RO133032A2 - Support infrastructure for intelligent imaging diagnostic - Google Patents

Support infrastructure for intelligent imaging diagnostic Download PDF

Info

Publication number
RO133032A2
RO133032A2 ROA201700441A RO201700441A RO133032A2 RO 133032 A2 RO133032 A2 RO 133032A2 RO A201700441 A ROA201700441 A RO A201700441A RO 201700441 A RO201700441 A RO 201700441A RO 133032 A2 RO133032 A2 RO 133032A2
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
doctor
data
digestive tract
neural networks
classification
Prior art date
Application number
ROA201700441A
Other languages
Romanian (ro)
Inventor
Cristin Constantin Vere
Costin Teodor Streba
Mihaela Ionescu
Liliana Streba
Ion Rogoveanu
Original Assignee
Universitatea De Medicină Şi Farmacie Din Craiova
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitatea De Medicină Şi Farmacie Din Craiova filed Critical Universitatea De Medicină Şi Farmacie Din Craiova
Priority to ROA201700441A priority Critical patent/RO133032A2/en
Publication of RO133032A2 publication Critical patent/RO133032A2/en

Links

Abstract

The invention relates to a computer-assisted diagnostic system which is able to help doctors for a more rapid and reliable interpretation of the recordings delivered by an endoscopic videocapsule, combining said information with that obtained from a computerized tomographic examination, being intended, in particular, for the digestive tract pathology. According to the invention, the system consists of a mobile data input device (4), held by a doctor, and a central information system (6) having a data base (8), a set of modules for imagistic processing and an assembly of complex neural networks (9), where the system (6) takes over a patient's data and the files resulting from the imaging investigations remotely delivered by the doctor by means of a graphical interface (5) of the mobile device (4), stores them in the data base (8), wherefrom the set of modules for imagistic processing and the neural networks (9) take them over and process them, giving the doctor a set of imaging sequences containing digestive tract lesions together with their classification.

Description

DESCRIEREA INVENȚIEI ; i.>ata tiepoziț .....DESCRIPTION OF THE INVENTION; i.> tie tiepoziț .....

„INFRASTRUCTURA DE SUPORT PENTRU DIAGNOSTIC"SUPPORT INFRASTRUCTURE FOR DIAGNOSIS

IMAGISTIC INTELIGENT”INTELLIGENT IMAGISTIC ”

Invenția se referă, în general, la un sistem avansat de diagnosticare asistată de calculator (CAD) capabil să ajute medicii în procesul de interpretare mai rapidă și mai fiabilă a înregistrărilor furnizate de videocapsula endoscopică (VCE), combinând aceste informații cu datele obținute în urma examinării tomografice computerizate (CT).The invention generally relates to an advanced computer-assisted diagnostic (CAD) system capable of assisting physicians in the process of faster and more reliable interpretation of endoscopic video recorder (VCE) records, combining this information with data obtained from computed tomography (CT) examination.

Sistemul se va baza pe diferite tehnici de recunoaștere a imaginilor utilizate pentru a izola leziunile și a elimina posibilele artefacte cu caracteristici similare din analiză, beneficiind pe deplin de aspectele colaborative ale aplicațiilor de telemedicină, ale interfețelor web și ale dispozitive portabile. Datele de ieșire ale algoritmilor vor reprezenta intrări într-un ansamblu de rețele neuronale artificiale multi-stratificate (ANN), capabile de autoîmbunătățire. întregul ansamblu va fi conceput ca un sistem cloud-based, staționar, dar complet integrat în World Wide Web și în alte rețele de comunicare, proiectat astfel încât o mare varietate de date vor fi utilizate în primele etape pentru a antrena sistemul în vederea finalizării cu succes a sarcinilor sale. Cea de-a doua componentă a sistemului va combina datele imagistice extrase din înregistrările tomografice computerizate și datele imagistice achiziționate de VCE în timp real din intestinul subțire, obținându-se astfel o explorare tridimensională prin intestinul subțire sau chiar prin segmentele superioare/inferioare ale tractului digestiv, oferind un ajutor în plus pentru clinicieni.The system will be based on different image recognition techniques used to isolate lesions and remove potential artifacts with similar characteristics from the analysis, taking full advantage of the collaborative aspects of telemedicine applications, web interfaces and portable devices. The output data of the algorithms will represent inputs to a set of multi-layered artificial neural networks (ANNs) capable of self-improvement. The entire set will be designed as a cloud-based, stationary system, but fully integrated into the World Wide Web and other communication networks, designed so that a wide variety of data will be used in the early stages to train the system to complete with success of his tasks. The second component of the system will combine the imaging data extracted from the computed tomography records and the imaging data acquired by VCE in real time from the small intestine, thus obtaining a three-dimensional exploration through the small intestine or even through the upper / lower segments of the digestive tract. , providing additional help for clinicians.

