Информатика 4 класс контрольные работы: ГДЗ Информатика 4 класс Матвеева, Челак, Конопатова

Посетите академический онлайн-каталог, чтобы просмотреть все курсы по информатике.

CMPS 120 - ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ НАУКИ И РОБОТОТИКИ. (3,0,3). Концепции вычислений и взаимодействия компьютеров с физическим миром. Строительство и эксплуатация робота путем интеграции электроники, математики, физики и компьютерного программирования.Требуется: разрешение инструктора

CMPS 150 ВВЕДЕНИЕ В КОМПЬЮТЕРНУЮ НАУКУ. (3, 1, 3). Решение проблем, структурированное проектирование алгоритмов, реализация алгоритмов, а также тестирование и отладка программ. Типы данных, управляющие структуры и абстракции. Лабораторный компонент фокусируется на разработке и реализации алгоритмов. Fa, Sp. Предварительные требования: MATH 109 или MATH 110 или MATH 143 с оценкой «C» или выше

CMPS 207 - ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ (3, 2, 2) Объектно-ориентированное программирование.Prereq: CMPS 150 с оценкой «C» или выше. Ограничение: не доступно для специальностей по информатике или для любого студента с заработанным кредитом для CMPS 260

CMPS 250 - ОТЛИЧАЕТСЯ ВВЕДЕНИЕ В СТРУКТУРА ДАННЫХ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ. (4, 1, 4). Ускоренный охват CMPS 150 и CMPS 260. Учащиеся, сдавшие CMPS 250 с оценкой «C» или выше, также получат зачет по CMPS 150. Предварительные требования: MATH 109 и MATH 110 или MATH 143 с оценкой «C» или выше. Ограничение: Требуется разрешение инструктора

CMPS 260 ВВЕДЕНИЕ В СТРУКТУРЫ ДАННЫХ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ.(3, 0, 3). Интегрированные принципы разработки программного обеспечения, фундаментальные структуры данных и проектирование и разработка алгоритмов. Требования, спецификации, дизайн и испытания. Fa, Sp. Требуется: CMPS 121 или CMPS 150 с оценкой «C» или выше. MATH 109 и MATH 110, или MATH 143 с оценкой «С» или выше, или по MATH ACT 28 или выше.

CMPS 261 РАСШИРЕННЫЕ СТРУКТУРЫ ДАННЫХ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ. (3, 0, 3). Методы программирования, тестирование программного обеспечения и анализ алгоритмов. Построение, обход и модификация деревьев, куч и таблиц.Методы сортировки и поиска по линейным структурам, включая массивы и последовательные файлы. Предварительно: CMPS 250 или CMPS 260 с оценкой «C» или выше. MATH 109 и MATH 110 или MATH 143 с оценкой «C» или выше.

КОМПЬЮТЕРЫ CMPS 310 В ОБЩЕСТВЕ. (2, 0, 2). Технологии и гуманность, социальные и политические последствия компьютеров. Конфиденциальность и информация: прослушивание и шифрование, интернет-безопасность, общение в киберпространстве, цензура. Защита программного обеспечения и их интеллектуальной собственности: патенты, авторские права в киберпространстве.Компьютерные преступления: конфиденциальность программного обеспечения, взлом, кража информации, цифровая подделка, Интернет-преступления. Fa, Sp. Требуется: CMPS 260 с минимальной оценкой C или согласием преподавателя.

CMPS 315 ВВЕДЕНИЕ В КИБЕРБЕЗОПАСНОСТЬ. (3, 0, 3). Принципы кибербезопасности; Кибергигиена; Безопасное общение; Аутентификация и контроль доступа; Уязвимость и эксплойты; Безопасность приложений. Предварительные требования: CMPS 261 и MATH 270, оба с оценкой C или выше.

CMPS 327 ВВЕДЕНИЕ В ДИЗАЙН И РАЗРАБОТКУ ВИДЕОИГР.(3, 0, 3). Дизайн, реализация и тестирование видеоигр. Постепенная разработка игрового движка, графики, пользовательского ввода, анимации, звука, музыки и искусственного интеллекта. Fa. Требуется: CMPS 261 с минимальной оценкой C.

