中国儿童青少年近视防控的现状和思考

戴磊 丁岚 蔡枫 赵婕 褚仁远 王成 瞿小妹

作者单位：1上海理工大学 生物医学光学与视光学研究所 医用光学技术与仪器教育部重点实验室，上海 200093；2复旦大学附属眼耳鼻喉科医院眼科，上海 200031；3中南大学湘雅医学院附属海口医院，海口 570208；4上海理工大学附属市东医院眼科，上海 200438

目前全球近视患者数量与日俱增，基数相当庞大，已成为全球关注的一个严重的公共卫生问题[1]。随着时间的推移，近视的进展可导致高度近视，从而增加近视致盲性并发症的风险，如视网膜脱离、近视性黄斑变性和青光眼等[2-3]。据国家卫生健康委发布的一份《全国儿童青少年近视调查报告》显示，2020 年全国儿童青少年总体近视率为52.7%，其中，小学生为35.6%，初中生为71.1%，高中生为80.5%[4]，近视已成为中国儿童青少年视力下降的主要原因。儿童青少年近视的高发不仅严重影响身心健康，更危害了当代和未来的人口素质，对社会经济甚至国防安全产生重大危害。预防“小眼镜”上升至国家战略眼健康问题，关系到儿童青少年健康成长，也是关系国家未来的大问题。现笔者结合目前近视防控的现状和难点，深入思考应对策略，以期为近视防控提供新思路。

1 当前近视防控现状

近年我国儿童青少年近视的患病率逐年增加，已成为我国重大公共卫生问题，引起国家高度关注。2018年8月国家教育部会同国家卫生健康委员会等8个部门制定了《综合防控儿童青少年近视实施方案（征求意见稿）》[5]，提出到2023年，力争实现全国儿童青少年总体近视率在2018 年的基础上每年降低0.5 个百分点以上。然而，我国儿童青少年近视形势依然严峻，2021年7月13日国家卫生健康委举行的新闻发布会上显示，我国近视现状存在两大问题：一是近视低龄化问题严重，6 岁儿童近视患病率为14.3%，有些地区高达19.1%；二是小学阶段近视率攀升速度较快，小学生近视患病率从一年级的12.9%上升至六年级的59.6%[6]。在疫情影响下，户外活动减少和在线上课时间增加，使得儿童青少年近视问题“雪上加霜”[7]。

当前，近视防控手段主流的观点主要有以下几种：①充足的户外运动，目前每天至少2 h户外活动，是防控近视公认的最有效手段，但因为种种原因，很多儿童青少年无法保证这样的户外时间。②光学矫正也是主流的近视防控措施之一，主要包括配戴框架眼镜及角膜塑形镜。框镜眼镜应用广泛，然而其对延缓近视发展的效果并不明显。角膜塑形镜是一种特殊设计的反几何角膜透气性隐形眼镜。研究表明科学规范配戴角膜塑形镜能控制眼轴增长，从而控制近视屈光度[8]。但是角膜塑形镜需要接触角膜，存在一定的感染风险，且价格高昂，覆盖的人群有限。③阿托品是一种非选择性M受体拮抗剂，能解除调节痉挛和散瞳。不同浓度的阿托品在控制近视效果和不良反应上的差异仍在探索中。1%阿托品被证实控制近视效果最佳[9]，然而1%阿托品组儿童出现了视力模糊、畏光、过敏与停药反应等不良反应。目前，阿托品用于近视防控的具体机制还不清晰，其有效性与安全性还需进一步评价。④重复低强度红光照射对学龄儿童近视控制的多中心随机对照临床试验，提供了该技术有效性、安全性的证据[10]。然而该技术在近视防控中仍处于早期应用阶段，存在应用方案制定不合理，操作不当，增加潜在不良反应的风险等问题[11]。随着人们对近视防控意识的逐渐深入，各种防控策略都占有一定的学术和市场地位，但近视率仍居高不下，当前的防控策略仍存在关键节点未打通，还有很多难点没有解决，接下来本文将对近视防控中存在的难点进行论述。

2 近视防控的难点

2.1 近视防控意识仍需加强

我国儿童青少年近视防控需要学校、政府部门、家长、医疗机构等多方共同协作。为达到近视防控的预定目标，在国家政策层面已经出台了“双减”政策，调整了中考入学政策，降低了学生间的学业竞争压力。然而，激烈的知识性竞争会在较长时间内持续存在，“学校减负，家长施压”的现象也屡见不鲜，增加户外活动和减少近距离用眼时间等行为干预措施较难实施。在国家层面控制近视的策略仍存在共同的挑战，包括学校筛查程序和精确的流行率数据的缺失。其次，公众对近视和近视控制仍然存在广泛的误解，包括父母缺少近视防控意识，错误的眼镜配戴等[12]。

