彭冬林

據(jù)2018年世界衛(wèi)生組織發(fā)布的研究報(bào)告顯示，中國的近視人數(shù)多達(dá)6億，其中小學(xué)生近視比例高達(dá)45.7%，近視問題已經(jīng)是我國亟待解決的重大社會(huì)公共衛(wèi)生問題。2020年新冠疫情期間，人們長時(shí)間宅家生活、學(xué)習(xí)和工作，智能手機(jī)和電腦的使用進(jìn)一步加劇了我國中小學(xué)生近視率攀升的速度。據(jù)教育部對中小學(xué)生視力情況抽樣調(diào)查的結(jié)果顯示，2020年上半年中小學(xué)生的近視率增加了11.7%。

在全民關(guān)注近視防控話題的同時(shí)，一些關(guān)于兒童青少年近視防控的研究成果亦引起了社會(huì)各界的關(guān)注：如疫情期間，北京大學(xué)人民醫(yī)院眼視光中心基于角膜大數(shù)據(jù)，采用人工智能算法驗(yàn)配角膜塑形鏡，可獲得更加精準(zhǔn)的驗(yàn)配結(jié)果。那么，作為第三類醫(yī)療器械，角膜塑形鏡驗(yàn)配在引入人工智能算法后，又將發(fā)生哪些變化呢？人工智能算法這一技術(shù)成果的應(yīng)用和推廣有哪些需要重點(diǎn)關(guān)注的呢？本刊記者帶著這些問題，采訪了北京大學(xué)人民醫(yī)院眼視光中心王凱教授，一起來聽聽他的觀點(diǎn)吧！

記者：王教授，作為近視防控領(lǐng)域的專家，您擁有豐富的兒童青少年近視防控經(jīng)驗(yàn)，可否簡單介紹下目前比較主流的近視防控手段呢？

王凱教授：首先來說，近視的形成主要是遺傳和環(huán)境兩個(gè)方面的因素共同造成的結(jié)果。遺傳方面，如果父母雙方都是近視眼，那么孩子近視發(fā)病的年齡會(huì)早一點(diǎn)，近視進(jìn)展的速度可能會(huì)快一點(diǎn)；環(huán)境方面，比如看近的時(shí)間、強(qiáng)度都有可能導(dǎo)致近視眼早發(fā)，近視增長的速度也可能更快。目前比較主流且在臨床當(dāng)中被驗(yàn)證過確實(shí)有效的近視防控手段無外乎幾種：一是要有充分的戶外活動(dòng)。戶外活動(dòng)對于近視預(yù)防、近視控制都是十分有用的，兒童青少年應(yīng)保證每天至少2小時(shí)以上在陽光下的戶外活動(dòng)，上午10點(diǎn)到下午2點(diǎn)被認(rèn)為是戶外活動(dòng)的黃金時(shí)間；二是臨床中常見的近視控制手段，如角膜塑形鏡、低濃度阿托品眼藥水、眼鏡產(chǎn)品等，在幫助兒童青少年有效控制近視增長速度方面同樣得到了驗(yàn)證。

記者：在剛剛閉幕的全國兩會(huì)上，不少人大代表、政協(xié)委員圍繞兒童青少年近視防控建言獻(xiàn)策，近視防控再次引發(fā)熱議。相較于其他近視控制手段，目前角膜塑形術(shù)（Orthokeratology）的驗(yàn)配有哪些需要注意的呢？

王凱教授：一般角膜塑形鏡是逆幾何設(shè)計(jì)的硬質(zhì)接觸鏡，通過夜間佩戴、早晨起來摘鏡，主要有兩個(gè)作用：一是讓白天能夠基本脫鏡，二是其控制近視增長的速度要比傳統(tǒng)的戴框架眼鏡（增長）慢。值得一提的是，角膜塑形鏡控制近視增長速度的效果因人而異，在臨床中，有的孩子配戴角膜塑形鏡近視控制效果很好，有的卻一般。臨床研究發(fā)現(xiàn)，角膜塑形鏡對近視發(fā)展壓制效果平均能夠達(dá)到50%左右的作用，舉例來說，原來戴普通的框架眼鏡近視增長100度，戴上角膜塑形鏡后平均可能一年只長50度。當(dāng)然，這并不意味著角膜塑形鏡在每一個(gè)孩子身上都能達(dá)到同樣的效果。

