c를 참조하면, 미리 결정된 픽셀 단위를 갖는 병소를 포함하는 위 내시경 전체 영상에 기초한 학습 하는 방법 (1)에 의해 학습된, 조기 위암(점막층 침범 조기 위암 및 점막하층 침범 조기 위암), 또는 정상의 2 클래스를 분류하도록 구성된 모델 (B. 2 클래스 분류) 에 대한 평가 결과가 도시된다.Referring to FIG. 5C , early gastric cancer (early gastric cancer with mucosal invasion and early gastric cancer with submucosal invasion), or normal, learned by the learning method (1) based on the full image of the gastroscopy including the lesion having a predetermined pixel unit The evaluation results for the model configured to classify two classes of ? (B. two-class classification) are shown.

도 5c의 (a)를 참조하면, 조기 위암(점막층 침범 및 점막하층 침범) 및 정상의 2 클래스 각각에 대하여, 미리 결정된 정답 및 예측 결과를 기초로 산출된 조기 위암 예측 모델의 평균 검출률은 각각 0.94 및 0.92의 매우 높은 수준으로 나타난다. 도 5c의 (b)를 참조하면, 조기 위암 및 정상의 2 클래스에 대하여, 미리 결정된 정답 및 예측 결과를 기초로 산출된 조기 위암 예측 모델의 예측 정확도는 각각 0.959 및 0.885의 매우 높은 수준으로 나타난다. Referring to (a) of FIG. 5C , for each of the two classes of early gastric cancer (invasion of the mucous membrane and invasion of the submucosal layer) and the normal, the average detection rate of the early gastric cancer prediction model calculated based on the predetermined correct answer and prediction result is 0.94, respectively. and very high levels of 0.92. Referring to (b) of FIG. 5C , for two classes of early gastric cancer and normal, the prediction accuracy of the early gastric cancer prediction model calculated based on the predetermined correct answer and the prediction result is 0.959 and 0.885, respectively, at very high levels.

도 5d를 참조하면, 미리 결정된 픽셀 단위를 갖는 병소를 포함하는 위 내시경 전체 영상에 기초한 학습 하는 방법 (1)에 의해 학습된, 점막층 침범 조기 위암 또는 점막하층 침범 조기 위암의 2 클래스를 분류하도록 구성된 모델 (C. 2 클래스 분류) 에 대한 평가 결과가 도시된다.Referring to FIG. 5D , it is configured to classify two classes of mucosal invasion early gastric cancer or submucosal invasion early gastric cancer, learned by the learning method (1) based on the gastroscopic full image including the lesion with a predetermined pixel unit. The evaluation results for the model (C. 2 class classification) are shown.

도 5d의 (a)를 참조하면, 점막층 침범 및 점막하층 침범의 2 클래스 각각에 대하여, 미리 결정된 정답 및 예측 결과를 기초로 산출된 조기 위암 예측 모델의 평균 검출률은 각각 0.60 및 0.74로 나타난다. 도 5d의 (b)를 참조하면, 점막층 침범 및 점막하층 침범의 2 클래스에 대하여, 미리 결정된 정답 및 예측 결과를 기초로 산출된 조기 위암 예측 모델의 예측 정확도는 각각 0.698 및 0.649로 나타난다.Referring to (a) of FIG. 5D , for each of the two classes of invasion of the mucosal layer and invasion of the submucosal layer, the average detection rates of the early gastric cancer prediction model calculated based on predetermined correct answers and prediction results are 0.60 and 0.74, respectively. Referring to (b) of FIG. 5D , for two classes of invasion of the mucosal layer and invasion of the submucosal layer, the prediction accuracy of the early gastric cancer prediction model calculated based on the predetermined correct answer and the prediction result is 0.698 and 0.649, respectively.

도 5e 내지 5g는, 미리 결정된 픽셀 단위를 갖는 병소를 포함하는 위 내시경 전체 영상에 기초한 학습 하는 방법 (1)에 의해 학습된 3 클래스 예측 모델에 대한 영상 분류 결과를 도시한다. 5E to 5G show the image classification results for the three-class prediction model learned by the learning method (1) based on the entire upper endoscope image including the lesion having a predetermined pixel unit.

보다 구체적으로 도 5e를 참조하면, 조기 위암 예측 모델에 의해 50 장의 점막층 침범 종양을 포함하는 위 내시경 영상 각각에 대하여 산출된, 점막층 침범 조기 위암일 확률 (빨강, M), 점막하층 침범 조기 위암일 확률 (파랑, S) 및 정상일 확률 (녹색, N) 이 도시된다. 조기 위암 예측 모델은 산출된 확률 중 점막층 침범 조기 위암일 확률이 가장 높을 경우, 입력된 위 내시경 영상을 '점막층 침범 조기 위암'의 영상 (빨강) 으로 분류한다. More specifically, referring to FIG. 5E , the probability of mucosal invasion early gastric cancer (red, M) calculated for each gastroscopic image including 50 intestinal mucosal invasion tumors by the early gastric cancer prediction model (red, M), the date of early gastric cancer invasion into the submucosal layer Probabilities (blue, S) and normality (green, N) are shown. In the early gastric cancer prediction model, when the probability of mucosal invasion early gastric cancer is the highest among the calculated probabilities, the input gastroscopic image is classified as an image of 'mucous layer invasion early gastric cancer' (red).

