近日，首都医科大学附属北京同仁医院王宁利/李仕明/付晶团队联合北京航空航天大学高硕团队、英国剑桥大学等国际团队在顶级医学期刊《JAMA Network Open》（影响因子：10.5）发表重要研究成果《Deep Learning Prediction of Childhood Myopia Progression Using Fundus Image and Refraction Data》，开发了全球领先的基于深度学习的儿童近视进展预测系统，实现仅用单次眼底照相即可精准预测未来5年近视发展轨迹。
研究背景
高度近视预计到2050年将影响全球超10亿人，是导致不可逆视力损伤的重要原因。儿童期近视发生与成年期高度近视密切相关，早期精准预测和干预至关重要。然而，传统预测方法需要多次就诊和复杂检查，难以在大规模筛查中应用。如何利用简单的基线数据准确预测近视进展，是亟待解决的关键问题。
研究亮点一：突破性创建多年近视预测网络（MMPN）研究基于安阳儿童眼病研究（Anyang Childhood Eye Study,ACES）队列，历时6年追踪3048名儿童，收集16,211张眼底图像。同时，通过拉萨儿童眼病队列进行了外部验证，增加了藏族等少数民族儿童数据，进一步确保了预测模型的泛化性能和临床适用性。这是迄今为止用于近视预测的最大规模纵向研究数据集。
图：深度学习模型架构示意图
研究创新性地整合了：
1、ResNet34卷积神经网络：提取眼底图像深层特征
2、LSTM时序分析网络：捕捉近视进展的时间动态变化
3、多模态融合策略：结合图像与屈光度数据
取得突破性成果：
1、近视风险预测AUC达0.941（准确率87.0%）
2、高度近视风险预测AUC达0.985（准确率97.9%）
3、屈光度进展预测误差仅0.322D/年
4、单次检查即可预测未来5年发展轨迹
研究亮点二：首次揭示近视进展的眼底影像标志物
通过Grad-CAM可视化和引导反向传播技术，研究首次系统性揭示了与近视进展相关的关键眼底区域。
图：Grad-CAM热力图展示模型关注区域
模型重点识别的区域包括：
1、视盘周围：与近视性视神经病变风险相关
2、黄斑区域：未来可能发生近视性黄斑病变的关键部位
3、颞侧视网膜：后巩膜葡萄肿的好发区域
这一发现不仅提供了近视进展的客观影像学标志物，更为理解近视病理生理机制开辟了新视角。机制研究显示，这些区域的细微形态学改变早于临床可检测的屈光度变化，为超早期干预提供了可能。
临床转化前景
本研究开发的深度学习系统具有重要的临床应用价值：
1.精准分层管理：识别高危儿童，制定个体化防控方案
2.早期干预时机：在近视发生前即可预测风险，把握黄金干预期
3.医疗资源优化：单次检查即可长期预测，减少就诊负担
4.基层推广应用：仅需常规眼底照相设备，适合大规模筛查
该系统有望纳入国家儿童青少年近视防控体系，为实现2030年近视率下降目标提供技术支撑。
科研团队介绍
北京同仁眼科中心王宁利/李仕明/付晶教授团队长期致力于儿童近视防控研究，牵头开展安阳儿童眼病研究等大型队列研究。团队与北航仪器科学与光电工程学院高硕教授、剑桥大学等国际顶尖团队深度合作，在人工智能眼科应用领域取得系列突破性成果。
该研究得到国家自然科学基金、首都卫生发展科研专项等多项基金支持，为我国儿童近视防控国家战略提供重要技术支撑。
通讯作者
王宁利
中国工程院院士、北京同仁医院眼科中心主任、首都医科大学眼科学院院长，国家眼科诊断与治疗工程技术研究中心主任、中华预防医学会公共卫生眼科学会主委、中国医学科学院学术咨询委员会学部委员、国家杰出医师、中华医学会眼科学会前任主委、国际眼科科学院院士、目前唯一当选世界青光眼协会和亚太眼科学会主席的中国大陆学者。
长期致力于“青光眼诊疗技术研究”和“重点眼病群体干预”两大领域；发表论文总他引32554次，H指数85。第一/通讯作者SCI论文378篇，其中Cell主刊及Nature、Cell、Lancet、JAMA、NEJM子刊论文17篇。成果写入15部国际共识指南。连续11次入选爱思唯尔“中国高被引学者”榜。是唯一入选21世纪全球眼科领袖榜的大陆学者。承担重大、重点项目16项，主编全国统编教材7部、国际专著3部。牵头制定共识19部、指南6部、团标1项；共同制定国际指南2部。作为第一发明人授权专利43项(发明17项)，转化转让19项(发明7项)。第一完成人获国家科技进步二等奖2项、省部级一等奖5项、何梁何利科技奖、光华工程科技奖等。获国际防盲协会卓越视觉奖等国际奖4项。
李仕明（通讯）
首都医科大学附属北京同仁医院眼科主任医师、教授、研究员、博士生导师，医学视光科副主任，首届国家优秀青年医师、北京慢性病防治与健康教育研究会眼科专委会主任委员、中国医师协会循证医学专委会常委及眼科学组副主任委员、STAR工作组眼科学专委会副主任委员、中华预防医学会公共卫生眼科学分会委员。
