Kvasir-أداة: مجموعة بيانات تقسيم الأدوات التشخيصية والعلاجية في منظار الجهاز الهضمي

تُجرى فحوصات وسُحب عينات وبُتر أجزاء من الجهاز الهضمي (GI) بشكل دوري باستخدام أدوات جراحية. عادةً ما لا يتم تتبع أو تحليل الإجراءات والمناطق المعالجة أو المبتورة بتحديد خلال أو بعد الفحوصات القولونية. تضيع المعلومات المتعلقة بحدود المرض، وتقدمه، وكمية ومقدار المنطقة المبتورة. يمكن أن يؤدي هذا إلى متابعة غير كافية وصعوبات مزعجة في إعادة التقييم بعد العلاج. لتحسين المعايير الحالية ولتشجيع المزيد من الأبحاث حول الموضوع، قمنا بإصدار مجموعة بيانات "Kvasir-Instrument" التي تتكون من 590 إطارًا مشروحًا يحتوي على أدوات إجراءات الجهاز الهضمي مثل الحلقات الجراحية (snares)، البالونات (balloons)، وأدوات سحب العينات (biopsy forceps) وغيرها.بجانب الصور، تحتوي مجموعة البيانات على أقنعة الحقيقة الأرضية (ground truth masks) وصناديق الحدود (bounding boxes)، وقد تم التحقق منها بواسطة خبيرين متخصصين في المنظار الهضمي. بالإضافة إلى ذلك، نوفر نقطة بداية للتقسيم (segmentation) لأدوات الجهاز الهضمي لتعزيز البحث وتطوير الخوارزميات. حققنا درجة معامل دييس (dice coefficient) بلغت 0.9158 ومؤشر جاكارد (Jaccard index) بلغ 0.8578 باستخدام بنية U-Net التقليدية. تم ملاحظة درجة معامل دييس مشابهة عند استخدام DoubleUNet. أظهرت النتائج النوعية أن النموذج لم يعمل بشكل جيد للصور ذات البريق (specularity) والإطارات التي تحتوي على أدوات متعددة، بينما كانت أفضل النتائج لكلتا الطريقتين ملاحظة على جميع أنواع الصور الأخرى.كلا النتائج النوعية والكمية تُظهر أن النموذج يؤدّي بشكل معقول، ولكن هناك إمكانات كبيرة للتحسينات المستقبلية. يوفر استخدام هذه مجموعة البيانات فرصة للمُبحِثين للمساهمة في مجال تقسيم الأدوات التشخيصية والعلاجية التلقائي في المناظير الهضمية.