결과에 따르면, 조기 위암 예측 모델은 50 장의 점막층 침범 종양을 포함하는 위 내시경 영상 중 31장의 영상을 정확하게 예측한 것으로 나타난다. 한편, 조기 위암 예측 모델에 의해 점막층 침범 종양의 위 내시경 영상에 대하여 정상으로 예측한 경우는 극히 드문 것으로 나타난다. According to the results, it appears that the early gastric cancer prediction model accurately predicted 31 images of the gastroendoscopic images including 50 mucosal invasion tumors. On the other hand, it is extremely rare that the endoscopic image of the mucosal invasion tumor is predicted to be normal by the early gastric cancer prediction model.

도 5f를 참조하면, 조기 위암 예측 모델에 의해 50 장의 점막하층 침범 종양을 포함하는 위 내시경 영상 각각에 대하여 산출된, 점막층 침범 조기 위암일 확률 (빨강, M), 점막하층 침범 조기 위암일 확률 (파랑, S) 및 정상일 확률 (녹색, N) 이 도시된다. 조기 위암 예측 모델은 산출된 확률 중 점막하층 침범 조기 위암일 확률이 가장 높을 경우, 입력된 위 내시경 영상을 '점막하층 침범 조기 위암'의 영상 (파랑) 으로 분류한다. Referring to FIG. 5F , the probability of early gastric cancer with mucosal invasion (red, M), the probability of submucosal invasion early gastric cancer calculated for each gastroscopic image including 50 submucosal invasion tumors by the early gastric cancer prediction model ( Blue, S) and probability of being normal (green, N) are shown. In the early gastric cancer prediction model, when the probability of submucosal invasion early gastric cancer is the highest among the calculated probabilities, the input gastroscopic image is classified as an image (blue) of 'submucosal invasion early gastric cancer'.

결과에 따르면, 조기 위암 예측 모델은 50 장의 점막하층 침범 종양을 포함하는 위 내시경 영상 중 36 장의 영상을 정확하게 예측한 것으로 나타난다. 한편, 조기 위암 예측 모델에 의해 점막하층 침범 종양의 위 내시경 영상에 대하여 정상으로 예측한 경우는 단 2 장으로 극히 드문 것으로 나타난다.According to the results, it appears that the early gastric cancer prediction model accurately predicted 36 images of gastroendoscopic images including 50 submucosal invasion tumors. On the other hand, only two cases of gastric endoscopic images of submucosal invasion tumors were predicted to be normal by the early gastric cancer prediction model, which is extremely rare.

도 5g를 참조하면, 조기 위암 예측 모델에 의해 50 장의 정상 개체에 대한 위 내시경 영상 각각에 대하여 산출된, 점막층 침범 조기 위암일 확률 (빨강, M), 점막하층 침범 조기 위암일 확률 (파랑, S) 및 정상일 확률 (녹색, N) 이 도시된다. 조기 위암 예측 모델은 산출된 확률 중 정상일 확률이 가장 높을 경우, 입력된 위 내시경 영상을 '정상'의 영상 (녹색)으로 분류한다. Referring to FIG. 5G , the probability of mucosal invasion early gastric cancer (red, M), the probability of submucosal invasion early gastric cancer (blue, S) calculated for each gastroscopic image of 50 normal individuals by the early gastric cancer prediction model ) and the probability of being normal (green, N) are shown. The early gastric cancer prediction model classifies the input endoscopic image as a 'normal' image (green) when the highest probability of being normal among the calculated probabilities.

결과에 따르면, 조기 위암 예측 모델은 50 장의 정상 개체에 대한 위 내시경 영상 중 35 장의 영상을 정확하게 예측한 것으로 나타난다. According to the results, it appears that the early gastric cancer prediction model accurately predicted 35 images out of 50 normal gastroscopic images.

도 5h 및 5i는, 미리 결정된 픽셀 단위를 갖는 병소를 포함하는 위 내시경 전체 영상에 기초한 학습 하는 방법 (1)에 의해 학습된 조기 위암의 2 클래스 예측 모델에 대한 영상 분류 결과를 도시한다. 5H and 5I show the image classification results for the two-class prediction model of early gastric cancer learned by the learning method (1) based on the entire image of the gastroscopy including the lesion having a predetermined pixel unit.