2.2 近视发生机制不明确，难以精准防控

在满足现代学习和生活的用眼需求的情况下，有效防控近视是当前工作的重点。最佳的应对办法就是弄清近视发病机制、明确危险因素，针对高危因素采取有效的防控手段，达到精准预防的目的。山东中医药大学的毕宏生教授团队[13]和武汉大学人民医院眼科中心的周炼红教授团队[14]分别在2014年和2017年发表了关于近视发生机制研究进展的报道，总结了调节功能、周边远视离焦、环境因素、基因因素等近视发病的潜在机制；温州医科大学的周翔天教授团队最新提出了巩膜缺氧学说[15]，被业界认为是具有里程碑意义的研究成果。目前，对近视发生机制的基本认识是遗传和环境因素共同作用所致[16]。近视发病的明确机制仍未形成统一的定论，这些问题仍需要医疗科技工作者进一步的深入研究，从机制角度防控近视必然会事半功倍。

2.3 近视防控数据采集难，预测难

在近视发生和发展内在机制不清，又缺乏有效治疗措施的情况下，有效的近视防控技术目前仍是近视防控的难点。国内外主要围绕早期筛查和预测近视发生及进展做了一些研究。如中山大学中山眼科中心林浩添教授团队[17]在国内外首次采用深度学习方式结合图像自动识别近视。然而，即便采用此方法能精确筛查出近视人群，已经为时过晚，近视防控的核心应该是防止近视的发生，这是最重要的关口。以中山大学中山眼科中心为首的12 家单位联合开展了国家层面的多中心人工智能近视防控项目[18]。该项目团队联合建立了基于物联网和人工智能的近视防控平台，并以此为基础，建立了基于物联网的眼健康监测、预防和控制近视以及基于智能近视平台的个性化防控的三级防控体系。这个项目仍存在一些制约因素，包括：数据类型及格式有差异，数据不全面等。因此，目前近视防控还存在数据不规范，无统一的标准，技术条件参差不齐等问题；而对于预防最重要的预测更无法精准实现，如何精准地、个性化地预测近视的发生和发展仍是近视防控整体环节中的一个瓶颈和关键难点。

准确的近视预测对实际临床实践中有效控制近视具有重要的参考价值。无论是否有潜在的近视风险，所有儿童青少年都应鼓励进行户外活动；但对于近视风险增加的儿童青少年，应保留更频繁的随访和侵入性干预[19]。这些干预措施与不同近视风险等级儿童青少年的作用效果也需要监测数据来更好地指导临床管理。我们更应该注意到儿童青少年近视发病的机制不同，存在较大的个体差异，不同儿童青少年近视的发生和进展也存在较大差异，精准和个性化地预测近视的发生是防控近视的第一步。这也为精准的近视防控提出了许多挑战。其一，预测近视发生和进展是数据推动的问题，准确地预测未来的事件依赖于一个具有可用性的、代表性的、真实的和全面的数据集。因此，建立一个包括必要可靠预测因子的庞大数据集是挑战之一。其二，有了合适的数据集，建立精准的预测模型是又一个挑战。此外，即使在实现了准确的近视预测模型之后，如何在临床实践中正确部署该工具以及如何保护患者信息隐私也是未来的挑战。

3 医工交叉防控近视的思考

儿童青少年的眼球处于快速发育的阶段。在发育过程中，是由远视状态向正视状态发育，不同生长时期，状态不同。根据横、纵断面的研究结果来看，学龄儿童眼球生物学参数随年龄变化而发展，等效球镜度降低，眼轴增长，晶状体变薄，前房深度加深，中央角膜厚度变厚，轴率（眼轴长/角膜曲率）比增大，但角膜曲率半径无明显变化[20-27]。这些研究结果说明，儿童青少年眼发育过程中，眼生物参数的变化对屈光发育起到了至关重要的影响。复旦大学附属眼耳鼻喉科医院和上海眼病防治中心都已经在屈光档案方面做了非常多的工作[28-30]。充分了解近视眼发生、发展的规律，寻找确实有效的、科学的防治措施，建立屈光发育档案仍是防治近视眼的基础性工作，如视力、屈光度数、角膜屈光力和曲率半径、前房深度、眼轴长度、眼压、身高体质量等生理指数。