Sistemul este format dintr-un dispozitiv mobil de înregistrare și transmitere a datelor către o unitate centrală, care execută clasificarea leziunilor prezente la nivelul tractului digestiv, în urma prelucrării cu ajutorul tehnicilor specifice de prelucrare imagistică, precum și a celor de învățare bazate pe rețele neuronale, combinând informațiile obținute în urma investigațiilor VCE și CT. Toți parametrii sunt preluați în timp real de către clinician, sistemul propriu-zis fiind considerat de tip “cloud-computing”; introducerea datelor se realizează la distanță, prin intermediul unei interfețe grafice, folosind dispozitivul mobil dedicat, conectat în permanență la Intemet.The system consists of a mobile device for recording and transmitting data to a central unit, which performs the classification of the lesions present at the level of the digestive tract, following processing with the help of specific techniques of image processing, as well as of learning based on neural networks. , combining information obtained from VCE and CT investigations. All the parameters are taken in real time by the clinician, the system itself being considered as "cloud-computing" type; data entry is done remotely, through a graphical interface, using the dedicated mobile device, permanently connected to Intemet.

Sistemul poate fi folosit pentru identificarea patologiei tractului digestiv în contextul stabilirii unui diagnostic într-o consultație clasică, dar și în cadrul aplicațiilor de telemedicină, putând fi un sistem expert de referință pentru centre aflate la distanță. De asemenea, poate fi folosit atât în activitățile de formare a cadrelor medicale, cât și în clinici specializate, deoarece ușurința relativă de utilizare și abordarea interactivă îl fac un instrument util în procesul de predare pentru personalul medical din învățământul superior.The system can be used to identify the pathology of the digestive tract in the context of establishing a diagnosis in a classic consultation, but also within telemedicine applications, being an expert reference system for remote centers. Also, it can be used both in the training activities of medical professionals and in specialized clinics, because the relative ease of use and the interactive approach make it a useful tool in the teaching process for the medical personnel in the higher education.

Prin intermediul interfeței unității mobile, cadrul medical introduce informațiile clinice corespunzătoare pacientului, la care se adaugă datele din investigațiile imagistice (VCE și CT) preluate în format electronice în urma investigațiilor corespunzătoare. Ulterior, modulul trimite datele prin intermediul unei conexiuni Intemet permanente (abonament mobil de date sau rețea wireless existentă) către un sistem informatic central, unde sunt introduse într-o bază de date, de unde ansamblul de rețele neuronale prelucrează informația și oferă medicului un răspuns specific.Through the mobile unit interface, the medical framework introduces the clinical information corresponding to the patient, to which is added the data from the imaging investigations (VCE and CT) taken in electronic format following the appropriate investigations. Subsequently, the module sends the data through a permanent Intemet connection (mobile data subscription or existing wireless network) to a central computer system, where they are entered into a database, from where the whole neural network processes the information and provides the doctor with an answer specific.