도 5h를 참조하면, 조기 위암 예측 모델에 의해 50 장의 점막층 침범 위 내시경 영상 각각에 대하여 산출된, 점막층 침범 조기 위암일 확률 (빨강, M) 및 점막하층 침범 조기 위암일 확률 (파랑, S) 이 도시된다. 조기 위암 예측 모델은 산출된 확률 중 점막층 침범 위암일 확률이 가장 높을 경우, 입력된 위 내시경 영상을 '점막층 침범 조기 위암'의 영상 (빨강) 으로 분류한다. Referring to FIG. 5H , the probability of mucosal invasion early gastric cancer (red, M) and submucosal invasion early gastric cancer probability (blue, S) calculated for each of the 50 mucosal invasion gastric endoscopy images by the early gastric cancer prediction model are is shown In the early gastric cancer prediction model, when the probability of mucosal invasion gastric cancer is the highest among the calculated probabilities, the input gastroscopic image is classified as an image (red) of 'mucous layer invasion early gastric cancer'.

결과에 따르면, 조기 위암 예측 모델은 50 장의 점막층 침범 위 내시경 영상 중 30 장의 영상을 정확하게 예측한 것으로 나타난다.According to the results, the early gastric cancer prediction model accurately predicted 30 images out of 50 mucosal invasion gastric endoscopy images.

도 5i를 참조하면, 조기 위암 예측 모델에 의해 50 장의 점막하층 침범 위 내시경 영상 각각에 대하여 산출된, 점막층 침범 조기 위암일 확률 (빨강, M) 및 점막하층 침범 조기 위암일 확률 (파랑, S) 이 도시된다. 조기 위암 예측 모델은 산출된 확률 중 점막하층 침범 위함일 확률이 가장 높을 경우, 입력된 위 내시경 영상을 '점막하층 침범 조기 위암'의 영상 (파랑) 으로 분류한다. Referring to FIG. 5I , the probability of early gastric cancer with mucosal invasion (red, M) and the probability of submucosal invasion early gastric cancer (blue, S) calculated for each of the 50 submucosal invasion gastric endoscopic images by the early gastric cancer prediction model (blue, S) This is shown. The early gastric cancer prediction model classifies the input gastroscopic image as an image (blue) of 'submucosal invasion early gastric cancer' when the highest probability of submucosal invasion is among the calculated probabilities.

결과에 따르면, 조기 위암 예측 모델은 50 장의 점막층 침범 위 내시경 영상 중 37 장의 영상을 정확하게 예측한 것으로 나타난다.According to the results, the early gastric cancer prediction model accurately predicted 37 images out of 50 mucosal invasion gastric endoscopy images.

이상의 실시예 1의 결과로, 조기 위암 예측 모델에 기초한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법 및 이를 이용한 디바이스는, 위암 의심 개체에 대하여 정확한 진단 정보를 제공할 수 있다. 보다 구체적으로 본 발명은 위 내시경 영상에 대하여 점막층 침범 또는, 점막하층 침범의 조기 종양에 대한 침범 깊이를 예측하여 그 결과를 제공할 수 있고, 예측 결과에 따라 개인의 상태에 맞춘 정확하고 효과적인 치료법을 제공할 수 있다. 이에, 본 발명은 조기 위암 치료에 대한 좋은 예후를 제공하는 것에 기여할 수 있다.As a result of Example 1 above, the method for predicting early gastric cancer and the device using the same according to various embodiments of the present invention based on the early gastric cancer prediction model may provide accurate diagnostic information to an individual suspected of gastric cancer. More specifically, the present invention can provide a result by predicting the depth of invasion for an early tumor of mucosal invasion or submucosal invasion with respect to the upper endoscopic image, and according to the prediction result, accurate and effective treatment tailored to the individual's condition can provide Accordingly, the present invention can contribute to providing a good prognosis for early gastric cancer treatment.

실시예 2: 병변 의심 영역 예측 모델의 평가Example 2: Evaluation of the lesion suspicious area prediction model

이하의 실시예 2에서는 도6을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 병변 의심 영역 예측 모델의 평가 방법 및 결과를 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법 및 이를 이용한 조기 위암의 예측 디바이스에서 이용되는 병변 의심 영역 예측 모델에 대한 평가 결과를 도시한 것이다.In Example 2 below, an evaluation method and results of a lesion suspicious region prediction model used in various embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. 6 . 6 is a diagram illustrating an evaluation result of a lesion suspicious region prediction model used in a method for predicting early gastric cancer and a device for predicting early gastric cancer using the same according to an embodiment of the present invention.

보다 구체적으로, 도 6의 (a) 내지 6의 (c)를 참조하면, 미리 정답으로 마스킹된, 점막층 침범 조기 위암 병변 영역 및 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역을 포함하는 조기 위암 위 내시경 영상과 정상 개체에 대한 위 내시경 영상에 대한, 병변 의심 영역 예측 모델의 예측 결과가 도시된다. 이때, 정상의 위 내시경 영상에 대해서는 정답 마스킹이 수행되지 않았다.More specifically, referring to FIGS. 6 (a) to 6 (c), an early gastric cancer gastroendoscopic image including a mucosal invasion early gastric cancer lesion region and a submucosal invasion early gastric cancer lesion region masked with the correct answer in advance and The prediction result of the lesion suspicious area prediction model for the gastroscopic image of a normal subject is shown. At this time, correct answer masking was not performed on the normal gastroscopic image.

