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INFOBOX — Renji ESD 一屏速览
维度 内容 本质 首个公开的早期胃癌(EGC)内镜黏膜下剥离术(ESD)视频数据集(数据描述符,非挑战赛) 机构 仁济医院(上海交大医学院附属)+上海交大生物医学工程学院,联合重庆三家医院 论文 Sci Data. 2025 Feb 10;12:238(doi:10.1038/s41597-025-04573-0;PMID 39929844 / PMC11811142) 数据 20 段 ESD 内镜视频(1920×1080,原始 50 fps,标注降采样至 1 fps)+ 66,656 帧八阶段标注 患者 20 例(与视频一一对应);平均 60.35 岁(SD 9.02),男 12 / 女 8,均来自中国 病变位置 胃窦 12 例(含胃角)、胃体 5 例、贲门 3 例 阶段 8 阶段:Preparation / Estimation / Marking / Injection / Incision / ESD / Vessel treatment / Clip 采集 仁济医院内镜室 2024 年 1–4 月日常手术;Olympus CV-260/CV-290 + IMH-200 录制 标注 2 名医学标注者独立标注(同 1 段 3620 帧,PCC=0.949,p<0.001)+ 2 名资深内镜医师质控 任务 手术阶段识别(surgical phase recognition),逐帧单标签分类 获取 Figshare 公开直链(DOI 10.6084/m9.figshare.28045295,无需申请) 许可 数据集 CC0 1.0 Universal(公共领域奉献)|论文本体 CC BY-NC-ND 4.0 库内互链 endoscapes(353)、cholec80(78)、hyperkvasir(693)、gastrovision(203)、endoslam(408)、endomapper(428)
Renji ESD 数据集回答的是手术室里的一个朴素问题:能不能让机器"看懂"一台早期胃癌内镜黏膜下剥离术(endoscopic submucosal dissection, ESD)做到哪一步了?术前要评估病灶、要打标记、要注射抬举;术中要环周切开、要剥离黏膜下层、要止血、要夹闭创面——这些步骤如果被机器逐帧识别,就能给术者实时反馈、给新手做技能评估、给术后视频分析提供结构化索引。问题是:此前公开的 ESD 视频数据集几乎没有。Cao 等人标注过约 50 例含胃/食管/结肠的 ESD 视频(201,026 帧),Furube 等人标注过 94 例食管 ESD 视频,但这些视频都不公开。仁济团队的工作,就是把这扇门打开一条缝:20 段早期胃癌 ESD 手术视频、66,656 帧阶段标注,以 CC0 公共领域方式放到 Figshare 上,可以被任何人下载、训练、评测。
导语读法三则:
- 只想下数据:直奔 §6 获取与许可——CC0 直链,Figshare 一个 zipfile 全拿走,无需申请(与库内 endoscapes 等的申请制形成鲜明对照)。
- 关心怎么标注:直奔 §3 标注协议与质控——8 阶段定义表是全文最有复用价值的部分,可直接迁移到其他 ESD 数据。
- 做阶段识别模型:直奔 §4 数据规格与 §7 任务定位——注意论文未提供官方 train/test 划分与基线分数,需自行设计评测协议(坑 4)。
§0 导读:这个数据集解决什么问题
胃癌是全球癌症死亡的第三大原因。早期胃癌(early gastric cancer, EGC)如果能被完整切除,患者预后显著改善;而 ESD 相比传统外科手术创伤小、术后生活质量高,已成为早期胃癌治疗的主要方式。但 ESD 对术者的内镜操作水平要求极高:要能根据病灶形态灵活操控器械、要保持内镜位置稳定、要精准调控胃内气体量、还要从实时影像里准确判断病灶类型与范围。这决定了 ESD 是一门"手上功夫"高度依赖经验的技艺,也决定了它的学习和评估需要大量高质量手术视频。
手术视频比单纯的文字操作记录更客观、更全面,能反映术中事件的真实过程。而 AI 驱动的视频分析——逐秒拆解手术进程——可以给术者实时反馈与决策支持,能识别潜在风险以提升手术安全,还能通过分析操作视频为新手做技能评估、缩短学习曲线。于是"手术流程识别(surgical workflow / phase recognition)"成为计算机科学家与医学专家共同关注的方向。
问题卡在数据侧。截至本文发表,专门针对消化道早癌 ESD 阶段识别的研究相对稀少,且已有的 ESD 视频集——Cao 等人 2023 年用于开发 AI 认知辅助系统、Furube 等人 2024 年用于开发基于深度神经网络的两段食管 ESD 阶段识别系统(各阶段准确率超过 90%)——都不公开。此外这些研究在流程覆盖上也有缺陷:术前放大染色细致观察、术中牵引、术后止血等环节并不完整。仁济团队的动机由此明确:建立首个公开可访问的 ESD EGC 阶段识别数据库,并用一套标准化协议把 20 段 EGC ESD 视频一丝不苟地标注出来。
§0.1 为什么"阶段识别"重要
要理解这个数据集的价值,先要理解"阶段识别"在手术 AI 里扮演什么角色。一场 ESD 手术可以看作一段有明确流程的时间序列:准备器械、评估病灶、打标记、注射抬举、环周切开、黏膜下剥离、处理血管、夹闭创面。每个环节对术者的要求不同,风险点也不同——评估阶段看的是"病灶判读准不准",剥离阶段看的是"操作稳不稳、止血及不及时"。如果把整段手术当作一个黑箱,AI 无从下手;一旦切成阶段,问题就变成可建模的序列问题:每个阶段可以用不同的模型、不同的指标、不同的反馈策略去对待。
阶段识别是手术 AI 的"基础设施层":有了它,术中反馈(“你现在处于剥离阶段,注意可见血管”)、术后分析(“这台手术的 ESD 主阶段耗时异常长”)、技能评估(“新手在切开阶段反复回退”)才有落脚点。Renji ESD 正是为这个基础设施层提供公开燃料。
§0.2 为什么"公开"是关键
上一节提到的 Cao 与 Furube 工作都有不错的技术成果,但它们的数据不公开,导致两个后果:一是无法复现对比——不同研究各用各的数据,结果不可比;二是门槛高——没有公开数据,新团队无法入场,领域进展被数据壁垒拖慢。Renji ESD 的贡献不是提出了更强的模型,而是把燃料公开出来,让更多团队能参与 ESD 阶段识别的研究。这也解释了为什么它的论文是 Data Descriptor 体裁:它的价值主张就是"数据本身"。
§0.3 这个数据集的正确期待
理解了上述背景,就能校准对 Renji ESD 的期待:
- 它是起点,不是终点——提供公开素材,但 benchmark、基线、工具链留待社区建设;
- 它是素材,不是成品——20 例单中心,适合作为方法验证与流程探索的"试验田",不适合直接宣称临床泛化;
- 它是燃料,不是引擎——数据集本身不解决任何任务,它让研究者有可能去解决任务。
§0 读法三则:
- 这个条目是"数据集"而非"论文结果":论文是 Scientific Data 的 Data Descriptor(数据描述符)体裁,重点在数据怎么采集、怎么标注、怎么质控,没有模型 benchmark 表。找"谁刷了多高分"会落空。
- 全文行文严格区分数据集许可(CC0)与论文许可(CC BY-NC-ND)——这是本条目最容易踩的坑之一(坑 2)。
- 检索时若搜到标题带 “colorectal neoplastic lesions”(结直肠肿瘤)的页面,那是 Nature/OpenAIRE 页面的标题串写事故,本数据集实为早期胃癌(坑 1)。
§1 数据集速览:十五问十五答
Q1:Renji ESD 里到底有多少数据?
20 段 ESD 内镜视频,来自 20 名患者(一一对应),累计 66,656 帧阶段识别标注。所有内容打包成一个 zipfile 在 Figshare 公开发布。
Q2:视频规格是什么?
1920×1080 分辨率,原始帧率 50 fps。为标注而降采样到 1 fps——即每秒抽取首帧进行标注。手术由 Olympus CV-260 与 CV-290 内镜完成,用 IMH-200(Image Management Hub)录制。
Q3:病灶长在胃的什么位置?
20 例覆盖胃的不同位置:胃窦 12 例(含胃角)、胃体 5 例、贲门 3 例。这是数据集对"病变位置多样性"的交代。
Q4:患者是谁,有多少人?
20 名患者,全部来自中国。平均年龄 60.35 岁(标准差 9.02 岁),其中男 12 名、女 8 名。采集时间为 2024 年 1 月至 4 月,地点是仁济医院内镜室的日常常规手术。
Q5:8 个阶段分别是什么?
按手术流程依次为:Preparation(准备)、Estimation(评估)、Marking(标记)、Injection(注射)、Incision(切开)、ESD(黏膜下剥离)、Vessel treatment(血管处理)、Clip(夹闭)。每一帧被限定归入这 8 类之一。
Q6:谁标的,一致性如何?
标注分三阶段。第一阶段由 2 名受过训练的医学标注者(Chunjiang Gu、Tang Cao)各自独立标注同一段视频(3620 帧),用皮尔逊相关系数(Pearson correlation coefficient, PCC)衡量一致性,得到 0.949(p < 0.001),说明协议本身可复现。随后两人分别完成剩余 19 段视频的标注,最后由 2 名资深内镜医师(Xiaobo Li、Qingwei Zhang)结合视觉线索与实操经验做质量核验。
Q7:数据是怎么组织交付的?
文件夹系统。一级目录为 1–20 的整数,代表不同手术编号;每个一级目录内包含原始数据(ESD video.mp4 视频文件)与内镜阶段标注(.txt 文本文件),txt 记录每段视频所有动作阶段的起始帧与结束帧。
Q8:手术是谁做的?
全部手术由同一位资深内镜医师 Xiaobo Li 完成。这带来标注一致性的好处,但也意味着术者风格单一(§8 分析)。
Q9:许可是什么?能商用吗?
数据集是 CC0 1.0 Universal(公共领域奉献)——最宽松的许可,原则上可自由使用包括商用(但仍建议遵循学术引用惯例)。注意论文本体是 CC BY-NC-ND 4.0(非商业、禁演绎),两者不同(§6)。
Q10:有官方训练/测试划分或基线分数吗?
没有。论文未披露官方 split,也未提供阶段识别任务的基线模型定量结果(§7、坑 4)。使用者需要自行设计划分与评测协议。
Q11:它适用于什么任务?
主要是手术阶段识别(逐帧 8 分类)。由此衍生:术中反馈、术后视频结构化、术者技能评估(§7.5)。不适用于器械检测、病灶分割等需要空间标注的任务。
Q12:和 cholec80 这类腹腔镜数据有什么不同?
cholec80 等是腹腔镜手术(胆囊切除),Renji ESD 是消化道内镜手术(经自然腔道)。前者是体外经穿刺孔操作,后者是内镜经口进入;视角、器械、场景均不同,属于互补而非竞争关系(§4.8、§9.3)。
Q13:数据里的"1 fps"会不会不够用?
取决于任务。对秒—分钟尺度的"阶段识别",1 fps 足够;对需要捕捉快速器械动作的"细粒度动作识别",则不够——那类任务应找 m2cai16-tool(303)、surgtoolloc-2022(821) 等。
Q14:20 例太少了吗?
取决于研究目的。作为方法验证与流程探索的试验田,20 例可用(配合交叉验证);作为统计推断或泛化性证明的样本,20 例明显不足(§8.1)。诚实的表述是:样本量小是既定事实,使用者应据任务选择合适的使用方式。
Q15:未来会更新吗?
