眼部健康研究意義以及圖像分析技術在其領域發展前景

汪芳凱++張多多++左宗蘭++田雪++王峰

摘 要： 當代社會國民身體健康受到廣泛關注，其中眼部衛生問題受到廣泛熱議。我國國民眼健康受到嚴峻的考驗，目前國內外關于眼部健康基本都停留在如何治療眼部疾病，未在眼部健康預防方面進行研究。本文就國民眼部健康現狀進行小結，通過介紹計算機圖像分析技術現狀展望它在眼部健康預防領域的發展前景。

關鍵詞： 眼部健康 圖像分析 圖像處理 疾病預防

引言

眼睛是心靈的窗戶，健康的眼功能對個人的學習[1]、工作和生活尤為重要，而良好的視覺健康狀況則是國民健康的重要組成部分。當前，我國國民的視覺健康惡化形勢不斷加劇，視力損害患病率遠遠高于全球平均水平[2]，尤其是近視已經成為影響當代和未來人口素質的“國病”[3]。據不完全統計，我國國民因各種問題導致佩戴眼鏡的人口約有3億，其中小學生中的近視發病率約為49.8%，而在大學生中則高達76%左右[4]，青少年近視群體占到2/3。據了解，電子產品的快速發展和國民經濟的快速增長使得青少年過早接觸電子產品，這是電子產品是影響青少年視力下降的主要原因之一。

1.目前國民眼部健康狀況

“預防”和“治療”并重及全員參與是中國視覺健康發展的關鍵[5]，目前國內外對于眼科疾病的認知仍在停留在“疾病治療”層面。2011年與2014年《全國學生體質健康調研》數據顯示，中小學生近視率最高達85%。據估計，2012年我國5歲以上總人口中屈光不正（不含老視）的患病人數為4.8億至5.31億，且超過90%以上的屈光不正是近視。我國近視的總患病人數在4.37億至4.87億之間，患有高度近視的總人口高達2900萬至3040萬。2012年我國40歲以上人口中未矯正的老視患病人數約為3.71億人，占全國總人口的比例為27.83%。據某機構預測，中國政府如果沒有有效的干預國民視覺健康政策，預計到2025年，我國近視發病率將面臨超低領化[6]，5歲以上人口的近視發病率將增長到50.86%～51.36%，患有視覺健康疾病的人數接近7.04～7.11億。其中高度遺傳性近視的總人口將達到4000萬人，屆時我國的近視人口將是美國總人口的兩倍。

2.圖像分析技術

利用數學計算機技術可以通過數學模型并結合人工智能（AI）的圖像處理技術分析圖像底層特征和上層信息，從而提取出一些數字化的信息，以便通過計算機程序分析得到潛在的信息表達[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，但又有所不同。圖像分析利用特殊算法挖掘圖像潛在信息，此過程需要利用圖像處理的各種技術。它與圖像處理相比較，更偏重于對圖像的數字化分析，解釋圖像內容，分析潛在特質。當前科學技術的不斷發展，計算機應用已無處不在，圖像分析技術已經在檢測工藝、工業生產、衛星遙感、軍事等方面有了初步應用。例如在檢測工藝中，檢查集成電路板的短路和連接不良，自動化分析醫學CT圖像等，在工業生產方面，對大規模集成電路的焊接、對裝和分析。遠程分析高溫焊機工作狀態，提供實時設備安全指數數據。精密分析模具誤差，生產高精度產品。在衛星遙感方面，分析飛行器在星球著路的區域平整指數，對大型油田現場進行監測，分析地震前后的地形地貌的改變，監測自然災害形成趨勢。在軍事上，跟蹤運動物體分析實體與活體，利用圖組進行全球定位等?？茖W技術的飛速發展，帶動著一代一代科學家研究出很多高效應用于圖像分析、圖像識別的算法，例如：應用AdaBoost算法構建人眼檢測分類器[8]；利用Kinect獲取人臉紅外圖像數據及人臉網格信息，通過眼部區域的Haar—like特征值進行眼睛的狀態識別[9]；目前這些算法已經應用于人眼識別和疲勞駕駛檢測。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

圖像處理是通過取樣量化，將一些原始形式存在的信息進行數字化的挖掘成適合計算機處理的數字形式。作為先進的計算機應用技術，圖像處理廣泛應用在人類生活和工作的方方面面。一般來說，人眼能識別圖形中3/4的信息，但是對于圖組來說涵蓋的信息將無法進行深一步挖掘。利用圖像處理技術可以處理大量信息，對信息的數字化處理后將有助于進行科學計算，其發展必將隨人類活動范圍擴大而擴大，具有很高的研究意義。

4.計算機技術在本領域發展前景

目前計算機應用發展迅速，便捷式移動設備無處不在。移動終端的便捷使得人們的生活更加舒適。依托移動設備的應用廣泛性，我們將構建移動應用程序輔助人們關注眼健康，呵護視力健康發展。它基于圖像分析技術為基礎，利用圖像處理的各種技術分析用戶眼健康。構建數字化的醫學視覺健康系統，通過構建健康用戶數據搭建標準化比對數據庫，設計誤差分析算法提高分析精度。通過多元素分析眼生活環境，綜合考慮光強度，可視光的色度，電子設備輻射量和用戶沒秒眨眼次數和其眼球色彩度等綜合因素分析用戶的眼部健康狀態。通過多媒體技術達到與用戶溝通，有效模擬家庭私人醫生的診斷效果，這種應用程序將不限于用戶所處環境，從根本上杜絕了由于疲勞、疏忽造成的不好體驗，更重要的是它可以監測數據，通過分析數據運動趨勢，從而達到預警健康。階段性地采集用戶數據分析，生成健康報告，提醒用戶注意眼部健康保養，從根本上減少眼部疾病的發生，進一步提高國民的健康衛生素質。

結語

當代科學技術全面發展，人類文明走上了新高度。我國是世界人口大國，國民經濟發展迅速，但我們即將面臨的是人口質量下降，國民健康中視覺健康往往得不到應有的關注，因視覺問題造成的各類社會問題面臨的巨大的挑戰。眼部健康的保護不能只停留在治療這一層面，我們常說扼至住命運的咽喉，只有在疾病未發生前發現它解除安全隱患才能從根本上解決問題。全面關注國民眼健康刻不容緩，為提高人口素質，我們急需利用人工智能等先進的計算機技術開發新型的醫療服務系統服務社會[10][11]，造福社會。

參考文獻：

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