CMPS 340 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ АЛГОРИТМОВ (3, 0, 3) Анализ алгоритмов и асимптотические обозначения. Расширенный анализ структур данных. Дизайн и анализ; алгоритмы разделяй и властвуй, динамическое программирование, жадные алгоритмы и амортизированный анализ; многопоточные алгоритмы, линейное программирование, теоретико-числовые алгоритмы, вычислительная геометрия и аппроксимационные алгоритмы.Требуется: CMPS 261 с минимальной оценкой C.

CMPS 341 ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ НАУКИ. (3, 0, 3). Формальная логика и ее приложения. Доказательство правильности. Множества и комбинаторика. Индукционные, рекурсивные и рекуррентные уравнения. Отношения, функции и графики: кратчайший путь и минимальное остовное дерево, планарность, эйлеровы пути, гамильтоновы циклы. Алгебраические структуры, конечные автоматы, машины Тьюринга и вычислительные понятия. Fa, Sp. Предварительно: CMPS 261 и MATH 270 с оценкой «C» или выше

CMPS 351 КОМПЬЮТЕРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ И СБОРКА ЯЗЫКОВОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ.(3, 0, 3). Обзор компьютерной организации. Архитектура MIPS, ассемблерный и машинный язык, представление данных, процесс сборки и компоновки, программирование на C и взаимодействие с ассемблерным кодом. Fa, Sp. Предварительно: CMPS 260 и EECE 140 с оценкой «C» или выше

CMPS 352 - НАУЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ. (3, 0, 3) Программные средства и алгоритмические методы для решения крупномасштабных численных задач в прикладной науке, технике и реальных приложениях. Вычисления с плавающей запятой и матриц, численное интегрирование и дифференцирование.Численные методы для расчета графики, визуализации и разработки видеоигр. Prereq: CMPS 341 с оценкой «C» или выше

CMPS 353 - ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ОБРАБОТКИ ФАЙЛОВ. (3, 0, 3). Файловые структуры - манипулирование ими и управление ими, применение в коммерческих системах, методы хранения и поиска данных. Требуется: CMPS 260 с оценкой «C» или выше

CMPS 358 ПРОГРАММИРОВАНИЕ В .NET / C #. (3, 0, 3). Синтаксис и семантика C # с упором на объектно-ориентированное программирование, потоки, ввод-вывод, коллекции, использование Visual Studio.Создание приложений с графическим интерфейсом, сетевых приложений, подключения к базам данных и веб-приложений. Требуется: CMPS 261 с оценкой «C» или выше или разрешение инструктора

CMPS 359 ТЕМЫ В РАЗРАБОТКЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ. (1-3, 0, 1-3). Может быть повторено для получения кредита, когда темы меняются. Альтернативные субтитры появятся в стенограмме учащегося. Требуется: CMPS 261 с оценкой «C» или выше или требуется разрешение инструктора

ПРОГРАММИРОВАНИЕ CMPS 360 НА JAVA. (3, 0, 3). Синтаксис и семантика Java, использование интерфейсов, пакетов, потоков, ввода-вывода и коллекций.Создание приложений с графическим интерфейсом, серверных страниц, сервлетов, Jar-файлов, удаленных методов и обмена данными с базами данных. Sp. Предварительно: CMPS 250 или CMPS 260 с оценкой «C» или выше

CMPS 405 - ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ КОМПЬЮТЕРНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ. (3, 0, 3). Разработка программ и абстракция данных; итерация и рекурсия. Фундаментальные структуры данных и их операции. Сортировка и поиск. Курс зачисления для аспирантов в области компьютерных наук и инженерии, не имеющих опыта работы в области компьютерных наук.Никаких кредитов на получение степени информатики или компьютерной инженерии. Требуется: CMPS 150. Coreq: CMPS 406

CMPS 406 - ОСНОВЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕОРИИ. (3, 0, 3) Обзор математической базы. Алгоритмические проблемы и их решения. Методология решения алгоритмических задач, абстракция и дизайн; тематическое исследование. Основы анализа корректности и сложности программ. Курс зачисления для аспирантов в области компьютерных наук и инженерии, не имеющих опыта работы в области компьютерных наук.Никаких кредитов на получение степени информатики или компьютерной инженерии. Предварительные требования: CMPS 150 и CMPS 341. Coreq: CMPS 405

