敖凌文 劉金花
【摘要】? ? 隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步,計算視覺技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷地擴(kuò)展。在實際的發(fā)展過程中,胎兒腦畸形篩查中計算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)用比較廣泛,在應(yīng)用過程中計算機(jī)視覺對此方面的研究還需要高度重視。人類正在進(jìn)入信息時代,計算機(jī)將越來越廣泛地應(yīng)用于幾乎所有領(lǐng)域。一方面,越來越多沒有受過計算機(jī)專業(yè)培訓(xùn)的人也需要使用計算機(jī),另一方面,計算機(jī)的功能越來越強(qiáng),為了讓更多的人使用復(fù)雜的計算機(jī),有必要改變過去讓人們適應(yīng)計算機(jī)和死記硬背使用計算機(jī)的規(guī)則的情況。本文通過對胎兒腦畸形篩查中計算機(jī)視覺技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的分析和研究,希望能夠在一定的基礎(chǔ)上能夠為更多的人員提供相應(yīng)的幫助。
【關(guān)鍵詞】? ? 胎兒? ? 腦畸形? ? 篩查? ? 計算機(jī)視覺技術(shù)? ? 分析? ? 應(yīng)用
引言
20世紀(jì)70年代初,計算機(jī)視覺應(yīng)用開始被應(yīng)用。一般來說,計算機(jī)視覺技術(shù)在醫(yī)學(xué)方面能夠起到十分重要的促進(jìn)作用,從而提高檢查的效率,同時可以防止人為的錯誤和造成不必要的損失。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用中,一方面,對婦科中胎兒的檢查提供一定的幫助;另一方面,利用該技術(shù)對胎兒進(jìn)行檢測,從而對其更好的規(guī)劃。由于計算機(jī)視覺技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用可以實現(xiàn)自動化的管理,提供工作的效率以及相應(yīng)的效果。
使用該技術(shù)后,我們在實際的應(yīng)用過程中可以快速有效地收集一定的信息,進(jìn)一步提高對信息采集的準(zhǔn)確性。隨著計算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展,它在虛擬現(xiàn)實、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用和推廣。隨著社會的不斷進(jìn)步,其將會得到更大范圍的發(fā)展[1]。
20世紀(jì)80年代以來,計算機(jī)視覺與移動機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)的研究,極大地促進(jìn)了計算機(jī)視覺在實際生活中的應(yīng)用。本文從胎兒腦畸形篩查的過程進(jìn)行分析計算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用。
一、計算機(jī)視覺技術(shù)
計算機(jī)視覺技術(shù)是人工智能的一種形式。計算機(jī)可以“看到”世界,分析視覺數(shù)據(jù),然后從中做出決定,或者理解環(huán)境和情況。計算機(jī)視覺增長背后的驅(qū)動因素之一是我們今天產(chǎn)生的用于訓(xùn)練和改善計算機(jī)視覺的數(shù)據(jù)量。在我們的世界里有無數(shù)的圖片和視頻,都來自我們的移動設(shè)備的內(nèi)置攝像頭。然而,雖然圖像可以包括照片和視頻,它們也可以意味著來自熱或紅外傳感器和其他來源的數(shù)據(jù)。
隨著大量可視化數(shù)據(jù)的出現(xiàn)(每天在網(wǎng)上共享的圖像超過30億張),分析數(shù)據(jù)所需的計算能力變得更容易獲得,也更便宜。
隨著計算機(jī)視覺領(lǐng)域新硬件和新算法的發(fā)展,目標(biāo)識別的精度也在不斷提高。在不到十年的時間里,今天的系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了99%的準(zhǔn)確率,比人類對視覺輸入的快速反應(yīng)高出50%。
二、計算機(jī)視覺技術(shù)的工作原理
實現(xiàn)人工智能所有功能的關(guān)鍵組成部分之一是賦予機(jī)器視覺能力。為了模擬人類視覺,機(jī)器需要獲取、處理、分析和理解圖像。實現(xiàn)這一里程碑的巨大增長是由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的迭代學(xué)習(xí)過程。它從一組數(shù)據(jù)集開始,這些數(shù)據(jù)集可以幫助機(jī)器學(xué)習(xí)特定的主題。
