At present, the ubiquity method to diagnose the severity of diabetic feet (DF) depends on professional podiatrists. However, in most cases, professional podiatrists have a heavy workload, especially in underdeveloped and developing countries and regions, and there are often insufficient podiatrists to meet the rapidly growing treatment needs of DF patients. It is necessary to develop a medical system that assists in diagnosing DF in order to reduce part of the workload for podiatrists and to provide timely relevant information to patients with DF. In this paper, we have developed a system that can classify and locate Wagner ulcers of diabetic foot in real-time. First, we proposed a dataset of 2688 diabetic feet with annotations. Then, in order to enable the system to detect diabetic foot ulcers in real time and accurately, this paper is based on the YOLOv3 algorithm coupled with image fusion, label smoothing, and variant learning rate mode technologies to improve the robustness and predictive accuracy of the original algorithm. Finally, the refinements on YOLOv3 was used as the optimal algorithm in this paper to deploy into Android smartphone to predict the classes and localization of the diabetic foot with real-time. The experimental results validate that the improved YOLOv3 algorithm achieves a mAP of 91.95%, and meets the needs of real-time detection and analysis of diabetic foot Wagner Ulcer on mobile devices, such as smart phones. This work has the potential to lead to a paradigm shift for clinical treatment of the DF in the future, to provide an effective healthcare solution for DF tissue analysis and healing status.


翻译:目前,诊断糖尿病足(DF)严重程度的普遍方法依赖于专业足病医生。然而,在大多数情况下,专业足病医生工作量繁重,特别是在欠发达和发展中国家及地区,往往缺乏足够的足病医生来满足DF患者快速增长的诊疗需求。因此,需要开发一种辅助诊断DF的医疗系统,以减轻足病医生的部分工作量,并及时为DF患者提供相关信息。本文开发了一种能够实时分类和定位糖尿病足瓦格纳溃疡的系统。首先,我们提出了一个包含2688张已标注糖尿病足图像的数据集。其次,为使系统能够实时且准确地检测糖尿病足溃疡,本文基于YOLOv3算法,融合图像增强、标签平滑和变学习率模式技术,以提高原算法的鲁棒性和预测精度。最后,将改进后的YOLOv3作为本文最优算法,部署到安卓智能手机上,用于实时预测糖尿病足的类别和位置。实验结果验证,改进后的YOLOv3算法实现了91.95%的平均精度(mAP),并满足了在智能手机等移动设备上实时检测与分析糖尿病足瓦格纳溃疡的需求。这项工作有望在未来为糖尿病足的临床治疗带来范式转变,为DF组织分析和愈合状态提供有效的医疗解决方案。

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