Mapas de atención para destacar pólipos potenciales durante la colonoscopia

Context: Polyps are protruding masses that grow along the intestinal tract and are considered to be the main precursors of colorectal cancer. In early stages, polyp detection represents a survival probability of up to 93%, whereas, for other stages, this probability can decrease to 8%. Despite the fact that colonoscopy is the most effective method to detect polyps, several studies have shown a loss rate of up to 26% in detecting polyps. Computer tools have emerged as an alternative to support polyp detection and localization, but various problems remain open due to their high variability. Method: This work introduces a computational strategy that produces visual attention maps with the most probable location of polyps to generate alarms and support detection procedures. Each colonoscopy frame is decomposed into a set of deep features extracted from pre-trained architectures. Such features are encoded into a dense Hough representation in order to obtain a polyp template, which is then propagated in each frame to obtain a visual attention map. The maximum regions are back-projected to the colonoscopy in order to draw suspicious polyp regions. Results: The proposed strategy was evaluated in the ASU-Mayo Clinic and CVC-Video Clinic datasets, reporting a detection accuracy of 70% among the four most probable regions, while ten regions yielded 80%. Conclusions: The obtained attention maps highlight the most probable regions with suspicious polyps. The proposed approach may be useful to support colonoscopy analysis.Contexto: Los pólipos son masas protuberantes que crecen a lo largo del tracto intestinal y se consideran los principales precursores del cáncer de colon. En las etapas tempranas, la detección de pólipos representa una probabilidad de supervivencia de hasta el 93%, mientras que, en otras etapas, esta probabilidad disminuye hasta el 8%. A pesar de que la colonoscopia es el método más efectivo para detectar pólipos, varios estudios han demostrado una tasa de pérdida de hasta el 26% en la detección pólipos. Las herramientas computacionales han surgido como una alternativa para soportar la detección y localización de pólipos, pero varios problemas siguen abiertos debido a la alta variabilidad de los mismos. Método: Este trabajo introduce una estrategia computacional que produce mapas de atención visual con la localización más probable de los pólipos para generar alarmas y apoyar la tarea de detección. Cada fotograma de colonoscopia se descompone en un conjunto de características profundas extraídas de arquitecturas preentrenadas. Dichas características se codifican en una representación densa de Hough para obtener una plantilla del pólipo, que posteriormente se propaga en cada fotograma para obtener los mapas de atención visual. Las regiones máximas son proyectadas a la colonoscopia para dibujar las regiones sospechosas de pólipo. Resultados:  La estrategia propuesta fue evaluada en los conjuntos de datos ASU-Mayo Clinic y CVC-Video Clinic, reportando una exactitud de 70% de detección entre las cuatro regiones más probables, mientras que con diez regiones se tiene un 80%. Conclusiones:  Los mapas de atención obtenidos destacan las regiones más probables con pólipos. El enfoque propuesto puede ser útil para apoyar el análisis de la colonoscopia