Deteção e classificação de regiões de interesse em vídeos de endoscopia

Abstract

As técnicas de Endoscopia Digestiva Alta e de Colonoscopia são fundamentais na prestação de Cuidados de Saúde Primários, pois permitem ao profissional de saúde validar o diagnóstico e prescrever o tratamento mais adequando. Estas técnicas geram vários tipos de resultados, dos quais se destacam os vídeos endoscópicos, uma vez que desempenham um papel preponderante no rastreio de patologias ou de lesões que possam estar presentes no Trato Digestivo. As tarefas de visualização e análise dos vídeos endoscópicos, subsequentes à realização dos exames, podem variar entre os 2 a 32 minutos para a Endoscopia Digestiva Alta e entre os 20 minutos a 1 hora para a Colonoscopia, para cada vídeo. Tal implica uma demora significativa na interpretação dos dados, com consequências ao nível da fadiga e de diagnósticos erróneos por parte do profissional de saúde. Para além deste problema, identifica-se um outro, relacionado com falta qualidade da imagem captada durante os exames. Esta pode muitas vezes encontrar-se desfocada, podendo obstar a presença de uma dada patologia ou lesão. É com base no panorama descrito previamente que se justifica o desenvolvimento de soluções inovadoras que permitam colmatar os problemas acima identificados, particularmente, o processamento e a análise de vídeos endoscópicos de longa duração e identificação de informação não relevante para o diagnóstico. Uma das soluções engloba a eliminação de frames capturados fora do Trato Digestivo e permitiu obter vídeos endoscópicos reduzidos e, consequentemente, uma poupança de tempo utilizado nas tarefas de visualização e análise dos mesmos, na ordem dos 45,6 %, para o caso das Endoscopias Digestivas Altas e de 56 %, para as Colonoscopias. A solução referente à eliminação de frames desfocados permitiu não só ter ganhos de tempo, 4,6 %, para Endoscopias Digestivas Altas, e 4,8 %, para Colonoscopias, como de tamanho de armazenamento dos vídeos endoscópicos reduzidos, de 4,1 %, para Endoscopias Digestivas Altas, e de 4 %, para Colonoscopias. Em ambas as soluções foi identificado um fator limitativo, o aumento do bit rate, no entanto os valores obtidos não vão influenciar o diagnóstico por parte do profissional de saúde.

Both techniques of Upper Gastrointestinal Endoscopy and Colonoscopy are key providers of primary health care, they allow health professionals to validate the diagnosis and prescribe the appropriate treatment. These techniques generate various types of results, among which are the endoscopic videos, as they play an important role in tracking diseases or injuries that may be present in the Digestive Tract. The visualization and analysis tasks of endoscopic videos, following the exams, can vary between 2 to 32 minutes to Upper Gastrointestinal Endoscopy and between 20 minutes to 1 hour for the Colonoscopy, for each video. This implies a significant delay in data interpretation, with consequences in terms of fatigue and misdiagnosis by the health care professional. In addition to this problem, is identified another one related to image quality lack captured during the exams. The image is often blurred, and may hide the presence of a given disease or injury. It is based on the scenario described previously that justifies the development of innovative solutions to address the problems identified above, particularly, processing and analysis of endoscopic videos with long duration and the identification of non-relevant information for diagnosis. One solution involves the removal of captured frames outside the digestive tract and allowed to obtain reduced endoscopic videos and, therefore, time savings in visualization and analysis tasks in the order of 45.6 % for the Upper Gastrointestinal Endoscopy cases and 56 %, for Colonoscopies. The solution regarding the removal of unfocused frames allowed not only have time savings, 4.6 %, for Upper Gastrointestinal Endoscopy, and 4.8 %, for Colonoscopies, as storage size of the reduced endoscopic videos, 4.1 %, for Upper Gastrointestinal Endoscopies, and 4 %, for Colonoscopies. In both solutions was identified as a limiting factor, the higher the bit rate, however the values obtained will not influence the diagnosis from the health care professional.