彭冬林

據(jù)2018年世界衛(wèi)生組織發(fā)布的研究報告顯示，中國的近視人數(shù)多達6億，其中小學(xué)生近視比例高達45.7%，近視問題已經(jīng)是我國亟待解決的重大社會公共衛(wèi)生問題。2020年新冠疫情期間，人們長時間宅家生活、學(xué)習(xí)和工作，智能手機和電腦的使用進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，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配角膜塑形鏡，可獲得更加精準(zhǔn)的驗配結(jié)果。那么，作為第三類醫(yī)療器械，角膜塑形鏡驗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，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)病的年齡會早一點，近視進展的速度可能會快一點；環(huán)境方面，比如看近的時間、強度都有可能導(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)中被驗證過確實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。戶外活動對于近視預(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小時以上在陽光下的戶外活動，上午10點到下午2點被認(rèn)為是戶外活動的黃金時間；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證。

記者：在剛剛閉幕的全國兩會上，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)計的硬質(zhì)接觸鏡，通過夜間佩戴、早晨起來摘鏡，主要有兩個作用：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孩子身上都能達到同樣的效果。

就角膜塑形鏡的驗配而言，要求驗配師具備豐富的專業(yè)經(jīng)驗，了解包括鏡片的尺寸、設(shè)計、大小等多方面的細(xì)節(jié)。與此同時，由于個體的差異性，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配。同一個孩子，找10個驗配師，可能會給出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，在進行角膜塑形鏡驗配時，驗配師往往會結(jié)合廠家給出的一些驗配流程，比如根據(jù)角膜的平臺曲率、度數(shù)等參數(shù)，去選擇首戴的鏡片。隨著科技的進步，臨床上可以借助一些新的科技手段來幫助驗配師進行角膜塑形鏡的驗配。

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)驗配呢？

王凱教授：過去，大多數(shù)是臨床經(jīng)驗學(xué)驗配，通過日常積累的經(jīng)驗，結(jié)合廠家提供的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，進行試戴片的選擇；戴上試戴片后，通過考察試戴片在角膜上的動態(tài)熒光圖、動態(tài)熒光染色，并根據(jù)試戴之后角膜地形圖的情況，給出最終的驗配處方和鏡片選擇建議。整個過程中，普遍存在參數(shù)不夠精確、耗時、臨床體驗差等弊病。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配角膜塑形鏡，實現(xiàn)了更加精準(zhǔn)的驗配結(jié)果。借助特殊的配適弧算法，角膜塑形鏡驗配的時間成本得以大大減少，同時也帶來了更好的臨床體驗。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配方面，可以提供哪些幫助呢？實踐效果如何？

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輔助驗配技術(shù)的幫助下，在試戴片的選擇上可以達到95%的成功率，即95%的患者在首次嘗試試戴片后即能達到配適效果，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)計的基礎(chǔ)上，根據(jù)角膜形態(tài)設(shè)計鏡片——用大數(shù)據(jù)讓計算機自動學(xué)習(xí)角膜形態(tài)。在很短的時間內(nèi)，計算機即可主動學(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，之后各項鏡片參數(shù)也可以被設(shè)計出來。這種方法可以為每個兒童青少年近視患者量身定做。其次，機器學(xué)習(xí)方法提高了選擇理想鏡片參數(shù)的效率，不僅因為程序運行很快（5秒內(nèi)），而且整個過程不受角膜地形圖采樣機器的限制。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行了很長一段時間。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，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行試戴及動態(tài)評估，整體達到了90%～95%的成功率。截至目前，中心絕大多數(shù)的角膜塑形鏡的驗配都運用了這套系統(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為有了AI系統(tǒng)而有任何的改變，驗配安全性始終是臨床工作中關(guān)注的重點。盡管這套系統(tǒng)效率很高，但傳統(tǒng)的驗配步驟還是不能丟，包括配戴后定期的復(fù)查、檢查眼部健康、隨訪，一個都不能少。

記者：數(shù)據(jù)分析最終需要由“人”來進行解讀，并給出相應(yīng)的處方，在實際操作方面，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)的眼視光知識以及臨床經(jīng)驗進行人為判斷。需要強調(diào)的是，AI輔助驗配的系統(tǒng)并不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的動態(tài)熒光染色的配適評估。這是因為盡管AI學(xué)習(xí)的是每個孩子的眼睛動態(tài)特點，但在臨床中總會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)的是一個輔助的功能，并不能替代眼視光驗配師的專業(yè)知識，驗配師可以在其建議下選擇合適的試戴片，做動態(tài)熒光評估，并結(jié)合患者試戴后的角膜地形圖去判斷最終的驗配參數(shù)是否合適。經(jīng)過系統(tǒng)的培訓(xùn)且合格的視光驗配師，在角膜塑形鏡的驗配過程中承擔(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、北京同仁醫(yī)院驗光配鏡中心、天津市眼科醫(yī)院驗光配鏡中心等大型驗光及眼鏡銷售連鎖企業(yè)實施了專業(yè)的眼視光信息管理系統(tǒng)，并根據(jù)企業(yè)的需求進行了定制開發(fā)，滿足了不同企業(yè)的切實需求。截至2019年底，鵬升系統(tǒng)已實施有效客戶500余家，系統(tǒng)應(yīng)用醫(yī)院和門店小計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)人員的驗配水平和能力，更好地解決青少年近視防控問題。?