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Development of a computer-aided detection system for colonoscopy and a publicly accessible large colonoscopy video database (with video) - 17/03/21

Doi : 10.1016/j.gie.2020.07.060 
Masashi Misawa, MD, PhD 1, , Shin-ei Kudo, MD, PhD 1, Yuichi Mori, MD, PhD 1, 2, Kinichi Hotta, MD 3, Kazuo Ohtsuka, MD, PhD 4, Takahisa Matsuda, MD, PhD 5, 6, 7, Shoichi Saito, MD, PhD 8, Toyoki Kudo, MD, PhD 1, Toshiyuki Baba, MD, PhD 1, Fumio Ishida, MD, PhD 1, Hayato Itoh, PhD 9, Masahiro Oda, PhD 9, Kensaku Mori, PhD 9
1 Digestive Disease Center, Showa University Northern Yokohama Hospital, Yokohama, Japan 
2 Clinical Effectiveness Research Group, Institute of Health and Society, University of Oslo, Oslo, Norway 
3 Division of Endoscopy, Shizuoka Cancer Center, Shizuoka, Japan 
4 Department of Endoscopy, Tokyo Medical and Dental University, Tokyo, Japan 
5 Cancer Screening Center, National Cancer Center Hospital, Tokyo, Japan 
6 Division of Screening Technology, Center for Public Health Sciences, National Cancer Center, Tokyo, Japan 
7 Endoscopy Division, National Cancer Center Hospital, Tokyo, Japan 
8 Department of Gastroenterology, The Cancer Institute Hospital, Tokyo, Japan 
9 Graduate School of Informatics, Nagoya University, Nagoya, Japan 

Reprint requests: Masashi Misawa, MD, PhD, Digestive Disease Center, Showa University, Showa University Northern Yokohama Hospital, 35-1 Chigasaki-chuo, Tsuzuki, Yokohama 224-8503, Japan.Digestive Disease CenterShowa UniversityShowa University Northern Yokohama Hospital35-1 Chigasaki-chuoTsuzukiYokohama224-8503Japan

Abstract

Background and Aims

Artificial intelligence (AI)–assisted polyp detection systems for colonoscopic use are currently attracting attention because they may reduce the possibility of missed adenomas. However, few systems have the necessary regulatory approval for use in clinical practice. We aimed to develop an AI-assisted polyp detection system and to validate its performance using a large colonoscopy video database designed to be publicly accessible.

Methods

To develop the deep learning–based AI system, 56,668 independent colonoscopy images were obtained from 5 centers for use as training images. To validate the trained AI system, consecutive colonoscopy videos taken at a university hospital between October 2018 and January 2019 were searched to construct a database containing polyps with unbiased variance. All images were annotated by endoscopists according to the presence or absence of polyps and the polyps’ locations with bounding boxes.

Results

A total of 1405 videos acquired during the study period were identified for the validation database, 797 of which contained at least 1 polyp. Of these, 100 videos containing 100 independent polyps and 13 videos negative for polyps were randomly extracted, resulting in 152,560 frames (49,799 positive frames and 102,761 negative frames) for the database. The AI showed 90.5% sensitivity and 93.7% specificity for frame-based analysis. The per-polyp sensitivities for all, diminutive, protruded, and flat polyps were 98.0%, 98.3%, 98.5%, and 97.0%, respectively.

Conclusions

Our trained AI system was validated with a new large publicly accessible colonoscopy database and could identify colorectal lesions with high sensitivity and specificity. (Clinical trial registration number: UMIN 000037064.)

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Abbreviations : AI, CI


Plan


 DISCLOSURE: The following authors disclosed financial relationships: M. Misawa, S. Kudo, Y. Mori: Speaker for Olympus Corp; patent holder (patents JP 6059271 and JP 6580446) licensed to Cybernet Systems and Showa University. M. Misawa, S. Kudo, Y. Mori, K. Hotta, K. Ohtsuka, T. Matsuda, S. Saito, T. Kudo, T. Baba, F. Ishida: Equipment loan from Olympus Corp. K. Ohtsuka: Personal fees and nonfinancial support from Olympus. K. Mori: Research support from Cybernet System, Olympus, NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corporation), and Morita Corp. All other authors disclosed no financial relationships. Research support (Shin-ei Kudo) for this study was provided by the Research on Development of New Medical Devices and Project on Utilizing High-Definition Medical Imaging Data up to 8K Quality from the Japan Agency for Medical Research and Development. This work was also supported (Masashi Misawa) by the JSPS KAKENHI (grant 19K17504).


© 2021  American Society for Gastrointestinal Endoscopy. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
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Vol 93 - N° 4

P. 960 - avril 2021 Retour au numéro
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  • Histopathologic features and fragmentation of polyps with cold snare defect protrusions
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