CMPS 411 (G) МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ. (3, 0, 3). Построение и проверка имитационных моделей. Методы выборки, используемые при моделировании, генераторы псевдослучайных чисел и их тесты. Prereq: CMPS 341, CMPS 351 и MATH 301 с оценкой «C» или выше

CMPS 413 КОМПЬЮТЕРНАЯ СВЯЗЬ И СЕТИ. (3, 0, 3). Проектирование и реализация компьютерных сетей и приложений.Сетевые уровни, стек интернет-протокола, сетевые архитектуры. Сетевые программные интерфейсы, включая розетки. Prereq: CMPS 341 и CMPS 351 с оценкой «C» или выше.

CMPS 415 (G) КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА. (3, 0, 3). Алгоритмы, анализ и архитектура программного обеспечения для графических информационных систем, визуализации, реалистичного рендеринга и интерактивных пользовательских интерфейсов. Проект по расширенному представлению, преобразованию и рендерингу изображений. Fa. Prereq: CMPS 341 с оценкой «C» или выше или CMPS 405 и CMPS 406 с оценкой «B» или выше и MATH 362 с оценкой «C» или выше

CMPS 420 (G) ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ.(3, 0, 3). Теории и методики. Предпосылки и основы ИИ, интеллектуальное представление на основе агентов, алгоритмы решения проблем и поиска, игры, введение в LISP, представление знаний и системы, основанные на знаниях. Введение в другие подобласти, такие как обработка естественного языка, коннекционистские модели и эволюционные алгоритмы. Fa. Prereq: CMPS 341 с оценкой «C» или выше или CMPS 405 с оценкой «B» или выше

CMPS 425 (G) ВВЕДЕНИЕ В РОБОТОТИКУ.(3, 0, 3). Системы роботизированного манипулирования: геометрические преобразования в трехмерном пространстве, кинематика и динамика прямого и обратного манипулятора, генерация траектории, управление манипуляциями на основе кинематики разомкнутого цикла, языки роботов и приложения ИИ для робототехники. Предварительные требования: CMPS 341, CMPS 351 и MATH 302 или MATH 462G, все с оценкой «C» или выше

АЛГОРИТМЫ И АРХИТЕКТУРА ИГРОВОГО ДВИГАТЕЛЯ CMPS 426 (G). (3, 0, 3). Алгоритмы и принципы архитектурного проектирования, задействованные при разработке игры и игрового движка.Расширенные структуры данных и алгоритмы для поиска пути и обнаружения столкновений, основанные на физике методы моделирования игровой динамики, трехмерные преобразования, проектирование на основе данных, проблемы качества для игр и игровых движков, а также методы тестирования. Требуется: CMPS 327 или требуется разрешение инструктора

CMPS 427 (G) ДИЗАЙН И РАЗРАБОТКА ВИДЕОИГРЫ. (3, 0, 3). Дизайн, реализация и тестирование видеоигр. Разработка игрового движка, графики, пользовательского ввода, анимации, звука, музыки и искусственного интеллекта с упором на 3D-графику.Sp. Требуется: CMPS 327 или разрешение инструктора.

CMPS 430 (G) КОМПЬЮТЕРНАЯ АРХИТЕКТУРА. (3, 0, 3). Иерархическая многоуровневая структура компьютерных систем; набор инструкций; микропрограммное и проводное управление; объем памяти; основы конвейеров и мультипроцессоров; оценки производительности; Организация ввода / вывода; автобусы и каналы; компьютерная арифметика. Fa, Sp. Prereq: CMPS 351 с оценкой «C» или выше или CMPS 405 и CMPS 406 с оценкой «B» или выше

CMPS 432 (G) ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ И РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ.(3, 0, 3). Архитектура и системные модели сетевых вычислительных компонентов, которые координируются посредством передачи сообщений. Многоядерные и многозадачные методы; Вычисления на базе графических процессоров, граничные и облачные вычисления; системы и модели программирования, включая MPI, веб-сервисы и сокращение карты; методы виртуализации; безопасность облачных вычислений. Предварительно: CMPS 341 и CMPS 430G с оценкой «C» или выше.