就角膜塑形鏡的驗(yàn)配而言，要求驗(yàn)配師具備豐富的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，了解包括鏡片的尺寸、設(shè)計(jì)、大小等多方面的細(xì)節(jié)。與此同時(shí)，由于個(gè)體的差異性，需要提前了解患者自身的情況，確認(rèn)其是否適合角膜塑形鏡驗(yàn)配。同一個(gè)孩子，找10個(gè)驗(yàn)配師，可能會(huì)給出10套不同的參數(shù)，雖然比較接近，但也有細(xì)微的差別。目前，在進(jìn)行角膜塑形鏡驗(yàn)配時(shí)，驗(yàn)配師往往會(huì)結(jié)合廠家給出的一些驗(yàn)配流程，比如根據(jù)角膜的平臺(tái)曲率、度數(shù)等參數(shù)，去選擇首戴的鏡片。隨著科技的進(jìn)步，臨床上可以借助一些新的科技手段來幫助驗(yàn)配師進(jìn)行角膜塑形鏡的驗(yàn)配。

王凱教授（左）接受本刊記者（右）采訪

記者：對于患者而言，精準(zhǔn)的驗(yàn)配是保證安全性和有效性的前提。您認(rèn)為，在臨床上，如何保證為患者提供精準(zhǔn)驗(yàn)配呢？

王凱教授：過去，大多數(shù)是臨床經(jīng)驗(yàn)學(xué)驗(yàn)配，通過日常積累的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合廠家提供的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，進(jìn)行試戴片的選擇；戴上試戴片后，通過考察試戴片在角膜上的動(dòng)態(tài)熒光圖、動(dòng)態(tài)熒光染色，并根據(jù)試戴之后角膜地形圖的情況，給出最終的驗(yàn)配處方和鏡片選擇建議。整個(gè)過程中，普遍存在參數(shù)不夠精確、耗時(shí)、臨床體驗(yàn)差等弊病。為了解決這一問題，北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部眼視光學(xué)院在人工智能輔助角膜塑形鏡驗(yàn)配方面做了一系列工作，并基于角膜大數(shù)據(jù)，采用人工智能算法驗(yàn)配角膜塑形鏡，實(shí)現(xiàn)了更加精準(zhǔn)的驗(yàn)配結(jié)果。借助特殊的配適弧算法，角膜塑形鏡驗(yàn)配的時(shí)間成本得以大大減少，同時(shí)也帶來了更好的臨床體驗(yàn)。這一相關(guān)研究成果已經(jīng)在《Contact Lens &Anterior Eye》和《Eye and Vision》雜志上發(fā)表。

在既往研究中，人工智能算法曾應(yīng)用于眼科學(xué)和眼視光學(xué)，主要用于圓錐角膜分類、糖尿病視網(wǎng)膜病變圖像的判讀以及預(yù)測近視發(fā)展等。據(jù)我所知，這是人工智能算法首次用于角膜接觸鏡驗(yàn)配，這一技術(shù)成果的應(yīng)用和推廣將對眼視光行業(yè)的科技進(jìn)步產(chǎn)生重要意義。

記者：具體而言，人工智能算法在角膜塑形鏡驗(yàn)配方面，可以提供哪些幫助呢？實(shí)踐效果如何？

王凱教授：主要體現(xiàn)在試戴片精準(zhǔn)的選擇方面。以北京大學(xué)人民醫(yī)院眼視光中心為例，每天接待的患者人數(shù)較多，加上兒童患者數(shù)量也多，在比較繁重的臨床工作量前提下，這套系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地找到適合患者的產(chǎn)品參數(shù)，也就是說，通過這套系統(tǒng)，在試戴片的選擇上更加精準(zhǔn)，選取的試戴片不用做過多的參數(shù)調(diào)整，即可配適患者的眼部情況。在以往的角膜塑形鏡驗(yàn)配過程中，患者戴上第一副試戴片后，如果不合適，就需要換第二副、第三副，甚至換到第四副才能成功，而在AI輔助驗(yàn)配技術(shù)的幫助下，在試戴片的選擇上可以達(dá)到95%的成功率，即95%的患者在首次嘗試試戴片后即能達(dá)到配適效果，不需要換第二副，省去了很多繁瑣的過程。

當(dāng)然，人工智能學(xué)習(xí)算法并不直接學(xué)習(xí)鏡片參數(shù)，而是在熟悉角膜塑形鏡鏡片設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)角膜形態(tài)設(shè)計(jì)鏡片——用大數(shù)據(jù)讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)學(xué)習(xí)角膜形態(tài)。在很短的時(shí)間內(nèi)，計(jì)算機(jī)即可主動(dòng)學(xué)習(xí)上千例甚至上萬例的患者角膜形態(tài)，即使沒有鏡片的佩戴，之后各項(xiàng)鏡片參數(shù)也可以被設(shè)計(jì)出來。這種方法可以為每個(gè)兒童青少年近視患者量身定做。其次，機(jī)器學(xué)習(xí)方法提高了選擇理想鏡片參數(shù)的效率，不僅因?yàn)槌绦蜻\(yùn)行很快（5秒內(nèi)），而且整個(gè)過程不受角膜地形圖采樣機(jī)器的限制。操作人員不需要從角膜地形圖儀器中導(dǎo)出任何文件，只需要獲取一些基本眼部參數(shù)（包括年齡、性別、HVID、e值、平坦K讀數(shù)、陡峭K讀數(shù)、SER、角膜散光、AL、ACD、AL/K軸率比等，這些參數(shù)在臨床上很容易獲得），即可由電腦迅速給出鏡片參數(shù)。

