汪芳凱++張多多++左宗蘭++田雪++王峰

摘 要： 當(dāng)代社會(huì)國(guó)民身體健康受到廣泛關(guān)注，其中眼部衛(wèi)生問(wèn)題受到廣泛熱議。我國(guó)國(guó)民眼健康受到嚴(yán)峻的考驗(yàn)，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于眼部健康基本都停留在如何治療眼部疾病，未在眼部健康預(yù)防方面進(jìn)行研究。本文就國(guó)民眼部健康現(xiàn)狀進(jìn)行小結(jié)，通過(guò)介紹計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù)現(xiàn)狀展望它在眼部健康預(yù)防領(lǐng)域的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞： 眼部健康 圖像分析 圖像處理 疾病預(yù)防

引言

眼睛是心靈的窗戶，健康的眼功能對(duì)個(gè)人的學(xué)習(xí)[1]、工作和生活尤為重要，而良好的視覺(jué)健康狀況則是國(guó)民健康的重要組成部分。當(dāng)前，我國(guó)國(guó)民的視覺(jué)健康惡化形勢(shì)不斷加劇，視力損害患病率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全球平均水平[2]，尤其是近視已經(jīng)成為影響當(dāng)代和未來(lái)人口素質(zhì)的“國(guó)病”[3]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)國(guó)民因各種問(wèn)題導(dǎo)致佩戴眼鏡的人口約有3億，其中小學(xué)生中的近視發(fā)病率約為49.8%，而在大學(xué)生中則高達(dá)76%左右[4]，青少年近視群體占到2/3。據(jù)了解，電子產(chǎn)品的快速發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)使得青少年過(guò)早接觸電子產(chǎn)品，這是電子產(chǎn)品是影響青少年視力下降的主要原因之一。

1.目前國(guó)民眼部健康狀況

“預(yù)防”和“治療”并重及全員參與是中國(guó)視覺(jué)健康發(fā)展的關(guān)鍵[5]，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于眼科疾病的認(rèn)知仍在停留在“疾病治療”層面。2011年與2014年《全國(guó)學(xué)生體質(zhì)健康調(diào)研》數(shù)據(jù)顯示，中小學(xué)生近視率最高達(dá)85%。據(jù)估計(jì)，2012年我國(guó)5歲以上總?cè)丝谥星獠徽ú缓弦暎┑幕疾∪藬?shù)為4.8億至5.31億，且超過(guò)90%以上的屈光不正是近視。我國(guó)近視的總患病人數(shù)在4.37億至4.87億之間，患有高度近視的總?cè)丝诟哌_(dá)2900萬(wàn)至3040萬(wàn)。2012年我國(guó)40歲以上人口中未矯正的老視患病人數(shù)約為3.71億人，占全國(guó)總?cè)丝诘谋壤秊?7.83%。據(jù)某機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，中國(guó)政府如果沒(méi)有有效的干預(yù)國(guó)民視覺(jué)健康政策，預(yù)計(jì)到2025年，我國(guó)近視發(fā)病率將面臨超低領(lǐng)化[6]，5歲以上人口的近視發(fā)病率將增長(zhǎng)到50.86%～51.36%，患有視覺(jué)健康疾病的人數(shù)接近7.04～7.11億。其中高度遺傳性近視的總?cè)丝趯⑦_(dá)到4000萬(wàn)人，屆時(shí)我國(guó)的近視人口將是美國(guó)總?cè)丝诘膬杀丁?/p>

2.圖像分析技術(shù)