a 2017 00441to 2017 00441

03/07/201703/07/2017

Invenția propune integrarea unui sistem avansat de analiză imagistică asistat de un modul CAD bazat pe ANN, într-o platformă completă integrată web, disponibilă într-o varietate de forme, concepute pentru a aborda o provocare specifică, reprezentată de clasificarea și interpretarea corectă a înregistrărilor VCE. Multiple încercări au fost făcute pentru a integra soluții software și pentru a-i ajuta pe medici să identifice leziunile prezente în imaginile obținute prin VCE și CT, ce însumează ore întregi de vizualizare; cu toate acestea, din câte știm, aceasta este cea mai avansată și mai coerentă abordare a problemei de față. Sistemul descris în această invenție va fi disponibil pentru o multitudine de platforme mobile - tablete, smartphone-uri, precum și stații de lucru mobile sau staționare (laptop-uri sau computere dedicate), toate fiind conectate cu mainframe-ul care va dispune de interfața unificată și de procesele back-end necesare pentru analiza imagistică și diagnosticul asistat de ANN. Acest produs va fi un instrument foarte util medicilor din întregul sistem medical - de la spitale mari, la clinici mai mici, care nu dispun de expertiză pentru interpretarea VCE, oferind un ajutor independent pentru clasificarea imaginilor semnificative. O a doua utilizare a acestui sistem va fi în scopuri formative pentru tinerii medici, ca parte integrantă în educația lor medicală, deoarece va asista luarea unor decizii și va oferi indicii utile și rapide pentru un diagnostic de succes. în plus, a doua componentă reprezentată de enteroscopia virtuală, care combină datele volumetrice obținute la CT cu aspectul imagistic al texturii mucoasei intestinale oferite de VCE, este un instrument nou și interesant care poate fi utilizat în scopuri didactice și de instruire, atât în formarea universitară, cât și în cea post-universitară.The invention proposes the integration of an advanced imaging analysis system assisted by a ANN-based CAD module, into a complete integrated web platform, available in a variety of forms, designed to address a specific challenge, represented by the correct classification and interpretation of the recordings. VCE. Multiple attempts have been made to integrate software solutions and to help physicians identify the lesions present in the images obtained by VCE and CT, which sum up hours of viewing; however, as far as we know, this is the most advanced and coherent approach to this issue. The system described in this invention will be available for a variety of mobile platforms - tablets, smartphones, as well as mobile or stationary workstations (laptops or dedicated computers), all of which are connected to the mainframe that will have the interface also unified by the back-end processes required for imaging analysis and diagnostics assisted by ANN. This product will be a very useful tool for physicians throughout the medical system - from large hospitals, to smaller clinics, which do not have the expertise to interpret VCE, providing independent help in classifying meaningful images. A second use of this system will be for training purposes for young doctors, as an integral part of their medical education, as it will assist in making decisions and provide useful and quick indications for a successful diagnosis. In addition, the second component represented by virtual enteroscopy, which combines the volumetric data obtained at CT with the imaging aspect of the texture of the intestinal mucosa provided by VCE, is an interesting new tool that can be used for teaching and training purposes, both in university education. , as well as in the post-university one.

Intestinul subțire este în prezent cel mai dificil de examinat segment al tractului digestiv, datorită locației sale distale față de ambele orificii naturale, utilizate în mod curent în timpul endoscopiei digestive de rutină. Cu toate acestea, examinarea este vitală deoarece un număr important de patologii, majoritatea maligne cu implicații vitale pentru pacient, sunt localizate la acest nivel. Tehnicile de diagnosticare standard sunt limitate la investigațiile radiologice cu bariu, push-enteroscopia și enteroscopia intraoperatorie, arteriografia selectivă, scintigrafia sau tomografia computerizată. Toate aceste metode sunt fie prea invazive fie nu furnizează date suficiente pentru un diagnostic precis.The small intestine is currently the most difficult to examine segment of the digestive tract, due to its location distal to both natural orifices, commonly used during routine digestive endoscopy. However, examination is vital because a significant number of pathologies, most of them malignant with vital patient implications, are located at this level. Standard diagnostic techniques are limited to barium radiological investigations, push-enteroscopy and intraoperative enteroscopy, selective arteriography, scintigraphy or computed tomography. All of these methods are either too invasive or do not provide enough data for accurate diagnosis.

Videocapsula endoscopică, împreună cu enteroscopia cu balon (simplu sau dublu), sau în spirală sunt considerate două din cele mai valoroase mijloace de investigație aflate la dispoziția gastroenterologului. VCE este în prezent metoda de explorare optimă a intestinului subțire, datorită facilității sale de utilizare și a costului relativ redus.The endoscopic videocapsule, together with balloon enteroscopy (single or double), or spiral are considered two of the most valuable means of investigation available to the gastroenterologist. VCE is currently the optimal method of exploration of the small intestine, due to its ease of use and relatively low cost.

