MDPI Diagnostics | 眼科诊断 “新赛道”：智能眼相机 (Smart Eye Camera)

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我们常说，眼睛是人类的心灵之窗。但如今，越来越多的人在失去这扇 "窗"——失明正成为威胁人类健康的全球性非传染性疾病。据估计，未来30年内全球将有1.15亿人面临失明的威胁[1]，而白内障这一眼疾则是全球性失明的主要原因之一[2]。为了更好地保护及修护这扇心灵之窗，上百年来研究人员不断探索眼科诊疗设备，其中，裂隙灯显微镜凭借特有的精准性成为了众多创伤性和非创伤性眼病诊断中不可或缺的工具。然而，裂隙灯显微镜并不便于携带，且其记录功能有限。这两点弊端导致使用裂隙灯显微镜的眼科临床诊断常常受到地域和时间的限制，患者通常无法得到及时且方便的诊断和治疗。

图片来源：Pixabay

来自日本鹤见大学的Hiroyuki Yazu等人在Diagnostics期刊上发表的 “Valuation of Nuclear Cataract with Smartphone-Attachable Slit-Lamp Device” 一文中设计了一种便携的、可记录的智能眼相机Smart Eye Camera (SEC)。该设备能够有效用于白内障的临床诊断和评估，这一发明设计为眼科诊疗领域的设备创新再添一笔。

在此前瞻性研究中，作者招募了64名被诊断为白内障的患者 (30名男性和34名女性)，对其分别用SEC和传统裂隙灯显微镜进行评估诊疗。

作者选用SL130用作常规的非便携式裂隙灯显微镜以及便携式SEC裂隙灯设备。SEC是一种可安装在智能手机光源和相机镜头上方的手机附件 (图1A)。该设备可将智能手机的光源转换为细缝隙光，从而使光照射到达晶状体。此外，狭缝光角度应固定为40度 (直接聚焦照明方法中通常使用的角度)。为了将智能手机的光源转换为0.2到1.0毫米宽的裂隙灯，作者在光源前面安装了由丙烯酸树脂制成的圆柱透镜。另外，在智能手机的相机镜头上方，有一个可移动的凸面微距镜头，可将焦点调整到眼睛的前段。该框架采用了三维打印技术 (3D printer，Multi Jet Fusion 3D 4210型；美国加利福尼亚州帕洛阿尔托的Hewlett-Packard公司)，iPhone 7代替了相机和光源，设备录制视频的分辨率设置为1080p，每秒30帧，相当于每个文件2.1兆像素 (2,073,600像素)。

图1. (A) SEC便携装置；(B) 传统裂隙灯显微镜

患者在散瞳后，研究人员会采用常规裂隙灯显微镜和SEC显微镜对其进行检查。为了最大程度地减少使用工具顺序的选择偏差，Hiroyuki Yazu等人使用随机数字表将所有情况随机化。首先，作者们使用传统的裂隙灯显微镜来检查白内障的等级。然后，根据Hiroyuki Yazu医生的指示，视力矫正医师使用SEC记录白内障的视频。所有检查均在眼科的暗室和普通光线环境下进行。接着，拍摄所得的图像会被记录在病历中。隔天由对患者信息不知情的另一位眼科医生再次对白内障进行分级。常规裂隙灯显微镜检查和SEC检查对白内障的分级均基于WHO白内障分级小组的NUC分级系统[3]。当发生诊断分歧时，NUC分级的最终诊断由多数共识决定。结果表明无论是传统裂隙灯显微镜还是新型SEC对NUC的分级都没有显著差异，且两者呈现出明显的相关性。这表明新型SEC与传统诊断方法具有相同的评估效应，并且由这两种设备获得的图像都具有高度可重现性。

在该项研究中，Hiroyuki Yazu等人证明了SEC在白内障分级诊断中的作用，以及在医疗保健方面的潜在优势：(1) SEC有潜力用于筛查眼部疾病，尤其是发生于眼球前段的疾病。(2) 采用SEC的诊疗不受地域限制，可适用于远程眼科医疗。未来还需要进一步确认该结果是否同样适用于其他类型的眼部疾病。毕竟，在实际的临床实践中NUC病例和混合型病例都是极为常见的。另外，Hiroyuki Yazu等人的发现证明了对具有其他类型白内障的大量受试者进行类似试验的合理性，这无疑为智能系统在眼科诊疗领域的应用和推广提供了宝贵的信息。  

参考文献：

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1. Bourne, R.R.A.; Flaxman, S.R.; Braithwaite, T.; Cicinelli, M.V.; Das, A.; Jonas, J.B.; Keeffe, J.; Kempen, J.H.; Leasher, J.; Limburg, H.; et al. Magnitude, temporal trends, and projections of the global prevalence of blindness and distance and near vision impairment: A systematic review and meta-analysis. Lancet Glob. Health 2017, 5, e888–e897.

2. Lee, C.M.; Afshari, N.A. The global state of cataract blindness. Curr. Opin. Ophthalmol. 2017, 28, 98–103.

3. Thylefors, B.; Chylack, L.T., Jr.; Konyama, K.; Sasaki, K.; Sperduto, R.; Taylor, H.R.; West, S.; WHO Cataract Grading Group. A simplified cataract grading system. Ophthalmic Epidemiol. 2002, 9, 83–95

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期刊简介

Diagnostics(ISSN 2075-4418, IF 3.110) 是一个国际型开放获取期刊。期刊主题涵盖医学诊断各个方面，包括但不限于分子病理诊断，成像诊断，微生物诊断以及诊断设备的应用等等。Diagnostics采取单盲同行评审，一审周期约为14天，文章从接收到发表仅需1.9天。

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*本文作者：Lareina Guo

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