DE202022100604U1 - Intelligent system for automatic classification of medical images using image processing and artificial intelligence - Google Patents
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Abstract
System (10) zur Klassifizierung von biomedizinischen Bildern (1), wobei das System (10) umfasst:
eine Erfassungseinheit (2), die für die Erfassung der biomedizinischen Bilder (1) eines Subjekts aus einer Vielzahl von biomedizinischen Einheiten mit den Subjektdaten verwendet wird, wobei die biomedizinischen Einheiten einen Satz von Biobild-Erzeugungseinheiten umfassen, wobei ein Smartphone mit einem computerlesbaren Programm arbeitet, um die Ergebnisse der biomedizinischen Einheiten zu verarbeiten und die gefilterten biomedizinischen Bilder zu erzeugen;
eine Filtereinheit (3), die zur Vorverarbeitung der erhaltenen gefilterten biomedizinischen Bilder des Subjekts unter Verwendung einer Bildvorverarbeitungseinheit (4) verwendet wird, wobei die Bildvorverarbeitungseinheit (4) eine Filterung, eine Normalisierung und eine Entfernung der unerwünschten Informationen aus den erhaltenen biomedizinischen Bildern durchführt; und
eine Klassifizierungseinheit (5), die zum Klassifizieren des biomedizinischen Bildes (1) durch einen maschinellen Lernalgorithmus verwendet wird, wobei der maschinelle Lernalgorithmus ein auf maschinellem Lernen basierendes Modell ist, das aus einem großen Satz von Trainingsdaten des biomedizinischen Bildes (1) von einem großen Subjekt mit dessen biomedizinischem Bild (1) und Subjektdaten gelernt wird, wobei der Algorithmus für maschinelles Lernen die Merkmale des eingegebenen biomedizinischen Bildes mit den verarbeiteten Daten des biomedizinischen Bildes (1) vergleicht und den Typ des biomedizinischen Bildes (1) auf der Grundlage von voreingestellten Übereinstimmungskriterien der Merkmale des biomedizinischen Bildes klassifiziert, wobei das tiefe Lernen das biomedizinische Bild (1) auf der Grundlage der Klassifizierung des biomedizinischen Bildes als entsprechend den zugehörigen Bildmerkmalen klassifiziert.
System (10) for classifying biomedical images (1), the system (10) comprising:
an acquisition unit (2) used for acquiring the biomedical images (1) of a subject from a plurality of biomedical units with the subject data, the biomedical units comprising a set of bioimage generation units, wherein a smartphone operates with a computer-readable program to process the results of the biomedical units and generate the filtered biomedical images;
a filter unit (3) used for pre-processing the obtained filtered biomedical images of the subject using an image pre-processing unit (4), the image pre-processing unit (4) performing filtering, normalization and removal of the unwanted information from the obtained biomedical images; and
a classification unit (5) used for classifying the biomedical image (1) by a machine learning algorithm, the machine learning algorithm being a machine learning-based model derived from a large set of training data of the biomedical image (1) from a large Subject is learned with whose biomedical image (1) and subject data, the machine learning algorithm compares the characteristics of the input biomedical image with the processed data of the biomedical image (1) and the type of the biomedical image (1) based on preset matching criteria of the features of the biomedical image, wherein the deep learning classifies the biomedical image (1) based on the classification of the biomedical image as corresponding to the associated image features.
Description
BEREICH DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Klassifizierung biomedizinischer Bilder.The present invention relates to the field of biomedical image classification.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der auf maschinellem Lernen basierenden Klassifizierung von biomedizinischen Bildern aus einer Datenbank.The present invention relates to the field of machine learning based classification of biomedical images from a database.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein intelligentes System zur automatischen Klassifizierung medizinischer Bilder mit Hilfe von Bildverarbeitung und künstlicher Intelligenz.In particular, the present invention relates to an intelligent system for automatically classifying medical images using image processing and artificial intelligence.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Bei dem im Abschnitt „Hintergrund“ behandelten Gegenstand sollte nicht davon ausgegangen werden, dass er allein aufgrund seiner Erwähnung im Abschnitt „Hintergrund“ zum Stand der Technik gehört. Ebenso sollte nicht davon ausgegangen werden, dass ein im Hintergrundabschnitt erwähntes oder mit dem Gegenstand des Hintergrundabschnitts verbundenes Problem bereits im Stand der Technik erkannt wurde. Der Gegenstand des Hintergrundabschnitts stellt lediglich verschiedene Ansätze dar, die für sich genommen ebenfalls Erfindungen sein können.The subject matter discussed in the background section should not be assumed to constitute prior art merely by virtue of its mention in the background section. Likewise, it should not be assumed that any problem mentioned in the background section or associated with the subject matter of the background section has already been recognized in the prior art. The subject matter of the background section merely presents various approaches, which in themselves may also be inventions.