CMPS 440 (G) ТЕОРИЯ ВЫЧИСЛЕНИЙ. (3, 0, 3). Абстрактная основа машин и программирования: автоматы, контекстно-свободные грамматики и машины Тьюринга; эквивалентность и неэквивалентность классов устройств; Иерархия Хомского; несчетность; вычислительная сложность.Sp. Prereq: CMPS 341 с оценкой «C» или выше

ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ CMPS 450 (G). (3, 0, 3). Формальные, функциональные и практические вопросы проектирования и реализации императивных, функциональных и декларативных языков; денотационная семантика; типы данных и абстракция, абстракция управления, отдельные единицы компиляции и параллелизм. Fa. Предварительно: CMPS 341 и CMPS 351 с оценкой «C» или выше

CMPS 451 (G) КОНСТРУКЦИЯ КОМПИЛЯТОРА. (3, 0, 3). Введение в компиляторы и языковой перевод.Аспекты лексического, синтаксического и семантического анализа, включая теорию языка и реализацию. Конечные автоматы, регулярные выражения, методы нисходящего и восходящего синтаксического анализа. Генерация и оптимизация кода, вызовы подпрограмм, управление таблицей символов, генераторы парсеров LL и LR. Sp. Предварительно: CMPS 450G с оценкой «C» или выше

CMPS 452 (G) ДИЗАЙН ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО КОМПЬЮТЕРНОГО ИНТЕРФЕЙСА. (3, 0, 3). Человеческий фактор интерактивного программного обеспечения и стилей, принципы и соображения проектирования, методы и инструменты разработки, качество интерфейса и методы оценки.Prereq: CMPS 341 с оценкой «C» или выше или CMPS 405 и CMPS 406 с оценкой «B» или выше

CMPS 453 (G) ВВЕДЕНИЕ В МЕТОДОЛОГИЮ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ. (3, 0, 3). Этика программной инженерии, программные процессы, планирование проектов, разработка требований, гибкие методы, системное моделирование, архитектурное проектирование, тестирование, безопасность, отказоустойчивость, распределенная разработка программного обеспечения, рассмотрение компромиссов и влияние программных решений. Prereq: CMPS 341 с оценкой «C» или выше

ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ CMPS 455 (G).(3, 0, 3). Управление процессами и потоками, параллелизм, взаимоблокировки, планирование ЦП; управление памятью, виртуальной памятью, файловыми системами; виртуализация, защита и безопасность. Prereq: CMPS 341 и CMPS 351 с оценкой «C» или выше.

CMPS 460 (G) СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ. (3, 0, 3). Концепции, архитектура, модели данных, дизайн и реализация с использованием модели сущности-отношения (или диаграммы классов). Объявление и обработка данных с помощью SQL. Расширенный SQL, включая хранимые процедуры, триггеры и транзакции.Разработка, нормализация, оптимизация и безопасность баз данных со встроенным SQL и веб-приложениями для баз данных. Prereq: CMPS 341 с оценкой «C» или выше.

CMPS 490 СТАРШИЙ ПРОЕКТ. (3, 0, 3). Крупный проект по разработке программного обеспечения, требующий интеграции и применения знаний и навыков, полученных в области алгоритмов, структур данных, программирования и проектирования программного обеспечения. Предварительные требования: CMPS 340 и CMPS 341, оба с C или выше, и студент должен набрать минимум 90 кредитов. Ограничение: требуется разрешение инструктора.