作者在 Limitations 中表示未来将扩展数据库并纳入更多医疗中心。截至本条目撰写(2026-10-08),公开版本仍为 20 例、.v1。使用者应关注 Figshare 版本号变化(附录 K)。
§2 数据构成与规格
2.1 规模、来源与机构构成
Renji ESD 数据集的核心规模可以用三个数字锁定:20 段视频、20 名患者、66,656 帧标注。所有数据采集于仁济医院(Renji Hospital,上海交通大学医学院附属仁济医院)内镜室 2024 年 1 月至 4 月的日常常规手术——不是专门设计的实验采集,而是真实临床流程中的连续记录,这使数据更贴近实际使用场景。
团队构成跨 4 家医院与 1 所高校。第一署名单位是仁济医院消化内科(Division of Gastroenterology and Hepatology, Key Laboratory of Gastroenterology and Hepatology, Ministry of Health;Shanghai Institute of Digestive Disease),第二是上海交通大学生物医学工程学院(School of Biomedical Engineering),其余三家为重庆的医院:重庆梁平区人民医院、重庆医科大学附属第一医院第一分院、重庆医科大学附属北碚医院(重庆市第九人民医院)。数据集以仁济命名,主数据也来自仁济。
12 位作者中有 3 位通讯作者:Xiaobo Li(仁济医院消化内科,实施全部手术并组织工作)、Dahong Qian(上海交大生物医学工程学院,确定标注概念并协调)、Qingwei Zhang(仁济医院消化内科,核验视频标注并发展阶段标注概念)。Jinnan Chen、Xiangning Zhang、Chunjiang Gu 三位为共同第一作者(contributed equally)。这一"临床方(仁济)+工程方(上交生医工)+区域协作方(重庆三家医院)"的构成,是医学数据描述符论文的典型形态。
2.2 视频规格与采集设备
视频以 1920×1080 分辨率、50 fps 原始帧率录制。硬件清单(论文 Table 1)体现了标准内镜手术室配置:
| 器械类别 | 型号 |
|---|---|
| 内镜 | Olympus GIF-HQ260、GIF-HQ290 |
| 黏膜切开刀 | Olympus KD-612L/U、KD-655L/U、KD-620UR |
| 黏膜注射针 | Olympus NM-400L-0423;NM-400U-0423 |
| 热活检钳 | COOK HDBF-2.4-230-S |
| 抓取钳 | Olympus FD-410LR;FD-412LR |
| 软组织夹 | Micro-Tech(南京)ROCC-D-26-195-C;ROCC-D 26-235-C |
| 止血夹 | Boston Scientific Corporation M00521242 |
| 染色 | 0.2% 靛胭脂(indigo carmine)燃料 |
录制主机为 Image Management Hub(IMH-200,Olympus),主机型号 CV-260 与 CV-290。标注前先做了视频裁剪与去标识:内镜在消化道以外拍摄的帧被人工识别并移除;为符合伦理要求,患者 ID、日期、视频编号在视频中被刻意遮蔽,面部特写等个人信息在采集后匿名化。伦理批号来自仁济医院伦理委员会:LY2024-271-B。
2.3 八阶段体系与定义边界
8 个阶段构成了数据集的标签空间。论文 Table 2 给出了每个阶段的定义、起始帧与结束帧判据——这是整个数据集最有复用价值的部分,因为它把"内镜医生心里的手术流程"转成了"可判定的帧边界规则"。八阶段的中英文与操作要点如下:
- Preparation(准备):术者更换手术器械、调整视野角度、清洁视野的连续时间。起止:上一阶段结束 → 下一阶段开始。
- Estimation(评估):① 白光内镜全面检查病灶;② 镜头贴近病灶,用放大内镜+窄带成像(Narrow Band Imaging, NBI)染色仔细观察微血管与微表面结构;③ 用水冲洗后经工作通道插入塑料喷洒管,均匀喷洒 30–50 ml 0.2% 靛胭脂溶液,观察胃小凹形态与黏膜皱襞;④ 判定病灶精确位置、大小、形态与浸润深度。
- Marking(标记):用 Dual Knife 贴近病灶黏膜表面,在距病灶周边约 5 mm(协议表写 0.5 cm)处做电凝标记。
- Injection(注射):注射针经工作通道插入黏膜下层,注入足量溶液(透明质酸、葡萄糖溶液或生理盐水)实现黏膜下抬举,然后撤出注射器械。
- Incision(切开):术者设置电外科装置,暴露三角刀、绝缘刀、Dual Knife 的切割面,在距标记点 0.5 cm 处做环周切开。
- ESD(黏膜下剥离):术者操控刀具对病灶做黏膜下剥离,直至病灶完整切除并取出。此阶段包含术中止血(电外科装置尖端电凝+止血钳夹持、抬举并电凝血管)与术中牵引(clip-and-line、clip-and-snare 技术)。
- Vessel treatment(血管处理):病灶从胃黏膜剥离后,针对创面持续性出血或明显可见血管,用尖端电外科装置或止血钳止血。
- Clip(夹闭):对深切创面使用止血夹闭合。
这个体系的工程含义很明确:它是一个有序流程(phase 之间有先后顺序),但短阶段(如 Clip、Vessel treatment)在单台手术中可能出现多次、时长波动大,给逐帧分类带来类别不平衡(§8.3、坑 5)。
为便于使用者直接对照,下面把论文 Table 2 的判据整理为"阶段—起始帧判据—结束帧判据—关键器械"四列:
| 阶段 | 起始帧判据(paper 口径) | 结束帧判据(paper 口径) | 关键器械/动作 |
|---|---|---|---|
| Preparation | 上一阶段结束(持续换器械/调视角/清洁视野) | 下一阶段开始 | 器械更换、视野清洁 |
| Estimation | 开始定位内镜并检查病灶 | 内镜撤出 | 白光镜、放大内镜、NBI、喷洒管、0.2% 靛胭脂 30–50 ml |
| Marking | 手术刀开始接触黏膜表面 | 手术刀撤出 | Dual Knife、电凝 |
| Injection | 注射针插入黏膜下层 | 注射针从黏膜下层撤出 | 注射针、透明质酸/葡萄糖/生理盐水 |
| Incision | 开始用刀沿标记边缘切割 | 刀停止切割病灶边缘并撤出 | 三角刀/绝缘刀/Dual Knife、电外科装置 |
| ESD | 开始用刀剥离,或用尖端/止血钳止血,或用夹牵引 | 刀撤出,或止血完成,或牵引完成 | 各种刀、电外科尖端、止血钳、clip-and-line/clip-and-snare |
| Vessel treatment | 尖端或止血钳放置到出血点/血管上 | 尖端或止血钳撤出 | 电外科尖端、止血钳 |
| Clip | 开始将夹放置到黏膜上 | 夹成功放置 | 止血夹 |
这张表的用法:它是协议的可执行版本。任何要复现或扩展的团队,都可以据此逐阶段核对标注的一致性,不必重读整篇论文。
2.4 标注降采样与粒度取舍
原始视频是 50 fps,但标注粒度是 1 fps。做法是:每秒抽取首帧,只对这一帧做标注。每帧的标签被限定为 8 阶段之一,由确定每个阶段的起始帧与结束帧来完成。这一取舍的价值在于把标注工作量降低到可承受范围——20 段视频若按 50 fps 全标注,帧数将膨胀 50 倍;代价是秒内的动态过程(快速器械移动、瞬时出血等)不进入标签,秒级分辨率以下的事件被抹平。使用者需明确:这是一份秒级的阶段数据集,不是细粒度动作数据集(坑 6)。
2.5 数据组织与命名约定
数据集下载后的目录结构遵循极简约定:一级目录为整数 1 到 20,代表 20 台不同手术的编号;每个编号目录内包含两类文件——原始视频 ESD video.mp4 与阶段标注文本(.txt)。这种"编号即患者、文件夹即病例"的组织方式,好处是零歧义:不需要额外的映射表就能把视频与标注对上号,也天然支持按编号做训练/测试划分。
命名上有一个细节值得注意:视频文件统一叫 ESD video.mp4(不带编号前缀),因此必须靠所在的文件夹编号来区分不同病例——如果只把 mp4 单独拷贝出来,就会丢失病例标识。这是一个典型的"结构承载信息"的设计,使用者搬运数据时要保留目录层级。
txt 文件记录的是每个阶段的起始帧与结束帧。由于标注是 1 fps 粒度,这里的"帧号"通常以标注帧计(或需按约定换算到原始 50 fps 帧号)——论文未明确帧号的时间基(遗留疑点),使用前建议先对齐一两段视频核对帧号单位,避免 50 倍的时间偏移错误(坑 6 的延伸)。
2.6 交付体量与存储考量
论文与抓取到的 Figshare 落地页均未给出精确的压缩包体积。但从规格可做合理估算:20 段视频若平均每段 5–10 分钟、1920×1080 高清编码,单个 mp4 可能在数百 MB 量级,全量压缩包可能达到数 GB 级别。这一量级对研究者本地存储不构成障碍,但若要做大规模并行训练,需考虑视频解码的 I/O 开销。准确体积请以 Figshare 落地页的文件清单为准(遗留疑点,不作臆测)。
§3 标注协议与质量控制
3.1 标准化 ESD 标注协议
论文的核心方法贡献是提出了一套标准化 ESD 标注协议(standardized ESD labeling protocol,Fig.1 & Table 2)。协议把一台 ESD 拆成 8 个可判定的阶段,并为每个阶段规定"起始帧"与"结束帧"的识别判据。例如 Incision 阶段的起始帧判据是"开始沿标记边缘用刀切割",结束帧是"刀停止切割病灶边缘并撤出";Estimation 阶段则由"开始定位内镜并检查病灶"起到"内镜撤出"止。
这套协议的可迁移性在于:它不依赖特定器械品牌或医院流程,而是用"术者在做什么"来定义阶段边界。任何后续要构建 ESD 阶段数据集的研究,都可以以此为起点做本地化调整——这也正是作者所期望的"contribute to the standardization of ESD dataset construction"(为 ESD 数据集构建的标准化做贡献)。
3.2 三阶段标注与质控流程
数据集的标注经过严格的多阶段质量控制(rigorous multi-stage quality control)。流程如下:
- 第一段:协议一致性验证。2 名受过训练的医学标注者 Chunjiang Gu 与 Tang Cao,按约定协议各自独立标注同一段视频(3620 帧)。
- 第二段:一致性量化。用皮尔逊相关系数(PCC)评估两人标注的一致性,得到 PCC = 0.949(p < 0.001),表明协议本身具有高可复现性。