도 6의 (a)를 참조하면, 병변 의심 영역 예측 모델에 의해, 위 내시경 영상 내에서 점막층 침범의 종양에 대한 병변 영역이 정확하게 예측된 것으로 나타난다. Referring to (a) of FIG. 6 , it appears that the lesion area for the mucosal invasion tumor is accurately predicted in the upper endoscopy image by the lesion suspicious area prediction model.

도 6의 (b)를 참조하면, 병변 의심 영역 예측 모델에 의해, 위 내시경 영상 내에서 점막하층 침범의 종양에 대한 병변 영역이 정확하게 예측된 것으로 나타난다.Referring to FIG. 6B , it appears that the lesion area for the submucosal invasion tumor is accurately predicted in the gastroendoscopic image by the lesion suspicious area prediction model.

도 6의 (c)를 참조하면, 병변 의심 영역 예측 모델에 의해, 정상의 위 내시경 영상에 대하여 어떠한 영역도 예측되지 않은 것으로 나타난다. 이는 병변 의심 영역 예측 모델이 정상의 위 내시경 영상에 대하여 정확하게 예측한 것을 의미할 수 있다. Referring to (c) of FIG. 6 , it appears that no region is predicted with respect to a normal gastroscopic image by the lesion suspicious region prediction model. This may mean that the lesion suspicious area prediction model accurately predicted the normal gastroscopic image.

이상의 실시예2의 결과로, 병변 의심 영역 예측 모델에 기초한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 조기 위암의 예측 방법 및 이를 이용한 디바이스는 높은 정확도로 위 내시경 영상 내에서 병변 의심 영역을 예측할 수 있는 효과가 있다.As a result of Example 2 above, the early gastric cancer prediction method and the device using the same according to various embodiments of the present invention based on the lesion suspicious area prediction model have the effect of predicting the suspicious lesion area within the gastroendoscopic image with high accuracy. have.

한편, 본 발명의 효과는 이에 제한되는 것이 아니다. 예를 들어, 본 발명은 미리 결정된 랜드마크를 기초로 예측된 병변 영역에 대한 위치를 결정하도록 구성된 병변 의심 영역 예측 모델을 이용함에 따라, 병소에 대한 위치 정보를 제공할 수 있다. 이에, 의료인은 위치 정보를 기초로 병변 부위를 정확하게 파악할 수 있어, 보다 용이하게 조기 위암의 치료를 수행할 수 있다. On the other hand, the effect of the present invention is not limited thereto. For example, the present invention may provide location information on a lesion by using a suspected lesion area prediction model configured to determine a location for a predicted lesion area based on a predetermined landmark. Accordingly, the medical personnel can accurately identify the lesion site based on the location information, and thus can more easily perform early gastric cancer treatment.

나아가, 본 발명은 랜드마크게 기초하여 병변의 위치를 예측함에 따라, 위 내시경 영상 내에 나타나는 위 내시경 장치, 잔존 음식물, 출혈 부위가 구별된 진단 결과를 제공할 수 있는 효과가 있다.Furthermore, the present invention has the effect of providing a diagnosis result in which the gastroscopic apparatus, the residual food, and the bleeding site appear in the gastroscopic image are distinguished by predicting the location of the lesion based on the landmark.

또한, 본 발명은 복수개의 위 내시경 영상을 수신하고, 각각의 위내시경 영상에 대하여 조기 위암의 발병 여부, 나아가 종양의 침습의 깊이를 예측함에 따라, 실시간으로 위 모니터링과 동시에 조기 위암의 예측이 가능한 진단 시스템을 제공할 수 있다.In addition, the present invention receives a plurality of gastroscopic images, and predicts whether or not early gastric cancer occurs and, further, the depth of tumor invasion for each gastroscopic image, so that it is possible to monitor the stomach in real time and predict early gastric cancer at the same time. A diagnostic system may be provided.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 조기 위암의 예측 디바이스
110: 내시경 촬영부
120: 입력부
130: 출력부
140: 프로세서
150: 저장부
202, 302: 위 내시경 영상
204, 304, 326: RGB 컬러
212: 조기 위암 예측 모델
222: 조기 위암 발병 여부가 예측된 위 내시경 영상
224, 334: 조기 위암 발병 예측 정보
312: 병변 의심 영역 예측 모델
322: 병변 의심 영역이 예측된 위 내시경 영상
324: 병변 의심 영역
332: 병변 의심 영역에 대한 병태가 예측된 위 내시경 영상
100: device for predicting early gastric cancer
110: endoscope recording unit
120: input unit
130: output unit
140: processor
150: storage
202, 302: gastroscopy image
204, 304, 326: RGB color
212: Early gastric cancer prediction model
222: Gastric endoscopy image predicted to develop early gastric cancer
224, 334: Early gastric cancer onset prediction information
312: lesion suspicious area prediction model
322: Gastric endoscopy image with predicted lesion suspicious area
324: lesion suspicious area
332: Gastric endoscopy image with predicted pathology for the suspected lesion area

Claims (19)

