敖凌文 劉金花

【摘要】? ? 隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，計(jì)算視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷地?cái)U(kuò)展。在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中，胎兒腦畸形篩查中計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，在應(yīng)用過(guò)程中計(jì)算機(jī)視覺(jué)對(duì)此方面的研究還需要高度重視。人類(lèi)正在進(jìn)入信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)將越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于幾乎所有領(lǐng)域。一方面，越來(lái)越多沒(méi)有受過(guò)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的人也需要使用計(jì)算機(jī)，另一方面，計(jì)算機(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)，為了讓更多的人使用復(fù)雜的計(jì)算機(jī)，有必要改變過(guò)去讓人們適應(yīng)計(jì)算機(jī)和死記硬背使用計(jì)算機(jī)的規(guī)則的情況。本文通過(guò)對(duì)胎兒腦畸形篩查中計(jì)算機(jī)視覺(jué)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?yàn)楦嗟娜藛T提供相應(yīng)的幫助。

【關(guān)鍵詞】? ? 胎兒? ? 腦畸形? ? 篩查? ? 計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)? ? 分析? ? 應(yīng)用

引言

20世紀(jì)70年代初，計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用開(kāi)始被應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)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(shí)可以防止人為的錯(cuò)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(duì)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(duì)胎兒進(jìn)行檢測(cè)，從而對(duì)其更好的規(guī)劃。由于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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?cè)趯?shí)際的應(yīng)用過(guò)程中可以快速有效地收集一定的信息，進(jìn)一步提高對(duì)信息采集的準(zhǔn)確性。隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展，它在虛擬現(xiàn)實(shí)、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(huì)的不斷進(jìn)步，其將會(huì)得到更大范圍的發(fā)展[1]。

20世紀(jì)80年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)與移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)的研究，極大地促進(jìn)了計(jì)算機(jī)視覺(jué)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。本文從胎兒腦畸形篩查的過(guò)程進(jìn)行分析計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用。

一、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)

計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)是人工智能的一種形式。計(jì)算機(jī)可以“看到”世界，分析視覺(jué)數(shù)據(jù)，然后從中做出決定，或者理解環(huán)境和情況。計(jì)算機(jī)視覺(jué)增長(zhǎng)背后的驅(qū)動(dòng)因素之一是我們今天產(chǎn)生的用于訓(xùn)練和改善計(jì)算機(jī)視覺(jué)的數(shù)據(jù)量。在我們的世界里有無(wú)數(shù)的圖片和視頻，都來(lái)自我們的移動(dòng)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(lái)自熱或紅外傳感器和其他來(lái)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(guò)30億張），分析數(shù)據(jù)所需的計(jì)算能力變得更容易獲得，也更便宜。

隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域新硬件和新算法的發(fā)展，目標(biāo)識(shí)別的精度也在不斷提高。在不到十年的時(shí)間里，今天的系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了99%的準(zhǔn)確率，比人類(lèi)對(duì)視覺(jué)輸入的快速反應(yīng)高出50%。

二、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的工作原理

實(shí)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(jué)能力。為了模擬人類(lèi)視覺(jué)，機(jī)器需要獲取、處理、分析和理解圖像。實(shí)現(xiàn)這一里程碑的巨大增長(zhǎng)是由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的迭代學(xué)習(xí)過(guò)程。它從一組數(shù)據(jù)集開(kāi)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(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中之所以能夠得到更好的發(fā)展，更多的是因?yàn)橛?jì)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(shí)際的發(fā)展過(guò)程中可以對(duì)患者進(jìn)行醫(yī)學(xué)的診斷。相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中通常有顯微鏡圖像等。通過(guò)獲取的信息數(shù)據(jù)的支持，在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程只能掛可以對(duì)腫瘤或其他惡性變化的相關(guān)的檢測(cè)。也可以血流情況等等。這個(gè)方面的領(lǐng)域還通過(guò)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(jì)算機(jī)視覺(jué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用還包括超聲波圖像或x射線(xiàn)圖像，在一定的程度上能夠減少噪音的影響。

計(jì)算機(jī)視覺(jué)的第二個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是工業(yè)，有時(shí)被稱(chēng)為機(jī)器上的視覺(jué)，在工業(yè)中提取信息在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中能夠支持制造的過(guò)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(shí)踐中并不少見(jiàn)，其發(fā)病率約為0.6%，且肢體畸形種類(lèi)繁多，原因復(fù)雜，故漏診的現(xiàn)象是較為常見(jiàn)。腦畸形雖然不會(huì)對(duì)胎兒造成致命傷害，但胎兒出生后會(huì)對(duì)家庭等帶來(lái)十分嚴(yán)重的影響。相關(guān)研究表明，染色體異常的時(shí)候在實(shí)際的胎兒生長(zhǎng)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)胎兒不同的結(jié)構(gòu)畸形。通過(guò)腦部畸形的診斷，我們可以推斷出異常的染色體，這對(duì)于臨床染色體異常標(biāo)記具有重要的臨床價(jià)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(wú)創(chuàng)、重復(fù)性好等特點(diǎn)，在胎兒肢體[2]成像中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

