近日，歐洲出現(xiàn)了一項(xiàng)創(chuàng)新的COVID-19 EYE TEST新冠感染風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)無需采用任何專業(yè)設(shè)備，只需使用者通過一臺(tái)普通的智能手機(jī)，或者帶有攝像頭的智能硬件拍攝一張眼部照片，即可在3秒內(nèi)實(shí)時(shí)獲知是否存在新冠感染風(fēng)險(xiǎn)。

目前歐洲正處于第四波delta新冠疫情的襲擊中，加之公眾對(duì)是否接種新冠疫苗，是否采取隔離措施等觀念尚未統(tǒng)一，因此，盡管這項(xiàng)創(chuàng)新新冠風(fēng)險(xiǎn)篩查技術(shù)尚處于商業(yè)內(nèi)測(cè)階段，但因其具備無創(chuàng)、實(shí)時(shí)、低成本、易操作的特點(diǎn)仍在當(dāng)?shù)匾鹆藦V泛的媒體關(guān)注和討論。

國(guó)外媒體報(bào)道(圖源：SPAINTV)

而近日我國(guó)多地發(fā)現(xiàn)新冠肺炎確診病例，截至8月5日24時(shí)，全國(guó)共有確診病例1370例（其中重癥病例34例），累計(jì)追蹤到密切接觸者1115176人，尚在醫(yī)學(xué)觀察的密切接觸者40990人，疫情防控再次升級(jí)。在此背景下，COVID-19 EYE TEST技術(shù)無疑可以在保障新冠疫情防控效果的同時(shí)降低居民出行風(fēng)險(xiǎn)，將疫情防控真正落實(shí)到個(gè)人。

該項(xiàng)技術(shù)原理如何？臨床數(shù)據(jù)表現(xiàn)如何?目前產(chǎn)品化進(jìn)程如何？是否存在隱私安全隱患？國(guó)內(nèi)用戶使用又有哪些注意事項(xiàng)？對(duì)此，動(dòng)脈網(wǎng)專訪了該項(xiàng)目的首席科學(xué)家付彥偉博士，一一揭曉答案。

眼部檢測(cè)新冠感染風(fēng)險(xiǎn)，背后技術(shù)原理是什么？

實(shí)際上，這項(xiàng)技術(shù)源自AIMOMICS與復(fù)旦大數(shù)據(jù)學(xué)院大數(shù)據(jù)感知實(shí)驗(yàn)室合作的一個(gè)全球眼部疾病特征檢測(cè)項(xiàng)目“AIMO EYE TEST PROGRAM”，目前這項(xiàng)技術(shù)所授權(quán)的歐洲企業(yè)已經(jīng)取得了相關(guān)檢測(cè)產(chǎn)品的歐盟CE認(rèn)證，獲得了部分國(guó)家和地區(qū)獨(dú)家代理商的采購訂單，并取得了融資。

據(jù)付彥偉博士介紹，該項(xiàng)目從2020年2月正式啟動(dòng)，目前已在國(guó)內(nèi)和境外開展了多項(xiàng)跨地區(qū)跨人種的眼部新冠特征檢測(cè)的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)。

圖為付彥偉博士

“我們是由機(jī)器學(xué)習(xí)、臨床醫(yī)學(xué)和商業(yè)領(lǐng)域?qū)＜宜M成的國(guó)際化聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，”付彥偉博士介紹道，從新冠疫情爆發(fā)到現(xiàn)在，經(jīng)過十幾個(gè)月的不懈努力，該項(xiàng)技術(shù)在全球多個(gè)地區(qū)臨床實(shí)驗(yàn)中的敏感性與特異性平均指標(biāo)均達(dá)到了85%以上，且一直處于較為穩(wěn)定的水平，其中針對(duì)無癥狀感染者的平均準(zhǔn)確率達(dá)到了75%。（varianCE =+/- 10%, in terms of testing example）

“并且，在各地的臨床實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，針對(duì)亞洲人，尤其是東亞人的模型表現(xiàn)最好，平均特異性和敏感性最高均可達(dá)到97%，而跨人種的平均敏感性和特異性最高可達(dá)到75%和91.6%。”付彥偉博士補(bǔ)充到。