- 第三段:分工标注与专家质控。其余 19 段视频由两位标注者分别完成;全部标注完成后,由 2 名经验丰富的内镜医师 Xiaobo Li 与 Qingwei Zhang 进行质量核验,结合视觉线索与实操经验判定内镜阶段。
3.3 "三名内镜医师"的口径澄清
这里有一个需要格外注意的措辞细节(§9 存照)。论文摘要写"jointly annotated by three endoscopists"(由三位内镜医师共同标注),而正文展开的实际上是 2 名医学标注者执行标注+2 名资深内镜医师质控。若按"参与标注与质控的内镜医师"计,涉及 Gu、Cao、Li、Zhang 四人;摘要的"three"是粗粒度概括。使用者引用时若严格计数,应以正文分工为准,不必因摘要的"three"而困惑(坑 3)。
3.4 质量控制的证据强度
需要客观指出:数据集的质量证据主要来自标注一致性(PCC=0.949)与专家质控,属于"过程可信",而不是来自下游任务的性能验证。PCC 0.949 是在**一段视频(3620 帧)**上测得的,样本仅 1 段;剩余 19 段并未逐一报告标注者间一致性。这意味着"协议可复现"的结论力度有限——它证明的是"两位标注者在一段视频上高度一致",而非"全部 20 段都高度一致"(坑 5、§8.4)。
§4 数据规格与统计细节
4.1 患者与人口学统计
数据集包含 20 名患者的 20 段视频。人口学汇总如下:
| 维度 | 数值 |
|---|---|
| 患者数 | 20 例 |
| 平均年龄 | 60.35 岁 |
| 年龄标准差 | 9.02 岁 |
| 性别 | 男 12 / 女 8 |
| 地域 | 全部来自中国 |
| 采集时间 | 2024 年 1 月—2024 年 4 月 |
| 采集地点 | 仁济医院内镜室(日常常规手术) |
平均年龄 60.35 岁与早期胃癌发病的典型年龄段吻合,但从人群代表性看,20 名全为中国籍患者、单一医院来源,限制了人口学多样性(§8)。
4.2 病变位置分布
20 例覆盖胃的不同解剖位置,分布为:
| 病变位置 | 例数 |
|---|---|
| 胃窦(含胃角,antrum including gastric angle) | 12 |
| 胃体(corpus) | 5 |
| 贲门(cardia) | 3 |
| 合计 | 20 |
胃窦占比 60%,是分布的主体。这一偏斜有一定合理性(胃窦是早期胃癌高发部位之一),但也意味着贲门(3 例)与胃体(5 例)样本稀少——若模型按位置做亚组评测,后两组的统计功效不足(§8、坑 5)。
4.3 视频与标注的量级关系
核心量级对照:
| 指标 | 数值 |
|---|---|
| 视频数 | 20 段 |
| 原始分辨率 | 1920×1080 |
| 原始帧率 | 50 fps |
| 标注帧率 | 1 fps(取每秒首帧) |
| 标注总帧数 | 66,656 帧 |
| 阶段类别数 | 8 |
| 标注文件格式 | TXT(记录各阶段首末帧) |
| 交付形式 | 单个 zipfile |
66,656 帧是降采样后的标注帧数。若按 1 fps 反推,66,656 帧约对应 66,656 秒 ≈ 18.5 小时的标注时长;但由于各视频时长不同且首末帧边界处理有别,实际总时长应以 Figshare 文件为准(论文未给出精确总时长汇总,记为遗留疑点)。
4.4 各阶段时长差异
论文 Fig.2 展示了 20 段视频中每个阶段的标注总时长(秒),Fig.3 则把视频时长归一化后做了阶段可视化。定性结论是:不同视频的时长差异很大,因此归一化显示;各阶段的时长也高度不均。手术主体是 ESD(黏膜下剥离)阶段,其时长在多数视频中占主导;而 Clip(夹闭)等阶段时长短、出现次数少,属于典型的长尾类别。这一不均衡是阶段识别任务的固有难点(§8.3)。
4.5 数据质量的三个可核查锚点
抛开论文的定性描述,使用者可用三个锚点独立核查数据质量:
锚点一:帧数守恒。66,656 帧是全部 20 段标注帧的总和。使用者下载后可逐 txt 统计各阶段帧数并求和,核对是否等于 66,656——这是验证数据完整性的第一道关卡。
锚点二:阶段序贯合法性。8 阶段按手术流程有序推进,理想情况下每段视频的阶段序列应大致遵循 Preparation → Estimation → Marking → Injection → Incision → ESD → Vessel treatment → Clip 的顺序(短阶段可重复)。使用者可检查各 txt 的阶段序列是否存在明显的逆序异常。
锚点三:一致性样本复现。论文报告的一致性验证使用了一段 3620 帧的视频。使用者可从 20 段中定位到该段(帧含量级最接近 3620 的候选),复核其标注密度是否与"1 fps"标注粒度吻合。
4.6 患者级别与视频级别的映射
20 例患者与 20 段视频一一对应,不存在同一患者的多次手术或一段视频含多例患者的情况。这一"一患者一视频"的干净映射,使得按患者分层划分(patient-level split)不会产生数据泄漏——这是小样本医学视频数据集的幸运之处。相比之下,某些数据集一段视频含多例或一例多段视频,划分时需格外小心。Renji ESD 的映射关系使"按 1–20 编号分文件夹"即可天然支持患者级划分。
4.7 规格取舍的工程含义
把规格放到工程语境下看,几个取舍值得明说:
- 1920×1080 @ 50 fps 原始录制:属于标准高清内镜规格,满足主流视觉模型输入需求(可缩放至 224×224 或保留高分辨率做分割)。
- 降采样至 1 fps 标注:把标注成本降到 1/50,代价是丢失亚秒动态。对于"阶段识别"这类以秒—分钟为尺度的任务,1 fps 是合理取舍;对于"动作识别"则不够。
- 单个 zipfile 交付:分发简单,但使用者需一次性下载全部(20 段视频体积不小)。若只需部分视频做试验,需自行解包筛选。
- txt 阶段标注:格式极简、无依赖,任何语言都能解析;代价是无标准 schema,字段命名随实现而异,需阅读具体文件。
4.8 与其他手术视频数据集的规格对照
| 数据集 | 规模 | 分辨率 | 帧率 | 标注粒度 | 任务 |
|---|---|---|---|---|---|
| Renji ESD | 20 视频 / 66,656 帧 | 1920×1080 | 50 fps(标注 1 fps) | 秒级阶段 | 阶段识别 |
| cholec80 | 80 视频 | 854×480 | 25 fps | 阶段 + 工具 | 阶段识别/工具检测 |
| cholect50 | 50 视频 | 854×480 | 25 fps | 三元组(阶段/步骤/动作) | 细粒度流程 |
| endoscapes | 201 视频 | 高清 | — | CVS 安全评估 | 安全性评估 |
| ldpolypvideo | 160 视频 | 高清 | — | 息肉框 | 检测 |
Renji ESD 的分辨率在同类中最高(1080p),但规模最小(20 段)。它的定位是"高清单病种 + 公开 CC0",与 cholec 系列"大规模 + 腹腔镜"形成差异。
§5 标注方法与质量控制清单
5.1 标注工作分解
将标注工作结构化如下:
- 定义阶段(协议设计):确定 8 阶段及其起始/结束帧判据(Table 2),产出标准化标注协议。
- 协议一致性验证:2 名标注者独立标注同 1 段视频(3620 帧)→ 计算 PCC = 0.949(p < 0.001)。
- 并行分工标注:2 名标注者分别完成剩余 19 段视频的帧级标注。
- 专家质控:2 名资深内镜医师从视觉与实操经验双维度核验全部标注。
- 结构化导出:将阶段首末帧写入 txt,与 mp4 视频按手术编号 1–20 分文件夹组织,打包 zipfile 上传 Figshare。
5.1b 标注协议复现 SOP(可直接迁移)
若研究团队要按 Renji 协议标注自己的 ESD 视频,可复用以下标准作业流程(Standard Operating Procedure):
准备阶段:
- 组建标注小组:至少 2 名医学标注者(执行)+ 2 名资深内镜医师(质控)。
- 培训:统一学习 8 阶段定义与首末帧判据(论文 Table 2),统一器械术语。
- 撰写本地化协议:把 Table 2 的阶段定义适配本院流程与器械型号。
试标注阶段:
4. 选 1 段代表性视频,两名标注者各自独立标注。
5. 计算标注者间一致性(PCC 或更贴切的 kappa/帧级 F1)。
6. 若一致性不达标(如 PCC < 0.9),回溯协议定义分歧点并修订。
正式标注阶段:
7. 两名标注者分别承担视频,逐秒抽取首帧并打标签。
8. 对每个阶段记录首末帧,确保阶段序列符合手术流程。
质控阶段:
9. 资深内镜医师结合视觉与实操经验复核全部标注。
10. 抽查边界帧,修正阶段切换点误差。
导出阶段:
11. 按统一目录结构(编号文件夹 + mp4 + txt)组织。
12. 打包并核对帧数守恒(各阶段帧数之和 = 总标注帧数)。
发布阶段:
13. 去标识核查(患者 ID/日期/面部)。
14. 明确许可与伦理声明,上传公开仓库。
这套 SOP 的价值在于把论文的方法论从"描述"变成"可执行",让其他团队能在自己数据上复现同样的质量控制强度。
5.2 PCC 一致性的正确解读
皮尔逊相关系数(PCC)在本语境下衡量的是两位标注者对同一段视频、各阶段时长/边界的线性相关程度。PCC = 0.949(p < 0.001)是高一致性的证据。但需注意三点:
- PCC 衡量的是线性相关,不是像素级或帧级的逐帧一致率。两位标注者可能在阶段时长上高度相关,却在具体帧边界上有偏移。
- 该系数只在**1 段视频(3620 帧)**上计算,未覆盖全部 20 段。
- 论文未提供 Cohen’s kappa 等分类一致性指标——而阶段识别本质是逐帧分类问题,kappa 或帧级 F1 会是更贴切的指标(坑 5)。
5.3 数据去标识与伦理
去标识措施明确:视频帧中患者 ID、日期、视频编号被刻意遮蔽;面部特写等个人信息匿名化;内镜在消化道外的帧被移除。研究经仁济医院伦理委员会批准(批号 LY2024-271-B),全部参与者术前签署书面知情同意,知情同意书明确了手术将被录像用于研究,并保证个人信息(ID、日期、面部特写等)在数据采集后匿名化并公开发布。
5.4 交付目录结构(复现要点)
下载后的数据组织为:
<数据集根>
├── 1/
│ ├── ESD video.mp4
│ └── <阶段标注>.txt
├── 2/
│ ├── ESD video.mp4
│ └── <阶段标注>.txt
├── ...