目前，胎兒超聲檢查尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)?；蔚臋z出率相對(duì)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(huì)較高。在實(shí)際的檢查中可以采用連續(xù)序列跟蹤超聲對(duì)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(zhǎng)度、形狀、連接、鄰近關(guān)系、回聲強(qiáng)度及周?chē)浗M織的狀況。檢查時(shí)從近端到遠(yuǎn)端連續(xù)掃描，對(duì)腦部檢查完成后進(jìn)行詳細(xì)的檢查，可清晰識(shí)別腦部的生長(zhǎng)，防止出現(xiàn)混淆的問(wèn)題[4]。

五、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)中四維超聲的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)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(diǎn)的同時(shí)，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(mǎn)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(yùn)動(dòng)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(gè)方向。不可能只做婦產(chǎn)科超聲而不做其他項(xiàng)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(zhuān)業(yè)的發(fā)展，婦產(chǎn)科超聲診斷儀的升級(jí)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(gè)三個(gè)月（國(guó)際婦產(chǎn)科超聲協(xié)會(huì)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(shí)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(cè)胎兒腦部異常問(wèn)題，顯著提高了胎兒腦部畸形的檢出率。

孕中期是檢測(cè)胎兒腦部畸形的最佳時(shí)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(guò)程中能夠使腦部畸形的檢出率得到一定的提升，同時(shí)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)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(pán)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(gè)部分。

應(yīng)對(duì)措施：目前，確保四維診斷的準(zhǔn)確性的處理過(guò)程如下：孕婦必須進(jìn)行早期胎兒畸形篩查（NT檢查）并通過(guò)檢查。婦產(chǎn)科超聲醫(yī)生會(huì)立即測(cè)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(xún)問(wèn)孕婦最后一次月經(jīng)情況，教育孕婦四維超聲注意事項(xiàng)及知情同意書(shū)。

七、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的其他應(yīng)用分析

無(wú)人駕駛汽車(chē)。自動(dòng)駕駛汽車(chē)需要計(jì)算機(jī)視覺(jué)。特斯拉等汽車(chē)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(dòng)駕駛儀能夠檢測(cè)到目標(biāo)、車(chē)道表標(biāo)簽、標(biāo)志和交通信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)安全駕駛。谷歌翻譯軟件，將相機(jī)對(duì)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(yǔ)言中的意思。使用光學(xué)字符識(shí)別來(lái)查看圖像和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)覆蓋一個(gè)準(zhǔn)確的翻譯是一個(gè)方便的工具使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)。由于90%的醫(yī)療數(shù)據(jù)是基于圖像的，計(jì)算機(jī)視覺(jué)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(xiàn)，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(wèn)題和協(xié)助手術(shù)，醫(yī)療機(jī)構(gòu)、專(zhuān)業(yè)人員和患者將受益于今天的計(jì)算機(jī)視覺(jué)，和更多的將在未來(lái)推出的醫(yī)療保健、實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)跟蹤、農(nóng)業(yè)。

計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)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(jì)這將減少90%的除草劑用量。制造業(yè)。計(jì)算機(jī)視覺(jué)正在幫助制造商以各種方式更安全、更智能、更高效地運(yùn)行。預(yù)測(cè)維護(hù)只是一個(gè)例子，其中計(jì)算機(jī)視覺(jué)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(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)降低不合格品。

八、總結(jié)

計(jì)算機(jī)視覺(jué)已經(jīng)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)還處于發(fā)展旺盛的階段。隨著人類(lèi)和機(jī)器繼續(xù)合作，人類(lèi)勞動(dòng)將被解放出來(lái)，專(zhuān)注于更高價(jià)值的任務(wù)。機(jī)器的自動(dòng)處理依賴(lài)于圖像識(shí)別過(guò)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(shí)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(jià)值[J].中國(guó)社區(qū)醫(yī)師：醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)，2013，1（24）：87-88.

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

[3]魯敏.超聲對(duì)胎兒足內(nèi)翻畸形的診斷價(jià)值[J].中國(guó)優(yōu)生與遺傳雜志，2014，1（1）：85-85.

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