手機+VR實現青光眼早期快速篩查

陶韜 魯嚴

面容清秀，長發未及腰，近一米八的身高讓劉雨辰走在人群中顯得十分耀眼。端坐在會議室時，她溫婉得讓人覺得“歲月靜好”;說話時，又無愧于朋友們贈她的“段子手”稱號。得益于南京外國語學校的科教氛圍，劉雨辰始終保持對科學的熱情，這也成為她不斷鞭策自己前行的動力。在獲得“明天小小科學家”全國三等獎后，她將繼續完善推廣她的作品，以期為更多患者提供服務。偶然萌發的科研創意

常說科研的開始是無數假設，而在劉雨辰心中也有一些“如果”。

“如果青光眼患者能夠早點發現疾病并治療，他們可能就不會失明。”這正是她本次獲獎項目的一個初衷。5年前，劉雨辰的母親在偶然的眼科檢查中被發現患有青光眼，她的一只眼睛已經失去了30%的視力，她卻并沒有意識到這一點。如果沒有偶然的檢查，沒有經驗豐富的醫生，她可能就會在不知情的情況下失明。

青光眼引起的視力損害不能逆轉，但如果能及早發現并治療，大多數患者可以保留視力。然而，青光眼患者在疾病開始時通常沒有癥狀，只有當疾病進展到嚴重階段，甚至是晚期階段，病人才能察覺到癥狀。

有沒有可能讓患者更早地發現疾病呢？家人身上的一次經歷，讓這個研究項目在上初三的劉雨辰心里萌芽。

將“如果”變成“可能”

想做，卻發現一切都很難。研究項目所涉及的知識太多也太雜，但認準這條路之后，劉雨辰自學了大量相關專業知識。

劉雨辰了解到，在醫院里，青光眼的診斷通常會用到漢弗萊視野分析儀，這樣的視野檢查需要在專業醫生的幫助下進行。視野測試機器太大，無法移動，只能在醫院完成，檢查過程耗時且不方便。

事實上，這種靜態視野檢查原理也并沒有那么復雜，就是一次一個地測試整個視野中的不同位置。首先，在特定位置呈現昏暗的光。如果患者沒有看到光線，它會逐漸變亮，直到看到它為止。能感知的光刺激所需的最小亮度稱為該位置的“閾值”靈敏度水平，然后在幾個其他位置重復該過程，直到測試整個視野。

劉雨辰想做的就是一個小型設備，可以在視野中投射閃爍的光點，收集患者反饋，并結合光點的位置和強度信息來描繪患者的視野圖。于是，她想到用近年來流行的VR眼鏡，既可以隔離兩只眼睛，又有分別投影圖像的功能。顯示設備可以用手機，只要設計了合適的程序，就可以構建一個簡單便攜的視野測量儀器。

始于興趣，成于毅力

方案和計劃制訂后，劉雨辰開始組裝VR眼鏡，最簡單的VR眼鏡可以直接用硬紙板制成。困難的地方在于小程序的編寫。首先，需要編寫一個測試程序，驗證眼鏡能否很好地隔離外部光線，并隔離左眼和右眼顯示器。測試程序將屏幕分為左眼和右眼兩部分。程序在不同位置隨機顯示閃爍點，測試者看見閃光點時立刻按下按鈕，程序記錄測試者的響應，最后給出視野圖。為了獲取最佳的視野覆蓋率，劉雨辰嘗試了不同屏幕尺寸的手機，最終發現5英寸屏幕的手機最佳，而小點的設備雖不能覆蓋視野邊緣，也足以應付現場快速測試。

其次，調整參數以確定最合適的背景顏色和背光強度。劉雨辰通過測試檢測點的顏色，發現黃點最顯眼，大小為屏幕寬度的1%，顯示時間為0.2秒。使用中，還需要測試人員告訴程序是否看到過閃光。劉雨辰嘗試了帶有線控制器的耳機，但有線開關操作不方便且易出錯;也嘗試了通過程序讀取手機電子陀螺儀的信號，需要測試人員點頭動作就可以，但是一次測試過程，測試人員可能需要點頭上百次。最劉雨辰制作的簡易篩查設備后，經多次試驗比較，劉雨辰選擇可以通過藍牙連接的遙控開關。如此一來，一個完整的系統可以使用現有的手機和不到50元的配件構成。

做好了系統和配件后，劉雨辰找到了志愿者測試結果，并將測試的結果與官方醫療結果進行了比較，她發現她的測試結果正確地檢測到視野障礙患者的缺陷位置和缺陷水平。專業設備可以提供更高的準確性和更多信息，但她的發明可以更方便地進行快速篩選。

發明者的心聲

做這個項目的初衷是母親的一次經歷。母親算是很幸運，較早發現了眼疾并進行了治療。但現實生活中，很多患者并沒有那么幸運。在完成這個項目后，我為了了解項目的實用性和準確性，拜訪了專業眼科醫生，向他們展示了我的設備和測試結果，并討論了我的想法的可行性。醫生告訴我，他們也注意到目前測試程序的不足，并肯定了我的設計，他們認為我的設計適合現場快速篩查，以幫助沒有足夠醫療條件的患者。

我聯系了南京市郊的社區，利用節假日義務為社區老人進行視野篩查服務，共計為20余位60～90歲的老人進行了篩查，除了發現若干老人患有白內障外，還發現一例單眼視野損傷的病例，及時建議老人就醫，初步顯示了快速視野篩查的作用。

現在，項目已經申請了國家專利，并建立了相關網站頁面，讓有需要的人都可以免費下載。與此同時，我還開發了一個微信小程序，不需要附加任何設備，就可以進行視野測試，目前已經有2000人使用過這個小程序。我正在聯系相關的慈善組織，希望與他們合作推廣我們的解決方案。在更多志愿者的幫助下，可以篩查盡可能多的人。別人眼中的她

在不少同學眼里，劉雨辰是個競賽小能手，全省、全國各種科技類競賽、語言類競賽等，幾乎都有她活躍的身影;在老師的眼中，她是個既會學習也會玩的學生，對于感興趣的學科會去深入了解，依靠自學儲備很多專業知識;在閨密眼中，她是旅游必備好幫手，因為她不僅擅長做旅行攻略，還愛好攝影;而在父母眼中，她是個自律且有主見的孩子，能夠合理安排自己的時間，有清晰的目標，盡管選擇的研究方向和家里人所從事的領域完全不同，但他們也全力支持她的興趣所在。