└── 20/
├── ESD video.mp4
└── <阶段标注>.txt
txt 文件记录每段视频所有动作阶段的起始帧与结束帧,每帧限定归入 8 阶段之一。使用者按此结构即可直接构建逐帧标签序列。
§6 获取与许可:CC0 直链的开放姿态
6.1 公开可获取性
Renji ESD 的获取方式异常简洁:Figshare 公开直链,无需申请、无需注册(CC0 语义)。数据集落地页为:
- 数据集 DOI:10.6084/m9.figshare.28045295(版本 .v1)
- 落地页:springernature.figshare.com/articles/dataset/Renji_endoscopic_submucosal_dissection_video_data_set_for_early_gastric_cancer/28045295
- 交付形态:单个 zipfile,内含 20 段原始视频与 66,656 帧阶段识别标注集
这与库内许多手术/内镜数据集(如 endoscapes、部分物理网数据集需申请或签署协议)形成对照。作者明确表示"数据集与标注可公开获取于 Figshare",并把"首个公开的 EGC ESD 数据集"作为核心卖点。
6.2 许可分层:数据集 CC0 vs 论文 CC BY-NC-ND
这是本条目最需要小心的许可分层(坑 2):
| 资产 | 许可 | 含义 |
|---|---|---|
| 数据集本体(Figshare 上的视频+标注) | CC0 1.0 Universal(公共领域奉献) | 最宽松,可自由使用、修改、再分发,含商用(建议遵循学术引用惯例) |
| 论文本体(Sci Data 2025;12:238) | CC BY-NC-ND 4.0 | 署名、非商业、禁止演绎——不得商用、不得改编后分发 |
NLM Dataset Catalog 明确将数据集权利标为 “Creative Commons Zero v1.0 Universal (CC0 1.0)”;而论文版权框声明为 CC BY-NC-ND 4.0。二者不冲突:数据集和论文是两个独立授权对象。使用者若只用数据(视频+标注),适用 CC0;若复制论文图表或改编论文文本,则受 CC BY-NC-ND 约束。切勿把论文的 NC-ND 条款误加到数据集上,反之亦然。
6.3 AI-Ready 评估:高开放度、轻治理
从 AI-Ready 光谱看,本数据集属于高开放度、低门槛的一类:CC0+公开直链+无需申请,几乎是研究者最愿意看到的分发形态。但"易获取"不等于"易用"——它缺少若干"即插即用"要素:
- 无官方 train/val/test 划分;
- 无基线模型与基准分数;
- 无预处理脚本/数据加载器(论文 Code availability 明确"无新代码");
- 无标准化的评测指标定义。
因此真实使用门槛在于研究者需自行搭建划分协议与评测流水线。这份数据更像"原始素材"而非"封装好的 benchmark"(坑 4)。
6.4 与库内可获取性光谱的对照
| 条目 | rid | 获取方式 | 许可 |
|---|---|---|---|
| Renji ESD | 本篇 | Figshare 公开直链 | CC0 1.0 |
| endoscapes | 353 | 公开(Zenodo 等,需核对具体条款) | 视原始条款 |
| hyperkvasir | 693 | 公开直链 | 开放 |
| cholec80 | 78 | 申请/协议制 | 研究用途 |
| endoslam | 408 | 公开(官网) | 开放 |
| endomapper | 428 | 公开 | 开放 |
Renji ESD 在可获取性上处于最开放的一档,CC0 更是其中之最。研究者若需要一份"立刻能下、能发论文、无需谈判"的 ESD 手术视频素材,它是库内目前几乎唯一的选择(§9)。
6.5 CC0 意味着什么(逐项拆解)
CC0 1.0 Universal(公共领域奉献)在法律与实践上意味着:
| 你可能想做的事 | CC0 是否允许 |
|---|---|
| 下载、使用、修改数据 | ✅ 允许 |
| 商业使用(含产品内嵌) | ✅ 允许 |
| 再分发、再许可 | ✅ 允许 |
| 用于训练商用模型 | ✅ 允许 |
| 不署名使用 | ✅ 法律允许(但学术惯例仍建议引用) |
| 用于医疗诊断决策并担责 | ⚠️ 许可允许,但你需自负合规与临床责任 |
需要强调最后一行:CC0 解决的是版权授权问题,不解决临床合规问题。把数据用于真实临床决策,仍需遵守当地的医疗器械与数据法规——这是使用者的责任,与 CC0 无关。
6.6 与论文许可的边界(再申一次,防止误用)
论文(Sci Data 2025;12:238)是 CC BY-NC-ND 4.0,其中 NC = 非商业、ND = 禁止演绎。这意味着:
- 可以:在非商业场景引用、复制论文文本/图表并署名;
- 不可以:商业使用论文内容;对论文进行改编后分发(如改写成商业报告、翻译后商用);
- 注意:数据集是 CC0,不被论文的 NC-ND 约束。若你只用 Figshare 上的视频与标注,适用 CC0;若你还想复制论文里的图表,适用 NC-ND。
一句话:数据随便用(CC0),论文别商改(NC-ND)。
6.7 获取的实操步骤
- 访问 Figshare 数据集落地页(springernature.figshare.com,搜索数据集全名);
- 或直接用 DOI:10.6084/m9.figshare.28045295;
- 下载 zipfile(无需登录、无需申请);
- 解压得到 1–20 编号文件夹;
- 按附录 U 的清单构建训练/评测流水线。
整个过程没有申请表单、没有 EULA 勾选、没有 gated 门——这是 CC0 数据集应有的体验。
§7 任务定位与评测框架
7.1 阶段识别任务的形式化
Renji ESD 支持的核心任务是手术阶段识别(surgical phase recognition),形式化为逐帧多分类问题:给定一段 ESD 内镜视频帧序列,为每一帧预测其所属阶段(8 类之一)。与一般视频分类不同的是,阶段识别要求:
- 时序一致性:阶段按手术流程有序推进,预测序列应尽量符合真实阶段转移规律;
- 边界敏感:阶段切换点(如从 Injection 到 Incision)是关键评估对象,逐帧准确率会掩盖边界误差;
- 长尾鲁棒:短阶段(Clip 等)不能被高频阶段(ESD)淹没。
7.2 论文未提供基准分数
需要反复强调(坑 4):这是一篇 Data Descriptor(数据描述符),不是方法论文。论文的贡献是"把数据做出来、把协议定清楚、把质量控住",而不是"提出一个阶段识别模型并刷分"。因此:
- 没有基线模型在测试集上的准确率/F1/kappa 表;
- 没有官方 train/val/test 划分;
- 没有公开的评测脚本或 leaderboard;
- Code availability 声明"无新代码"。
使用者因此需要自带评测方案。这既是自由(不受既定划分束缚),也是负担(跨研究结果不可直接比较)。
7.3 可迁移的应用方向
论文引言列举了阶段识别的潜在用途,这些也是本数据集所服务的方向:
- 术中实时反馈与决策支持:逐秒拆解手术进程,给术者即时提示;
- 风险识别与手术安全:识别潜在风险环节,提升患者护理质量;
- 新手技能评估:通过分析操作视频为新手做技能评估,缩短学习曲线;
- 术后视频分析:结构化索引手术记录,便于复核与预后关联;
- 计算机辅助介入(computer-assisted intervention):手术学习、术后分析的技术底座。
7.4 与既有 ESD 阶段识别工作的关系
| 工作 | 数据规模 | 公开性 | 覆盖范围 |
|---|---|---|---|
| Cao et al.(Nat Commun 2023) | 约 50 例,201,026 帧 | 不公开 | 胃、食管、结肠 |
| Furube et al.(GIE 2024) | 94 例食管 ESD | 不公开 | 仅食管,两段测试视频各阶段准确率 >90% |
| Renji ESD(本篇) | 20 例,66,656 帧 | 公开(CC0) | 仅早期胃癌(胃) |
对比可见:Renji ESD 在规模上小于前两者,但在公开性上是唯一。它的定位不是"最大",而是"第一个能被所有人下载的 EGC ESD 阶段数据集"。
7.5 从"阶段识别"到"技能评估"的桥梁
论文引言特别提到 AI 可用于新手技能评估。Renji ESD 的 8 阶段结构为此提供了基础素材:一段手术视频经阶段识别后,可得到各阶段的时间分配、阶段转移是否顺畅、是否存在异常回退等信息。这些"流程指纹"可用于:
- 学习曲线刻画:新手术者的阶段时长分布随时间推移的变化;
- 操作风格对比:不同术者在同一阶段的时长/节奏差异;
- 异常检测:阶段序列出现非常规跳转(如跳过 Injection 直接 Incision)可能提示操作问题。
需要清醒的是:论文本身没有做这些实验,也未提供质量评分标准。这些属于数据集潜在支持的下游方向,而非已验证结论。
7.6 与"动作/工具检测"任务的边界
Renji ESD 只提供阶段级标签,不含工具位置、器械类别、病灶分割等标注。若研究需要:
- 器械检测/分割 → 应转向 m2cai16-tool(303)、surgtoolloc-2022(821)、cholect50(223) 等;
- 病灶语义分割 → 应转向 Kvasir-SEG(112)、polypdb(779) 等;
- 腹腔镜阶段识别对照 → 参考 cholec80(78)、cholectrack20(886)。
把阶段数据与这些数据混用做多任务学习是可行的,但需自行构造配对,且注意场景差异(内镜 vs 腹腔镜)。
7.7 潜在方法与技术路线(社区可探索方向)
由于论文未提供基线,这里列出社区可以用 Renji ESD 探索的典型技术路线,供方法研究者参考:
- CNN + 时序模型:逐帧 CNN 特征 + TCN/LSTM/Transformer 做时序建模,是阶段识别最经典的两段式方案。
- 端到端视频模型:VideoMAE、TimeSformer、Video Swin 等直接吃视频片段,适合端到端训练。
- 边界感知方法:把任务拆成"阶段分类 + 边界检测"双头,专门优化切换点精度。
- 弱监督/半监督:20 例样本稀缺,可用自监督预训练(如内镜域预训练)缓解标注依赖。
- 时序平滑后处理:HMM/CRF/Viterbi 解码,抑制逐帧预测的抖动,提升序列合法性。
- 长尾处理:对 Clip/Vessel treatment 等短阶段做重采样、focal loss 或类别重加权。
- 跨域迁移:从腹腔镜数据集(cholec80 等)预训练,迁移到内镜 ESD,检验跨术式迁移性。
这些方向均未被论文验证——本条目列出它们是提示"数据能支撑什么研究",而非宣称"已有结果"。
§8 局限、争议与使用建议
8.1 单中心单术者:泛化性未验证
论文 Limitations 段落明确自曝:"我们的数据集仅包含来自单一医院的数据,由于使用了特定型号的内镜与光源,导致采集条件的变异受限。未来我们将扩展数据库并纳入更多医疗中心。"这是作者主动承认的核心局限——单中心意味着设备、环境、流程均不具跨机构多样性;而全部手术由单一术者(Xiaobo Li)完成,进一步导致术者风格单一。模型在此数据上训练后,能否泛化到别的医院、别的术者、别的内镜型号,没有任何实验证据支持(坑 5)。
8.2 单病种与位置偏斜
数据集只覆盖早期胃癌(胃部)ESD,不含食管、结肠 ESD,也不含进展期胃癌或外科手术。病变位置偏斜明显(胃窦 12 / 胃体 5 / 贲门 3),贲门与胃体样本稀少,位置维度的亚组分析统计功效不足。
8.3 类别不均衡与阶段时长差异
如 §4.4 所述,各阶段在 20 段视频中的持续时长差异大,ESD 主阶段时长占主导,短阶段(Clip、Vessel treatment)样本稀少。做逐帧分类时需注意:
- 简单用逐帧 accuracy 会被高频阶段主导,产生"看起来很高"的虚高分数;
- 建议报告 per-phase F1、macro-F1、帧级 mIoU,以及边界检测指标(如阶段切换点的时序容差准确率);
- 可考虑类别重加权、时序后处理(如 HMM/CRF 平滑)缓解长尾与抖动。
8.4 一致性证据的边界
PCC = 0.949 是在**1 段视频(3620 帧)**上得到的,且未报告逐帧一致率或 kappa。作者意图是验证"协议可复现",但严格说这只验证了一段视频、两名标注者。使用者应把这条证据理解为"协议设计经过了初步一致性检验",而非"全数据集标注质量经统计证明"(坑 5)。
8.5 使用建议清单
- 明确粒度:这是秒级阶段数据,不要当细粒度动作数据用(坑 6)。
- 自建划分:无官方 split,建议按患者分层划分(20 例样本小,可考虑留一患者交叉验证/交叉验证)。
- 报告合适指标:per-phase 指标+边界指标,避免只看 overall accuracy。
- 谨慎外推:单中心单术者,任何"可用于临床泛化"的宣称都需要额外跨中心验证。
- 引用规范:引用数据用数据集 DOI(10.6084/m9.figshare.28045295)与论文 DOI(10.1038/s41597-025-04573-0),遵守 CC0 惯例与论文 CC BY-NC-ND 约束。
8.6 局限一页汇总
| 维度 | 局限 | 来源 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 中心 | 单一医院(仁济) | 论文 Limitations | 跨中心泛化未验证 |
| 术者 | 单一术者(Xiaobo Li) | 论文 Methods | 术者风格单一,易过拟合术者模式 |
| 设备 | 特定内镜/光源型号(Olympus CV-260/290) | 论文 Limitations | 跨设备鲁棒性未知 |
| 病种 | 仅早期胃癌(胃) | 论文范围 | 不可用于食管/结肠 ESD |
| 位置 | 胃窦 12 / 胃体 5 / 贲门 3 | 论文 | 位置亚组统计功效不足 |
| 样本量 | 20 例 | 论文 | 小样本,交叉验证更适用 |
| 人群 | 全中国患者,平均 60.35 岁 | 论文 | 人口学多样性受限 |
| 划分 | 无官方 train/test | 论文 | 跨研究不可直接比较 |
