眼科早筛:用手机闪光灯检查猫的高血压和白内障

2026-01-16 16:27:33
文章摘要
老年猫眼病难早期发现,本文讲用手机 + 免费 AI 测瞳孔反射筛查,含医学原理、实操步骤、工具选择及商业落地,帮低成本早发现眼部及神经病变风险。

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中国有5800万只宠物猫,其中15岁以上老年猫占比12%,约700万只。这些老猫中,超过30%患有高血压,但直到失明送医才被发现

等到眼球出血、视网膜脱落,治疗成本飙升到5000-20000元,且多数已不可逆。

关键在于眼科检查需要专业设备(眼底镜、裂隙灯),宠物医院配置率不足40%,且成本高昂,难以普及。

但如果我们换个思路,用手机闪光灯测瞳孔反射,再用 AI分析视频帧判断瞳孔缩放延迟,就能在家完成早期筛查。

本文将以老年猫咪作为切入点,通过光刺激引发的神经反射延迟,发早期现神经系统或视网膜病变风险,只需Gemini 3 Pro(免费)+ 手机


一、医学原理:为什么瞳孔反射能预测疾病?

1. 瞳孔缩放的神经通路

正常情况下,强光照射瞳孔,会触发这样一条反射链:

视网膜感光细胞 → 视神经 → 中脑顶盖前区 → 副交感神经 → 瞳孔括约肌收缩

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整个过程在0.2-0.4秒内完成。但当猫患有以下疾病时,这条链路会卡壳

疾病类型 异常表现 医学原因
高血压视网膜病变 瞳孔缩放延迟 > 0.5秒 视网膜微血管破裂,感光细胞缺血
白内障早期 瞳孔反应迟钝,光晕扩散 晶状体浑浊阻挡光线传导
青光眼 瞳孔散大固定,不缩放 眼压过高压迫视神经
神经系统病变 双侧瞳孔反射不对称 中脑或脑干损伤

关键点: 这都是有科学依据的,而且是眼科神经学的黄金检测标准,我们只是把医生的肉眼观察换成了AI的像素级分析

2. 为什么手机闪光灯可行?

专业眼底镜的光强约为2000-3000流明,iPhone 14的闪光灯可达1500流明,三星 S23达到1800流明,足够触发瞳孔反射。配合慢动作视频(240fps),能捕捉到0.004秒级别的瞳孔变化。


二、工具链选择:免费

方案A:零成本

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环节 工具 成本 优势
视频采集 iPhone/Android慢动作模式 0元 240fps足够捕捉瞳孔动态
视频分析 Gemini 3 Pro 0元 原生支持视频输入,无需帧提取
数据标注 手动标记20-30个样本 0元 建立基准数据集
  • 适用场景: 个人开发者、宠物博主做POC验证,每天处理 < 100只猫的筛查量。
  • 限制: 数据需上传至Google服务器,不适合医疗机构的合规需求。

方案B:商业级本地部署(DeepSeek + Qwen2-VL)

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环节 工具 成本 优势
视频分析 Qwen2-VL-7B(阿里开源) 1张3090显卡 本地部署,数据不出域
瞳孔检测 OpenCV + MediaPipe 0元 实时定位瞳孔边缘
决策层Agent DeepSeek-R1-Distill-Qwen-7B 0元(开源) 综合判断+生成报告
部署方式 vLLM / Ollama 0元 支持API调用
  • 适用场景: 宠物医院连锁、保险公司、宠物体检中心,日处理 > 500只猫。
  • 推荐硬件配置:
    • 入门级: RTX 3090(24GB显存),处理7B模型。
    • 生产级: RTX 4090×2(48GB显存),可跑14B模型。
    • 云端方案: 阿里云PAI按量付费。

方案C:混合部署(本地检测+云端决策)

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手机采集视频 → 本地OpenCV提取瞳孔坐标 → 上传坐标数据(非视频)→ Gemini分析 → 返回风险评估

  • 优势: 敏感视频数据不上传,只传数值,符合隐私合规。成本几乎为零。

三、技术实操:从视频到诊断报告

步骤一:采集标准化视频

图片描述

关键要求:

  1. 环境: 暗室(关灯,拉窗帘),避免环境光干扰。
  2. 距离: 手机距猫眼15-20cm。
  3. 时长: 录制5秒,前2秒不开闪光灯(记录基准瞳孔大小),第3秒开启闪光灯。
  4. 帧率: 至少120fps,推荐240fps
  • iPhone操作: 相机 → 慢动作 → 点击闪光灯图标设为"开启"。
  • Android操作: 相机 → 更多 → 慢动作 → 设置中开启补光灯。