Gruppierungen von alternativen Elementen oder Ausführungsformen der hierin offenbarten Erfindung sind nicht als Einschränkungen zu verstehen. Jedes Gruppenmitglied kann einzeln oder in beliebiger Kombination mit anderen Mitgliedern der Gruppe oder anderen hierin enthaltenen Elementen in Bezug genommen und beansprucht werden. Ein oder mehrere Mitglieder einer Gruppe können aus Gründen der Zweckmäßigkeit und/oder der Patentierbarkeit in eine Gruppe aufgenommen oder aus ihr entfernt werden. Wenn eine solche Aufnahme oder Streichung erfolgt, wird davon ausgegangen, dass die Spezifikation die Gruppe in der geänderten Form enthält, wodurch die schriftliche Beschreibung aller in den beigefügten Ansprüchen verwendeten Markush-Gruppen erfüllt wird.Groupings of alternative elements or embodiments of the invention disclosed herein are not intended to be limiting. Each group member may be referenced and claimed individually or in any combination with other members of the group or other elements contained herein. One or more members of a group may be included in or removed from a group for reasons of convenience and/or patentability. When such inclusion or deletion occurs, the specification is deemed to contain the group as amended, thereby satisfying the written description of all Markush groups used in the appended claims.
Wie in der vorliegenden Beschreibung und in den folgenden Ansprüchen verwendet, schließt die Bedeutung von „ein“, „eine“ und „die“ den Plural ein, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt. Wie in der vorliegenden Beschreibung verwendet, schließt die Bedeutung von „in“ auch „in“ und „am“ ein, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt.As used in the present specification and the following claims, the meaning of "a", "an" and "the" includes the plural unless the context clearly dictates otherwise. As used in the present specification, the meaning of "in" also includes "in" and "am" unless the context clearly dictates otherwise.
Die Aufzählung von Wertebereichen dient lediglich als Kurzbezeichnung für jeden einzelnen Wert, der in den Bereich fällt. Sofern hier nicht anders angegeben, wird jeder einzelne Wert in die Spezifikation aufgenommen, als ob er hier einzeln aufgeführt wäre. Alle hierin beschriebenen Verfahren können in jeder geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, sofern hierin nichts anderes angegeben ist oder der Kontext dem nicht eindeutig widerspricht.The enumeration of value ranges serves only as a short name for each individual value that falls within the range. Unless otherwise noted here, each individual value is included in the specification as if it were individually listed here. All of the methods described herein can be performed in any suitable order, unless otherwise indicated herein or the context clearly dictates otherwise.
Die Verwendung von Beispielen oder beispielhaften Formulierungen (z. B. „wie“) in Bezug auf bestimmte Ausführungsformen dient lediglich der besseren Veranschaulichung der Erfindung und stellt keine Einschränkung des Umfangs der ansonsten beanspruchten Erfindung dar. Keine Formulierung in der Beschreibung ist als Hinweis auf ein nicht beanspruchtes Element zu verstehen, das für die Ausübung der Erfindung wesentlich ist.The use of examples or exemplary language (e.g., "such as") with respect to particular embodiments is intended solely to better illustrate the invention and should not be construed as limiting the scope of the otherwise claimed invention. No language in the specification is intended as an indication of a unclaimed element essential to the practice of the invention.
