胎兒腦畸形篩查中計算機視覺技術分析

敖凌文 劉金花

【摘要】? ? 隨著社會的發(fā)展和進步，計算視覺技術的應用范圍也在不斷地擴展。在實際的發(fā)展過程中，胎兒腦畸形篩查中計算機視覺技術應用比較廣泛，在應用過程中計算機視覺對此方面的研究還需要高度重視。人類正在進入信息時代，計算機將越來越廣泛地應用于幾乎所有領域。一方面，越來越多沒有受過計算機專業(yè)培訓的人也需要使用計算機，另一方面，計算機的功能越來越強，為了讓更多的人使用復雜的計算機，有必要改變過去讓人們適應計算機和死記硬背使用計算機的規(guī)則的情況。本文通過對胎兒腦畸形篩查中計算機視覺技術進行相應的分析和研究，希望能夠在一定的基礎上能夠為更多的人員提供相應的幫助。

【關鍵詞】? ? 胎兒? ? 腦畸形? ? 篩查? ? 計算機視覺技術? ? 分析? ? 應用

引言

20世紀70年代初，計算機視覺應用開始被應用。一般來說，計算機視覺技術在醫(yī)學方面能夠起到十分重要的促進作用，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)學領域的應用中，一方面，對婦科中胎兒的檢查提供一定的幫助;另一方面，利用該技術對胎兒進行檢測，從而對其更好的規(guī)劃。由于計算機視覺技術在醫(yī)學領域的應用可以實現(xiàn)自動化的管理，提供工作的效率以及相應的效果。

使用該技術后，我們在實際的應用過程中可以快速有效地收集一定的信息，進一步提高對信息采集的準確性。隨著計算機視覺技術的發(fā)展，它在虛擬現(xiàn)實、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等許多領域得到了應用和推廣。隨著社會的不斷進步，其將會得到更大范圍的發(fā)展[1]。

20世紀80年代以來，計算機視覺與移動機器人進行相應的研究，極大地促進了計算機視覺在實際生活中的應用。本文從胎兒腦畸形篩查的過程進行分析計算機視覺技術的應用。

一、計算機視覺技術

計算機視覺技術是人工智能的一種形式。計算機可以“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。計算機視覺增長背后的驅動因素之一是我們今天產(chǎn)生的用于訓練和改善計算機視覺的數(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備的內置攝像頭。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。

隨著計算機視覺領域新硬件和新算法的發(fā)展，目標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)達到了99%的準確率，比人類對視覺輸入的快速反應高出50%。

二、計算機視覺技術的工作原理

實現(xiàn)人工智能所有功能的關鍵組成部分之一是賦予機器視覺能力。為了模擬人類視覺，機器需要獲取、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)絡的迭代學習過程。它從一組數(shù)據(jù)集開始，這些數(shù)據(jù)集可以幫助機器學習特定的主題。

三、計算機視覺技術應用現(xiàn)狀分析

計算機視覺技術在實際的發(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技術的支持和幫助，還有人員的需求。從相關的圖像數(shù)據(jù)中提取相關的特征信息，在實際的發(fā)展過程中可以對患者進行醫(yī)學的診斷。相關的圖像數(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的檢測。也可以血流情況等等。這個方面的領域還通過提供一些有用的信息，例如關于大腦結構的信息給醫(yī)學的研究提供相應的支持。計算機視覺在醫(yī)學領域的應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。

計算機視覺的第二個應用領域是工業(yè)，有時被稱為機器上的視覺，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重的影響。相關研究表明，染色體異常的時候在實際的胎兒生長的過程中會出現(xiàn)胎兒不同的結構畸形。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)一標準?；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準和方法，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、鄰近關系、回聲強度及周圍軟組織的狀況。檢查時從近端到遠端連續(xù)掃描，對腦部檢查完成后進行詳細的檢查，可清晰識別腦部的生長，防止出現(xiàn)混淆的問題[4]。

五、計算機視覺技術中四維超聲的應用

隨著計算機技術的不斷發(fā)展，計算機技術與聲學原理的完美結合，使得先進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)超聲篩查的應用程序的指導方針

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，胎兒在懷孕中期應經(jīng)常檢查確認雙邊腦部存在，同時確定手和腳之間的關系。因此，相關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。按照一定的檢查順序對妊娠中期胎兒進行超聲檢查，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，同時在實際的應用過程中防止腦部畸形胎兒的出現(xiàn)，進一步促進新生兒的出生質量的提升。

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。

應對措施：目前，確保四維診斷的準確性的處理過程如下：孕婦必須進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、計算機視覺技術的其他應用分析

無人駕駛汽車。自動駕駛汽車需要計算機視覺。特斯拉等汽車制造商使用多攝像頭、激光雷達、雷達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、車道表標簽、標志和交通信號，從而實現(xiàn)安全駕駛。谷歌翻譯軟件，將相機對準單詞，讓谷歌翻譯應用程序幾乎立即告訴你單詞在那句語言中的意思。使用光學字符識別來查看圖像和增強現(xiàn)實覆蓋一個準確的翻譯是一個方便的工具使用計算機視覺。由于90%的醫(yī)療數(shù)據(jù)是基于圖像的，計算機視覺在醫(yī)學上有很多用途。引入新的醫(yī)學診斷方法分析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，醫(yī)療機構、專業(yè)人員和患者將受益于今天的計算機視覺，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。預計這將減少90%的除草劑用量。制造業(yè)。計算機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。預測維護只是一個例子，其中計算機視覺用于監(jiān)控設備，在設備故障導致昂貴的停機之前進行干預。監(jiān)控包裝和產(chǎn)品質量，通過計算機視覺降低不合格品。

八、總結

計算機視覺已經(jīng)在醫(yī)學領域中得到了廣泛的應用，同時在實際的發(fā)展過程中計算機視覺技術還處于發(fā)展旺盛的階段。隨著人類和機器繼續(xù)合作，人類勞動將被解放出來，專注于更高價值的任務。機器的自動處理依賴于圖像識別過程，在一定的程度上促進行業(yè)的發(fā)展。本次論述到此結束，希望能夠在一定的基礎上為相關的人員提供理論性的支持和實踐參考。

參? 考? 文? 獻

[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，2014，22（3）：184-185.

[3]魯敏.超聲對胎兒足內翻畸形的診斷價值[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].汕頭大學醫(yī)學院學報，2013，1（4）：232-232.