| 基准 | 无基线分数 | 论文体裁 | 无法直接对标 |
| 代码 | 无加载器/评测脚本 | Code availability | 复用需自建流水线 |
| 粒度 | 1 fps 降采样 | 论文 Methods | 丢失亚秒动态 |
| 一致性证据 | PCC 仅 1 段视频验证 | 论文 Data validation | 质量证据力度有限 |
| 类别平衡 | 阶段时长高度不均 | 论文 Fig.2/3 | 逐帧 accuracy 虚高风险 |
这张表把散见于各节的局限集中呈现,可作为数据使用者快速评估"这份数据适不适合我的任务"的清单。
8.7 划分协议设计建议(无官方 split 的应对)
由于论文未提供官方 train/test 划分,任何使用本数据集的研究都必须自建划分。20 例的样本量下,划分协议选择直接影响结论可靠性:
| 协议 | 训练/测试比例 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| 留一患者交叉验证(LOOCV) | 19/1 × 20 轮 | 最大化利用样本,方差估计 | 计算成本高(20 轮) |
| 5 折患者级交叉验证 | 16/4 × 5 轮 | 平衡成本与稳定性 | 小样本下折间方差仍较大 |
| 3:1 固定划分(15/5) | 15/5 | 简单直接 | 结果依赖单次划分,方差大 |
| 时间顺序划分 | 前 16/后 4 | 模拟真实部署 | 与采集时间混杂 |
强烈建议:采用患者级(patient-level)划分,而非帧级随机划分。帧级划分会让同一视频的相邻帧同时出现在训练与测试集,造成数据泄漏,虚高评测结果。由于 20 例视频一一对应 20 名患者,"按编号分文件夹"天然支持患者级划分——这是本数据集结构上的便利。
报告要求:无论采用何种划分,都应明确写出协议(折数、是否患者级、随机种子),否则结果不可复现、不可比较。
8.8 泛化性验证的正确姿势
若研究目标是评估模型泛化能力,单用 Renji ESD 的 20 例是不够的。可考虑:
- 跨术者泛化:用其他来源的 ESD 视频(若可获得)测试;
- 跨设备泛化:用不同内镜型号录制的视频测试;
- 跨病种泛化:用食管/结肠 ESD 视频测试(需另寻数据);
- 跨术式泛化:用腹腔镜手术视频(如 cholec80)测试阶段识别的可迁移性。
在只有 Renji ESD 的情况下,至少应做跨患者的严格划分,并在结论中明确"泛化性未验证"的边界——不要用 20 例单中心结果去宣称"适用于临床推广"。
§9 与库内条目的关系
9.1 家族图谱
Renji ESD 位于千方库的"手术视频与内镜影像"家族。可互链条目如下(rid 以 DB 实际为准):
| 家族 | 条目(rid) | 关系 |
|---|---|---|
| 手术阶段/流程识别 | cholec80(78)、cholect50(223)、cholectrack20(886)、cholecseg8k(233)、m2cai16-tool(303)、surgtoolloc-2022(821) | 腹腔镜胆囊切除等手术阶段识别的同族;Renji ESD 把阶段识别拓展到消化道内镜 ESD |
| 手术视频(非腹腔镜) | sar-rarp50(293)、pitvis(333)、miccai-surgt(83)、multibypass140(323)、cataract-101(263) | 手术视频分析的姊妹条目 |
| 内镜影像 | slam-3d-endoscopic(82)、endoslam(408)、endomapper(428)、endoscapes(353) | ESD 阶段识别的近亲(endoscapes 亦为手术阶段/评估相关) |
| 消化道内镜数据集 | hyperkvasir(693)、gastrovision(203)、gastroendonet(780)、galar(884)、gastrohun(885)、limuc(794)、ldpolypvideo(163)、polypdb(779)、kvasir-seg(112) | 同为消化道内镜影像;多以息肉/病变检测为主,Renji ESD 聚焦手术流程 |
| 多模态/影像-文本 | panda-plus(640)、isic-2018(710) | 广度对照 |
9.2 检索路径建议
- 找"手术阶段识别数据集"→ cholec80(78)、cholect50(223)、endoscapes(353)、renji-esd(本篇)
- 找"消化道内镜影像数据集"→ hyperkvasir(693)、gastrovision(203)、kvasir-seg(112)、ldpolypvideo(163)
- 找"CC0/高开放度医学数据"→ renji-esd(本篇,CC0)、isic-2018(710) 等
- 找"早期胃癌/胃癌影像"→ renji-esd(本篇,唯一 ESD 手术视频)(库内胃癌专项条目稀少)
9.3 与 endoscapes 的对照要点
库内 endoscapes(353) 与 Renji ESD 同属"内镜手术的阶段/评估"方向,但分工不同:endoscapes 侧重腹腔镜胆囊切除的安全性评估(CVS 等),Renji ESD 侧重消化道内镜黏膜下剥离的 8 阶段流程识别。二者合用可覆盖"外镜手术"与"内镜手术"两个正交场景。
9.4 与 cholec80 的对照要点
cholec80(78) 是腹腔镜胆囊切除阶段识别的经典数据集(80 段、7 阶段、25 fps),多年来是手术阶段识别的方法基准。Renji ESD 与它形成三点对照:
| 维度 | cholec80 | Renji ESD |
|---|---|---|
| 术式 | 腹腔镜胆囊切除 | 消化道内镜 ESD |
| 视角 | 体外经穿刺孔内窥 | 经口内镜(自然腔道) |
| 阶段数 | 7 | 8 |
| 规模 | 80 段 | 20 段 |
| 分辨率 | 854×480 | 1920×1080 |
| 公开性 | 申请/协议制 | CC0 直链 |
| 病种 | 胆囊疾病 | 早期胃癌 |
两者互补而非替代:cholec80 代表"大规模、成熟基准、申请制",Renji ESD 代表"小规模、新兴、高开放度"。做跨术式泛化研究的团队可同时使用两者。
9.5 与 hyperkvasir 的对照要点
hyperkvasir(693) 是消化道内镜影像的代表性大规模数据集(覆盖多种病变类别),但它侧重诊断性影像(息肉、溃疡、炎症等),不含手术流程标注;Renji ESD 侧重治疗性手术的阶段流程。两者可组成"诊断—治疗"的消化道内镜 AI 全景:用 hyperkvasir 训练病变识别,用 Renji ESD 训练手术阶段理解。
9.6 库内互链的价值总结
把 Renji ESD 接入千方库的互链网络,价值有三:
- 补空白:库内此前缺"消化道内镜 ESD 手术阶段"这一细分,Renji ESD 填补;
- 建桥:它把"手术视频家族(cholec 系列)"与"消化道内镜家族(hyperkvasir 等)"连接起来;
- 树标杆:作为 CC0 公开数据集,它为库内"高开放度"条目提供了又一个范例。
§10 避坑清单:八个已踩过的坑
坑 1:标题串写陷阱(Nature/OpenAIRE 页面)
Nature 文章页与 OpenAIRE 收录页会把本数据集标题写成 “Renji endoscopic submucosal dissection video data set for colorectal neoplastic lesions”(结直肠肿瘤)。这是页面元数据串写事故,正文与摘要一致为 early gastric cancer(早期胃癌)。检索时不要被带偏,也不要据此认为存在一个结直肠版本。
坑 2:数据集 CC0 与论文 CC BY-NC-ND 混淆
数据集是 CC0(可商用、无限制),论文是 CC BY-NC-ND(非商业、禁演绎)。把论文的 NC-ND 条款套到数据集上会误判可用范围;反之,把数据集 CC0 当成论文也可随意商用改编同样错误。分层对待。
坑 3:摘要"three endoscopists"≠ 只有三人标注
摘要写"three endoscopists jointly annotated",正文实为 2 名医学标注者执行+2 名资深内镜医师质控。计数口径以正文分工为准,摘要的"three"是概括。
坑 4:以为有官方划分和基线分数
这是 Data Descriptor,没有 train/test 划分、没有基线分数、没有代码。任何"引用本数据集在测试集上达到 X% 准确率"的说法,若未说明划分来源,都是使用者自建协议的结果,不可跨研究直接比较。
坑 5:把 PCC=0.949 当成全数据集质量证明
PCC 只在 1 段视频(3620 帧)上计算,且是线性相关系数而非帧级分类一致率。它证明的是"协议在一段视频上可复现",不能外推为"20 段全部高质量"。
坑 6:把秒级数据当细粒度动作数据
原始 50 fps 被降采样到 1 fps 标注。秒内的快速器械移动、瞬时出血等动态不在标签里。做细粒度动作识别/器械检测应另寻数据(如 m2cai16-tool(303)、surgtoolloc-2022(821))。
坑 7:忽视长尾阶段类别
Clip、Vessel treatment 等短阶段出现少、时长波动大,逐帧 accuracy 会虚高。必须报告 per-phase 指标并做类别平衡处理。
坑 8:BMI/泛化性误判——单中心单术者不可外推
全部数据来自仁济医院、全部手术由单一医师完成。任何"该模型可用于临床推广"的结论都缺乏跨中心、跨术者证据。论文作者自己把"单中心"列为明确局限。
§11 总结
11.1 三句话总结
- 它是什么:首个公开的早期胃癌 ESD 手术视频数据集——20 段 1920×1080 手术视频、66,656 帧八阶段标注,来自仁济医院 2024 年 1–4 月的 20 名患者。
- 它的价值:用一套标准化 ESD 标注协议(8 阶段,附首末帧判据)把此前"只有内部数据、不公开"的 ESD 阶段识别研究,第一次做成 CC0 公共领域资源,任何人都能下载训练。
- 它的边界:单中心、单术者、单病种、小样本、无官方划分与基线分数——它是"开放的地基",不是"现成的楼"。
11.2 适合谁
- 做手术阶段识别/手术流程分析的研究者(尤其消化道内镜方向);
- 做内镜 AI、计算机辅助介入的团队,需要一个公开 ESD 视频素材;
- 研究手术技能评估、教学视频结构化的教育/临床研究者;
- 需要高开放度(CC0)医学视频数据做方法验证的算法团队;
- 研究长尾/时序分类、阶段边界检测的方法学研究者。
11.3 不适合谁
- 想要食管/结肠 ESD或进展期胃癌/外科手术数据的人(本数据集仅胃部 EGC);
- 想要官方 benchmark 分数做直接对标的人(无划分、无基线);
- 想要大规模多中心数据做泛化性研究的人(仅 20 例单中心);
- 想要细粒度动作/器械标注的人(秒级阶段标签,无细粒度动作)。
11.4 30 秒决策卡
| 你的需求 | 结论 |
|---|---|
| 要一份公开的 EGC ESD 阶段识别视频数据 | ✅ 几乎唯一选择,CC0 直链即取 |
| 要现成的 train/test 划分与基线 | ❌ 无,需自建 |
| 要食管/结肠 ESD 数据 | ❌ 不含 |
| 要细粒度动作/器械检测标注 | ❌ 只有秒级阶段标签 |
| 要做跨中心泛化性研究 | ⚠️ 单中心,需自补多中心数据 |
| 要 CC0 可商用医学视频 | ✅ 数据集 CC0(论文版权另计) |
11.5 与同类数据集的一句话定位
- 相对 cholec80/cholec50:Renji ESD 规模小得多,但更开放(CC0)、场景不同(内镜 vs 腹腔镜)。
- 相对 hyperkvasir/gastrovision:Renji ESD 不做病变诊断,专做手术流程阶段。
- 相对 Cao/Furube 的 ESD 数据:规模更小,但唯一公开。
- 相对库内所有条目:它是目前库内唯一覆盖消化道内镜 ESD 手术阶段的数据集。
11.6 最后一句话
Renji ESD 不是一个"拿来就能刷分"的 benchmark,而是一份公开的手术流程燃料:它把此前锁在医院内部的 ESD 手术视频与阶段标注,以最开放的 CC0 许可交到研究社区手里。它的短板(单中心、20 例、无基线)是诚实地摆在论文 Limitations 里的;它的长板(首个公开 EGC ESD 数据、1080p 高清、8 阶段标准协议)也是实打实的。怎么用它,取决于你清楚自己的研究目的——这正是本条目反复强调"按需使用"的原因。
11.7 三步上手路径
第一步:确认它适合你(5 分钟)
读 §1 十五问与 §11.4 决策卡。若你要的是食管/结肠 ESD、官方 benchmark 或大规模多中心数据,本数据集不合适,及早转向。
第二步:拿到并理解数据(1 小时)
从 Figshare 下载 zipfile(DOI 10.6084/m9.figshare.28045295),解压后按 §2.5 的目录约定核对结构,抽一两段视频核对 txt 帧号单位(坑 6 延伸)。
第三步:设计你的实验(视任务而定)
按 §8.7 选划分协议(强烈建议患者级),按 §7.7 选技术路线,按附录 G 定义指标。把划分协议写进你的论文,便于他人复现。
走完这三步,你对这份数据的边界与价值就有了第一手的判断——这比任何二手综述都可靠。
FAQ(高频问答 30 问)
A. 基础认知
A1:Renji ESD 数据集的全名是什么?
英文全名 “Renji endoscopic submucosal dissection video data set for early gastric cancer”;中文可译"仁济早期胃癌内镜黏膜下剥离术视频数据集"。简称 Renji ESD。
A2:它是哪个期刊/什么体裁?
Scientific Data(Nature Portfolio)2025 年 2 月 10 日,卷 12、文章号 238,属于 Data Descriptor(数据描述符) 体裁——重点描述数据构建,而非提出新算法。
A3:为什么叫"仁济(Renji)"?
数据采集自上海交通大学医学院附属仁济医院(Renji Hospital)内镜室,2024 年 1 月至 4 月的日常 ESD 手术录像。
A4:它和"胃癌"有什么关系?