프로세서 및 수신부를 포함하는 조기 위암의 예측용 디바이스에 의해 수행되는 조기 위암의 예측 방법에 관한 것으로,
상기 수신부를 통해, 위암 의심 개체에 대하여 위 내시경 영상을 수신하는 단계;
상기 프로세서를 통해, 상기 위 내시경 영상을 기초로 조기 위암 발병 여부를 예측하도록 구성된 조기 위암 예측 모델을 이용하여, 상기 위암 의심 개체에 대한 조기 위암 발병 여부를 예측하는 단계, 및
예측 결과를 제공하는 단계를 포함하고,
상기 조기 위암 예측 모델은,
상기 위 내시경 영상에 기초하여 점막층(mucosal) 침범 조기 위암 또는 점막하층(submucosal) 침범 조기 위암을 예측하도록 더 구성되고,
상기 조기 위암 발병 여부를 예측하는 단계는,
상기 프로세서를 통해, 상기 조기 위암 예측 모델을 이용하여 상기 위암 의심 개체에 대하여 점막층 침범 조기 위암, 점막하층 침범 조기 위암 및 정상으로 구성된 그룹 중 적어도 하나의 병태를 예측하는 단계를 포함하고,
상기 조기 위암 발병 여부를 예측하는 단계는,
상기 프로세서를 통해, 상기 위 내시경 영상 내에서 조기 위암의 병변 의심 영역을 예측하도록 구성된 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여, 상기 위 내시경 영상 내에서 조기 위암의 병변 의심 영역을 예측하는 단계를 더 포함하고,
상기 제공하는 단계는,
상기 병변 의심 영역 예측 모델에 의해, 상기 위 내시경 영상 내에서 상기 조기 위암의 병변 의심 영역이 예측될 경우, 상기 예측된 병변 의심 영역을 제공하는 단계를 더 포함하고,
상기 병변 의심 영역 예측 모델은,
상기 위 내시경 영상 내에서, 미리 결정된 랜드마크를 예측하도록 더 구성되고,
상기 조기 위암 발병 여부를 예측하는 단계는,
상기 프로세서를 통해, 상기 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여 상기 위 내시경 영상 내에서 상기 랜드마크를 예측하는 단계, 및
상기 랜드마크를 기초로 상기 병변 의심 영역의 위치를 예측하는 단계를 더 포함하고,
상기 제공하는 단계는,
예측된 상기 병변 의심 영역의 위치를 제공하는 단계를 더 포함하는, 조기 위암의 예측 방법.
To a method for predicting early gastric cancer performed by a device for predicting early gastric cancer comprising a processor and a receiver,
receiving, through the receiver, an endoscopy image of a suspected gastric cancer object;
predicting, through the processor, whether or not the early gastric cancer onset for the suspected gastric cancer individual using an early gastric cancer prediction model configured to predict whether or not early gastric cancer will occur based on the gastroendoscopic image; and
providing a prediction result;
The early gastric cancer prediction model,
Further configured to predict mucosal invasion early gastric cancer or submucosal invasion early gastric cancer based on the gastroscopic image,
The step of predicting whether the early gastric cancer onset is,
Predicting, through the processor, at least one condition from the group consisting of mucosal invasion early gastric cancer, submucosal invasion early gastric cancer, and normal for the suspected gastric cancer individual using the early gastric cancer prediction model,
The step of predicting whether the early gastric cancer onset is,
Using the processor, using a lesion suspicious area prediction model configured to predict a lesion suspicious area of early gastric cancer in the gastroendoscopic image, further comprising predicting a lesion suspicious area of early gastric cancer in the upper endoscopy image, ,
The providing step is
When the lesion suspected region of the early gastric cancer is predicted in the gastroendoscopic image by the lesion suspicious region prediction model, the method further comprising the step of providing the predicted lesion suspicious region,
The lesion suspicious area prediction model is,
Further configured to predict a predetermined landmark in the gastroscopic image,
The step of predicting whether the early gastric cancer onset is,
predicting, through the processor, the landmark in the gastroendoscopic image using the lesion suspicious region prediction model; and
Further comprising the step of predicting the location of the lesion suspicious area based on the landmark,
The providing step is
The method of predicting early gastric cancer, further comprising the step of providing the predicted location of the suspected lesion region.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 조기 위암 발병 여부를 예측하는 단계는,
상기 프로세서를 통해, 상기 조기 위암 예측모델을 이용하여 상기 위암 의심 개체에 대하여 상기 점막층 침범 조기 위암인 확률, 상기 점막하층 침범 조기 위암인 확률 및 상기 정상인 확률을 각각 산출하는 단계, 및
산출된 상기 위암 의심 개체에 대한 확률을 기초로 상기 위암 의심 개체에 대하여 그룹 중 적어도 하나의 병태를 결정하는 단계를 포함하는, 조기 위암의 예측 방법.
According to claim 1,
The step of predicting whether the early gastric cancer onset is,
Calculating, through the processor, the probability of early gastric cancer with mucosal invasion, the probability of early gastric cancer with submucosal invasion, and the probability of being normal with respect to the suspected gastric cancer individual using the early gastric cancer prediction model, and
A method for predicting early gastric cancer, comprising the step of determining at least one condition of the group with respect to the suspected gastric cancer individual based on the calculated probability of the gastric cancer suspected individual.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 조기 위암 발병 여부를 예측하는 단계는,