Die in diesem Abschnitt „Hintergrund“ offengelegten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des Hintergrunds der Erfindung und können daher Informationen enthalten, die nicht zum Stand der Technik gehören und die einer Person mit normaler Fachkenntnis in diesem Land bereits bekannt sind.The information disclosed in this Background section is only for enhancement of understanding of the background of the invention and therefore it may contain information that does not form the prior art that is already known to a person of ordinary skill in this country.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Bevor die vorliegenden Systeme und Methoden beschrieben werden, sei darauf hingewiesen, dass diese Anwendung nicht auf die beschriebenen Systeme und Methoden beschränkt ist, da es mehrere mögliche Ausführungsformen geben kann, die in der vorliegenden Offenlegung nicht ausdrücklich dargestellt sind. Es ist auch zu verstehen, dass die in der Beschreibung verwendete Terminologie nur zur Beschreibung der besonderen Versionen oder Ausführungsformen dient und nicht dazu gedacht ist, den Umfang der vorliegenden Anwendung zu begrenzen.Before describing the present systems and methods, it should be noted that this application is not limited to the systems and methods described, as there may be several possible embodiments that are not expressly illustrated in the present disclosure. It is also to be understood that the terminology used in the specification is for the purpose of describing particular versions or embodiments only and is not intended to limit the scope of the present application.
Die vorliegende Erfindung behebt und löst vor allem die technischen Probleme, die im Stand der Technik bestehen. Als Antwort auf diese Probleme, offenbart die vorliegende Erfindung ein intelligentes System für die automatische Klassifizierung von medizinischen Bildern mit Bildverarbeitung und künstliche Intelligenz.Above all, the present invention addresses and solves the technical problems that exist in the prior art. In response to these problems, the present invention discloses an intelligent automatic classification system of medical images using image processing and artificial intelligence.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Klassifizierung von biomedizinischen Bildern, wobei das System umfasst: eine Erfassungseinheit, verwendet für die Erfassungseinheit der biomedizinischen Bilder eines Subjekts aus einer Vielzahl von biomedizinischen Einheiten mit den Subjektdaten, wobei die biomedizinischen Einheiten einen Satz von Biobild-Erzeugungseinheiten umfassen, wobei das Smartphone ein computerlesbares Programm verarbeitet, um die Ergebnisse der biomedizinischen Einheiten zu verarbeiten und die biomedizinischen Bilder zu erzeugen; eine Filtereinheit, die zur Vorverarbeitung des erhaltenen biomedizinischen Bildes des Subjekts unter Verwendung einer Bildvorverarbeitungseinheit verwendet wird, wobei die Bildvorverarbeitungseinheit eine Filterung, eine Normalisierung und ein Entfernen der unerwünschten Informationen aus dem biomedizinischen Bild durchführt; und eine Klassifizierungseinheit, die zum Klassifizieren der biomedizinischen Bilder durch einen maschinellen Lernalgorithmus verwendet wird, wobei der maschinelle Lernalgorithmus ein auf maschinellem Lernen basierendes Modell ist, das aus einem großen Satz von Trainingsdaten der biomedizinischen Bilder eines großen Subjekts mit dessen biomedizinischen Bildern und Subjektdaten gelernt wurde, wobei der maschinelle Lernalgorithmus die Merkmale des eingegebenen biomedizinischen Bildes mit den verarbeiteten Daten der biomedizinischen Bilder vergleicht und die Art der biomedizinischen Bilder auf der Grundlage von voreingestellten Übereinstimmungskriterien der Merkmale des biomedizinischen Bildes klassifiziert, wobei das tiefe Lernen biomedizinische Bilder auf der Grundlage der Klassifizierung des biomedizinischen Bildes als entsprechend der zugehörigen Bildmerkmale klassifiziert. “One aspect of the present invention is a system for classifying biomedical images, the system comprising: an acquisition unit used for acquiring the biomedical images of a subject from a plurality of biomedical units with the subject data, the biomedical units having a set of bioimage Generating units include, wherein the smartphone processes a computer-readable program to process the results of the biomedical units and generate the biomedical images; a filtering unit used to pre-process the obtained biomedical image of the subject using an image pre-processing unit, the image pre-processing unit performing filtering, normalization and removing the unwanted information from the biomedical image; and a classification unit used to classify the biomedical images by a machine learning algorithm, the machine learning algorithm being a machine learning-based model learned from a large set of training data of the biomedical images of a large subject with its biomedical images and subject data , wherein the machine learning algorithm compares the features of the input biomedical image with the processed data of the biomedical images and classifies the type of biomedical images based on preset matching criteria of the features of the biomedical image, wherein the deep learning classifies biomedical images based on the classification of the biomedical image classified as corresponding to the associated image features. "
Figurenlistecharacter list
Um verschiedene Aspekte einiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu verdeutlichen, wird eine genauere Beschreibung der Erfindung durch Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen, die in den beigefügten Figuren dargestellt sind, gegeben. Es wird davon ausgegangen, dass diese Figuren nur illustrierte Ausführungsformen der Erfindung darstellen und daher nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung anzusehen sind. Die Erfindung wird mit zusätzlicher Spezifität und Detail durch die Verwendung der beigefügten Figuren beschrieben und erläutert werden.In order to clarify various aspects of some embodiments of the present invention, a more detailed description of the invention will be given by reference to certain embodiments illustrated in the attached figures. It is understood that these figures represent only illustrated embodiments of the invention and are therefore not to be considered as limiting the scope of the invention. The invention will be described and illustrated with additional specificity and detail through the use of the accompanying figures.
