手机+VR实现青光眼早期快速筛查

陶韬 鲁严

面容清秀，长发未及腰，近一米八的身高让刘雨辰走在人群中显得十分耀眼。端坐在会议室时，她温婉得让人觉得“岁月静好”;说话时，又无愧于朋友们赠她的“段子手”称号。得益于南京外国语学校的科教氛围，刘雨辰始终保持对科学的热情，这也成为她不断鞭策自己前行的动力。在获得“明天小小科学家”全国三等奖后，她将继续完善推广她的作品，以期为更多患者提供服务。偶然萌发的科研创意

常说科研的开始是无数假设，而在刘雨辰心中也有一些“如果”。

“如果青光眼患者能够早点发现疾病并治疗，他们可能就不会失明。”这正是她本次获奖项目的一个初衷。5年前，刘雨辰的母亲在偶然的眼科检查中被发现患有青光眼，她的一只眼睛已经失去了30%的视力，她却并没有意识到这一点。如果没有偶然的检查，没有经验丰富的医生，她可能就会在不知情的情况下失明。

青光眼引起的视力损害不能逆转，但如果能及早发现并治疗，大多数患者可以保留视力。然而，青光眼患者在疾病开始时通常没有症状，只有当疾病进展到严重阶段，甚至是晚期阶段，病人才能察觉到症状。

有没有可能让患者更早地发现疾病呢？家人身上的一次经历，让这个研究项目在上初三的刘雨辰心里萌芽。

将“如果”变成“可能”

想做，却发现一切都很难。研究项目所涉及的知识太多也太杂，但认准这条路之后，刘雨辰自学了大量相关专业知识。

刘雨辰了解到，在医院里，青光眼的诊断通常会用到汉弗莱视野分析仪，这样的视野检查需要在专业医生的帮助下进行。视野测试机器太大，无法移动，只能在医院完成，检查过程耗时且不方便。

事實上，这种静态视野检查原理也并没有那么复杂，就是一次一个地测试整个视野中的不同位置。首先，在特定位置呈现昏暗的光。如果患者没有看到光线，它会逐渐变亮，直到看到它为止。能感知的光刺激所需的最小亮度称为该位置的“阈值”灵敏度水平，然后在几个其他位置重复该过程，直到测试整个视野。

刘雨辰想做的就是一个小型设备，可以在视野中投射闪烁的光点，收集患者反馈，并结合光点的位置和强度信息来描绘患者的视野图。于是，她想到用近年来流行的VR眼镜，既可以隔离两只眼睛，又有分别投影图像的功能。显示设备可以用手机，只要设计了合适的程序，就可以构建一个简单便携的视野测量仪器。

始于兴趣，成于毅力

方案和计划制订后，刘雨辰开始组装VR眼镜，最简单的VR眼镜可以直接用硬纸板制成。困难的地方在于小程序的编写。首先，需要编写一个测试程序，验证眼镜能否很好地隔离外部光线，并隔离左眼和右眼显示器。测试程序将屏幕分为左眼和右眼两部分。程序在不同位置随机显示闪烁点，测试者看见闪光点时立刻按下按钮，程序记录测试者的响应，最后给出视野图。为了获取最佳的视野覆盖率，刘雨辰尝试了不同屏幕尺寸的手机，最终发现5英寸屏幕的手机最佳，而小点的设备虽不能覆盖视野边缘，也足以应付现场快速测试。

其次，调整参数以确定最合适的背景颜色和背光强度。刘雨辰通过测试检测点的颜色，发现黄点最显眼，大小为屏幕宽度的1%，显示时间为0.2秒。使用中，还需要测试人员告诉程序是否看到过闪光。刘雨辰尝试了带有线控制器的耳机，但有线开关操作不方便且易出错;也尝试了通过程序读取手机电子陀螺仪的信号，需要测试人员点头动作就可以，但是一次测试过程，测试人员可能需要点头上百次。最刘雨辰制作的简易筛查设备后，经多次试验比较，刘雨辰选择可以通过蓝牙连接的遥控开关。如此一来，一个完整的系统可以使用现有的手机和不到50元的配件构成。

做好了系统和配件后，刘雨辰找到了志愿者测试结果，并将测试的结果与官方医疗结果进行了比较，她发现她的测试结果正确地检测到视野障碍患者的缺陷位置和缺陷水平。专业设备可以提供更高的准确性和更多信息，但她的发明可以更方便地进行快速筛选。

发明者的心声

做这个项目的初衷是母亲的一次经历。母亲算是很幸运，较早发现了眼疾并进行了治疗。但现实生活中，很多患者并没有那么幸运。在完成这个项目后，我为了了解项目的实用性和准确性，拜访了专业眼科医生，向他们展示了我的设备和测试结果，并讨论了我的想法的可行性。医生告诉我，他们也注意到目前测试程序的不足，并肯定了我的设计，他们认为我的设计适合现场快速筛查，以帮助没有足够医疗条件的患者。

我联系了南京市郊的社区，利用节假日义务为社区老人进行视野筛查服务，共计为20余位60～90岁的老人进行了筛查，除了发现若干老人患有白内障外，还发现一例单眼视野损伤的病例，及时建议老人就医，初步显示了快速视野筛查的作用。

现在，项目已经申请了国家专利，并建立了相关网站页面，让有需要的人都可以免费下载。与此同时，我还开发了一个微信小程序，不需要附加任何设备，就可以进行视野测试，目前已经有2000人使用过这个小程序。我正在联系相关的慈善组织，希望与他们合作推广我们的解决方案。在更多志愿者的帮助下，可以筛查尽可能多的人。别人眼中的她

在不少同学眼里，刘雨辰是个竞赛小能手，全省、全国各种科技类竞赛、语言类竞赛等，几乎都有她活跃的身影;在老师的眼中，她是个既会学习也会玩的学生，对于感兴趣的学科会去深入了解，依靠自学储备很多专业知识;在闺密眼中，她是旅游必备好帮手，因为她不仅擅长做旅行攻略，还爱好摄影;而在父母眼中，她是个自律且有主见的孩子，能够合理安排自己的时间，有清晰的目标，尽管选择的研究方向和家里人所从事的领域完全不同，但他们也全力支持她的兴趣所在。