JP2022507002A - リアルタイムに取得される胃内視鏡イメージに基づいて胃病変を診断する内視鏡装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (15)
- リアルタイムに取得される胃内視鏡イメージを用いて病変を診断する内視鏡装置において、
複数のユニット装置を収容し、被検者の体内に挿入される本体部と、
前記本体部の後端に設けられて、ユーザの入力情報に基づいて前記本体部を操作する操作部と、
複数の胃病変イメージを入力とし、胃病変診断結果に関する項目を出力とする学習を介して人工神経網システムを構築し、リアルタイムに取得される胃内視鏡イメージを患者情報と連係して新規データセットを生成し、構築された前記人工神経網システムを介して胃病変診断を行う病変診断部と、
前記病変診断部の診断結果及びリアルタイムに取得される胃内視鏡イメージを表示するディスプレイ部と、
を備える内視鏡装置。 - 前記操作部から提供されたユーザの入力情報及び病変診断装置の診断結果に基づいて前記本体部の動作を制御する制御信号を生成する制御部をさらに備える請求項1に記載の内視鏡装置。
- 前記本体部は、
前記本体部の前端に備えられて、新規胃病変イメージを撮影し、撮影した前記新規胃内視鏡イメージを前記病変診断部に提供する撮影部を備え、
前記制御部は、
前記操作部から前記撮影部の動作を制御するためのユーザの入力を受信し、前記撮影部を制御するための制御信号を生成するものである請求項2に記載の内視鏡装置。 - 前記撮影部で提供した前記新規胃内視鏡イメージを位置情報と連係して胃病変情報を生成する病変位置取得部をさらに備え、
前記制御部は、前記病変診断装置の診断結果及び前記胃病変情報に基づいて対象体の組織の一部を採取するための生検(biopsy)ユニットの動作を制御するための制御信号を生成するものである請求項3に記載の内視鏡装置。 - 前記病変診断部は、
前記新規胃病変イメージの提供を受けるイメージ取得部と、
前記新規胃病変イメージと患者情報とを連係して新規データセットを生成するデータ生成部と、
ディープラーニングアルゴリズムに適用可能なように前記新規データセットを前処理するデータ前処理部と、
複数の胃病変イメージを入力とし、胃病変診断結果に関する項目を出力とする学習を介して人工神経網システムを構築する人工神経網構築部と、
前記新規データセットを、前処理過程を経た後、前記人工神経網システムを介して胃病変診断を行う胃病変診断部と、
を備える請求項3に記載の内視鏡装置。 - 前記データ生成部は、前記複数の胃病変イメージの各々を患者情報と連係してデータセットを生成し、前記データセットは、前記人工神経網システムの学習に要求される学習用データセット及び前記人工神経網システムの学習の進行程度を検証するための検証用データセットに分類して生成される請求項5に記載の内視鏡装置。
- 前記検証用データセットは、前記学習用データセットと重ならないデータセットである請求項6に記載の内視鏡装置。
- 前記前処理部は、
前記新規データセットに含まれた胃病変イメージを用いて、前記胃病変を中心として前記胃病変が含まれなかったイメージの周辺部領域を、切り取り(crop)、移動(shift)、回転(rotation)、ひっくり返し(flipping)、及び色相調整(color adjustment)のうち、いずれか1つの前処理過程を行って前記胃病変イメージを前記ディープラーニングアルゴリズムに適用可能な状態に前処理するものである請求項5に記載の内視鏡装置。 - 前記前処理部は、
新規胃病変イメージデータのデータ数を増加させるための増幅部を備え、前記増幅部は、前記新規胃病変イメージデータの回転、ひっくり返し、切り取り、及びノイズ混合を適用して前記新規胃病変イメージデータを増幅するものである請求項8に記載の内視鏡装置。 - 前記人工神経網構築部は、
前処理過程を経た前記データセットを入力とし、前記胃病変診断結果に関する項目を出力とする畳み込みニューラルネットワーク(Convolutional Neural Networks)及び全結合型ニューラルネットワーク(Fully-connected Neural Networks)の学習を介しての訓練モデルを構築するものである請求項6に記載の内視鏡装置。 - 前処理過程を経た前記データセットは、前記畳み込みニューラルネットワークの入力とし、前記全結合型ニューラルネットワークは、前記畳み込みニューラルネットワークの出力及び前記患者情報を入力とするものである請求項10に記載の内視鏡装置。
- 前記畳み込みニューラルネットワークは、
前記複数の胃病変イメージから複数の特徴パターンを出力し、
前記複数の特徴パターンは、全結合型ニューラルネットワークにより最終分類される請求項11に記載の内視鏡装置。 - 前記胃病変診断部は、
進行胃癌(advanced gastric cancer)、早期胃癌(early gastric cancer)、高度異形成(high-grade dysplasia)、低異形成(low-grade dysplasia)、及び非腫瘍(non-neoplasm)のうち、少なくともいずれか1つに前記胃病変診断分類を行うものである請求項5に記載の内視鏡装置。 - 被検者の体内に挿入される本体部及び前記本体部の後端に設けられて、ユーザの入力情報に基づいて前記本体部を操作する操作部を備える内視鏡装置がリアルタイムに取得する胃内視鏡イメージを用いて病変を診断する方法において、
複数の胃病変イメージを入力とし、胃病変診断結果に関する項目を出力とする学習を介して人工神経網システムを構築し、リアルタイムに取得される新規胃内視鏡イメージを患者情報と連係して新規データセットを生成し、構築された前記人工神経網システムを介して胃病変診断を行うステップと、
診断結果及びリアルタイムに取得される新規胃内視鏡イメージを表示するステップと、
を含む病変診断方法。 - 請求項14の方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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