상기 프로세서를 통해, 상기 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여 상기 위 내시경 영상 내에서의 특정 영역에 대하여 병변 영역일 확률 또는, 정상인 확률을 산출하는 단계,
상기 특정 영역에 대하여 상기 병변 영역일 확률이 미리 결정된 수준 이상일 경우, 상기 특정 영역을 병변 의심 영역으로 결정하는 단계를 더 포함하는, 조기 위암의 예측 방법.
According to claim 1,
The step of predicting whether the early gastric cancer onset is,
calculating, through the processor, a probability of being a lesion area or a probability of being normal with respect to a specific area in the upper endoscopy image using the lesion suspicious area prediction model;
The method of predicting early gastric cancer, further comprising the step of determining the specific area as a lesion suspicious area when the probability that the specific area is the lesion area is greater than or equal to a predetermined level.
제5항에 있어서,
상기 병변 의심 영역 예측 모델은,
상기 위 내시경 영상 내에서 점막층 침범 조기 위암의 병변 영역 또는 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역을 예측하도록 더 구성되고,
상기 조기 위암 발병 여부를 예측하는 단계는,
상기 프로세서를 통해, 상기 병변 의심 영역 예측 모델에 의해 상기 병변 의심 영역이 결정될 경우,
상기 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여 상기 병변 의심 영역에 대하여 점막층 침범 조기 위암의 병변 영역일 확률 및 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역일 확률을 각각 산출하는 단계, 및
산출된 상기 병변 의심 영역에 대한 확률을 기초로 상기 병변 의심 영역에 대하여 점막층 침범 조기 위암 또는 점막하층 침범 조기 위암의 병태를 결정하는 단계를 더 포함하고,
상기 제공하는 단계는,
결정된 상기 병변 의심 영역에 대한 병태를 제공하는 단계를 더 포함하는, 조기 위암의 예측 방법.
6. The method of claim 5,
The lesion suspicious area prediction model is,
It is further configured to predict a lesion area of mucosal invasion early gastric cancer or a lesion area of submucosal invasion early gastric cancer within the gastroscopic image,
The step of predicting whether the early gastric cancer onset is,
When the suspected lesion region is determined by the lesion suspicious region prediction model through the processor,
Calculating a probability of a lesion region of an early gastric cancer invasion of the mucosal layer and a probability of a lesion region of an early gastric cancer invading the submucosal layer with respect to the suspected lesion region using the lesion suspicious region prediction model, and
Further comprising the step of determining the condition of mucosal invasion early gastric cancer or submucosal invasion early gastric cancer with respect to the lesion suspicious region based on the calculated probability of the lesion suspicious region,
The providing step is
The method of predicting early gastric cancer, further comprising the step of providing a condition for the determined suspected lesion region.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 위 내시경 영상을 수신하는 단계는,
상기 수신부를 통해, 상기 위암 의심 개체에 대한 복수개의 위 내시경 영상을 수신하는 단계를 포함하고,
상기 조기 위암 발병 여부를 예측하는 단계는,
상기 프로세서를 통해, 상기 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여, 복수개의 위 내시경 영상 각각에 대하여 상기 랜드마크를 예측하는 단계, 및
상기 랜드마크를 기초로 상기 복수개의 위 내시경 영상 각각에 대하여 상기 병변 의심 영역의 위치를 예측하는 단계를 더 포함하고,
상기 제공하는 단계는,
상기 복수개의 위 내시경 영상 각각에 대하여 예측된 상기 병변 의심 영역의 위치를 제공하는 단계를 더 포함하는, 조기 위암 예측 방법.
According to claim 1,
Receiving the upper endoscopy image comprises:
Receiving a plurality of gastroscopic images of the suspected gastric cancer object through the receiving unit,
The step of predicting whether the early gastric cancer onset is,
Predicting the landmark for each of a plurality of gastroscopic images by using the lesion suspicious region prediction model through the processor, and
Further comprising the step of predicting the location of the suspected lesion region for each of the plurality of gastroendoscopic images based on the landmark,
The providing step is
The method further comprising the step of providing the predicted location of the suspected lesion region with respect to each of the plurality of gastroendoscopic images, early gastric cancer prediction method.
제1항에 있어서,
상기 프로세서를 통해, 점막층 침범 조기 위암의 병변 영역을 포함하는 점막층 침범 조기 위암 내시경 영상, 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역을 포함하는 점막하층 침범 내시경 영상 및 정상 개체에 대한 정상 위 내시경 영상으로 구성된 그룹 중 선택된 적어도 하나의 학습용 위 내시경 영상을 기초로, 상기 학습용 위 내시경 영상에 대하여 조기 위암 발병 여부를 예측하도록, 상기 조기 위암 예측 모델을 학습하는 단계를 더 포함하는, 조기 위암의 예측 방법.
According to claim 1,