Sistemul VCE constă dintr-un dispozitiv cilindric cu dimensiuni de aproximativ 26x11 mm și cu o greutate de aproximativ 3 grame. Senzorul de imagine de la bord captează 4 până la 14 de imagini pe secundă. Dispozitivul conține, de asemenea, o matrice cu LED-uri, circuite optice, un chip de control ASIC, un sistem antenă RFID, și o baterie ce funcționează aproximativ 8 ore (durata medie a unui tranzit GI complet). Filmul rezultat conține peste 50000 de imagini, ce sunt transmise la un dispozitiv de înregistrare exterior echipat cu o serie de electrozi, care este ușor de purtat, pacientului fiindu-i permis să efectueze o serie de activități simple. înregistrările sunt preluate pentru analiza ulterioară cu ajutorul unor stații de lucru performante, cu posibilitatea de a fi vizualizate pe un mic ecran LCD atașat la aparat.The VCE system consists of a cylindrical device measuring approximately 26x11 mm and weighing approximately 3 grams. The on-board image sensor captures 4 to 14 images per second. The device also contains an array of LEDs, optical circuits, an ASIC control chip, an RFID antenna system, and a battery that runs for approximately 8 hours (average duration of a full GI transit). The resulting film contains over 50,000 images, which are transmitted to an external recording device equipped with a series of electrodes, which is easy to carry, allowing the patient to perform a series of simple activities. The recordings are taken for further analysis with the help of high performance workstations, with the possibility of being viewed on a small LCD screen attached to the device.

Ulterior, un clinician cu experiență are nevoie de două până la patru ore pentru a analiza înregistrările video, în funcție de experiența acestuia și de natura patologiei suspectate. Implicit, este necesară dezvoltarea sistemelor capabile să realizeze analiza automată a a 2017 00441Subsequently, an experienced clinician needs two to four hours to analyze the video recordings, depending on his experience and the nature of the suspected pathology. By default, it is necessary to develop systems capable of performing the automatic analysis of 2017 00441

03/07/2017 imaginilor și să ofere suport în posibila detectare și clasificare a leziunilor. Astfel, cadrul medical are nevoie de un sistem inteligent, capabil să analizeze ansamblul imaginilor VCE, pentru a identifica o serie de cadre modificate și a clasifica potențialele leziuni, totodată ajutând investigatorul în explorarea tractului digestiv. Combinarea acestor imagini cu cele obținute în urma investigației CT oferă un plus de precizie în stabilirea diagnosticului, și o nouă perspectivă asupra tractului digestiv. O serie de metode de procesare imagistică și tehnici de inteligență artificială vor fi folosite în scopul segmentării automate a conținutului cadrelor și pentru clasificarea leziunilor.03/07/2017 images and provide support in the possible detection and classification of lesions. Thus, the medical framework needs an intelligent system, capable of analyzing the whole VCE image, to identify a series of modified frames and to classify potential lesions, while assisting the investigator in exploring the digestive tract. The combination of these images with those obtained from the CT investigation provides more precision in establishing the diagnosis, and a new perspective on the digestive tract. A number of image processing methods and artificial intelligence techniques will be used for the purpose of automatic segmentation of frame content and for classification of lesions.

Rețeaua neuronală reprezintă un ansamblu de structuri de decizie denumite neuroni, ale căror conexiuni sunt modulate în decursul unei serii de etape consecutive, respectiv de antrenare, validare și testare. Straturile formate de acești neuroni se împart în trei categorii: de intrare, decizionale și de ieșire. în stratul de intrare, datele în format numeric sunt introduse în sistem, unde fiecărui parametru îi este acordată o pondere, care în final contează pentru rezultatul final, în urma calculului nonlinear bazat pe respectivele ponderi. în timpul procesului de antrenare, ponderile sunt ajustate corespunzător, astfel încât rezultatul să se apropie de cel preconizat.The neural network represents a set of decision structures called neurons, the connections of which are modulated during a series of consecutive stages, namely training, validation and testing. The layers formed by these neurons fall into three categories: input, decision and output. In the input layer, the data in numerical format are entered in the system, where each parameter is given a weight, which ultimately counts for the final result, following the nonlinear calculation based on the respective weights. During the training process, the weights are adjusted accordingly so that the result approximates the expected one.