Damit die Vorteile der vorliegenden Erfindung leicht verstanden werden, wird im Folgenden eine detaillierte Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren erörtert, die jedoch nicht als Beschränkung des Umfangs der Erfindung auf die beigefügten Figuren angesehen werden sollten, in denen:
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1 das Blockdiagramm eines intelligenten Systems zur automatischen Klassifizierung medizinischer Bilder mit Hilfe von Bildverarbeitung und künstlicher Intelligenz zeigt.
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1 shows the block diagram of an intelligent system for the automatic classification of medical images using image processing and artificial intelligence.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein intelligentes System zur automatischen Klassifizierung medizinischer Bilder mit Hilfe von Bildverarbeitung und künstlicher Intelligenz.The present invention relates to an intelligent system for automatically classifying medical images using image processing and artificial intelligence.
Obwohl die vorliegende Offenbarung mit dem Ziel der intelligenten System für die automatische Klassifizierung von medizinischen Bildern mit Bildverarbeitung und künstliche Intelligenz beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass das gleiche wurde nur getan, um die Erfindung in einer beispielhaften Art und Weise zu veranschaulichen und zu markieren jeden anderen Zweck oder Funktion, für die erklärte Strukturen oder Konfigurationen verwendet werden könnten und ist innerhalb des Anwendungsbereichs der vorliegenden Offenbarung. Das intelligente System (10) zur automatischen Klassifizierung medizinischer Bilder (1) unter Verwendung von Bildverarbeitung und künstlicher Intelligenz wird in dieser Offenlegung vorgestellt.Although the present disclosure has been described with the aim of intelligent systems for the automatic classification of medical images using image processing and artificial intelligence, it is obvious that the same has been done only to illustrate and characterize the invention in an exemplary manner any other purpose or function for which the stated structures or configurations could be used and is within the scope of the present disclosure. The intelligent system (10) for automatic classification of medical images (1) using image processing and artificial intelligence is presented in this disclosure.
Das System (10) zur Klassifizierung von biomedizinischen Bildern (1) umfasst eine Erfassungseinheit (2), eine Filtereinheit (3) und eine Klassifizierungseinheit (5).The system (10) for classifying biomedical images (1) comprises a detection unit (2), a filter unit (3) and a classification unit (5).
Die Erfassungseinheit (2) dient zur Erfassung der biomedizinischen Bilder (1) eines Subjekts aus einer Vielzahl von biomedizinischen Einheiten mit den Subjektdaten.The acquisition unit (2) serves to acquire the biomedical images (1) of a subject from a large number of biomedical units with the subject data.
Die biomedizinischen Einheiten bestehen aus einer Reihe von Einheiten zur Erzeugung von Biobildern, wobei ein Smartphone zur Verarbeitung mit einem computerlesbaren Programm verwendet wird, um die Ergebnisse der biomedizinischen Einheiten zu verarbeiten und die gefilterten biomedizinischen Bilder zu erzeugen;The biomedical units consist of a series of units for generating bioimages, using a smartphone for processing with a computer-readable program to process the results of the biomedical units and generate the filtered biomedical images;
Die Filtereinheit (3) wird für die Vorverarbeitung der erhaltenen gefilterten biomedizinischen Bilder des Subjekts unter Verwendung einer Bildvorverarbeitungseinheit (4) verwendet.The filter unit (3) is used for pre-processing the obtained filtered biomedical images of the subject using an image pre-processing unit (4).
Die Bildvorbereitungseinheit (4) führt eine Filterung, Normalisierung und Entfernung der unerwünschten Informationen aus den erhaltenen biomedizinischen Bildern durch.The image preparation unit (4) performs filtering, normalization and removal of the unwanted information from the biomedical images obtained.