項(xiàng)目臨床數(shù)據(jù)表現(xiàn)優(yōu)異，背后原理是什么？

對(duì)此，付彥偉博士表示，一方面，在西方醫(yī)學(xué)中，基于眼表微循環(huán)和眼底視網(wǎng)膜病變的相關(guān)醫(yī)學(xué)理論，通過眼表和眼底視網(wǎng)膜來進(jìn)行疾病識(shí)別診斷的AI醫(yī)學(xué)影像技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，除常見的眼科疾病外，糖尿病、心腦血管病等多種內(nèi)科疾病的眼部檢測(cè)技術(shù)，在全球醫(yī)學(xué)界獲得了普遍認(rèn)可并已進(jìn)入商用市場(chǎng)；

另一方面，通過眼部特征診斷疾病在中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中也歷史悠久，具有完整的方法論與臨床實(shí)踐，且中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為，雙目所蘊(yùn)含的身體信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過身體任何其他的器官。

“受到眼底診斷技術(shù)，尤其是中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中目診理論的啟發(fā)，我們結(jié)合了機(jī)器學(xué)習(xí)與高維數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，將難以被人類肉眼觀察識(shí)別到的細(xì)微復(fù)雜的多維眼部特征進(jìn)行識(shí)別和分型，并與特定疾病特征相關(guān)聯(lián)來實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。”付彥偉博士向動(dòng)脈網(wǎng)表示。

另據(jù)付彥偉博士介紹，由于團(tuán)隊(duì)與境內(nèi)外開展臨床實(shí)驗(yàn)的合作醫(yī)療機(jī)構(gòu)簽有聯(lián)合研究保密協(xié)議，目前可公開發(fā)表的相關(guān)學(xué)術(shù)成果為兩篇預(yù)印本論文，分別是在上海公共衛(wèi)生臨床中心和石家莊第五人民醫(yī)院開展的相關(guān)新冠眼部檢測(cè)臨床實(shí)驗(yàn)。并且，值得注意的是，在石家莊的臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)過了第三方武漢協(xié)和醫(yī)院聯(lián)合團(tuán)隊(duì)的3次盲測(cè)。

其中一篇論文指出，雖然越來越多的臨床研究案例都指出許多新冠肺炎檢測(cè)結(jié)果呈陽性的患者具有相應(yīng)的眼部癥狀，例如結(jié)膜充血、水腫、溢淚以及分泌物增多等。“但由于難以用肉眼或其他眼科儀器等通常臨床檢查手段對(duì)一些微小復(fù)雜的眼部特征進(jìn)行充分識(shí)別和分類，目前無論是處于一線的新冠治療臨床醫(yī)生，還是專業(yè)的眼科醫(yī)生，都難以提出充足的證據(jù)來證明這些眼科癥狀與新冠肺炎具有完全正相關(guān)的醫(yī)學(xué)聯(lián)系。”

而在這兩篇論文中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多個(gè)合作方進(jìn)行了多組臨床實(shí)驗(yàn)以證明通過眼部癥狀測(cè)新冠肺炎感染的可行性。

具體而言，在2020年4月至5月上海公共衛(wèi)生臨床中心的臨床實(shí)驗(yàn)中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以104例COVID-19陽性患者為實(shí)驗(yàn)組，131例非新冠肺炎患者，68例眼科疾病患者和136例健康的志愿者為對(duì)照組展開了實(shí)驗(yàn)；

而在2021年1月至5月石家莊第五人民醫(yī)院的臨床實(shí)驗(yàn)中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)又以66例COVID-19陽性患者為實(shí)驗(yàn)組，44例COVID-19康復(fù)患者（核酸由陽性變?yōu)殛幮裕? 例肝病患者與117 例健康志愿者為對(duì)照組展開了臨床實(shí)驗(yàn)。

上述兩組臨床實(shí)驗(yàn)都取得了非常不錯(cuò)的成績(jī)，每組測(cè)試結(jié)果的 AUC 均大于 0.94。基本證明了通過眼部圖片進(jìn)行 COVID-19 快速篩查的可行性。

石家莊第五人民醫(yī)院臨床實(shí)驗(yàn)三次盲測(cè)的結(jié)果在圖象級(jí)別以及個(gè)人級(jí)別上的表現(xiàn) （項(xiàng)目組供圖）

論文鏈接：https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.09.03.20184226v4#disqus_thread

https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.06.23.21258626v1

“通過采集患者眼部圖片并進(jìn)行圖像區(qū)域劃分，再利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和高維數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工具從特定眼部區(qū)域提取和量化特征，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)疾病預(yù)測(cè)，”付彥偉博士簡(jiǎn)要介紹了這項(xiàng)技術(shù)的檢測(cè)方法，“通過這種方式，那些難以被臨床醫(yī)生通過肉眼和眼科儀器發(fā)現(xiàn)的與新冠肺炎相關(guān)的細(xì)微眼部病理特征就能被我們所研發(fā)的算法模型識(shí)別和預(yù)測(cè)”