CMPS 497 498 СПЕЦИАЛЬНЫХ ПРОЕКТОВ. (3, 0, 3). Предварительные требования: средний балл 2,50 или выше, а также CMPS 341 и CMPS 351 с оценкой «C» или выше. Ограничение: Требуется разрешение инструктора

CMPS 499 СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕМЫ В КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУКАХ. (3, 0, 3). Может быть повторен для кредита. В стенограммах учащихся появятся альтернативные субтитры. Prereq: CMPS 341 и CMPS 351 с оценкой «C» или выше

JMIR Medical Informatics - Web

Введение

Бесплодие - всемирная проблема, распространенность которой составляет 15% [], и сперма играет важную роль [].В процессе оплодотворения сперматозоиды сначала эякулируют вокруг шейки матки, а затем попадают в проксимальный яйцевод, где встречаются с ооцитом и оплодотворяются []. Чтобы осуществить оплодотворение, необходимо большое количество сперматозоидов, чтобы преодолеть фильтрацию цервикальной слизи, в то время как прогрессивная подвижность необходима для того, чтобы сперматозоиды могли путешествовать на большие расстояния. Концентрация и подвижность сперматозоидов человека со временем колеблются []. Поэтому частый мониторинг концентрации и подвижности сперматозоидов имеет решающее значение для пар, которые готовятся к спонтанной беременности.

Обычно мужчин просят сдать анализ спермы в кабинете врача или лаборатории, процедура, которая занимает много времени и неудобно для мужчин, согласно нашим клиническим наблюдениям и предшествующей литературе []. Следовательно, это затрудняет частое измерение концентрации и подвижности сперматозоидов. Для решения этой проблемы за последние несколько десятилетий было разработано несколько испытаний домашних тестов спермы, таких как SpermCheck [], Fertell [] и Trak Male Fertility Testing System [].Некоторые из них, такие как тест спермы YO и система одиночных шариковых линз Кобори, привлекли большое внимание; обе являются системами, использующими платформы, основанные на системах смартфонов [,]. У использования домашних тестов спермы на смартфоне есть некоторые преимущества, такие как запись видео с высоким разрешением, надежные возможности вычислений и доступное интернет-общение. Все эти преимущества могут позволить пользователям проходить тестирование в условиях, которые поощряют более частые измерения, сохраняя при этом конфиденциальность и точность результатов, аналогичные тем, которые используются в других тестовых системах в местах оказания медицинской помощи, которые применялись для измерения уровня сахара в крови, крови. давление и температура тела.

Bemaner (Shenzhen Createcare Technology Co) - это система измерения подвижности сперматозоидов в домашних условиях на базе смартфона, состоящая из микроскопа и микрожидкостных модулей и предназначенная для адаптации к различным типам конструкций и интерфейсов смартфонов (). Беманер сильно отличается от теста на сперму YO и системы одиночных шариковых линз Кобори []. В тесте на сперму YO используется специальный адаптер (слайд), который подходит для определенных типов смартфонов, но в настоящее время Bemaner подходит для всех смартфонов. Видео со спермой записываются и загружаются в облако со смартфона с помощью программных приложений.В отличие от системы с одной шариковой линзой Кобори, в которой подвижные и статические сперматозоиды подсчитываются человеком [], для Беманера анализ подвижности сперматозоидов выполняется с помощью алгоритма распознавания изображений искусственного интеллекта (ИИ), а результаты отображаются для конечных пользователей. на интерфейсе смартфона. Целью этого исследования было проверить производительность алгоритма распознавания изображений сперматозоидов ИИ и системы облачных вычислений.

Методы

Видеоклипы подвижной спермы и результаты, вычисленные AI

Пользователи могут собирать образцы спермы дома.После 30 минут разжижения образец спермы погружается в небольшую чашку для биочипа (аналог стеклянного предметного стекла), а затем накрывается большой чашкой для биочипа (аналог покровного стекла). Пространство, содержащее образцы спермы между этими двумя чашками, имеет глубину 10 микрометров и может содержать один слой спермы для определенного объема 0,2 микролитра. С помощью микроскопических и микрофлюидных модулей устройства видеоклипы подвижных сперматозоидов могут быть захвачены и загружены на любой недавний смартфон, который легко совмещается с микроскопическим и микрофлюидным модулями ().Деидентифицированные (т.е. удаленная информация пользователей) видеоклипы подвижных сперматозоидов были получены с центрального сервера облачных вычислений (облако Alibaba, Ханчжоу, Китай). В процессе деидентификации было невозможно получить конкретное согласие пользователя на это исследование. Однако безопасность и конфиденциальность информации пользователей были хорошо защищены процессом деидентификации.