Rețelele neuronale cu caracter aplicativ în medicină au fost utilizate în cadrul aplicațiilor medicale și în trecut, în procesul de diagnostic, în preconizarea riscurilor sau în evaluarea prognosticului unor afecțiuni. Rezultatele au fost variabile, în funcție de tipul parametrilor introduși, de calitatea și relevanța acestora, precum și de eficiența procedurilor folosite în cadrul antrenării. Rețelele neuronale folosite până acum în studiile medicale și în special în identificarea și clasificarea patologiei tractului digestiv au prezentat o serie de limitări:The neural networks of applicative nature in medicine have been used in medical applications and in the past, in the diagnostic process, in the risk forecasting or in the evaluation of the prognosis of some diseases. The results were variable, depending on the type of parameters introduced, their quality and relevance, as well as the efficiency of the procedures used during the training. The neural networks used so far in medical studies and especially in the identification and classification of digestive tract pathology have presented a number of limitations:

numărul scăzut de imagini implicate în procesul de antrenare, fapt ce a condus la alegerea unor variabile prea specifice, cazurile fiind încadrate “ideal” în modelul de diagnostic urmărit;the low number of images involved in the training process, which led to the selection of too specific variables, the cases being classified "ideally" in the model of diagnosis sought;

identificarea incompletă a parametrilor imagistici specifici patologiei urmărite; selecția eronată a setului de date de intrare, fie prea numeroase, fie insuficiente, fie lipsite de importanță clinică;incomplete identification of the imaging parameters specific to the pathology followed; erroneous selection of the input data set, either too numerous, insufficient or not of clinical importance;

estimarea greșită a ratei de erori, rezultată în urma unei validării necorespunzătoare; oprirea procesului de învățare după un număr redus de cazuri, sistemului lipsindu-i astfel plasticitatea și adaptabilitatea care ar fi trebuit să fie definitorii.wrong estimation of error rate, resulting from improper validation; stopping the learning process after a small number of cases, thus depriving the system of the plasticity and adaptability that should have been the defining ones.

Problema tehnică pe care o vizează prezenta invenție este îmbunătățirea metodei de diagnostic asistat de un sistem expert bazat pe un ansamblu de rețele neuronale, aplicat patologiei tractului digestiv, cu precădere a intestinului subțire, capabil să combine diferite tehnici de explorare imagistică în vederea creșterii acurateței de detecție a leziunilor.The technical problem addressed by the present invention is the improvement of the diagnostic method assisted by an expert system based on a set of neural networks, applied to the pathology of the digestive tract, especially the small intestine, capable of combining different techniques of imaging exploration in order to increase the accuracy of lesion detection.

Acest scop se obține prin următoarele caracteristici specifice:This purpose is achieved by the following specific characteristics:

datele de intrare pot fi introduse în timp real, din orice locație unde există acces Internet, permițând practic utilizarea sistemului în aproape orice context clinic existent;Input data can be entered in real time, from any location where Internet access exists, allowing virtually any use of the system in almost any existing clinical context;

datele pot introduse în timp real, prin folosirea dispozitivului dedicat;the data can be entered in real time, by using the dedicated device;

validarea poate fi făcută în orice moment și de către operatorii umani, în vederea a 2017 00441the validation can be done at any time by human operators, for the purpose of 2017 00441

03/07/2017 (2y eliminării posibilităților de estimare greșită a ratei de eroare;03/07/2017 (2y eliminating the possibilities of incorrect estimation of the error rate;

parametrii vor fi memorați într-o bază de date dinamică, de unde pot fi folosiți ulterior pentru antrenări succesive, ulterior validării diagnosticelor de către un clinician cu experiență; în acest mod este eliminat unul din principalele inconveniente ale rețelelor neuronale clasice, și anume oprirea procesului activ de învățare la un anumit nivel; numărul de cazuri prezente în sistem este practic nelimitat, existând oricând centre medicale de referință capabile să ofere rezultate noi pentru îmbunătățirea sistemului; înregistrarea și prelucrarea datelor se vor efectua centralizat, în cadrul sistemului dedicat pentru acest scop, aflat la distanță;the parameters will be stored in a dynamic database, from which they can be used subsequently for successive training, after validation of the diagnoses by an experienced clinician; In this way one of the main drawbacks of classical neural networks is eliminated, namely the stopping of the active learning process at a certain level; the number of cases present in the system is practically unlimited, with any reference medical centers being able to offer new results for system improvement at any time; data recording and processing will be performed centrally, within the system dedicated for this purpose, located at a distance;