步骤二:AI分析瞳孔变化(Gemini方案)

核心思路:让Gemini逐帧识别瞳孔直径,计算缩放速度。

提示词:

分析这段猫眼视频,完成以下任务:

  1. 识别瞳孔边缘,测量每一帧的瞳孔直径(像素)
  2. 标记闪光灯开启的时间点
  3. 计算从光照到瞳孔开始收缩的延迟时间
  4. 判断瞳孔收缩速度是否异常(正常应<0.4秒达到最小值)

输出JSON格式:
{
"baseline_diameter": 像素值,
"min_diameter": 像素值,
"latency": 秒数,
"contraction_speed": "正常/迟缓/无反应",
"abnormal_signs": ["浑浊", "散光", "不对称"]
}
"""

response = model.generate_content([video_file, prompt])
print(response.text)

输出示例:

{
  "baseline_diameter": 145,
  "min_diameter": 52,
  "latency": 0.58,
  "contraction_speed": "迟缓",
  "abnormal_signs": ["晶状体轻度浑浊", "瞳孔边缘不规则"]
}

判断逻辑:

  • latency > 0.5秒 → 高风险,建议眼底检查
  • contraction_speed = 无反应 → 紧急,疑似青光眼或神经损伤
  • abnormal_signs 包含浑浊 → 白内障早期征兆

步骤三:本地部署方案(OpenCV + Qwen2-VL)

图片描述

如果要避免数据上传,可以用OpenCV先提取瞳孔坐标,再让本地模型分析。

import cv2
import numpy as np

def detect_pupil(frame):
"""提取瞳孔中心和半径"""
gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
blurred = cv2.GaussianBlur(gray, (7, 7), 0)

# 检测圆形(瞳孔)
circles = cv2.HoughCircles(
    blurred, cv2.HOUGH_GRADIENT, 
    dp=1.2, minDist=50, 
    param1=100, param2=30, 
    minRadius=20, maxRadius=100
)

if circles is not None:
    x, y, r = circles[0][0]
    return (int(x), int(y), int(r))
return None

处理视频

cap = cv2.VideoCapture(‘cat_eye.mp4’)
pupil_data = []

while cap.isOpened():
ret, frame = cap.read()
if not ret:
break

pupil = detect_pupil(frame)
if pupil:
    pupil_data.append({
        &quot;time&quot;: cap.get(cv2.CAP_PROP_POS_MSEC) / 1000,
        &quot;diameter&quot;: pupil[2] * 2
    })

计算延迟

baseline = pupil_data[0]["diameter"]
min_diameter = min(p["diameter"] for p in pupil_data)
latency = next(p["time"] for p in pupil_data if p["diameter"] < baseline * 0.7)

print(f"瞳孔反射延迟: {latency}秒")

再调用 Qwen2-VL 本地模型分析:

# 使用vLLM部署Qwen2-VL-7B
vllm serve Qwen/Qwen2-VL-7B-Instruct \
  --tensor-parallel-size 1 \
  --max-model-len 4096
from openai import OpenAI

client = OpenAI(base_url="http://localhost:8000/v1", api_key="none")

response = client.chat.completions.create(
model="Qwen2-VL-7B-Instruct",
messages=[{
"role": "user",
"content": f"""
瞳孔数据:基准直径145px,最小52px,延迟0.58秒
判断:是否存在视网膜病变风险?给出医学建议。
"""
}]
)

print(response.choices[0].message.content)

本地模型的优势:

  • 视频不出服务器,符合医疗数据合规。
  • 响应速度 < 2秒(vs 云端5-10秒)。
  • 无API调用限制。

步骤四:Agent决策层(DeepSeek-R1联动)

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单纯的 延迟0.58秒 数据,普通用户看不懂。我们用Agent把技术指标翻译。

from langchain.agents import create_agent
from langchain.tools import tool

@tool
def query_medical_guideline(symptom: str) -> str:
"""查询猫科医疗指南"""
guidelines = {
"瞳孔反射延迟": "建议检查血压和眼底,排除高血压视网膜病变",
"晶状体浑浊": "疑似白内障早期,建议超声检查晶状体密度"
}
return guidelines.get(symptom, "暂无相关指南")

agent = create_agent(
model="deepseek-r1-distill-qwen-7b",
tools=[query_medical_guideline],
system_prompt="你是猫科眼科专家,根据检测数据给出就医建议"
)

response = agent.invoke({
"messages": [{
"role": "user",
"content": "检测结果:瞳孔反射延迟0.58秒,晶状体轻度浑浊,猫12岁"
}]
})

print(response[‘messages’][-1][‘content’])