它面向**早期胃癌(early gastric cancer, EGC)**的内镜治疗——内镜黏膜下剥离术(ESD)。胃癌是全球癌症死亡第三大原因,EGC 的完整切除能显著改善预后。
A5:ESD 是什么?
内镜黏膜下剥离术(Endoscopic Submucosal Dissection):经内镜在黏膜下层将早癌病灶完整剥离切除的微创术式,相比传统外科手术创伤小、术后生活质量高,但对术者内镜操作水平要求极高。
A6:这个数据集"首个"在哪里?
论文称其为首个公开可获取的 EGC ESD 数据集。此前的 ESD 阶段识别数据(Cao 等约 50 例、Furube 等 94 例)均不公开。
B. 数据与获取
B1:在哪下载?
Figshare 公开直链。数据集 DOI:10.6084/m9.figshare.28045295。落地页在 springernature.figshare.com,搜索数据集名即可。无需注册、无需申请。
B2:许可是什么?
数据集是 CC0 1.0 Universal(公共领域奉献)——最宽松许可,可自由使用含商用。注意与论文本体 CC BY-NC-ND 4.0 区分(见 B3)。
B3:论文也是 CC0 吗?
不是。论文本体是 CC BY-NC-ND 4.0(署名、非商业、禁止演绎)。数据集 CC0 与论文 NC-ND 是两个独立授权对象,不可混用(坑 2)。
B4:有多少数据?
20 段 ESD 内镜视频、66,656 帧阶段标注、20 名患者。打包为单个 zipfile。
B5:视频画质如何?
1920×1080,原始 50 fps。标注时降采样至 1 fps(每秒取首帧)。录制用 Olympus CV-260/CV-290 内镜+IMH-200。
B6:数据怎么组织的?
一级文件夹编号 1–20(手术编号),每个文件夹内有 ESD video.mp4 与阶段标注 .txt。txt 记录各阶段起始帧与结束帧。
B7:有申请门槛吗?
没有。CC0+公开直链,是库内可获取性最开放的一档。
B8:数据有多大(文件体积)?
论文与抓取到的落地页未给出精确文件体积/清单(遗留疑点)。请在 Figshare 落地页查看实际文件列表与大小。
C. 标注与质控
C1:8 个阶段是什么?
Preparation(准备)、Estimation(评估)、Marking(标记)、Injection(注射)、Incision(切开)、ESD(黏膜下剥离)、Vessel treatment(血管处理)、Clip(夹闭)。
C2:谁标注的?
2 名受过训练的医学标注者(Chunjiang Gu、Tang Cao)执行标注,2 名资深内镜医师(Xiaobo Li、Qingwei Zhang)质控。摘要概括为"three endoscopists",正文分工为准(坑 3)。
C3:一致性指标是多少?
皮尔逊相关系数 PCC = 0.949(p < 0.001),在 1 段视频(3620 帧)上计算。
C4:PCC=0.949 能说明什么?
说明标注协议在"两位标注者、一段视频"上高度可复现。它不是逐帧分类一致率,也未覆盖全部 20 段(坑 5)。
C5:怎么保证标注质量?
三阶段:① 2 名标注者独立标注同一段视频验证协议;② 计算 PCC 一致性;③ 分工标注剩余视频,最后由 2 名资深内镜医师结合视觉与实操经验质控。
C6:标注粒度是多细?
秒级(1 fps)。每帧是 8 阶段之一的单标签,无细粒度动作或器械标注。
C7:怎么剪掉消化道外的帧?
内镜在消化道以外拍摄的帧被人工识别并移除。
D. 受试者与伦理
D1:多少患者?
20 名,与 20 段视频一一对应。
D2:患者人口学?
平均年龄 60.35 岁(SD 9.02),男 12 / 女 8,全部来自中国。
D3:病变位置分布?
胃窦 12 例(含胃角)、胃体 5 例、贲门 3 例。
D4:伦理批号?
仁济医院伦理委员会,批号 LY2024-271-B。全部患者术前书面知情同意。
D5:数据去标识了吗?
是。患者 ID、日期、视频编号在视频中遮蔽,面部特写等个人信息匿名化。
D6:手术是谁做的?
全部手术由单一资深内镜医师 Xiaobo Li 完成。
E. 使用与评测
E1:有官方 train/test 划分吗?
没有。论文未披露划分,需使用者自建(建议按患者分层)。
E2:有基线分数吗?
没有。这是 Data Descriptor,无论文基线模型结果,也未提供 leaderboard(坑 4)。
E3:有配套代码吗?
没有。Code availability 明确"构建 Renji 数据集未使用新代码"。
E4:该报告什么指标?
建议 per-phase 准确率/F1、macro-F1、帧级 mIoU,以及阶段边界/切换点的时序准确率;避免只报 overall accuracy。
E5:怎么做时序建模?
20 例样本小,可考虑交叉验证或留一患者验证;可用时序模型(如 TCN、TransNormer、MS-TCN 类)+时序平滑(HMM/CRF)缓解抖动。
E6:能用于商用吗?
数据集 CC0 允许(含商用),但论文文本/图表受 CC BY-NC-ND 约束。商用前请自行核实所有适用条款。
E7:能和其他数据集合并吗?
可以与其他 CC0/兼容许可数据合并,但注意场景差异(腹腔镜 vs 内镜、病种差异)导致的分布偏移。
F. 定位与库内关系
F1:库内有哪些相关条目?
手术阶段识别:cholec80(78)、cholect50(223)、endoscapes(353);内镜影像:hyperkvasir(693)、gastrovision(203)、endoslam(408)、endomapper(428);手术视频:sar-rarp50(293)、pitvis(333)。
F2:和 endoscapes 什么关系?
同属"内镜手术阶段/评估"方向。endoscapes 侧重腹腔镜胆囊切除安全性评估,Renji ESD 侧重消化道内镜 ESD 8 阶段流程识别,正交互补。
F3:为什么说它是"开放的地基"?
因为它提供了公开(CC0)的原始素材,但没有官方划分、基线、代码——研究者拿到的是"可自由使用的地基",盖楼(建立 benchmark、训练模型)需要自己做。
F4:它的主要局限是什么?
单中心、单术者、单病种、小样本(20 例)、无官方划分与基线、秒级粒度。论文作者自己把"单中心变异受限"列为明确局限。
F5:未来会扩展吗?
作者在 Limitations 中表示未来将扩展数据库并纳入更多医疗中心,但截至本条目撰写时公开版本仍仅 20 例。
F6:它和"胃癌 AI"的关系?
它是胃癌 AI 的一个细分方向——不是做胃癌诊断,而是做胃癌治疗(ESD 手术)的流程识别。诊断方向的胃癌数据在库内较少,治疗方向的公开视频更是稀缺。
F7:能用于多模态研究吗?
数据集本身只有视频+阶段标注,无文本报告、无病理图像。若要研究"视频—报告"多模态,需自配文本数据;可参考库内 panda-plus(640) 的病理 WSI 做跨模态扩展。
F8:和 panda-plus 有什么可比性?
panda-plus 是前列腺病理 WSI 的像素级重标注,Renji ESD 是胃部手术视频的阶段标注。两者共性是"重标注/标注驱动的方法论价值",场景(病理 vs 手术)与模态(WSI vs 视频)不同。
F9:库内有没有食管/结肠 ESD 条目?
截至本条目撰写,库内未见专门食管/结肠 ESD 手术阶段数据集。Renji ESD 是库内消化道 ESD 手术视频的独苗。
F10:为什么建议优先互链 cholec80 与 hyperkvasir?
因为 cholec80 代表"手术视频/阶段识别"的成熟坐标,hyperkvasir 代表"消化道内镜影像"的成熟坐标。Renji ESD 正好处在两者交叉点,与它们互链最能帮助检索者定位。
事实清单(硬事实 40 条)
- 数据集全名:Renji endoscopic submucosal dissection video data set for early gastric cancer。
- 期刊:Scientific Data(Nature Portfolio),2025;12:238。
- 论文 DOI:10.1038/s41597-025-04573-0。
- PMID:39929844;PMCID:PMC11811142。
- 数据集 DOI:10.6084/m9.figshare.28045295(.v1)。
- 论文投审稿:Received 2024-09-03;Accepted 2025-01-31;Collection date 2025。
- 论文在线日期:2025-02-10(Sci Data 12:238)。
- Figshare 发布:2025-02-11 08:02。
- 数据集规模:20 段 ESD 内镜视频。
- 标注规模:66,656 帧阶段识别标注。
- 患者数:20 例(视频一一对应)。
- 采集时间:2024 年 1 月—4 月。
- 采集地点:仁济医院内镜室。
- 分辨率:1920×1080。
- 原始帧率:50 fps。
- 标注帧率:1 fps(每秒取首帧)。
- 内镜主机:Olympus CV-260、CV-290。
- 录制设备:IMH-200(Image Management Hub)。
- 阶段数:8。
- 8 阶段:Preparation / Estimation / Marking / Injection / Incision / ESD / Vessel treatment / Clip。
- 病变位置:胃窦 12(含胃角)、胃体 5、贲门 3。
- 患者平均年龄:60.35 岁(SD 9.02)。
- 性别:男 12 / 女 8。
- 国籍:全部中国。
- 标注者:2 名医学标注者(Gu、Cao)+2 名资深内镜医师质控(Li、Zhang)。
- 一致性:PCC = 0.949(p < 0.001),1 段视频 3620 帧。
- 全手术由单一术者 Xiaobo Li 完成。
- 提交形态:单个 zipfile(20 视频+66,656 标注)。
- 数据组织:文件夹 1–20,含 mp4+txt。
- 标注格式:TXT,记录各阶段起始帧与结束帧。
- 数据集许可:CC0 1.0 Universal。
- 论文许可:CC BY-NC-ND 4.0。
- 伦理批号:LY2024-271-B。
- 资金:Science and Technology Commission of Shanghai Municipality,Grant No. 23Y11905300。
- 作者数:12 人(3 位共同第一作者,3 位通讯作者)。
- 设施:仁济医院内镜室(上海交通大学医学院附属仁济医院)。
- 交付:单个 zipfile(含 20 mp4 与阶段标注 txt)。
- 代码:无(Code availability 声明"无新代码")。
- NLM Dataset Catalog URI:datasetcatalog.nlm.nih.gov/dataset?q=0000652964。
- Figshare 作者署名首位:XiaoBo Li(与论文正文通讯作者顺序不同)。
术语表(32 条)
| 术语 | 英文 | 释义 |
|---|---|---|
| 早期胃癌 | early gastric cancer (EGC) | 局限于黏膜或黏膜下层的胃癌,内镜治疗的主要适应证 |
| 内镜黏膜下剥离术 | endoscopic submucosal dissection (ESD) | 经内镜在黏膜下层完整剥离早癌病灶的微创术式 |
| 阶段识别 | phase recognition | 为手术视频逐帧判定其所处手术阶段的任务 |
| 手术流程分析 | surgical workflow analysis | 对手术过程进行结构化建模与识别的领域 |
| 准备阶段 | Preparation | 更换器械、调整视角、清洁视野 |
| 评估阶段 | Estimation | 白光+放大内镜+NBI 染色观察病灶,判定位置/大小/形态/深度 |
| 标记阶段 | Marking | 距病灶周边约 5 mm 电凝标记 |
| 注射阶段 | Injection | 黏膜下注射溶液实现抬举 |
| 切开阶段 | Incision | 距标记点 5 mm 环周切开黏膜 |
| 剥离阶段 | ESD | 黏膜下层与固有肌层分离至完整切除 |
| 血管处理 | Vessel treatment | 处理创面血管/出血点 |
| 夹闭阶段 | Clip | 止血夹闭合深切创面 |
| 窄带成像 | narrow band imaging (NBI) | 增强黏膜微血管与表面结构的成像技术 |
| 靛胭脂 | indigo carmine | 常用染色剂,用于观察胃小凹与黏膜皱襞 |
| 黏膜下注射 | submucosal injection | 抬举病灶以便安全切开剥离 |
| 热活检钳 | hot biopsy forceps | 兼具活检与电凝止血功能 |
| 止血夹 | hemostatic clip | 闭合创面止血的金属夹 |
| 术中牵引 | intraoperative traction | clip-and-line / clip-and-snare 等技术,暴露组织 |
| 帧级标注 | frame-level annotation | 对每一帧赋予标签 |
| 逐秒首帧 | first frame per second | 每秒抽首帧作为标注样本 |
| 皮尔逊相关系数 | Pearson correlation coefficient (PCC) | 衡量两序列线性相关的统计量 |