目前，建立儿童青少年眼发育健康档案和预测儿童青少年近视发生的预警机制已成为国家层面的共识。然而，如前所述，如何建立儿童青少年眼发育健康档案，哪些参数必须纳入档案中，全国推行是否存在人力、技术和资金投入方面的困难等等问题，迫切需要技术上加大投入。因此，我们研究团队建议可以通过医工结合，从以下几个方面开展科技攻关，为近视防控提供理论基础和技术支撑。

3.1 建立正确的眼球发育及近视认知理念

眼球是一个复杂的生物光学系统，类似于多组透镜组成的一个精密的几何光学系统；并由不同屈光元素相互补偿匹配，伴随儿童青少年生长发育过程，眼屈光发育也不断从远视状态向正视化发展，直到儿童青少年生长发育结束。这个过程中，视网膜及巩膜也受外部刺激及中枢神经调节而动态变化，所以说眼睛是一套动态变化的光学成像系统。而近视的发生大多是由于眼球的生长发育过快，造成眼轴增长超出正常范围[31]。因此，眼屈光和眼生物参数，如眼轴长度[31]、角膜曲率[32]、前房深度[33]、玻璃体腔的深度等参数，对眼球生长监控至关重要，掌握这些参数对于了解眼球的生长状态，评估和预测近视发生具有重要和现实的临床意义。我们可以通过这些基础参数的构建，建立起正确的眼球发育和近视认知理念。

3.2 加强眼发育相关数据监测平台的研究

近视的发生是多参数、多因素综合的效果所致，单一的参数已然不适合达成近视防控的目标。目前近视筛查大多还是采用主观视力表，自动电脑验光仪作为主要的筛查手段，显然不适合当前近视防控的需求。目前课题组在前期眼生物参数测量的基础上，结合屈光测量光学系统，研制屈光与眼生物参数测量的一体化光学测量系统；结合图像处理技术与智能控制技术，实现自动定位，自动对焦，自动测量，全自动获取所有眼屈光和眼生物参数；设备中设有称重传感装置以及基于光学的测高系统，在被测者就坐过程中自动采集身高和体质量数据。该系统有望为近视防控提供专用设备，实现标准化的数据采集。数据采集实现自动化后可以大大降低医务人员工作强度，降低数据采集成本，提高采集效率，实现眼屈光发育的动态监测，并建立眼屈光发育数据库，为进一步的人工智能个性化预测屈光发育状态提供数据支撑。

3.3 精准预测眼屈光发育状态是必由之路

近视防控的关键主要是近视发生和发展的预警；精准和个性化地预测近视什么时候会发生是防控近视的关键[34]。这就需要在有效数据集基础上实现近视发生及进展的预测算法；精准地预测每个儿童青少年的屈光发育状态及未来走势[35]。并结合近视相关危险因素分析给出近视控制的个性化建议，实现近视智能临床防治措施，只有这样才能精准地防控近视的发生。过程中不断监测，将防治结果再反馈给临床，对临床效果进行动态评估，修正临床措施，达到精准，个性化的近视预防目的。目前课题组基于理论模型和眼生物参数测量数据采集系统，采集儿童青少年眼生物参数、性别、年龄数据，采用M估计的Robust回归算法优化多元线性回归预测模型，搭建了Robust回归预测模型。采用5-折交叉验证方法计算模型的准确性和均方根误差，结果表明，该模型具有高准确性为0.952 4，较好的可靠性R2为0.88，均方根误差为0.123 7。

4 总结与展望

近视是一个重要的公共卫生问题，也是涉及国家安全的战略问题，需要社会不同部门和政府之间的协同合作。受到新冠疫情的影响，儿童青少年电子产品使用时间增加，户外活动时间减少，近视患病率和进展进一步严重。近视防控的关键仍是早发现、早干预。成功的近视风险预测在有效控制近视的现实临床实践中有着重要的参考价值。而预测近视的发生和进展，更是数据驱动的问题，更需要一套标准的数据，标准化数据采集系统及有效的预测方法，这些流程的核心仍然是数据采集的标准化，在此标准的数据集上建立预测算法也就更有保障。综上，在目前近视发生机制尚不明确的情况下，采取医工交叉协助方式，从儿童青少年眼发育及近视认知理念出发，建立屈光发育档案数据采集标准体系，建立纵向数据的精准预测和有效干预手段等。实现一套标准化、自动化和智能化数据采集终端，解决这个瓶颈问题，近视防控的目标将指日可待。

利益冲突申明本研究无任何利益冲突

作者贡献声明戴磊：收集查阅分析文献，参与选题，进行文章撰写。丁岚：收集查阅分析文献。蔡枫：修改论文，根据编辑部的修改意见进行修改、审阅。赵婕：文章审阅。褚仁远：进行选题。王成：文章内容审阅及修改。瞿小妹：文章审阅