Through the processor, an endoscopic image of early gastric cancer with mucosal invasion including the lesion region of mucosal invasion early gastric cancer, a submucosal invasion endoscopic image including the lesion region of submucosal invasion early gastric cancer, and a normal gastroscopic image of a normal individual. The method of predicting early gastric cancer, further comprising: learning the early gastric cancer prediction model to predict whether or not early gastric cancer will occur with respect to the learning gastroscopic image based on at least one learning gastroscopic image selected from among.
제9항에 있어서,
상기 학습하는 단계는,
상기 프로세서를 통해, 상기 학습용 위 내시경 영상의 픽셀을 미리 결정된 수준으로 표준화 (normalization) 하는 단계;
상기 학습용 위 내시경 영상 중 상기 점막층 침범 조기 위암 내시경 영상 및 상기 점막하층 침범 조기 위암 내시경 영상 각각에 대하여 상기 점막층 침범 조기 위암의 병변 영역 및 상기 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역을 마스킹하는 단계;
상기 학습용 위 내시경 영상 중 상기 정상 위 내시경 영상에 대하여, 상기 병변 영역과 상이한 미리 결정된 랜드마크를 제외한 배경 영역을 마스킹하는 단계, 및
마스킹된 병변 영역 및 상기 배경 영역을 기초로 상기 조기 위암 예측 모델이, 점막층 침범 조기 위암, 점막하층 침범 조기 위암 및 정상으로 구성된 그룹 중 적어도 하나의 병태를 예측하도록 학습하는 단계를 포함하는, 조기 위암의 예측 방법.
10. The method of claim 9,
The learning step is
normalizing, through the processor, the pixels of the upper endoscopic image for learning to a predetermined level;
masking the lesion region of the mucosal invasion early gastric cancer and the lesion region of the submucosal invasion early gastric cancer with respect to each of the mucosal invasion early gastric cancer endoscopic image and the submucosal invasion early gastric cancer endoscopic image among the upper endoscopy images for learning;
masking a background area excluding a predetermined landmark different from the lesion area with respect to the normal gastroscopic image of the upper endoscopy image for learning; and
Based on the masked lesion region and the background region, the early gastric cancer prediction model comprises learning to predict at least one condition from the group consisting of mucosal invasion early gastric cancer, submucosal invasion early gastric cancer, and normal. prediction method.
제10항에 있어서,
상기 표준화하는 단계는,
상기 프로세서를 통해, 상기 점막층 침범 조기 위암 내시경 영상 및 상기 점막하층 침범 조기 위암 내시경 영상 각각에 대하여 상기 점막층 침범 조기 위암의 병변 영역 및 상기 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역만을 포함하도록 크로핑(cropping) 하는 단계, 및
크로핑된 점막층 침범 조기 위암 내시경 영상, 크로핑된 점막하층 침범 조기 위암 내시경 영상, 및 상기 정상 위 내시경 영상의 픽셀을 미리 결정된 수준으로 표준화하는 단계를 포함하는, 조기 위암의 예측 방법.
11. The method of claim 10,
The standardizing step is
Cropping through the processor to include only the lesion region of the mucosal invasion early gastric cancer and the lesion region of the submucosal invasion early gastric cancer for each of the mucosal invasion early gastric cancer endoscopic image and the submucosal invasion early gastric cancer endoscopic image step, and
A method of predicting early gastric cancer, comprising normalizing pixels of a cropped mucosal invasion early gastric cancer endoscopic image, a cropped submucosal invasion early gastric cancer endoscopic image, and the normal gastric endoscopic image to a predetermined level.
제11항에 있어서,
상기 크로핑하는 단계는,
상기 프로세서를 통해, 상기 점막층 침범 조기 위암의 병변 영역 및 상기 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역의 비율을 유지하면서 크로핑하는 단계를 포함하는, 조기 위암의 예측 방법.
12. The method of claim 11,
The cropping step is
and cropping through the processor while maintaining a ratio of the lesion area of the mucosal invasion early gastric cancer and the lesion area of the submucosal invasion early gastric cancer.
제1항에 있어서,
상기 위 내시경 영상을 수신하는 단계는,
상기 수신부를 통해, 상기 위암 의심 개체에 대한 복수개의 위 내시경 영상을 수신하는 단계를 포함하고,
상기 조기 위암 발병 여부를 예측하는 단계는,
상기 프로세서를 통해, 상기 조기 위암 예측 모델을 이용하여, 상기 복수개의 위 내시경 영상 각각에 대하여 조기 위암 발병 여부를 예측하는 단계를 포함하고,
상기 제공하는 단계는,
상기 복수개의 위 내시경 영상 각각에 대한 예측 결과를 실시간으로 제공하는 단계를 포함하는, 조기 위암의 예측 방법.
According to claim 1,
Receiving the upper endoscopy image comprises:
Receiving a plurality of gastroscopic images of the suspected gastric cancer object through the receiving unit,
The step of predicting whether the early gastric cancer onset is,
Predicting whether or not early gastric cancer will occur for each of the plurality of gastroendoscopic images by using the early gastric cancer prediction model through the processor,
The providing step is