主要研究方向：近视防治全流程的关键技术研发与应用，成人复杂屈光手术、设备研发与临床转化、循证医学评价。组织实施了安阳儿童眼病研究。主持国家自然科学基金3项、北京市自然杰出青年基金和重点研究专题等省部级课题10余项，骨干参与863、973和重大国际合作项目等，获教育部科技进步一等奖、北京医学会科技进步二等奖，发表学术论文135篇，以共同/通讯或第一作者在JAMA子刊（3篇）、Sci China Life Sci等发表论文35篇，获授权发明专利4项，主编人卫社出版《循证眼科学》和《全国儿童青少年防控近视系列》。入选英国《Ophthalmologist》期刊首次评选的“Top 40 Under 40”、欧洲“Expertscape”机构公布的“全球近视领域顶级专家”和美国斯坦福大学发布的“全球前2%顶尖科学家榜单”。
高硕（通讯）
北京航空航天大学副教授、博士生导师、剑桥大学博士。长期对医疗设备进行研究，累计获得研究成果130余项，以第一/通讯作者在Nature Reviews Bioengineering、Nature Reviews Electrical Engineering、Nature Sensors、Nature Communications等国际知名SCI期刊和会议接收及发表了80余篇高水平论文，其中以第一作者于剑桥大学出版社（Cambridge University Press）和斯普林格-自然出版社（Springer-Nature Press）发表英文科技专著3部、章节3章；主持国自然基金3项，国家重点研发计划课题1项，获全球Top2%科学家、小米青年学者、北京市课程思政教学名师等荣誉；被国家卫健委、清华长庚、首医同仁、中国康复医学会、北京中关村标准委员会医工融合分技术委员会等权威机构聘为专家；为Science、Science Robotics、Nature Electronics等顶尖期刊审稿专家及多个SCI期刊编委会成员。
研究成果受到了国内外专家的高度认可。如美国麻省理工学院Harry Asada教授（IEEE Fellow）、美国普林斯顿大学H.Vincent Poor教授（IEEE Life Fellow）和瑞士洛桑联邦理工学院Auke Ijspeert教授（Science副主编，IEEE Fellow）等专家，在Nature子刊等期刊文章中明确指出高硕的工作解决了相关领域中的关键问题，是领域中的state-of-the-art工作。经中国仪器仪表学会认定，成果属于“整体国际先进、部分国内领先”，相关成果获中国商业联合会科技创新一等奖（排名一）、中国仪器仪表学会技术发明三等奖（排名一）。
第一作者
康梦田
首都医科大学附属北京同仁医院眼科主治医师、讲师，中国医学装备协会眼科专业委员会委员、北京慢性病防治与健康教育研究会眼科专业委员会委员。
长期从事青少年儿童近视防控、成人屈光手术、近视发病机制的研究工作。中国科协青年托举人才、北京同仁医院拔尖人才，北京同仁医院青年临床医疗技术骨干。北京市医管局近视防控青年职工创新工作室负责人。获中国教育部自然科学奖一等奖、中国商联会服务业科技创新一等奖。
胡岩松
北京航空航天大学仪器科学与技术研究生。研究方向主要包括计算机视觉和事件相机，通过人工智能模型处理和分析图像信息，特别是与医学图像相关的多模态信息，以及使用事件相机和脉冲神经网络进行动态场景的视觉理解，并应用于无人机等自主智能设备的紧急避障等功能。
付晶
首都医科大学附属北京同仁医院斜视与小儿眼科主任、教授、博士研究生导师，北京市高层次公共卫生技术人才建设项目培养计划学科带头人、北京市卫生系统高层次卫生技术人才学科骨干、中华医学会眼科分会青年委员/神经眼科学组委员、中国医师协会眼科医师分会儿童眼健康专业委员会副主任委员、中国医药教育协会第二届眼科专业委员会候任主任委员、秘书长。
擅长疑难复杂斜视、弱视等儿童眼病视觉康复，近视防控，视光相关功能性眼病及神经眼科传出疾病诊治。主持包括国家自然科学基金面上项目、首都卫生发展科研专项重点攻关等项目在内的国家级、省部级、局级课题18项；以第一和通信作者发表文章130余篇，其中SCI收录60余篇，多篇文章发表于IOVS、EYE等眼科学顶流期刊。主编、副主编及参编参译专业书籍20余部。以第一完成人发表专利3项。代表性研究包括间歇性外斜视发病机制和联合防控诊疗研究、急性共同性内斜视发病特征和发病机制研究，以及主持开展规模达2000余人的拉萨儿童眼病流行病学六年队列随访研究等。担任《中国斜视与小儿眼科杂志》副主编，《中华眼视光杂志》、《眼科》、《中华眼科医学杂志（电子版）》编委；担任《BMC Medicine》、《European Journal of Ophthalmology》、《BMJ case reports》、《Frontiers of Neuroscience》、《Ophthalmic Research》、《BMC Ophthalmology》、《Neural Regeneration Research》等杂志审稿人。荣获北京市科学技术奖二等奖、北京医学科技奖一等奖等，获“北京优秀医师”、“中国优秀眼科医师”等称号。
文章链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41587032/
文章doi：10.1001/jamanetworkopen.2025.53543.
