Regeneron ISEF 2025 最高奖：ENBM068 - RetinAI：用于眼部肿瘤家庭筛查的人工智能系统

目前，由于缺乏及时准确的眼科检查，视网膜母细胞瘤 (RB) 的早期诊断在临床实践中仍然具有挑战性，而这种检查至关重要，因为 RB 晚期通常会导致眼球摘除和失明。为了解决这个问题，本研究开发了 RetinAI，这是第一款配备人工智能系统的低成本可穿戴耳机和视网膜照相机，用于早期检测 RB。RetinAI 由两部分组成：一个眼外检测设备，结合 YOLOv11 深度学习模型，用于检测 RB 的早期征兆——白瞳症；以及一个由 ResNet-50 或 YOLOv11 驱动的内部视网膜图像系统，用于检测视网膜肿瘤。硬件包括一个 3D 打印耳机和镜头/相机连接器、Pi Camera 3、双红外/白光 LED 灯、LCD 屏幕、20D 镜头和 Raspberry Pi 5。对于白瞳症检测，对白瞳症的计算机视觉颜色分析显示，它们的明度、色调和饱和度与正常瞳孔不同。随后，YOLOv11 模型被开发出来，并展现出 98% mAP 的高性能，并可使用 RetinAI 头戴设备检测到直径小至 1 毫米的白瞳症。对于视网膜母细胞瘤 (RB) 的检测，ResNet50 和 YOLOv11 分别实现了 97% 的准确率和 96% 的 mAP。临床上，RetinAI 对正常患者和视网膜母细胞瘤患者进行了实验，结果表明 RetinAI 成功检测出了正常视网膜和视网膜母细胞瘤肿瘤。RetinAI 是首个低成本系统，它不仅可以通过瞳孔外部图像检测眼部肿瘤，还可以通过眼内视网膜图像检测眼部肿瘤，无需任何扩瞳药物，并且能够使用高性能深度学习系统检测肿瘤。RetinAI 可以显著提高 RB 的早期检测水平，并可用于家庭、年度体检或没有眼科专家的小型诊所。