A method of predicting early gastric cancer, comprising the step of providing prediction results for each of the plurality of gastroscopic images in real time.
위암 의심 개체에 대한 위 내시경 영상을 획득하도록 구성된 내시경 영상 촬영부, 및
상기 내시경 영상 촬영부와 동작 가능하게 연결된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 위 내시경 영상을 기초로 조기 위암 발병 여부를 예측하도록 구성된 조기 위암 예측 모델을 이용하여, 상기 위암 의심 개체에 대한 조기 위암 발병 여부를 예측하도록 구성되고,
상기 조기 위암 예측 모델은,
상기 위 내시경 영상에 기초하여 점막층 침범 조기 위암 또는 점막하층 침범 조기 위암을 예측하도록 더 구성되고,
상기 프로세서는,
상기 조기 위암 예측 모델을 이용하여, 상기 위암 의심 개체에 대하여 점막층 침범 조기 위암, 점막하층 침범 조기 위암 및 정상으로 구성된 그룹 중 적어도 하나의 병태를 예측하도록 더 구성되고,
상기 프로세서는,
상기 위 내시경 영상 내에서 조기 위암의 병변 의심 영역을 예측하도록 구성된 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여, 상기 위 내시경 영상 내에서 조기 위암의 병변 의심 영역을 예측하도록 더 구성되고,
상기 병변 의심 영역 예측 모델은,
상기 위 내시경 영상 내에서, 미리 결정된 랜드마크를 예측하도록 더 구성되고,
상기 프로세서는,
상기 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여 상기 위 내시경 영상 내에서 상기 랜드마크를 예측하고, 상기 랜드마크를 기초로 상기 병변 의심 영역의 위치를 예측하도록 더 구성된, 조기 위암 예측용 디바이스.
An endoscopic imaging unit configured to acquire a gastroscopic image of a suspected gastric cancer object, and
and a processor operatively connected to the endoscopic image capturing unit,
The processor is
Using an early gastric cancer prediction model configured to predict the onset of early gastric cancer based on the gastroendoscopic image, it is configured to predict whether or not the early gastric cancer onset for the suspected gastric cancer individual,
The early gastric cancer prediction model,
Further configured to predict mucosal invasion early gastric cancer or submucosal invasion early gastric cancer based on the gastroscopic image,
The processor is
Using the early gastric cancer prediction model, it is further configured to predict at least one condition from the group consisting of mucosal invasion early gastric cancer, submucosal invasion early gastric cancer, and normal for the suspected gastric cancer individual,
The processor is
Using a lesion suspicious area prediction model configured to predict a lesion suspicious area of early gastric cancer in the gastroendoscopic image, it is further configured to predict a lesion suspicious area of early gastric cancer in the gastroscopic image,
The lesion suspicious area prediction model is,
Further configured to predict a predetermined landmark in the gastroscopic image,
The processor is
The device for predicting early gastric cancer, further configured to predict the landmark in the gastroendoscopic image using the lesion suspicious region prediction model and predict the location of the lesion suspicious region based on the landmark.
삭제delete 삭제delete 제14항에 있어서,
상기 병변 의심 영역 예측 모델은,
상기 위 내시경 영상 내에서 점막층 침범 조기 위암의 병변 영역 또는 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역을 예측하도록 더 구성되고,
상기 프로세서는,
상기 병변 의심 영역 예측 모델에 의해 상기 병변 의심 영역이 결정될 경우,
상기 병변 의심 영역 예측 모델을 이용하여 상기 병변 의심 영역에 대하여 점막층 침범 조기 위암의 병변 영역일 확률 및 점막하층 침범 조기 위암의 병변 영역일 확률을 각각 산출하고, 산출된 상기 병변 의심 영역에 대한 확률을 기초로 상기 병변 의심 영역에 대하여 점막층 침범 조기 위암 또는 점막하층 침범 조기 위암의 병태를 결정하도록 더 구성된, 조기 위암 예측용 디바이스.
15. The method of claim 14,
The lesion suspicious area prediction model is,
It is further configured to predict a lesion area of mucosal invasion early gastric cancer or a lesion area of submucosal invasion early gastric cancer within the gastroscopic image,
The processor is
When the suspected lesion region is determined by the lesion suspicious region prediction model,
Using the suspected lesion region prediction model, the probability of a lesion region of mucosal invasion early gastric cancer and a lesion region of submucosal invasion early gastric cancer are respectively calculated for the suspected lesion region, and the calculated probability of the suspected lesion region is calculated. The device for predicting early gastric cancer, further configured to determine the condition of mucosal invasion early gastric cancer or submucosal invasion early gastric cancer with respect to the suspected lesion region based on the lesion suspicious region.
삭제delete 제14항에 있어서,
상기 병변 의심 영역에 대하여 치료용 레이저를 조사하도록 구성된, 레이저 조사부를 더 포함하는, 조기 위암 예측용 디바이스.
15. The method of claim 14,
The device for early gastric cancer prediction, further comprising a laser irradiator configured to irradiate a laser for treatment to the suspected lesion region.
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