folosirea investigațiilor imagistice efectuate, prin conversia acestora în valori numerice specifice caracteristicilor vizuale ale leziunilor posibil întâlnite la nivelul tractului digestiv;using imaging investigations performed, by converting them into numerical values specific to the visual characteristics of the lesions possibly encountered in the digestive tract;

sistemul permite atât analiza individuală a imaginilor tractului digestiv, oferind un răspuns punctual, dar și analiza întregului film rezultat în urma investigației VCE, pentru un răspuns complet;the system allows both the individual analysis of the digestive tract images, offering a point response, but also the analysis of the entire film resulting from the VCE investigation, for a complete answer;

modularitatea sistemului îi permite să ofere un rezultat chiar în absența investigației CT, prin analiza imaginilor disponibile și determinarea unui rezultat stabilit cu un anumit grad de eroare; sistemul este astfel flexibil și elimină subiectivismul unui operator uman.the modularity of the system allows it to provide a result even in the absence of the CT investigation, by analyzing the available images and determining an established result with a certain degree of error; the system is thus flexible and eliminates the subjectivism of a human operator.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției în legătură cu figurile 1 și 2. Figura 1 reprezintă o diagramă bloc a sistemului automat mobil pe bază de rețele neuronale pentru identificarea și clasificarea leziunilor prezente la nivelul tractului digestiv.The following is an example of embodiment of the invention in relation to Figures 1 and 2. Figure 1 is a block diagram of the automated mobile system based on neural networks for the identification and classification of lesions present in the digestive tract.

Operatorul (reperul 0) achiziționează cu ajutorul sistemului VCE (1) și CT (2), imaginile specifice tractului digestiv, care sunt transferate cu ajutorul unui dispozitiv mobil de transfer (3) în dispozitivul mobil (4). Prin intermediul interfeței grafice (5), operatorul (0) poate selecționa fie întregul film, fie secțiuni din acesta, pentru prelucrări ulterioare. Sistemul mobil 4 trimite datele prin intermediul unei conexiuni wireless securizate către unitatea centrală 6, un calculator personal conectat la Internei, cu o adresă unică, care conține aplicația de primire a datelor (7), baza de date (8) și ansamblul de rețele neuronale (9). Baza de date conține atât imaginile originale, cât și valorile numerice care codifică parametri imagistici selecționați.The operator (landmark 0) acquires, through the VCE system (1) and CT (2), the specific images of the digestive tract, which are transferred using a mobile transfer device (3) to the mobile device (4). Through the graphical interface (5), the operator (0) can select either the entire film or sections thereof for further processing. The mobile system 4 sends the data through a secure wireless connection to the central unit 6, a personal computer connected to the Internal, with a unique address, which contains the data reception application (7), the database (8) and the neural network assembly. (9). The database contains both the original images and the numerical values that encode selected image parameters.

a 2017 00441to 2017 00441

03/07/201703/07/2017

Fig. 1Fig. 1

Figura 2 prezintă o diagramă a fluxului de lucru care pune accentul pe etapele succesive necesare pentru o analiză completă a imaginilor. Distanța dintre filmul VCE original alături de investigațiile CT, și setul de leziuni identificate și clasificate din acele secvențe nu poate fi parcursă într-un singur pas. Secvențele de prelucrare sunt complexe și utilizează mai multe etape care conduc medicul mai aproape de rezultatul așteptat. Algoritmul general este compus din mai multe etape majore: analiza fiecărui cadru VCE, clasificarea sa ca imagine utilizabilă (dacă aceasta oferă informații relevante sau nu), eliminarea potențialelor artefacte înșelătoare (bule, resturi alimentare), determinarea și extragerea caracteristicilor specifice fiecărui cadru, folosirea unui sistem inteligent pentru clasificarea cadrelor individuale; dacă o anumită leziune este identificată, este necesară analiza următoarelor cadre pentru a determina dacă aceeași leziune apare în mai multe ipostaze; ulterior, se efectuează o analiză de ansamblu, pentru reconstruirea leziunii și clasificarea ei. Rezultatul algoritmului este o colecție de reconstituiri ale potențialelor leziuni identificate și clasificate anterior, cu scopul de a ajuta medicul examinator în stabilirea unui diagnostic.Figure 2 shows a diagram of the workflow that emphasizes the successive steps required for a complete image analysis. The distance between the original VCE film along with the CT investigations, and the set of lesions identified and classified from those sequences cannot be covered in one step. The processing sequences are complex and use several steps that lead the doctor closer to the expected result. The general algorithm consists of several major stages: analyzing each VCE framework, classifying it as a usable image (whether it provides relevant information or not), eliminating potential misleading artifacts (bubbles, food scraps), determining and extracting the specific features of each frame, using an intelligent system for the classification of individual cadres; if a particular lesion is identified, it is necessary to analyze the following frameworks to determine if the same lesion appears in several stages; subsequently, an overall analysis is performed to reconstruct the lesion and classify it. The result of the algorithm is a collection of reconstructions of the potential lesions identified and classified previously, in order to help the examining doctor in establishing a diagnosis.

