近日，天津医科大学眼科医院魏瑞华教授与杜蓓教授领衔的研究团队，在国际期刊《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》上发表了关于近视筛查的重要研究成果。该研究创新性地构建了一套基于普通智能手机的主观屈光检测系统，利用虹膜识别技术结合光学原理，精准量化眼-屏距离（Eye-to-Screen Distance, ESD），首次在家庭环境中实现了对球镜度（S）、柱镜度（C）及散光轴位（α）三大关键屈光参数的完整评估。这一突破有效打破了传统屈光筛查对专业设备和医疗机构的依赖。
本研究第一作者为天津医科大学眼科医院光学博士苏强，合作单位包括香港理工大学与中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所。研究数据显示，该手机平台测得的等效球镜度（Spherical Equivalent Refraction, SER）与临床金标准高度一致，Bland-Altman分析显示其95%一致性界限（Limits of Agreement, LOAs）为0.10 ± 0.89 D；在中高度近视人群（-6.00 D < SER ≤ -3.00 D）中，筛查效能（AUC）高达0.986，展现出卓越的临床适用性，为儿童青少年提供了一种低成本、高可及性的居家近视早期筛查与日常监测新工具，有力推动近视防控向“家庭端”延伸。
一、研究背景：破解全球近视防控的现实瓶颈
近视作为全球范围内高发的视力健康问题，已引起公共卫生领域的广泛关注。当前全球近视患病率已超过28.3%，预计到2025年将攀升至49.8%。屈光状态的早期筛查是实现“早发现、早干预”的关键环节，然而传统筛查模式长期面临三大核心挑战：
可及性受限：高度依赖专业眼科机构或视光中心，基层地区因人力与设备资源匮乏难以普及；
经济与时间成本高：家庭需承担往返交通、排队候诊等隐性成本，偏远地区儿童常因“就医难”延误干预时机；
技术工具功能单一：现有基于手机的视力筛查应用多仅能评估裸眼视力（Visual Acuity, VA），无法定量获取屈光误差（Refractive Error, RE）；少数具备屈光测量能力的工具，或缺失散光评估模块，或依赖特定屏幕类型（如蓝色OLED光源），通用性与兼容性较差。
智能手机的广泛普及为解决上述难题提供了全新路径。魏瑞华教授与杜蓓教授团队研发的这一新型筛查平台，旨在填补“居家精准屈光检测”的技术空白，推动近视防控从“被动就诊”向“主动家庭监测”转型。
二、研究方法：严谨验证 + 可解释技术架构
本研究严格遵循临床验证规范，采用“金标准对照 + 大样本实证”的双轨设计，确保结果的科学性与可靠性。其核心技术路径在于：通过虹膜图像反推眼-屏距离，并结合经典光学法则计算完整屈光参数。
金标准参照：由经验丰富的验光师使用综合验光仪，在标准条件下（3米测试距离、E字视标对比度1:100、色温4000–6000K）完成主观验光，作为临床基准。
智能手机平台设计：
设备兼容性强：支持iOS 8.0及以上、Android 4.0及以上系统，适配主流机型；
环境自适应：内置环境光传感器动态调节屏幕亮度（200–800 cd/m²），保障测试条件稳定；
核心算法流程：前置摄像头采集面部图像 → 灰度化与直方图均衡化处理 → 虹膜区域分割 → 圆形拟合计算虹膜直径（Iris Diameter, ID）→ 结合虹膜平均生理尺寸（约12 mm）推算ESD → 依据“远点公式”（S = –1/ESD）与“30度法则”计算散光轴位（α）及柱镜度（C）。
用户操作流程：
受试者双手持手机，使屏幕与双眼平齐；
从E字视标模糊位置缓慢靠近屏幕，直至能清晰辨识方向（正确识别≥4/7即达标）；
切换至彩色散光表盘（每10°设一条参考线），判断线条清晰度——若各方向均匀则无散光（C = 0.00 D）；若存在清晰方向差异，则据此推算α与C值。
统计分析方法： 采用Bland-Altman分析评估手机测量与金标准的一致性（LOAs = 均值差 ± 1.96 × 差值标准差），并通过ROC曲线计算不同近视程度下的筛查效能（AUC），以P < 0.05判定统计学显著性。
三、核心发现：三大技术突破，契合临床实际需求
研究通过系统性数据分析，验证了该平台在准确性、一致性与筛查效能方面的突出表现，形成三项关键结论：
1. 距离估算高度可靠，奠定参数精度基础
眼-屏距离（ESD）与虹膜直径（ID）呈极强负相关（R² > 0.99），表明该估算模型具有高度稳定性；瞳孔间距（PD）测量平均偏差仅为0.17 mm，95% LOAs为±4.08 mm，89%的测量结果落在临床可接受误差范围内，为后续屈光计算提供了坚实的距离基准。
2. 全参数测量一致性达临床可用水平
球镜度（S）：青少年组（0.14 ± 0.83 D）与成人组（0.09 ± 0.93 D）无显著差异（p = 0.236），证实平台适用于全年龄段；
双眼整体SER平均偏差为0.11 ± 0.89 D，其中85.87%的测量值误差控制在±0.50 D以内；
右眼偏差为0.07 ± 0.89 D，左眼为0.15 ± 0.88 D，双眼间无系统性偏差，进一步验证平台的普适性与稳定性。
3. 近视筛查效能优异，具备大规模推广潜力
对轻中度近视（-3.00 D < SER ≤ 0.00 D）：AUC = 0.973，灵敏度93.3%，特异性91.7%；
对中高度近视（-6.00 D < SER ≤ -3.00 D）：AUC = 0.986，灵敏度93.3%，特异性93.2%；
两项指标均显著优于现有居家筛查工具，可高效识别高风险近视人群。
四、研究价值：开启近视防控“居家化、普惠化”新范式
本研究首次在真实世界场景中完成基于普通智能手机的全参数屈光筛查临床验证，无需附加硬件，仅凭日常设备即可实现专业级检测，有效缓解基层医疗资源不足与家庭监测不便的双重困境。平台不仅覆盖球镜、柱镜与散光轴位三大核心参数，弥补了当前多数工具“仅测视力、忽略散光”的短板，更支持多场景应用——包括家庭日常自测、校园批量初筛、社区健康评估等，有望构建“家庭自检—学校筛查—医院确诊”的闭环防控体系。
展望未来，研究团队计划进一步优化青少年用户在散光轴位判断中的交互体验（例如简化表盘逻辑），并探索与便携式手机配件的集成方案，目标实现“30秒快速检测、一键生成报告”，真正让精准近视筛查走进千家万户，助力全民眼健康战略落地。