Die Klassifizierungseinheit (5) dient zur Klassifizierung des biomedizinischen Bildes (1) durch einen Algorithmus für maschinelles Lernen.The classification unit (5) is used to classify the biomedical image (1) using an algorithm for machine learning.
Der Algorithmus für maschinelles Lernen ist ein auf maschinellem Lernen basierendes Modell, das aus einem großen Satz von Trainingsdaten des biomedizinischen Bildes (1) eines großen Subjekts mit dessen biomedizinischem Bild (1) und Subjektdaten gelernt wird.The machine learning algorithm is a machine learning-based model that is learned from a large set of training data of a large subject's biomedical image (1) with its biomedical image (1) and subject data.
Der Algorithmus für maschinelles Lernen vergleicht die Merkmale des eingegebenen biomedizinischen Bildes mit den verarbeiteten Daten des biomedizinischen Bildes (1) und klassifiziert den Typ des biomedizinischen BildesThe machine learning algorithm compares the features of the input biomedical image with the processed biomedical image data (1) and classifies the biomedical image type
Auf der Grundlage von voreingestellten Übereinstimmungskriterien der Merkmale des biomedizinischen Bildes, wobei das tiefe Lernen das biomedizinische Bild (1) auf der Grundlage der Klassifizierung des biomedizinischen Bildes als entsprechend den zugehörigen Bildmerkmalen klassifiziert.Based on preset matching criteria of the features of the biomedical image, the deep learning classifies the biomedical image (1) based on the classification of the biomedical image as corresponding to the associated image features.
Die biomedizinischen Bilder (1) umfassen Röntgenbilder, CT-Bilder, PET-Bilder, MRI-Bilder und Ultraschallbilder.The biomedical images (1) include X-ray images, CT images, PET images, MRI images, and ultrasound images.
Die Klassifizierungseinheit (5) klassifiziert die biomedizinischen Bilder und versieht die Bilder mit einer Beschriftung.The classification unit (5) classifies the biomedical images and labels the images.
Die biomedizinischen Bilder (1) werden über eine Datenbank mit biomedizinischen Bildern erfasst.The biomedical images (1) are acquired from a database of biomedical images.
Die Figuren und die vorangehende Beschreibung zeigen Beispiele für Ausführungsformen. Der Fachmann wird verstehen, dass eines oder mehrere der beschriebenen Elemente durchaus zu einem einzigen Funktionselement kombiniert werden können. Alternativ dazu können bestimmte Elemente in mehrere Funktionselemente aufgeteilt werden. Elemente aus einer Ausführungsform können einer anderen Ausführungsform hinzugefügt werden. Die Reihenfolge der hier beschriebenen Prozesse kann beispielsweise geändert werden und ist nicht auf die hier beschriebene Weise beschränkt. Darüber hinaus müssen die Aktionen eines Blockdiagramms nicht in der gezeigten Reihenfolge ausgeführt werden, und es müssen auch nicht unbedingt alle Aktionen durchgeführt werden. Auch können diejenigen Handlungen, die nicht von anderen Handlungen abhängig sind, parallel zu den anderen Handlungen ausgeführt werden. Der Umfang der Ausführungsformen ist durch diese spezifischen Beispiele keineswegs begrenzt.The figures and the preceding description show examples of embodiments. Those skilled in the art will understand that one or more of the elements described may well be combined into a single functional element. Alternatively, certain elements can be broken down into multiple functional elements. Elements from one embodiment may be added to another embodiment. For example, the order of the processes described herein may be changed and is not limited to the manner described herein. In addition, the actions of a block diagram do not need to be performed in the order shown, and not all actions need to be performed. Also, those actions that are not dependent on other actions can be performed in parallel with the other actions. The scope of the embodiments is in no way limited by these specific examples.
Obwohl Ausführungsformen der Erfindung in einer für strukturelle Merkmale und/oder Methoden spezifischen Sprache beschrieben wurden, sind die beigefügten Ansprüche nicht notwendigerweise auf die beschriebenen spezifischen Merkmale oder Methoden beschränkt. Vielmehr werden die spezifischen Merkmale und Methoden als Beispiele für Ausführungsformen der Erfindung offenbart.Although embodiments of the invention have been described in language specific to structural features and/or methods, the appended claims are not necessarily limited to the specific features or methods described. Rather, the specific features and methods are disclosed as examples of embodiments of the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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