“快速診斷是目前傳染病防控中亟待發(fā)展的課題，這項(xiàng)研究成果不僅僅是AI影像技術(shù)在傳染病中的應(yīng)用，也是對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)理論和實(shí)踐的一次深度挖掘和開發(fā)。”本次國(guó)內(nèi)臨床實(shí)驗(yàn)主要醫(yī)學(xué)負(fù)責(zé)人、論文共同第一作者、武漢協(xié)和醫(yī)院感染科主任醫(yī)師趙雷博士表示。

此外，談及“COVID-19 EYE TEST”背后的臨床科研過程，付彥偉博士有些感慨，凡是接觸新冠患者的所有一線臨床科研都非常稀缺可貴，尤其是一線醫(yī)護(hù)人員，在隔離區(qū)域中，不但要承擔(dān)巨大的工作壓力，還要承擔(dān)額外的科研任務(wù)。

“眼部檢測(cè)新冠感染風(fēng)險(xiǎn)這一技術(shù)的臨床科研難度可想而知，”付彥偉博士感慨道，“因此，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)十分感謝中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)專家劉雨團(tuán)隊(duì)，上海公共衛(wèi)生臨床中心的李鋒博士團(tuán)隊(duì)，武漢協(xié)和醫(yī)院趙雷博士團(tuán)隊(duì)，石家莊第五人民醫(yī)院鄭浩杰博士團(tuán)隊(duì)，湖北省中醫(yī)院李鴻博士團(tuán)隊(duì)在抗疫第一線艱苦奮斗的同時(shí)，依然給予了該項(xiàng)目巨大的支持與幫助。”

目前項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正與境內(nèi)外各臨床實(shí)驗(yàn)合作方協(xié)調(diào)，預(yù)計(jì)未來會(huì)將多個(gè)境內(nèi)外實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)合并后進(jìn)行學(xué)術(shù)發(fā)表。

已有相似眼部檢測(cè)技術(shù)，COVID-19 EYE TEST特別在哪？

據(jù)付彥偉博士介紹，目前在全球已經(jīng)陸續(xù)有企業(yè)進(jìn)入眼部檢測(cè)新冠的賽道。

例如，德國(guó)一家成立于1986年的高科技公司SEMIC在2021年4月宣布實(shí)現(xiàn)了通過眼部檢測(cè)新冠的技術(shù)，通過拍攝一張眼部照片即可在3-5分鐘內(nèi)確定新冠肺炎感染風(fēng)險(xiǎn)，且稱該項(xiàng)技術(shù)的靈敏性和特異性均達(dá)到了97%。

值得注意的是，該技術(shù)在SEMIC官網(wǎng)上顯示尚未獲得CE或其他醫(yī)療認(rèn)證，但從其他歐洲相關(guān)媒體報(bào)道中獲知，SEMIC開發(fā)的手機(jī)APP已經(jīng)進(jìn)入了商業(yè)內(nèi)測(cè)和企業(yè)用戶收費(fèi)階段，企業(yè)用戶收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為每月480歐元。

關(guān)于AIMO EYE TEST PROGRAM項(xiàng)目與其他相似技術(shù)的差異，付彥偉博士表示主要體現(xiàn)在技術(shù)路徑與商業(yè)化策略上：

首先，AIMO EYE TEST PROGRAM算法模型所檢測(cè)與分析的眼部病理特征包含的形態(tài)與范圍更廣，不僅包括眼球的瞳孔、黑睛與白睛部位，還包括了眼瞼及眼部周邊區(qū)域，而更全面的病理特征信息將更有助于提高檢測(cè)模型的性能表現(xiàn)；

其次，該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)就該項(xiàng)技術(shù)聯(lián)合多方展開了多組境內(nèi)外跨人種的臨床實(shí)驗(yàn)，并以學(xué)術(shù)論文的方式公開了臨床實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果，且在全球首次以跨地區(qū)跨人種臨床實(shí)驗(yàn)方式提供了人體眼部病理特征與新冠疾病相關(guān)的檢測(cè)證據(jù)和該檢測(cè)模型對(duì)跨地區(qū)跨人種的普適性證據(jù)。