Результаты, включая общую концентрацию сперматозоидов, концентрацию подвижных сперматозоидов и процент подвижности, вычисленные алгоритмом распознавания изображений AI (версия 1.0.8_5 / 22) с облачными вычислениями на центральном сервере также извлекались с каждым видеоклипом подвижной спермы. В деталях, общая концентрация сперматозоидов и подвижных сперматозоидов была получена с помощью алгоритма распознавания изображений AI. Процент подвижности рассчитывается как отношение концентрации подвижных сперматозоидов к общему количеству сперматозоидов.

Оценка подвижных сперматозоидов

Золотым стандартом оценки качества спермы в текущем руководстве Всемирной организации здравоохранения [] является анализ, выполняемый под микроскопом хорошо обученным профессиональным персоналом.По количеству подвижных сперматозоидов в поле зрения каждого видеоклипа 47 деидентифицированных видео подвижных сперматозоидов были классифицированы по 6 классам (0-5) экспертом по мужской фертильности с 10-летним опытом. Критерии были следующие: оценка 0, в поле зрения отсутствуют участки подвижной спермы; 1 степень - немного подвижных сперматозоидов; 2 класс; количество подвижных сперматозоидов находится между 1 и 3 степенью; 3 степень подвижные сперматозоиды занимают половину поля зрения; 4 степень - количество подвижных сперматозоидов от 3 до 5; 5 степень подвижные сперматозоиды занимают почти все поле зрения (-).

Взаимосвязь между людьми и результатами искусственного интеллекта

Оценка, выставленная экспертом по мужской фертильности, была порядковой переменной; отношения между уровнем и концентрацией общего количества сперматозоидов, концентрацией подвижных сперматозоидов и процентом подвижности рассчитывались с помощью коэффициентов корреляции момента произведения Пирсона. Анализы рассчитывались с помощью программы Excel (Microsoft Inc, 2013). Значение P менее 0,01 считалось статистически значимым.

Результаты

Показаны результаты (общая концентрация сперматозоидов, концентрация подвижных сперматозоидов и процент подвижности) алгоритма AI и распределение баллов по количеству подвижных сперматозоидов в поле зрения каждого видеоклипа. в .

Связь между оценками и результатами алгоритма Bemaner AI составила r = 0,65 ( P <0,001) для общей концентрации сперматозоидов (), r = 0,90 ( P <0,001) для процента подвижности ( ) и r = 0,84 ( P <0,001) для концентрации подвижных сперматозоидов ().

Обсуждение

Насколько нам известно, это первая система на базе смартфона для анализа спермы, выполненная с помощью алгоритма распознавания изображений AI в облачных вычислениях. Несмотря на то, что существуют другие системы на базе смартфонов, такие как тест спермы YO [] и система с одной шаровой линзой Kobori [], ни одна из них не использует алгоритм распознавания изображений AI с облачными вычислениями.YO sperm test анализирует видео со сперматозоидами с помощью приложения, установленного на смартфоне, в то время как система Kobori с одной шариковой линзой проецирует видео, снятые с мобильного телефона, на монитор рабочего стола и подсчитывает параметры спермы вручную.

Кроме того, есть некоторые преимущества для обработки данных с помощью облачных вычислений. Требуя только подключения к Интернету, система обеспечивает повышенную гибкость и возможность настройки тестовых мест и тестовых частот. Инженерам также проще выполнять обслуживание системы, такое как пересмотр алгоритмов и обновления программного обеспечения, вместо частых запросов на обновление в приложении для смартфона со стороны пользователя.Кроме того, накопленные большие данные могут продемонстрировать важные эпидемиологические характеристики мужской фертильности (например, региональные или временные). Такие процессы обработки данных, основанные на облачных вычислениях, довольно новы и многообещающи для крупномасштабных эпидемиологических исследований и разработки политики, связанной с общественным здравоохранением.