利用數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)技術(shù)可以通過(guò)數(shù)學(xué)模型并結(jié)合人工智能（AI）的圖像處理技術(shù)分析圖像底層特征和上層信息，從而提取出一些數(shù)字化的信息，以便通過(guò)計(jì)算機(jī)程序分析得到潛在的信息表達(dá)[7]。圖像分析（image analysis）和圖像處理（image processing）較為相似，兩者具有某種意義上的相似點(diǎn)，但又有所不同。圖像分析利用特殊算法挖掘圖像潛在信息，此過(guò)程需要利用圖像處理的各種技術(shù)。它與圖像處理相比較，更偏重于對(duì)圖像的數(shù)字化分析，解釋圖像內(nèi)容，分析潛在特質(zhì)。當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)應(yīng)用已無(wú)處不在，圖像分析技術(shù)已經(jīng)在檢測(cè)工藝、工業(yè)生產(chǎn)、衛(wèi)星遙感、軍事等方面有了初步應(yīng)用。例如在檢測(cè)工藝中，檢查集成電路板的短路和連接不良，自動(dòng)化分析醫(yī)學(xué)CT圖像等，在工業(yè)生產(chǎn)方面，對(duì)大規(guī)模集成電路的焊接、對(duì)裝和分析。遠(yuǎn)程分析高溫焊機(jī)工作狀態(tài)，提供實(shí)時(shí)設(shè)備安全指數(shù)數(shù)據(jù)。精密分析模具誤差，生產(chǎn)高精度產(chǎn)品。在衛(wèi)星遙感方面，分析飛行器在星球著路的區(qū)域平整指數(shù)，對(duì)大型油田現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析地震前后的地形地貌的改變，監(jiān)測(cè)自然災(zāi)害形成趨勢(shì)。在軍事上，跟蹤運(yùn)動(dòng)物體分析實(shí)體與活體，利用圖組進(jìn)行全球定位等?？茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)著一代一代科學(xué)家研究出很多高效應(yīng)用于圖像分析、圖像識(shí)別的算法，例如：應(yīng)用AdaBoost算法構(gòu)建人眼檢測(cè)分類器[8]；利用Kinect獲取人臉紅外圖像數(shù)據(jù)及人臉網(wǎng)格信息，通過(guò)眼部區(qū)域的Haar—like特征值進(jìn)行眼睛的狀態(tài)識(shí)別[9]；目前這些算法已經(jīng)應(yīng)用于人眼識(shí)別和疲勞駕駛檢測(cè)。在一定程度上給由于疲勞駕駛造成的工程事故和交通事故提供了另一解決方案。

3.圖像處理

圖像處理是通過(guò)取樣量化，將一些原始形式存在的信息進(jìn)行數(shù)字化的挖掘成適合計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字形式。作為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，圖像處理廣泛應(yīng)用在人類生活和工作的方方面面。一般來(lái)說(shuō)，人眼能識(shí)別圖形中3/4的信息，但是對(duì)于圖組來(lái)說(shuō)涵蓋的信息將無(wú)法進(jìn)行深一步挖掘。利用圖像處理技術(shù)可以處理大量信息，對(duì)信息的數(shù)字化處理后將有助于進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，其發(fā)展必將隨人類活動(dòng)范圍擴(kuò)大而擴(kuò)大，具有很高的研究意義。

4.計(jì)算機(jī)技術(shù)在本領(lǐng)域發(fā)展前景

目前計(jì)算機(jī)應(yīng)用發(fā)展迅速，便捷式移動(dòng)設(shè)備無(wú)處不在。移動(dòng)終端的便捷使得人們的生活更加舒適。依托移動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用廣泛性，我們將構(gòu)建移動(dòng)應(yīng)用程序輔助人們關(guān)注眼健康，呵護(hù)視力健康發(fā)展。它基于圖像分析技術(shù)為基礎(chǔ)，利用圖像處理的各種技術(shù)分析用戶眼健康。構(gòu)建數(shù)字化的醫(yī)學(xué)視覺(jué)健康系統(tǒng)，通過(guò)構(gòu)建健康用戶數(shù)據(jù)搭建標(biāo)準(zhǔn)化比對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)計(jì)誤差分析算法提高分析精度。通過(guò)多元素分析眼生活環(huán)境，綜合考慮光強(qiáng)度，可視光的色度，電子設(shè)備輻射量和用戶沒(méi)秒眨眼次數(shù)和其眼球色彩度等綜合因素分析用戶的眼部健康狀態(tài)。通過(guò)多媒體技術(shù)達(dá)到與用戶溝通，有效模擬家庭私人醫(yī)生的診斷效果，這種應(yīng)用程序?qū)⒉幌抻谟脩羲幁h(huán)境，從根本上杜絕了由于疲勞、疏忽造成的不好體驗(yàn)，更重要的是它可以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)分析數(shù)據(jù)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，從而達(dá)到預(yù)警健康。階段性地采集用戶數(shù)據(jù)分析，生成健康報(bào)告，提醒用戶注意眼部健康保養(yǎng)，從根本上減少眼部疾病的發(fā)生，進(jìn)一步提高國(guó)民的健康衛(wèi)生素質(zhì)。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)代科學(xué)技術(shù)全面發(fā)展，人類文明走上了新高度。我國(guó)是世界人口大國(guó)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，但我們即將面臨的是人口質(zhì)量下降，國(guó)民健康中視覺(jué)健康往往得不到應(yīng)有的關(guān)注，因視覺(jué)問(wèn)題造成的各類社會(huì)問(wèn)題面臨的巨大的挑戰(zhàn)。眼部健康的保護(hù)不能只停留在治療這一層面，我們常說(shuō)扼至住命運(yùn)的咽喉，只有在疾病未發(fā)生前發(fā)現(xiàn)它解除安全隱患才能從根本上解決問(wèn)題。全面關(guān)注國(guó)民眼健康刻不容緩，為提高人口素質(zhì)，我們急需利用人工智能等先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)新型的醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)服務(wù)社會(huì)[10][11]，造福社會(huì)。

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