Prima etapă primește ca date de intrare filmul VCE original și imaginile CT și furnizează un sub-produs reprezentat de un set de cadre utilizabile. Toate etapele ulterioare sunt înlănțuite, rezultatul unei etape constituind date de intrare pentru o altă etapă. Etapa finală furnizează un set de leziuni potențiale, alcătuit din reprezentarea grafică a leziunilor, identificatorii imaginilor care le conțin, clasificarea acestora și probabilitatea de clasificare. Fiecare etapă importantă poate constitui un pachet de lucru dedicat, acestea fiind concepute pentru a primi date de intrare și a furniza date de ieșire independente.The first stage receives as input data the original VCE film and CT images and provides a by-product represented by a set of usable frames. All subsequent stages are linked, the result of one stage constituting input data for another stage. The final stage provides a set of potential lesions, consisting of the graphic representation of the lesions, the identifiers of the images that contain them, their classification and the probability of classification. Each important step can constitute a dedicated work package, these are designed to receive input data and provide independent output data.

Arhitectura propusă vizează un sistem cu conectivitate crescută și interoperabilitate prin utilizarea standardelor HL7. Obiectivul principal este proiectarea unui sistem informatic capabil să integreze și să combine diferite etape, implementate ca module individuale, într-o aplicație centralizată care facilitează realizarea unei sarcini unice și promovează reutilizarea și integrarea corespunzătoare a informațiilor.The proposed architecture targets a system with increased connectivity and interoperability using HL7 standards. The main objective is to design a computer system capable of integrating and combining different stages, implemented as individual modules, in a centralized application that facilitates the accomplishment of a single task and promotes the proper reuse and integration of information.

a 2017 00441to 2017 00441

03/07/201703/07/2017

O descriere a modului de funcționare a metodei se regăsește în cele ce urmează:A description of how the method works can be found in the following:

medicul examinează pacientul prin metodele convenționale; ulterior, se efectuează examinarea cu videocapsula endoscopică, precum și investigația computer tomograf, conform protocoalelor clasice;the doctor examines the patient by conventional methods; thereafter, the examination is performed with the endoscopic video capsule, as well as the tomographic computer investigation, according to the classical protocols;

la terminarea investigațiilor, înregistrările sunt preluate pe dispozitivul mobil cu ajutorul unui dispozitiv mobil de înregistrare (de exemplu un stick USB);upon completion of the investigations, the recordings are retrieved on the mobile device using a mobile recording device (for example a USB stick);

medicul utilizează dispozitivul mobil pentru introducerea datelor, apoi prelucrează filmul obținut, cu determinarea potențială a secvențelor de interes, daca nu se dorește utilizarea întregului film. Dispozitivul mobil extrage datele relevante și le prelucrează, în vederea transmiterii către sistemul central;the doctor uses the mobile device to enter the data, then processes the obtained film, with the potential determination of the sequences of interest, if it is not desired to use the entire film. The mobile device extracts the relevant data and processes it for transmission to the central system;

datele sunt transmise la distanță către sistemul central, unde sunt prelucrate;the data is transmitted remotely to the central system, where they are processed;

ansamblul de rețele neuronală preia datele semnificative iar în câteva secunde este oferit un rezultat;the whole neural network takes over the significant data and in a few seconds a result is offered;

medicul primește o potențială identificare și clasificare a leziunilor întâlnite la nivelul tractului digestiv, cu un anumit grad de siguranță;the doctor receives a potential identification and classification of the lesions encountered in the digestive tract, with a certain degree of safety;

medicul stabilește un diagnostic personal, care va fi ulterior folosit într-o nouă procedură de antrenare a ansamblului de rețele neuronale, dacă diagnosticul se confirmă.the doctor establishes a personal diagnosis, which will later be used in a new procedure for training the whole neural network, if the diagnosis is confirmed.

