王建影
0～4岁婴幼儿处于视功能发育的关键时期。在这个阶段发生眼病，如不能及时干预和治疗，很可能导致患者长达几十年的低视力，甚至致盲，给家庭和社会带来沉重的负担。中山大学中山眼科中心林浩添教授团队联合全球多家医疗及研发机构进行医工交叉协同攻关，以智能手机为应用终端，研发了全球首个婴幼儿视功能损伤手机智能筛查系统，为破解婴幼儿视功能损伤及相关眼病早期筛诊难题提供了有效技术手段。
数据显示，我国0 ～ 4 岁婴幼儿的眼病发病率达9.11%，早筛早治是改善婴幼儿视功能预后的关键。
对婴幼儿进行视功能评估，早期发现眼部疾患引起的视功能损伤十分关键，也充满挑战。
婴幼儿难以表达眼部不适，因此视功能损伤易被忽视或漏诊，进而导致患者错过最佳治疗时机。同时，受限于认知水平，婴幼儿难以配合完成传统的眼部检查，可能因此错过最佳干预时机。
此外，大部分检查手段对于设备要求较高，对技术人员的专业水平也有很高的要求，同时，筛查成本高、效能低，难以普及。正是这些情况，促进了婴幼儿视功能筛诊新技术的研发。
林浩添教授团队通过长期临床实践，发现了一批与婴幼儿视功能损伤高度相关的异常注视行为模式。
为了将这些行为模式数据化，研发团队前瞻性地采集了来自3652 名婴幼儿超过2500 万帧的注视行为大数据，依托天河二号超算中心部署的深度学习人工智能数据分析后台，进行了深度分析。
团队耗时8 年，联合移动医疗及人工智能技术，完成了首个婴幼儿视功能损伤手机智能普筛系统的“理论突破- 技术研发- 落地转化- 临床验证”全周期研发。
婴幼儿视功能损伤手机智能筛查系统，创新性地将智能手机转化为婴幼儿注视行为诱导及数据采集平台，通过播放一段3 分钟的动画视频吸引婴幼儿保持注视，即可实现对婴幼儿注视习惯和行为模式的实时捕捉，早期预警异常注视行为，筛检婴幼儿视功能损伤及相关眼病。
该技术的成功研发，实现了婴幼儿视功能损伤移动智能筛诊模式的创新，极大地降低了婴幼儿视功能损伤早期筛诊的难度及成本。
婴幼儿视功能损伤的病因多样、表现复杂，早期发现不同原因引起的视功能损伤十分重要。然而，传统的检查手段难以覆盖多病种。
为解决这一难题，研究团队基于视频大数据，深度挖掘了不同眼病引起的婴幼儿视功能损伤的异常注视行为模态，并依托深度学习人工智能技术，突破性地实现了对先天性白内障、先天性上睑下垂、先天性青光眼、斜视、视网膜母细胞瘤等16 种婴幼儿常见致盲性眼病的早期检测。
研究人员将前端系统部署在智能手机等移动终端，形成成本更低、效率更高、效果更好的筛查方法。
在全国4 家医疗机构参与的多中心外部验证中，这一婴幼儿视功能损伤手机智能普筛系统的筛查准确率超过了80%。
同时，研究团队招募了120 个家庭参与居家筛查，便捷的系统操作流程使99% 的家长都能顺利完成筛查试验，筛查准确率达85.9%。
这一成果将助力多种婴幼儿视功能损伤相关眼病的早期筛查及治疗，有望进一步降低婴幼儿眼病筛查及治疗的难度。
人工智能技术从实验室研发到现实应用场景的落地转化，一直是困扰医学人工智能领域的难题。
在本研究中，研发团队依托前瞻性的实验设计，采集来自真实世界的婴幼儿注视行为高通量数据进行系统研发，搭建了集婴幼儿行为诱导、数据采集、智能分析、结果反馈于一体的婴幼儿视功能损伤智能化筛查系统框架，以及一套稳定、高效的人工智能算法模型。
研究人员实时监控数据质量，通过人脸关键点重建和噪音信号滤过等多种技术手段，最终保证系统在复杂现实筛查场景中的稳定表现，可使系统适用于医院、社区、居家等多场景筛查。
目前，团队正在与多个公众平台进行对接和部署，计划为婴幼儿视功能损伤及相关眼病的大规模筛查提供可行方案。