最后，AIMO EYE TEST PROGRAM與其他相似技術(shù)商業(yè)化策略的核心差異之處在于，不會(huì)直接面向終端用戶獨(dú)立開發(fā)和運(yùn)營(yíng)APP這類終端產(chǎn)品。

“現(xiàn)在和未來的很長(zhǎng)一段時(shí)間里，我們的精力都會(huì)聚焦在不斷擴(kuò)大臨床實(shí)驗(yàn)規(guī)模和提升模型性能上，因此也將更專注于為‘更專業(yè)和更接近終端用戶’的第三方企業(yè)或機(jī)構(gòu)提供API數(shù)據(jù)服務(wù)，打造一個(gè)可以引入更多合作伙伴，可以共同進(jìn)行跨地域跨人種研發(fā)的開放式眼部檢測(cè)數(shù)據(jù)平臺(tái)，這是我們的最終目標(biāo)。”付彥偉博士總結(jié)到。

免費(fèi)開源demo和API接口，助力國(guó)內(nèi)新一輪疫情防控

據(jù)付彥偉博士介紹，目前該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已經(jīng)決定將這項(xiàng)技術(shù)的新冠檢測(cè)demo和相關(guān)API數(shù)據(jù)開發(fā)接口向中國(guó)境內(nèi)用戶和非商業(yè)目的開發(fā)者永久免費(fèi)開源。（文末附有demo鏈接和FAQ）

談到免費(fèi)開源原因，付彥偉博士表示，“我們的核心團(tuán)隊(duì)根植于中國(guó)，且核心技術(shù)的啟發(fā)和孵化受益于中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)理論和國(guó)內(nèi)各領(lǐng)域?qū)＜覀兊臒o私指導(dǎo)。目前國(guó)內(nèi)正在遭受新一輪新冠疫情的襲擊，在此特殊時(shí)刻，我們希望能夠及時(shí)貢獻(xiàn)出一份力量，同時(shí)也希望更多的用戶和各領(lǐng)域研究者能夠受益于這項(xiàng)技術(shù)以及便捷地開展相關(guān)研究。”

但正如前文所述，該技術(shù)尚處于內(nèi)測(cè)階段，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)表示目前并無正式產(chǎn)品上線。因此，在國(guó)內(nèi)疫情防控形勢(shì)嚴(yán)峻的今天，該項(xiàng)技術(shù)的落地成為行業(yè)內(nèi)最為關(guān)注的話題之一。

對(duì)此，動(dòng)脈網(wǎng)了解到，自2021年5月起，付彥偉博士所在的團(tuán)隊(duì)就已經(jīng)與幾家國(guó)內(nèi)外提供全球性服務(wù)的大型智能硬件與互聯(lián)網(wǎng)科技公司合作，成功進(jìn)行了API搭載商業(yè)內(nèi)測(cè)。

COVID-19 EYE TEST內(nèi)測(cè)版示意圖（項(xiàng)目組供圖） 內(nèi)測(cè)版鏈接：http://eyetest.aimomics.org

“此技術(shù)可以非常方便地將API集成至各種具有普通攝像頭的智能硬件（例如手機(jī)和高清攝像機(jī)）和APP軟件中，不需要任何專業(yè)設(shè)備和繁瑣的操作方式，便可輕松實(shí)現(xiàn)包括新冠肺炎在內(nèi)的多種疾病風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)，真正達(dá)到無創(chuàng)、實(shí)時(shí)和更低成本，適用于個(gè)人和家庭自檢、遠(yuǎn)程醫(yī)療和大規(guī)模疾控防治等應(yīng)用場(chǎng)景。”付彥偉博士表示。

值得注意的是，目前開放的API數(shù)據(jù)接口僅用于新冠疾病的風(fēng)險(xiǎn)性篩查，未來將逐步開放糖尿病、病毒性肺炎、肝部疾病、病毒性流感等多種疾病的檢測(cè)API接口，“期待不久的未來可以實(shí)現(xiàn)一張照片即可進(jìn)行多種疾病的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。”

另外，在該項(xiàng)技術(shù)demo的免費(fèi)測(cè)試使用上，付彥偉博士強(qiáng)調(diào)：

第一， 該項(xiàng)技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)僅可作為非商業(yè)目的科研免費(fèi)使用測(cè)試，不代表任何形式的診療服務(wù)，用戶在使用中接觸到的任何提示與內(nèi)容，不能代替醫(yī)生面診和任何醫(yī)療工具所檢測(cè)的結(jié)果；