Claims (1)

Sistem semi-automat pe bază de ansamblu de rețele neuronale pentru identificarea și clasificarea patologiei tractului digestiv, cu precădere a intestinului subțire, caracterizat prin aceea că include o unitate mobilă (4) de introducere a datelor corespunzătoare pacientului, împreună cu datele numerice rezultate din analiza imaginilor furnizate medicului în urma efectuării investigațiilor imagistice, un sistem informatic central (6) ce conține o interfață de preluare a informațiilor (7), o bază de date (8) și un ansamblu de rețele neuronale (9). Se oferă medicului un răspuns imediat prin intermediul aceluiași dispozitiv mobil, răspunsul fiind de asemenea salvat în baza de date (8), medicul introducând propriul diagnostic care reantrenează sistemul oferind noi ponderi pentru noile seturi de date introduse la nivel global în sistem.Semi-automatic system based on a set of neural networks for the identification and classification of the digestive tract pathology, especially the small intestine, characterized by the fact that it includes a mobile unit (4) for entering the data corresponding to the patient, together with the numerical data resulting from the analysis. images provided to the doctor after performing the imaging investigations, a central computer system (6) containing an information retrieval interface (7), a database (8) and a set of neural networks (9). The doctor offers an immediate response through the same mobile device, the answer being also saved in the database (8), the doctor introducing his own diagnosis that re-trains the system offering new weights for the new data sets introduced globally in the system.
ROA201700441A 2017-07-03 2017-07-03 Support infrastructure for intelligent imaging diagnostic RO133032A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201700441A RO133032A2 (en) 2017-07-03 2017-07-03 Support infrastructure for intelligent imaging diagnostic

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201700441A RO133032A2 (en) 2017-07-03 2017-07-03 Support infrastructure for intelligent imaging diagnostic

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RO133032A2 true RO133032A2 (en) 2019-01-30

Family

ID=65041471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA201700441A RO133032A2 (en) 2017-07-03 2017-07-03 Support infrastructure for intelligent imaging diagnostic

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO133032A2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11553874B2 (en) Dental image feature detection
KR20190105210A (en) System for providing integrated medical diagnostic service and method thereof
CN111310851A (en) Artificial intelligence ultrasonic auxiliary system and application thereof
WO2018155765A1 (en) Method and device analyzing plaque from computed tomography image
CN103908244A (en) ECG lead wrong connection judging method and device
WO2019146357A1 (en) Medical image processing device, method, and program, and diagnosis assistance device, method, and program
CN112201336B (en) Remote consultation system and method based on AI diagnosis
WO2019047365A1 (en) Medical cloud platform-based image big data analysis system and method
WO2019098415A1 (en) Method for determining whether subject has developed cervical cancer, and device using same
CN114220543A (en) Body and mind pain index evaluation method and system for tumor patient
CN102048542B (en) Infant fingerprint acquisition instrument
CN111951950B (en) Three-dimensional data medical classification system based on deep learning
US20220157467A1 (en) System and method for predicting wellness metrics
Prabakaran et al. FPUS23: an ultrasound fetus phantom dataset with deep neural network evaluations for fetus orientations, fetal planes, and anatomical features
RO133032A2 (en) Support infrastructure for intelligent imaging diagnostic
WO2022190891A1 (en) Information processing system and information processing method
US20230298306A1 (en) Systems and methods for comparing images of event indicators
Elabbas et al. Classification of Otitis Media Infections using Image Processing and Convolutional Neural Network
Kolekar et al. Biomedical signal and image processing in patient care
Saadi et al. Low-cost ecg monitoring system with classification using deep learning
US20040030672A1 (en) Dynamic health metric reporting method and system
US20240013375A1 (en) Systems and methods for polyp size estimation
US11925331B2 (en) Camera accessory device for a laryngoscope and an artificial intelligence and pattern recognition system using the collected images
US20230401700A1 (en) Systems and methods for identifying images containing indicators of a celiac-like disease
CN107343016A (en) Biological electricity analyzes and processes platform