Результаты, рассчитанные Беманером, и оценки, оцененные экспертом по мужской фертильности, процент подвижности и концентрация подвижных сперматозоидов, продемонстрировали лучшую корреляцию с полученной оценкой. Соответствующие коэффициенты корреляции равны 0.90 ( P <0,001) и 0,84 ( P <0,001). Это означает, что процент подвижности и концентрация подвижных сперматозоидов, рассчитанные Беманером, были сопоставимы с заключением эксперта по мужской фертильности для оценки подвижности сперматозоидов.

Однако общая концентрация сперматозоидов лишь умеренно коррелировала ( r = 0,65; P <0,001) с оцененной степенью. Это связано с тем, что часть сперматозоидов в целом является неподвижной спермой, которая не может достичь естественного оплодотворения [,].

Что касается соответствующей концентрации подвижных сперматозоидов для каждого оцениваемого класса, приведены калиброванные эталонные значения концентрации сперматозоидов ().

Точность этих значений можно повысить по мере увеличения объема накопленных данных. Это также одно из преимуществ, которые могут обеспечить эти типы онлайн-процессов для результатов тестирования в местах оказания медицинской помощи.

По сравнению с другими системами анализа спермы на базе смартфонов, такими как YO sperm test [] и система с одиночными шариковыми линзами Kobori [], Bemaner может предоставить пользователям информацию о концентрации сперматозоидов, процентном содержании подвижных сперматозоидов и концентрации подвижных сперматозоидов.Эти параметры необходимы мужчине для достижения естественного оплодотворения. Возможно, поэтому эти параметры выбраны для скрининговых тестов [,].

Градуированные результаты показывают больше информации о колебаниях концентрации и подвижности сперматозоидов, чем результаты, указывающие на положительные или отрицательные, такие как SpermCheck [] и Fertell []. Это также легче понять непрофессионалам. YO sperm test и Bemaner в последней версии приложения для смартфона предоставляют не только общую концентрацию сперматозоидов, концентрацию подвижных сперматозоидов и процент подвижных сперматозоидов, но и результаты оценки концентрации подвижных сперматозоидов, основанные на результатах этого исследования.Оба предоставляют градуированные результаты по концентрации подвижных сперматозоидов (т. Е. Оценка YO и оценка по шкале Беманера). Его можно использовать в качестве домашнего теста спермы вместо всесторонней и надежной оценки параметров спермы в лаборатории фертильности []. Фактически, дифференцированные результаты могут применяться в некоторых сценариях, требующих информации о колебаниях результатов тестов, таких как обнаружение мужского бесплодия, проверка качества спермы во время подготовки к беременности и мониторинг лечения бесплодия.

YO sperm test получил результаты теста с помощью установленного алгоритма, и результаты были сравнены с результатами другого теста спермы SQA-Vision (Medical Electronics Systems) с распознаванием изображений, проведенного Agarwal et al [].Кобори и др. [] Подсчитали количество сперматозоидов на изображениях, проецируемых на экран рабочего стола, и сравнили их результаты с компьютерным анализом спермы. Напротив, Беманер использовал алгоритм ИИ с облачными вычислениями для анализа изображений для тестирования спермы. Результаты сравнивали с оценками, выставленными опытным экспертом по мужской фертильности. Поскольку изображения для анализа были загружены конечными пользователями и деидентифицированы, было невозможно получить какие-либо исходные параметры соответствующих образцов спермы. (Внешний вид, вязкость, pH, общая концентрация сперматозоидов и концентрация подвижных сперматозоидов, измеренные вручную под микроскопом для образца спермы, являются исходными параметрами образца.В этом исследовании можно было получить только ранее снятые и загруженные видео со сперматозоидами.) Таким образом, в качестве эталонного метода использовались изображения сперматозоидов. Это одно из ограничений исследования.

В настоящее время вышеупомянутые 3 системы не могут анализировать изображения сперматозоидов для оценки морфологии сперматозоидов в соответствии с парадигмой оценки морфологии Всемирной организации здравоохранения []. Новая версия алгоритма искусственного интеллекта, включающая оценку морфологии, в настоящее время находится в разработке для системы Bemaner.