記者：將人工智能算法用于角膜接觸鏡驗(yàn)配，這一技術(shù)成果的應(yīng)用和推廣有哪些需要關(guān)注呢？

王凱教授：目前，這套AI輔助系統(tǒng)經(jīng)過測試和不斷調(diào)整，技術(shù)已經(jīng)日漸成熟，并在北京大學(xué)人民醫(yī)院眼視光中心門診運(yùn)行了很長一段時(shí)間。尤其是疫情期間，由于近距離接觸受限、試戴難，為了減少交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)，不少患者都是通過這套系統(tǒng)下訂單，待鏡片到院之后再進(jìn)行試戴及動(dòng)態(tài)評(píng)估，整體達(dá)到了90%～95%的成功率。截至目前，中心絕大多數(shù)的角膜塑形鏡的驗(yàn)配都運(yùn)用了這套系統(tǒng)。

需要指出的是，角膜塑形鏡畢竟是第三類醫(yī)療器械，在驗(yàn)配使用過程中最關(guān)注的還是安全性以及有效性，而關(guān)注安全性和有效性并不因?yàn)橛辛薃I系統(tǒng)而有任何的改變，驗(yàn)配安全性始終是臨床工作中關(guān)注的重點(diǎn)。盡管這套系統(tǒng)效率很高，但傳統(tǒng)的驗(yàn)配步驟還是不能丟，包括配戴后定期的復(fù)查、檢查眼部健康、隨訪，一個(gè)都不能少。

記者：數(shù)據(jù)分析最終需要由“人”來進(jìn)行解讀，并給出相應(yīng)的處方，在實(shí)際操作方面，從業(yè)人員需要具備什么樣的“數(shù)據(jù)讀取”能力，才能更好地為患者提供驗(yàn)配服務(wù)？

王凱教授：市場上常見的角膜塑形鏡品牌較多，這套系統(tǒng)能夠覆蓋大部分的品牌，但由于各個(gè)品牌之間的差異，最終的結(jié)果還需要專業(yè)的眼視光知識(shí)以及臨床經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行人為判斷。需要強(qiáng)調(diào)的是，AI輔助驗(yàn)配的系統(tǒng)并不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的動(dòng)態(tài)熒光染色的配適評(píng)估。這是因?yàn)楸M管AI學(xué)習(xí)的是每個(gè)孩子的眼睛動(dòng)態(tài)特點(diǎn)，但在臨床中總會(huì)遇到一些特殊的情況或者一些比較少見的角膜形態(tài)，這些都不是人工智能能夠?qū)W習(xí)到的。這套系統(tǒng)承擔(dān)的是一個(gè)輔助的功能，并不能替代眼視光驗(yàn)配師的專業(yè)知識(shí)，驗(yàn)配師可以在其建議下選擇合適的試戴片，做動(dòng)態(tài)熒光評(píng)估，并結(jié)合患者試戴后的角膜地形圖去判斷最終的驗(yàn)配參數(shù)是否合適。經(jīng)過系統(tǒng)的培訓(xùn)且合格的視光驗(yàn)配師，在角膜塑形鏡的驗(yàn)配過程中承擔(dān)著重要的角色。

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天津鵬升科技有限公司成立于2010年，專業(yè)從事大中小型眼視光信息管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用。公司先后為愛爾眼科醫(yī)院集團(tuán)、北京同仁醫(yī)院驗(yàn)光配鏡中心、天津市眼科醫(yī)院驗(yàn)光配鏡中心等大型驗(yàn)光及眼鏡銷售連鎖企業(yè)實(shí)施了專業(yè)的眼視光信息管理系統(tǒng)，并根據(jù)企業(yè)的需求進(jìn)行了定制開發(fā)，滿足了不同企業(yè)的切實(shí)需求。截至2019年底，鵬升系統(tǒng)已實(shí)施有效客戶500余家，系統(tǒng)應(yīng)用醫(yī)院和門店小計(jì)3000余家。

2021年，天津鵬升科技公司聯(lián)合北京大學(xué)人民醫(yī)院眼視光中心，致力于將這一基于大數(shù)據(jù)研發(fā)的新型配適弧人工智能算法推廣至眼視光行業(yè)，從而提高行業(yè)從業(yè)人員的驗(yàn)配水平和能力，更好地解決青少年近視防控問題。?