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.

[2]郭寧.規(guī)范超聲產(chǎn)前檢查對胎兒肢體畸形的診斷價值[J].中國傷殘醫(yī)學(xué)，2014，22（3）：184-185.

[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.