三、計算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析
計算機(jī)視覺技術(shù)在實際的發(fā)展過程中之所以能夠得到更好的發(fā)展,更多的是因為計算機(jī)技術(shù)的支持和幫助,還有人員的需求。從相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)中提取相關(guān)的特征信息,在實際的發(fā)展過程中可以對患者進(jìn)行醫(yī)學(xué)的診斷。相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)在實際的發(fā)展過程中通常有顯微鏡圖像等。通過獲取的信息數(shù)據(jù)的支持,在實際的發(fā)展過程只能掛可以對腫瘤或其他惡性變化的相關(guān)的檢測。也可以血流情況等等。這個方面的領(lǐng)域還通過提供一些有用的信息,例如關(guān)于大腦結(jié)構(gòu)的信息給醫(yī)學(xué)的研究提供相應(yīng)的支持。計算機(jī)視覺在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用還包括超聲波圖像或x射線圖像,在一定的程度上能夠減少噪音的影響。
計算機(jī)視覺的第二個應(yīng)用領(lǐng)域是工業(yè),有時被稱為機(jī)器上的視覺,在工業(yè)中提取信息在實際發(fā)展過程中能夠支持制造的過程。
四、胎兒腦畸形篩查的研究
在醫(yī)學(xué)方面,胎兒腦畸形在臨床實踐中并不少見,其發(fā)病率約為0.6%,且肢體畸形種類繁多,原因復(fù)雜,故漏診的現(xiàn)象是較為常見。腦畸形雖然不會對胎兒造成致命傷害,但胎兒出生后會對家庭等帶來十分嚴(yán)重的影響。相關(guān)研究表明,染色體異常的時候在實際的胎兒生長的過程中會出現(xiàn)胎兒不同的結(jié)構(gòu)畸形。通過腦部畸形的診斷,我們可以推斷出異常的染色體,這對于臨床染色體異常標(biāo)記具有重要的臨床價值。因此,產(chǎn)前檢查胎兒腦部畸形能提高降低新生兒缺陷率具有重要的臨床意義。胎兒腦部畸形的主要方法是超聲,超聲具有安全、無創(chuàng)、重復(fù)性好等特點,在胎兒肢體[2]成像中具有獨特優(yōu)勢。
目前,胎兒超聲檢查尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)?;蔚臋z出率相對較低,一般只有3%-55%,如果不遵循一定的檢查標(biāo)準(zhǔn)和方法,的漏診率會較高。在實際的檢查中可以采用連續(xù)序列跟蹤超聲對胎兒腦部進(jìn)行檢查,檢查效果良好。能有效檢查胎兒腦部的長度、形狀、連接、鄰近關(guān)系、回聲強(qiáng)度及周圍軟組織的狀況。檢查時從近端到遠(yuǎn)端連續(xù)掃描,對腦部檢查完成后進(jìn)行詳細(xì)的檢查,可清晰識別腦部的生長,防止出現(xiàn)混淆的問題[4]。
五、計算機(jī)視覺技術(shù)中四維超聲的應(yīng)用
隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,計算機(jī)技術(shù)與聲學(xué)原理的完美結(jié)合,使得先進(jìn)的彩色多普勒超聲診斷儀層出不窮。四維超聲診斷儀是產(chǎn)科超聲的福音。圖像清晰,多角度多層次連續(xù)掃描,獲得婦產(chǎn)科超聲醫(yī)師的認(rèn)可。它可以顯示胎兒的立體圖像(主要是頭部和面部),以前不能顯示。然而,它在有很多優(yōu)點的同時,也有一些不可忽視的局限性。首先,由于超聲穿透性的限制:超聲具有一定的聲能。衰減后的聲能穿透腹部及皮下各層軟組織(脂肪、肌肉、腹膜、產(chǎn)婦腹部瘢痕等),是診斷胎兒畸形的最終有效聲能。更厚的皮膚和皮下軟組織(主要是脂肪層),越明顯阻礙超聲波,聲衰減越明顯,剩余的有效聲能量越小,圖像越模糊質(zhì)量、診斷精度越低,不能滿足四維超聲篩查的需求。這就是為什么肥胖的孕婦不能做四維運動的主要原因[5]。二是受五中心超聲科婦產(chǎn)科組發(fā)展現(xiàn)狀的限制:目前超聲科下設(shè)腹部、婦產(chǎn)科、心血管、淺表、介入等科室。婦產(chǎn)科只是其中的一個方向。不可能只做婦產(chǎn)科超聲而不做其他項目,就像醫(yī)院外的許多其他婦產(chǎn)醫(yī)院一樣。如果不考慮其他專業(yè)的發(fā)展,婦產(chǎn)科超聲診斷儀的升級也是不可能的。
