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2010年1月28日

中大博士生發明腸道息肉影像識別系統奪IEEE國際會議最佳學生論文獎

2010年1月28日
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正常腸道的膠囊內視鏡照片

正常腸道照片經系統就色彩度(H)、飽和度(S)及光度(I)處理後的圖像

腸內有息肉的膠囊內視鏡照片

有息肉照片經系統就色彩度(H)、飽和度(S)及光度(I)處理後的圖像

孟慶虎教授(前)及其博士研究生(左起):齊林、范奕辰及李抱朴

香港中文大學(中大)電子工程學系三位博士生研發了一套專門處理膠囊內視鏡所拍照片的影像識別系統,能從大量腸道照片中自動辨識息肉,把醫生以肉眼檢閱照片的時間,由以往的平均兩小時銳減至半小時內,且準確度更大幅提升至九成以上。該項發明於上月舉行的電機及電子工程師學會(IEEE)2009年機械人學與生物模仿學國際會議上,擊敗來自二十五個國家及地區的五百多篇論文,奪得唯一學生獎項「最佳學生論文獎」的殊榮。

根據醫院管理局香港癌症資料統計中心2009年12月公布的數據顯示,大腸癌是本港第二常見癌症,2007年共有4,084宗新個案,僅次於第一位肺癌的4,261宗。大腸癌患者如在初期確診,其治癒機會將可大增,而其中一個大腸癌初期徵狀就是腸道長出息肉。因此,腸道檢查對防預大腸癌非常重要,而膠囊內視鏡是腸道檢查的其中一種方法。

膠囊內視鏡的外型如一粒膠囊藥丸,病人服後會沿著食道及胃部到達腸道,約八小時後便會排出體外。膠囊內視鏡逗留體內期間,其內置鏡頭會以約每秒兩張的速度自動拍下腸道的情況,故檢查完畢後,醫生一般需要花平均兩小時檢閱全部約五萬張照片,以找出腸道內出現息肉或流血等異常情況的照片,既費神又花時間。有見及此,中大電子工程學系三位博士研究生李抱朴、范奕辰及齊林,在該系孟慶虎教授指導下,發明了一套「腸道息肉影像自動識別系統」,提升檢閱照片的效率。

該系統會先對每幅影像進行色彩度(Hue)、飽和度(Saturation)及光度(Intensity)分析,再按各自的顏色及形狀特徵,配合系統預先設定的斷症準則,將有息肉的影像區分出來。研究團隊曾以本地病人的腸道照片進行測試,發現系統的準確度高達94.2%,國際上其他同類系統的準確度只有五成多,相比之下,高下立見。

研究由2009年5月開始,負責統籌的李抱朴同學表示:「這個影像識別系統能大大減輕醫生的工作量,以往平均需要超過兩小時去檢閱照片,現在半小時內就可以完成。我們將繼續改良系統,增加識別流血及潰瘍情況的功能,並計劃明年在威爾斯親王醫院開始試用,期望最終能全面輔助醫生及早診斷各種腸道疾病,增加患者的痊癒機會。」



正常腸道的膠囊內視鏡照片

正常腸道的膠囊內視鏡照片

 

正常腸道照片經系統就色彩度(H)、飽和度(S)及光度(I)處理後的圖像

正常腸道照片經系統就色彩度(H)、飽和度(S)及光度(I)處理後的圖像

 

腸內有息肉的膠囊內視鏡照片

腸內有息肉的膠囊內視鏡照片

 

有息肉照片經系統就色彩度(H)、飽和度(S)及光度(I)處理後的圖像

有息肉照片經系統就色彩度(H)、飽和度(S)及光度(I)處理後的圖像

 

孟慶虎教授(前)及其博士研究生(左起):齊林、范奕辰及李抱朴

孟慶虎教授(前)及其博士研究生(左起):齊林、范奕辰及李抱朴

 

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