第二， 此次免費(fèi)測(cè)試僅針對(duì)中國(guó)境內(nèi)用戶，且在測(cè)試過程中將嚴(yán)格遵守境內(nèi)外數(shù)據(jù)合規(guī)及隱私安全，用戶無需任何注冊(cè)留存?zhèn)€人信息，在同意試用測(cè)試條款后即可體驗(yàn)，在輸出檢測(cè)結(jié)果后所有的行為數(shù)據(jù)均會(huì)被及時(shí)銷毀；

第三， 因?yàn)榉巧虡I(yè)性質(zhì)的免費(fèi)開放，Demo服務(wù)器存在資源瓶頸，如遇測(cè)試高峰期可能會(huì)使檢測(cè)速度放緩，每日可檢測(cè)次數(shù)也或?qū)⑹芟蕖F(tuán)隊(duì)目前正在努力維護(hù)，以期帶給用戶更好的免費(fèi)測(cè)試體驗(yàn)。

“通過人的眼部特征信息來診斷或預(yù)測(cè)疾病，是人體醫(yī)學(xué)中一個(gè)正在被逐步證實(shí)和揭秘的新興領(lǐng)域，具有巨大的學(xué)術(shù)研究與實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值，尤其在AI技術(shù)與人體醫(yī)學(xué)迅速融合發(fā)展的今天，已經(jīng)出現(xiàn)了相當(dāng)多的AI+Healthcare創(chuàng)新醫(yī)療影像工具，期待這些技術(shù)的正向推進(jìn)和有序競(jìng)爭(zhēng)能夠?yàn)槿祟悗砀玫奈磥怼！备稄﹤ゲ┦空f到。

附：

本次免費(fèi)demo開源地址進(jìn)入以下地址后，點(diǎn)擊首頁 FREE DEMO 按鈕，再點(diǎn)擊接受FREE DEMO的使用條款后，即可免注冊(cè)立刻免費(fèi)體驗(yàn)使用：

WWW.AIMOMICS.ORG

FAQ：

1. Demo所支持的設(shè)備

目前我們的免費(fèi)demo作為非商用測(cè)試版本，目前僅支持帶有500萬分辨率以上的攝像頭， Andrid與IOS系統(tǒng)的手機(jī)與PDA，尚不適配其他終端。

2.拍攝所需環(huán)境

請(qǐng)選擇光照充足且均勻的環(huán)境，避免強(qiáng)光導(dǎo)致的眼部反光，避免環(huán)境昏暗導(dǎo)致的照片不清楚。

拍攝環(huán)境和背景不能是紅色。

3. 拍攝前臉部準(zhǔn)備

拍攝時(shí)請(qǐng)取下眼鏡（包括隱性眼鏡），擦拭干凈眼部化妝，去除假睫毛，頭發(fā)梳起不能對(duì)眼部區(qū)域有任何遮擋。

4. 手機(jī)拍照模式調(diào)整

請(qǐng)使用普通模式，請(qǐng)不要打開美顏，柔光等特效功能，關(guān)閉閃光燈。

5. 按照?qǐng)D例手動(dòng)對(duì)齊眼部照片

請(qǐng)嚴(yán)格按照DEMO中每頁的眼部圖例與文字提示，用手指在頁面中的裁剪框內(nèi)移動(dòng)和縮放所拍攝的眼部照片，直至與頁面下方的標(biāo)準(zhǔn)眼部圖例一致后再點(diǎn)擊測(cè)試按鈕，特別注意避免眼部不完整，以及避免將背景截入。

6. 關(guān)于檢測(cè)結(jié)果

DEMO的檢測(cè)結(jié)果分為高風(fēng)險(xiǎn)與低風(fēng)險(xiǎn)兩種，如果您檢測(cè)結(jié)果是高風(fēng)險(xiǎn)，建議增加檢測(cè)次數(shù)，選擇高級(jí)測(cè)試（advance test），并更換不同的光照環(huán)境與背景進(jìn)行眼部拍攝，如果檢測(cè)結(jié)果依然多次為高風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果，建議結(jié)合自身身體情況咨詢專業(yè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)，也可發(fā)郵件至service@aimomics.org與我們聯(lián)系進(jìn)行深度檢測(cè)。

7. 關(guān)于Demo語言

您可以通過點(diǎn)擊demo首頁右上角圖標(biāo)，進(jìn)入設(shè)置（setting）頁面進(jìn)行中英文語言切換。