六、常規(guī)超聲篩查的應(yīng)用程序的指導(dǎo)方針
在懷孕的第二個三個月(國際婦產(chǎn)科超聲協(xié)會發(fā)布的2010年)提出,胎兒在懷孕中期應(yīng)經(jīng)常檢查確認(rèn)雙邊腦部存在,同時確定手和腳之間的關(guān)系。因此,相關(guān)的研究在胎兒體位適中、羊水量適中、胎兒大小適中等條件下,采用連續(xù)序列跟蹤超聲檢測胎兒腦部異常問題,顯著提高了胎兒腦部畸形的檢出率。
孕中期是檢測胎兒腦部畸形的最佳時機(jī)。按照一定的檢查順序?qū)θ焉镏衅谔哼M(jìn)行超聲檢查,在一定的發(fā)展過程中能夠使腦部畸形的檢出率得到一定的提升,同時在實際的應(yīng)用過程中防止腦部畸形胎兒的出現(xiàn),進(jìn)一步促進(jìn)新生兒的出生質(zhì)量的提升。
另外,尿路畸形往往伴隨著羊水體積的增大,如果胎盤增厚和羊水在超聲檢查發(fā)現(xiàn),有必要檢查是否還有其他畸形胎兒的各個部分。
應(yīng)對措施:目前,確保四維診斷的準(zhǔn)確性的處理過程如下:孕婦必須進(jìn)行早期胎兒畸形篩查(NT檢查)并通過檢查。婦產(chǎn)科超聲醫(yī)生會立即測量孕婦皮膚的垂直厚度到子宮絨毛膜層(包括脂肪、肌肉、腹膜、腹部瘢痕等皮下組織)。
若垂直距離小于或等于0.1cm,以腹部情況為宜。詢問孕婦最后一次月經(jīng)情況,教育孕婦四維超聲注意事項及知情同意書。
七、計算機(jī)視覺技術(shù)的其他應(yīng)用分析
無人駕駛汽車。自動駕駛汽車需要計算機(jī)視覺。特斯拉等汽車制造商使用多攝像頭、激光雷達(dá)、雷達(dá)和超聲波傳感器從環(huán)境中獲取圖像,使其自動駕駛儀能夠檢測到目標(biāo)、車道表標(biāo)簽、標(biāo)志和交通信號,從而實現(xiàn)安全駕駛。谷歌翻譯軟件,將相機(jī)對準(zhǔn)單詞,讓谷歌翻譯應(yīng)用程序幾乎立即告訴你單詞在那句語言中的意思。使用光學(xué)字符識別來查看圖像和增強(qiáng)現(xiàn)實覆蓋一個準(zhǔn)確的翻譯是一個方便的工具使用計算機(jī)視覺。由于90%的醫(yī)療數(shù)據(jù)是基于圖像的,計算機(jī)視覺在醫(yī)學(xué)上有很多用途。引入新的醫(yī)學(xué)診斷方法分析x射線,乳房x光檢查和其他掃描,以及監(jiān)控病人在早期發(fā)現(xiàn)問題和協(xié)助手術(shù),醫(yī)療機(jī)構(gòu)、專業(yè)人員和患者將受益于今天的計算機(jī)視覺,和更多的將在未來推出的醫(yī)療保健、實時運動跟蹤、農(nóng)業(yè)。
計算機(jī)視覺識別雜草有很大的潛力,因此除草劑可以直接噴灑在雜草上,而不是農(nóng)作物上。預(yù)計這將減少90%的除草劑用量。制造業(yè)。計算機(jī)視覺正在幫助制造商以各種方式更安全、更智能、更高效地運行。預(yù)測維護(hù)只是一個例子,其中計算機(jī)視覺用于監(jiān)控設(shè)備,在設(shè)備故障導(dǎo)致昂貴的停機(jī)之前進(jìn)行干預(yù)。監(jiān)控包裝和產(chǎn)品質(zhì)量,通過計算機(jī)視覺降低不合格品。
八、總結(jié)
計算機(jī)視覺已經(jīng)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,同時在實際的發(fā)展過程中計算機(jī)視覺技術(shù)還處于發(fā)展旺盛的階段。隨著人類和機(jī)器繼續(xù)合作,人類勞動將被解放出來,專注于更高價值的任務(wù)。機(jī)器的自動處理依賴于圖像識別過程,在一定的程度上促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。本次論述到此結(jié)束,希望能夠在一定的基礎(chǔ)上為相關(guān)的人員提供理論性的支持和實踐參考。
參? 考? 文? 獻(xiàn)
[1]楊曉君.四維超聲成像在胎兒畸形篩查中的價值[J].中國社區(qū)醫(yī)師:醫(yī)學(xué)專業(yè),2013,1(24):87-88.
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[3]魯敏.超聲對胎兒足內(nèi)翻畸形的診斷價值[J].中國優(yōu)生與遺傳雜志,2014,1(1):85-85.
[4]趙靜萍.超聲在畸形胎兒產(chǎn)前診斷中的臨床價值[J].中國優(yōu)生與遺傳雜志,2014,1(1):86-86.
[5]陳紹琦,鄭寶群,林騰.小頭畸形胎兒的產(chǎn)前超聲診斷[J].汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2013,1(4):232-232.