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儿童视力自动评估系统的研发与初步应用

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9月20日,首都转化医学创新大赛总决赛暨颁奖典礼于在北京隆重举行,总决赛采取现场路演+评委现场打分的形式进行项目比拼,27个项目依次由10个专业评委和36个大众评委现场亮分,最终共评出一等奖3名、二等奖7名、三等奖17名、最佳创意奖3名、最具投资价值奖3名,同时前期赛程中确定的最佳组织奖3名及优秀组织奖8名也一并揭晓(点击查看获奖名单)

转化医学创新大赛优秀获奖项目展播活动将对27个项目逐一进行展示,欢迎联系咨询。本期将介绍本届大赛二等奖获奖项目——“儿童视力自动评估系统的研发与初步应用”,项目来源:北京大学第一医院


项目详情

0-3岁是视力发育关键期,最容易受到各种影响形成弱视,导致终身视力缺陷。早期发现和干预是改善预后的关键。而实现早期视力筛查则是前提。在卫计委2013年下发的关于儿童保健工作规范的文件中,已在全国力推儿童视力眼病筛查从出生岁开始。然而,由于现有国内外婴幼儿视力检查方法基本上还是人工检测,技术要求高、检查用时长、主观影响大,且进口设备价格昂贵,国内产品简陋不实用,使婴幼儿视力筛查工作迟迟难于普及。亟需研发更简便、快速、准确的检测设备。


近年国内外少数利用电脑检测儿童视力的尝试,都还仅仅是通过电脑控制图形显示,人工通过监视器观察婴儿注视行为,做出判断,或者利用注视追踪装置另行判断受试眼动情况,仍属于人工测试范畴;检测复杂,不适于筛查和临床使用。目前,国内外都缺乏针对大面积筛查而开发视力检测工具。


本项目利用计算机和人工智能技术,初步研发出儿童视力自动评估系统,在大数据基础上,实现了视力检测图形呈现及儿童视觉行为判定的计算机智能处理,并自动获得量化的视力评估值,筛查时间短,客观准确,操作简单,成本不高,有望成为用途广泛的婴幼儿视力筛查检测设备。 


本项目设计开始于2014年,3年来,已经打下了重要的技术基础和知识产权基础。本仪器的设计原理“基于计算机视觉的眼动模式数据自动获取方法”(专利号为201410775791)于2017年6月2日获得专利授权。整个装置的发明专利“一种视力自动检测系统”(发明专利申请号:201510919621.4),目前处于专利实质审查阶段。

已经实现了4个方面的技术创新:

1)屏幕显示刺激:标定阶段动画图案自动显示;检测阶段随机出现不同空间频率的检测图形。

2)摄像头采集婴幼儿注视屏幕的图像,获取眼部区域用以分析其注视方向。

3)算法检测婴幼儿注视方向,根据所能注意到的图形的最高空间频率推算其视力水平。

4)实现了初步的程序框架,能准确进行双眼的视力筛查。

计划在未来三年中,第一年即完成整体产品的所有功能,全面开始临床实验。第二年:通过大样本处理和比较,调整完善产品。并邀请意向厂家合作,联合开发设备成品。第三年:完成整体样机制作,和操作指南,在适当时机进行产品授权或专利转让。

本项目选择和国家发展战略密切结合,针对国内外产品缺陷进行创新,能够在一定程度上推动国家关于儿童早期视力和眼病筛查干预工作的广泛开展,拥有自主知识产权,有技术创新和特色。北京大学第一医院与北京大学信息学院以及北京大学心理与认知科学学院的良好合作关系,临床医学与信息学科、心理学学科的交叉合作,为本项目实施打下良好基础,课题具有良好的可行性和较高的社会效益与经济价值。


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