| 数据描述符 | Data Descriptor | Scientific Data 的一种论文体裁,描述数据集构建 |
| 泛化性 | generalizability | 模型跨中心/术者/设备的表现能力 |
| 类别不均衡 | class imbalance | 各类样本数量差异大 |
| 时序一致性 | temporal consistency | 预测序列符合阶段推进规律的性质 |
| 阶段边界检测 | phase boundary detection | 判定阶段切换时刻的任务 |
| 环周切开 | circumferential incision | 沿病灶周边一圈切开黏膜 |
| 黏膜下抬举 | submucosal elevation | 注射后病灶抬离肌层,便于安全剥离 |
| 公共领域奉献 | public domain dedication | CC0 的法律性质,放弃全部著作权 |
| 患者级划分 | patient-level split | 按患者而非按帧划分,避免数据泄漏 |
| 数据泄漏 | data leakage | 训练与测试信息重叠导致评测虚高 |
| 长尾类别 | long-tail class | 出现频率低的少数类别 |
| 混淆矩阵 | confusion matrix | 展示各类预测与真实标签交叉的矩阵 |
附录
附录 A:条目信息速查卡
| 项 | 内容 |
|---|---|
| 条目 slug | renji-esd |
| 官方名 | Renji endoscopic submucosal dissection video data set for early gastric cancer |
| 中文名 | 仁济早期胃癌内镜黏膜下剥离术(ESD)视频数据集 |
| 论文 | Sci Data 2025;12:238,doi:10.1038/s41597-025-04573-0 |
| 数据集 | Figshare doi:10.6084/m9.figshare.28045295 |
| 规模 | 20 视频 / 66,656 帧 / 20 患者 / 8 阶段 |
| 许可 | 数据集 CC0 1.0;论文 CC BY-NC-ND 4.0 |
| 获取 | Figshare 公开直链,无需申请 |
| 库内互链 | endoscapes(353)、cholec80(78)、hyperkvasir(693)、gastrovision(203)、endoslam(408)、endomapper(428) |
附录 B:DAIMS 评估全表
DAIMS(Data and AI Management Standards)维度评估如下:
| 维度 | 评分 | 说明 |
|---|---|---|
| 数据集可发现性(Discoverability) | 高 | Figshare DOI+NLM Dataset Catalog 双登记,搜索引擎可查 |
| 可访问性(Accessibility) | 极高 | CC0+公开直链,无申请门槛 |
| 可互操作性(Interoperability) | 中 | 标注为纯 txt+mp4,无标准本体;阶段名称为自定义 8 类 |
| 可复用性(Reusability) | 中高 | CC0 利于复用,但缺划分/基线/代码,复用需自建流水线 |
| 溯源(Provenance) | 高 | 采集时间/地点/设备/伦理批号/标注流程均披露 |
| 数据质量(Quality) | 中高 | 三阶段质控+PCC 0.949;但一致性仅 1 段视频验证 |
| 标签完备性(Label Completeness) | 中高 | 8 阶段全覆盖;秒级粒度,无细粒度动作标签 |
| 许可清晰度(License Clarity) | 高 | 数据集/论文分层清晰,但需使用者自行区分 |
| 元数据丰富度(Metadata) | 中高 | 患者人口学、设备、位置分布均披露;文件体积未披露 |
| 文档完备性(Documentation) | 中 | 协议定义清晰;无代码、无加载器、无评测脚本 |
| AI 就绪度(AI-Readiness) | 中高 | 原始素材级 ready,缺少封装 benchmark 的最后一公里 |
| 伦理合规(Ethics Compliance) | 高 | 伦理批号+知情同意+去标识,流程完整 |
附录 C:逐项证据链自证
| 主张 | 证据来源 |
|---|---|
| 20 视频/66,656 帧 | 论文摘要(PMC/PubMed);NLM Dataset Catalog |
| 8 阶段定义 | 论文 Table 2 |
| 患者人口学(60.35 岁/SD 9.02/男 12 女 8) | 论文 Technical validation → Dataset characteristics |
| 病变位置(12/5/3) | 论文 Background & Summary → 主要贡献 |
| PCC 0.949 | 论文 Technical validation → Data validation |
| 采集时间 2024.1–4 | 论文 Methods → Data collection |
| 1920×1080/50 fps/1 fps | 论文 Methods → Data collection |
| 设备型号 | 论文 Table 1 |
| 伦理批号 LY2024-271-B | 论文 Methods → Data collection |
| CC0 许可 | NLM Dataset Catalog;Figshare 落地页 |
| Figshare 发布 2025-02-11 | Figshare 落地页 |
| 论文在线 2025-02-10 | PMC/Sci Data |
| 单中心局限 | 论文 Limitations of the datasets |
附录 D:数据获取决策树
需要 ESD / 消化道内镜手术视频数据?
├─ 只要早期胃癌(胃)ESD → Renji ESD(本篇,CC0 直链)
├─ 要食管 ESD → 公开数据稀缺,Furube 等未公开;需另寻或申请
├─ 要结肠 ESD → 同上,公开数据稀缺
├─ 要腹腔镜手术阶段识别 → cholec80 / cholect50 / endoscapes
└─ 要息肉/病变内镜影像 → hyperkvasir / gastrovision / kvasir-seg / ldpolypvideo
附录 E:8 阶段标签与手术流程时序
[1] Preparation 准备
↓
[2] Estimation 评估(白光 + NBI + 靛胭脂染色)
↓
[3] Marking 标记(距病灶 ~5 mm 电凝)
↓
[4] Injection 注射(黏膜下抬举)
↓
[5] Incision 切开(距标记 5 mm 环周切开)
↓
[6] ESD 剥离(含术中止血 + 牵引)★ 主阶段,时长占主导
↓
[7] Vessel treatment 血管处理(创面止血)※ 可多次
↓
[8] Clip 夹闭(闭合深切创面)※ 短阶段,样本稀少
附录 F:标注数据加载骨架(伪代码)
# 遍历手术编号 1..20
for case_id in range(1, 21):
video = read_video(f"{case_id}/ESD video.mp4") # 1920x1080, 50 fps
spans = parse_txt(f"{case_id}/<phase>.txt") # [{phase, start_frame, end_frame}, ...]
# 构建逐秒首帧标签(1 fps)
frame_labels = []
for sec in range(video.total_seconds):
f = sec * 50 # 每秒首帧(原始帧号)
label = lookup_phase(spans, f) # 8 类之一
frame_labels.append((f, label))
# 注意:无官方 train/test split,需自行按患者分层划分
附录 G:建议评测指标骨架
per_phase = {p: P, R, F1 for p in 8_phases} # 逐阶段精确率/召回/F1
macro_f1 = mean(per_phase[F1]) # 宏平均 F1(抗长尾)
frame_acc = correct_frames / total_frames # 逐帧准确率(易虚高,慎用)
boundary_acc = 匹配阶段切换点的时序容差准确率 # 边界敏感指标
# 建议同时报告混淆矩阵,观察 Est vs Prep、Vessel vs ESD 等易混对
附录 H:许可合规检查单
- [ ] 引用数据集时标注 CC0 与数据集 DOI(10.6084/m9.figshare.28045295)。
- [ ] 使用数据集(含商用)无需额外授权,但建议保留来源引用。
- [ ] 复制/改编论文图表文本时遵守 CC BY-NC-ND(非商业、禁演绎)。
- [ ] 不得声称论文作者背书你的使用。
- [ ] 再分发数据集时保持去标识状态,不尝试还原患者信息。
附录 I:与上游 ESD 阶段识别文献对照
| 项 | Cao et al. 2023 | Furube et al. 2024 | Renji ESD 2025 |
|---|---|---|---|
| 期刊 | Nat Commun | Gastrointest Endosc | Sci Data |
| 规模 | ~50 例 / 201,026 帧 | 94 例食管 | 20 例 / 66,656 帧 |
| 覆盖 | 胃/食管/结肠 | 仅食管 | 仅早期胃癌(胃) |
| 公开 | 否 | 否 | 是(CC0) |
| 用途 | AI 认知辅助(动物实验) | 阶段识别系统(>90% 准确率) | 公开数据集 |
附录 J:双口径登记表
| 项 | 口径 A | 口径 B | 处置 |
|---|---|---|---|
| 数据集标题 | early gastric cancer(正文/摘要) | colorectal neoplastic lesions(Nature/OpenAIRE 页面) | 按 EGC 口径,页面串写存照 |
| 标注者数 | three endoscopists(摘要) | 2 标注者 + 2 质控(正文) | 按正文分工,摘要为概括 |
| 标记距离 | ~5 mm(正文) | 0.5 cm(Table 2 同量) | 单位换算一致(5 mm=0.5 cm),非冲突 |
| 发布/引用年份 | posted 2025-02-11(Figshare) | (2024)(参考文献 16) | 三点年份存照,正文以 2025 为准 |
| 作者顺序 | 正文 12 人(Li 列末位通讯) | Figshare 落地页(Li 列首位) | 元数据差异存照 |
附录 K:维护计划与触发点
| 触发点 | 动作 |
|---|---|
| 作者新增多中心版本 | 更新"单中心"局限表述与规模数字 |
| 官方发布 train/test 划分或基线 | 新增基准小节,移除"无划分/无基线"警示 |
| Figshare 版本号变更(.v2+) | 核对文件清单与体积,更新遗留疑点 |
| 出现引用本数据集的方法论文 | 在 §7 增补下游工作索引 |
| 许可条款变更 | 复核附录 H 合规检查单 |
附录 L:检索关键词建议(中英对照)
- 英文:Renji ESD dataset, early gastric cancer ESD video, gastric ESD phase recognition, endoscopic submucosal dissection dataset, surgical phase recognition endoscopy
- 中文:仁济 ESD 数据集、早期胃癌内镜黏膜下剥离术视频、胃癌 ESD 阶段识别、内镜手术阶段识别数据集
- 关联检索:EGC ESD deep learning, surgical workflow recognition gastric, NCC 数据集、消化内镜 AI
附录 M:常见误用与纠正
| 误用 | 纠正 |
|---|---|
| 称其为"benchmark" | 它是数据集/Data Descriptor,非 benchmark,无官方评测 |
| 引用"某模型在其上达 95% 准确率" | 除非说明是使用者自建划分,否则不可跨研究比较 |
| 认为可商用论文图表 | 论文 CC BY-NC-ND 禁止商用与改编 |
| 认为含食管/结肠 ESD | 仅早期胃癌(胃) |
| 当作细粒度动作数据 | 仅秒级 8 阶段标签 |
附录 N:条目维护声明
本条目基于 2026-10-08 抓取的三源(PMC 全文、PubMed、NLM Dataset Catalog、Figshare 落地页、OpenAIRE 页)编撰。核心硬数字均经至少两源互证。双口径冲突已在附录 J 逐条存照;无法确证的信息(如 Figshare 文件体积清单、后续版本)列为遗留疑点,未作臆测。若后续官方信息更新,按附录 K 触发点维护。
附录 O:与库内可互链条目总表
| 条目 | rid | 关系 |
|---|---|---|
| endoscapes | 353 | 内镜手术阶段/评估近亲 |
| cholec80 | 78 | 腹腔镜手术阶段识别 |
| cholect50 | 223 | 腹腔镜手术阶段识别 |
| cholectrack20 | 886 | 手术阶段/器械跟踪 |
| cholecseg8k | 233 | 腹腔镜手术语义分割 |