输出示例:

风险等级:中-高

立即行动:

  1. 48小时内测量血压(正常值 < 150mmHg)
  2. 预约眼底镜检查,重点观察视网膜血管
  3. 暂停高盐零食,增加饮水量

原因: 12岁老年猫 + 瞳孔反射延迟 = 高血压概率 > 60% 晶状体浑浊提示白内障形成,需监测进展速度

预估费用:

  • 血压检查:50-100元
  • 眼底检查:200-500元
  • 若确诊高血压,月均药费约150元

四、商业落地:三种变现模式

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模式1:To C 家庭筛查服务

  • 产品形态: 小程序 / App,用户上传视频,AI出具报告。
  • 定价策略:
    • 单次检测:29元/次
    • 包年会员:199元(无限次检测 + 医生在线咨询)
  • 成本结构(按10万用户算):
    • Gemini API免费额度可覆盖日均1000次检测。
    • 超出部分按 $0.0025/次计算,月成本约 $75(约500元)。
    • 获客成本:短视频投放,CPM约30元,转化率2%。
  • 盈利测算: 月活5000用户,30%付费 = 1500付费用户 → 年利润15万

模式2:To B 宠物医院SaaS

  • 痛点: 宠物医院眼科设备利用率低(<20%),但眼科疾病占就诊量15%。
  • 解决方案: 提供"AI预筛 + 设备确诊"工作流。
    1. 前台用平板给猫拍视频(1分钟)。
    2. AI判断风险等级。
    3. 高风险引导到眼科深度检查(提高设备使用率)。
  • 收费模式: SaaS订阅 1000元/年/分院

模式3:To G 宠物保险风控

  • 需求: 宠物保险理赔中,眼科疾病占比18%,其中60%是未及时治疗导致恶化。
  • 方案: 投保时要求用户提交眼部筛查视频。
    • 低风险 → 标准费率
    • 中风险 → 费率上浮20%或眼科免责
    • 高风险 → 拒保或要求体检

五、技术边界

  1. 这套系统不能做什么?

    • 不能替代眼底镜确诊: AI只能筛查,最终诊断必须由医生完成。
    • 不能检测早期青光眼: 需要眼压测量,手机做不到。
    • 不适用应激严重的猫: 瞳孔散大时无法准确测量。
  2. 数据安全原则

    • 视频本地处理优先: 能用OpenCV提取的数据,不上传原视频。
    • 匿名化: 上传云端时脱敏(去除GPS、时间戳等元数据)。
    • 用户授权: 明确告知数据用途,获取书面同意。
  3. 避免AI诊断的法律风险

    • 错误表述:AI诊断猫患有高血压
    • 正确表述:AI检测到瞳孔反射异常,建议就医确诊
    • 在产品文案中,始终强调辅助筛查、风险提示,而非诊断、治疗。

六、最后的话

一只猫从高血压初期到失明,平均6-12个月。如果能在第2个月就通过瞳孔反射发现异常,治疗成本降低,治愈率从20%提升到80%。 而且这不是让少数人用得起的 黑科技,而是让每只猫都能享受的 基础医疗



附录:开源工具速查表

需求 推荐工具 部署方式 成本
快速验证 Gemini 3 Pro API云端调用 0元(每天1500次免费)
本地视频分析 Qwen2-VL-7B vLLM本地部署 1张3090显卡(1.2万)
瞳孔检测 OpenCV + MediaPipe Python本地运行 0元
决策Agent DeepSeek-R1-Distill Ollama本地部署 0元
数据存储 PostgreSQL + MinIO 自建或云端 按量付费

部署命令速查:

# 本地部署Qwen2-VL(需要24GB显存)
pip install vllm
vllm serve Qwen/Qwen2-VL-7B-Instruct --gpu-memory-utilization 0.9

本地部署DeepSeek-R1(需要16GB显存)

ollama pull deepseek-r1:7b
ollama run deepseek-r1:7b

(本文代码仅为逻辑演示,生产环境需完善异常处理、并发控制等)
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