Перед лицом возникающих пандемий, вызывающих изоляцию городов и потребность в медико-санитарной помощи для удаленных регионов, телемедицина будет преобладать и потребует оперативных процессов сбора данных и анализа, связанных с автономными тестами в местах оказания помощи конечным пользователям. Система Беманера является ярким примером этого типа реализации, особенно для бесплодия, которое всегда связано со следующими аспектами: загрязнение окружающей среды, образ жизни и диета [-], анализ больших данных может внести гораздо больший вклад, чем традиционный случай отчеты в исследовании [].

Структура обработки данных в этой системе может быть реконструирована по мере роста больших данных, и мы расширяем наши возможности для сбора различных аспектов, связанных с образом жизни пользователей, диетой, загрязнением окружающей среды и медицинским вмешательством. В будущем некоторые методы облачных вычислений и хранения данных для оптимизации обработки больших данных могут быть применены для ускорения процесса, например, внедрение таких концепций, как кэширование промежуточных данных. Тем не менее, текущий процесс передачи и анализа данных аналогичен вызову интерфейса прикладной программы, в котором запрос с данными отправляется на сервер, сервер обрабатывает данные с помощью нашего алгоритма распознавания изображений для генерации результата, а сервер ответы с ответом.

В ближайшем будущем еще предстоит внести некоторые улучшения. Чашки биочипа для хранения образцов спермы можно регулировать автоматически с помощью шагового двигателя, чтобы увеличить объем наблюдения и количество наблюдаемых сперматозоидов. Оптический модуль можно модифицировать для увеличения увеличения для определения морфологии сперматозоидов в соответствии с критериями ВОЗ []. Изменения в алгоритме распознавания изображений AI будут продолжать улучшаться по мере накопления данных, повышая их точность. Большие данные для этой системы обладают огромным потенциалом для внедрения различных идей, как в клинической, так и в эпидемиологической областях, для повышения фертильности человека.

Эта система на базе смартфона для измерения подвижности сперматозоидов (Bemaner) точно измеряет параметры, связанные с подвижностью сперматозоидов, и потенциально может быть применена в следующих областях: обнаружение мужского бесплодия, проверка качества спермы во время подготовки к беременности и мониторинг лечения бесплодия. Благодаря частому тестированию можно собрать больше данных, чтобы помочь в принятии клинических решений и проведении эпидемиологических исследований.

Общий вклад этой статьи: (1) представить новую онлайн-систему для анализа спермы, рассчитанного с помощью алгоритма распознавания изображений AI в сочетании с технологией облачных вычислений; (2) доказать производительность системы путем сопоставления результатов, полученных человеком и искусственным интеллектом; (3) предложить возможные приложения для выявления мужского бесплодия, проверки качества спермы во время подготовки к беременности и мониторинга лечения бесплодия; и (4) предвидеть, что большие данные, собранные этой системой, могут сыграть важную роль в принятии клинических решений и проведении эпидемиологических исследований.

Авторы хотят поблагодарить Yu-Chian Tsai из Мичиганского университета за его идеи об облачных вычислениях и сетевых устройствах.

H-CC и VF-ST внесли свой вклад в концепцию и дизайн исследования. БЖ способствовал внедрению техники и устройств. Y-HP внесла свой вклад в сбор данных. J-TH внес свой вклад в статистический анализ. H-CC и VF-ST внесли свой вклад в интерпретацию результатов. J-TH и VF-ST составили рукопись. Все авторы дали окончательное одобрение рукописи.

Б.З. - руководитель отдела исследований и разработок в Createcare. VF-ST - медицинский консультант Createcare.

Под редакцией Г. Айзенбаха; подано 18.05.20; рецензировано З. Янгом, Ф. Пальмиери; комментарии к автору 30.06.20; доработанная версия получена 11.07.20; принято 28.10.20; опубликовано 19.11.20

© Винсент Ф. С. Цай, Бин Чжуан, Юань-Хун Понг, Цзю-Тон Се, Хун-Чианг Чанг. Первоначально опубликовано в JMIR Medical Informatics (http://medinform.jmir.org), 19.11.2020.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License (https: // creativecommons.