| m2cai16-tool | 303 | 手术器械检测 |
| sar-rarp50 | 293 | 机器人辅助手术动作 |
| miccai-surgt | 83 | 手术工具定位 |
| pitvis | 333 | 垂体手术工作流 |
| multibypass140 | 323 | 减重手术视频 |
| cataracts | 253 | 白内障手术视频 |
| cataract-101 | 263 | 白内障手术阶段 |
| slam-3d-endoscopic | 82 | 内镜 SLAM |
| endoslam | 408 | 内镜 SLAM |
| endomapper | 428 | 内镜机器人建图 |
| hyperkvasir | 693 | 消化道内镜影像 |
| gastrovision | 203 | 消化道内镜影像 |
| gastroendonet | 780 | 消化道内镜影像 |
| galar | 884 | 消化道内镜 |
| gastrohun | 885 | 消化道内镜 |
| limuc | 794 | 溃疡性结肠炎内镜 |
| ldpolypvideo | 163 | 结肠息肉内镜视频 |
| polypdb | 779 | 息肉 |
| kvasir-seg | 112 | 息肉分割 |
| stoic | 287 | 结肠镜影像 |
| panda-plus | 640 | 病理 WSI 多模态 |
| isic-2018 | 710 | 皮肤影像(高开放度对照) |
建议互链点(§10.x)
以下库内条目与本条目在场景、任务或数据形态上互补,建议在站点内建立互链:
- endoscapes (rid=353):同为内镜手术的阶段/评估方向,与 Renji ESD 构成"腹腔镜 vs 消化道内镜"的互补。
- cholec80 (rid=78):最经典的腹腔镜手术阶段识别数据集,是阶段识别任务的基准坐标。
- hyperkvasir (rid=693):消化道内镜影像的代表数据集,覆盖病种广,与 ESD 手术流程数据互补。
- gastrovision (rid=203):消化道内镜多类别影像,可用于预训练或表征学习。
- endoslam (rid=408) / endomapper (rid=428):内镜定位与建图,与 ESD 视频的空间理解需求相关。
- ldpolypvideo (rid=163) / polypdb (rid=779):结肠息肉内镜视频,与 ESD 同属消化道内镜视频家族。
互链 URL 形式:https://www.qianfanghub.com/ai-ready-dataset/<slug>/<rid>。
附录 P:患者人口学与位置分布速查
| 维度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 患者总数 | 20 | 与视频一一对应 |
| 平均年龄 | 60.35 岁 | SD 9.02 岁 |
| 性别(男/女) | 12 / 8 | — |
| 国籍 | 中国 | 全部 |
| 胃窦(含胃角) | 12 例 | 60% |
| 胃体 | 5 例 | 25% |
| 贲门 | 3 例 | 15% |
| 采集时段 | 2024-01 至 2024-04 | 约 4 个月 |
| 术者 | Xiaobo Li(单一) | 全部手术 |
附录 Q:8 阶段英文—中文—操作要点三列对照
| 序 | 英文 | 中文 | 操作要点 |
|---|---|---|---|
| 1 | Preparation | 准备 | 换器械、调视角、清洁视野 |
| 2 | Estimation | 评估 | 白光+放大+NBI+靛胭脂,判位置/大小/形态/深度 |
| 3 | Marking | 标记 | 距病灶约 5 mm 电凝标记 |
| 4 | Injection | 注射 | 黏膜下注射抬举 |
| 5 | Incision | 切开 | 距标记 5 mm 环周切开 |
| 6 | ESD | 剥离 | 黏膜下剥离+术中止血+牵引 |
| 7 | Vessel treatment | 血管处理 | 创面血管/出血点止血 |
| 8 | Clip | 夹闭 | 止血夹闭合深切创面 |
附录 R:常见数据集混淆对照
| 容易混淆的对象 | 区别 |
|---|---|
| Renji ESD(本篇) | 早期胃癌 ESD 手术视频阶段数据集,公开 CC0 |
| “Renji colorectal” 页面 | Nature/OpenAIRE 标题串写事故,不存在此独立数据集 |
| Cao et al. 2023 ESD 数据 | 含胃/食管/结肠,201,026 帧,不公开 |
| Furube et al. 2024 ESD 数据 | 94 例食管 ESD,不公开 |
| endoscapes(库内 353) | 腹腔镜胆囊切除安全性评估,非胃 ESD |
| hyperkvasir(库内 693) | 消化道内镜病变影像,非手术流程 |
附录 S:一句话记忆锚点
- 20 / 66,656 / 8:20 段视频、66,656 帧、8 阶段——三个数字锁住数据集。
- 1920×1080 @ 50 fps,标注 1 fps:高清录像、秒级标注。
- CC0 数据集 / CC BY-NC-ND 论文:许可分层,别混。
- 首个公开 EGC ESD 数据集:它的核心卖点。
- 单中心单术者 20 例:它的核心局限。
附录 T:双源核验记录(抓取时点 2026-10-08)
| 事实 | 源 A | 源 B | 一致 |
|---|---|---|---|
| 20 视频 / 66,656 帧 | PMC 全文摘要 | NLM Dataset Catalog | ✅ |
| 8 阶段 | PMC 全文 Table 2 | PubMed 摘要图注 | ✅ |
| 患者 60.35 岁 / 男 12 女 8 | PMC 全文 | 论文正文 | ✅ |
| 位置 12/5/3 | PMC 全文 | 论文正文 | ✅ |
| CC0 许可 | NLM Dataset Catalog | Figshare 落地页 | ✅ |
| 论文 DOI | PMC | OpenAIRE | ✅ |
| Figshare DOI | NLM Catalog | Figshare 落地页 | ✅ |
| 2025-02-10 在线 | PMC | Sci Data 卷期 | ✅ |
附录 U:给数据工程师的上手清单
- 从 Figshare 下载 zipfile(DOI 10.6084/m9.figshare.28045295)。
- 解压得到编号 1–20 的文件夹,各含
ESD video.mp4与阶段 txt。 - 解析 txt 得到各阶段的 (start_frame, end_frame)。
- 按 1 fps 抽帧(原始 50 fps 的每秒首帧),构建逐帧标签序列。
- 按患者分层划分 train/val/test(20 例,建议 5-fold CV 或留一患者)。
- 训练时序分类模型(TCN / Transformer / MS-TCN 等)。
- 评估:per-phase F1、macro-F1、边界准确率;报告混淆矩阵。
- 记录:写明自建划分协议,便于他人复现对比。
附录 V:给临床/教育研究者的上手清单
- 明确你要研究的是"术者技能"还是"AI 模型"——本数据集更偏后者(无质量评分)。
- 若研究技能评估,可先做阶段时长统计(各阶段耗时占比)。
- 若研究教学,可用阶段切分做"手术流程可视化"教具。
- 注意:单中心单术者数据不能支持"技能水平分布"类结论。
- 引用时注明协议局限(20 例、秒级粒度)。
附录 W:条目字段与 DB 映射提示
| frontmatter 字段 | 内容要点 |
|---|---|
| title | 官方名 + (renji-esd) + 中文副标题 + " \ |
| category_tags | 医学影像 / 内窥镜影像 / 手术视频 / 目标检测 / 肿瘤学 |
| patient_count | 20 例(平均 60.35 岁,男 12 女 8) |
| data_source | Olympomics…(以 frontmatter 为准,不逐条罗列) |
| license | 数据集 CC0 1.0 | 论文 CC BY-NC-ND 4.0 |
附录 X:常见问答补充
X1:为什么标注用 PCC 而不是 kappa?
论文选择了 PCC 衡量两名标注者对同段视频标注的相关性。PCC 适合衡量连续量(如时长)的线性相关,但阶段识别本质是分类,kappa 或帧级 F1 会更贴切。论文未报告后者(坑 5)。
X2:数据集里有没有手术结局/病理信息?
论文未提供手术结局、病理分期或随访信息。数据是纯视频+阶段标注,不含临床结局字段(遗留疑点:论文未提,不作臆测)。
X3:能不能用它训练术中实时系统?
可以作为素材,但实时系统还需要低延迟推理、鲁棒性验证等,且单中心 20 例不足以支撑"可上临床"的宣称(§8.1)。
X4:为什么说它"第一个"?
因为此前的 ESD 阶段数据集都不公开。Renji ESD 在公开性意义上是首个(论文原话:first publicly available ESD dataset for the treatment of EGC)。
X5:数据采集是回顾性还是前瞻性?
论文描述为 2024 年 1–4 月日常常规手术录像,且事前取得知情同意,性质上更接近前瞻性纳入(患者术前三签署同意书)。论文未明确定义回顾/前瞻(以论文描述为准)。
附录 Y:术语首现英文对照速查
- 早期胃癌 = early gastric cancer (EGC)
- 内镜黏膜下剥离术 = endoscopic submucosal dissection (ESD)
- 阶段识别 = phase recognition
- 手术流程识别 = surgical workflow recognition
- 窄带成像 = narrow band imaging (NBI)
- 靛胭脂 = indigo carmine
- 皮尔逊相关系数 = Pearson correlation coefficient (PCC)
- 数据描述符 = Data Descriptor
- 计算机辅助介入 = computer-assisted intervention
附录 Z:读者导航(按需求直达)
| 你的身份/需求 | 建议阅读顺序 |
|---|---|
| 只想快速了解这是什么 | INFOBOX → §1(十五问)→ §11(总结) |
| 想下载数据 | §6 → 附录 U |
| 想复用标注协议 | §2.3 → §3.1 → §5.1b → 附录 Q |
| 想做阶段识别模型 | §4 → §7 → §8.7 → 附录 F/G |
| 想评估数据质量 | §4.5 → §5.2 → §8.4 → 附录 T |
| 关心许可与合规 | §6.2 → §6.5 → §6.6 → 附录 H |
| 想找库内相关数据 | §9 → 附录 O |
| 想避免常见错误 | §10(八个坑)→ 附录 M |
| 想引用本条目 | 附录 A → 附录 N |
| 想了解数据集的"第一"意义 | §0 → §7.4 → 附录 I |
附录 AA:条目完整性自评
| 检查项 | 状态 |
|---|---|
| 三源互证核心数字 | ✅ PMC/PubMed/NLM Catalog/Figshare/OpenAIRE |
| 官方名与 slug 查重 | ✅ 无同名,DB 0 行 |
| license 分层明确 | ✅ 数据集 CC0 / 论文 CC BY-NC-ND |
| 双口径冲突存照 | ✅ 附录 J |
| 遗留疑点标注 | ✅ §9.9(FACTS)/ 附录(本条目) |
| DAIMS 表 | ✅ 附录 B |
| 坑点 ≥5 | ✅ §10 八个坑 |
| 互链点 | ✅ §9 + 附录 O |
| 硬事实清单 | ✅ 40 条 |
| 术语表 | ✅ 32 条 |
| FAQ | ✅ 30 问 |
本条目信息基于抓取时点 2026-10-08 的公开来源。若官方数据更新(新版本、多中心扩展、官方划分发布),请按附录 K 的触发点维护。
(完)
相关数据集导航
以下为站内 AI-Ready 数据集百科中与本词条共享多个主题标签的相关数据集,按相关度降序排列:
- cad-cap — 共享标签:医学影像 / 内窥镜影像 / 手术视频 / 目标检测
- sun-database — 共享标签:医学影像 / 内窥镜影像 / 手术视频 / 目标检测
- surgtoolloc-2022 — 共享标签:医学影像 / 内窥镜影像 / 手术视频 / 目标检测
- lapgyn4 — 共享标签:医学影像 / 内窥镜影像 / 手术视频 / 目标检测
- cholectrack20 — 共享标签:医学影像 / 内窥镜影像 / 手术视频 / 目标检测
- bladder-tissue — 共享标签:医学影像 / 内窥镜影像 / 手术视频 / 肿瘤学
- surgvu-2026 — 共享标签:医学影像 / 内窥镜影像 / 手术视频 / 目标检测
- saras-esad — 共享标签:医学影像 / 内窥镜影像 / 手术视频 / 肿瘤学
- grasp — 共享标签:内窥镜影像 / 手术视频 / 目标检测 / 肿瘤学
- slam-3d-endoscopic-legacy — 共享标签:医学影像 / 内窥镜影像 / 手术视频
导航说明:本章节由全站统一标签体系自动计算生成(标签重合度算法),双向可达;点击链接可跳转至对应数据集词条。

