医疗和牙科

3D打印智能手机的附加带来负担得起的声带疾病诊断

一组韩国科学家开发了一种低成本的3D打印适配器,可以把日常使用的智能手机变成声带疾病的内窥镜诊断工具。

一旦装有喉镜,该团队的SLM 3D印刷设备能够使用任何现代手机内置相机捕获和中继患者喉咙的高质量图像。鉴于移动加载增值的成本远低于传统的数字成像系统,它可能是将来成为可访问的护理点分析工具,对于那些在发展中国家运营的临床医生。

“这种简单的低成本适配器承诺,当它可以用作标准高速数字成像(HSDI)的替代时,将临床成像的成本降低到数量级,”纸上的团队说。“该器件展示了临床诊断工具的承诺和新兴能力,包括商品智能手机技术为远程位置带来护理点诊断。”

在Asan Medical Center的临床医生测试团队的3D印刷设备。
在Asan Medical Center的临床医生测试团队的3D印刷设备。照片通过JMIR MHEALT和UHEALTH Journal。

对人民的内窥镜

对于基本上长,薄,柔性管的装置,内窥镜是MEDICS军械库中的重要工具,因为它们能够可视化其他模糊的内脏器官。在喉咙疾病等地区,这种装置不仅允许医生进行微创手术,而是通过临床语音评估来实现更具体的诊断。

通过声线评估,临床医生基本上旨在检测与障碍相关的违规行为,但鉴于大多数声音在80-240 Hz运行,使用标准的60fps视频使得这很困难。虽然已经开发出改进的HSDI设备,但它们通常更昂贵,需要专门的知识来使用,并且具有需要后处理的大数据占用空间。

因此,发展中国家的患者和工作人员在很大程度上无法获得内镜诊断和培训,这可能导致操作不佳甚至致命的手术,因此,对于那些在第三世界寻求疾病评估的人们来说,创造一种更实惠、更易于管理的HSDI成像系统已经成为一个紧迫的问题。

由于许多智能手机现在拥有小型电脑的处理能力,它们以前已经在类似领域显示出了相当大的前景,研究人员使用它们进行从生物分析到血液测试的所有事情,并从这些方法中获得灵感,韩国团队选择开发一种新型低成本内窥镜移动适配器。

从健康(顶部)和不健康(底部)声带的声带内部拍摄的图像。
从健康(顶部)和不健康(底部)声带的声带内部拍摄的图像。通过JMIR MHEALT和UHealth Journal的图像。

一个高分辨率的口腔手术?

设计用于标准喉镜,研究人员的设备由支架,镜头管,镜头和内窥镜支架组成。为了优化他们的智能手机配件的性能,该团队设计了带有一个Stratasys公司Objet260 3 d打印机通过固定其透镜系统,该部件可以分别放大目镜和相机捕捉到的图像。

此外,而不是使用用于图像放大的消色差镜头,该装置配有两个低成本50 mm和15毫米的Biconvex镜头,提供了1.5倍的变焦能力。一旦准备好,科学家们将其可安装的内窥镜附有一个三星Galaxy Note 9并让一位耳鼻喉科医生在韩国牙山医疗中心(Korean Asan Medical Center)的四名患者身上为他们进行了测试。

在峰值性能下,系统证明能够以15mm的距离的分辨率以43.478μm的分辨率操作,但随着器件进一步移动,精度明显降低。与商业10,000美元的HSDI系统相比,团队的适配器还捕获了更低的细节水平,在940 FPS中录制图像而不是在更多标准设备中看到的4000到8000 FPS。

虽然研究人员得出结论,其适配器的分辨率和帧速率缺点目前使其不足以捕获诊断许多声带条件所需的细节,但他们表明光学屏蔽和基于AI的图像处理可用于克服其性能和采集- 未来的相关问题。

“我们的结果表明,可以处理健康受试者的有用诊断参考价值的临床图像,”研究人员在纸上结束。“将来,需要开发更紧凑和光学屏蔽的适配器......以改善医疗保健能力的分布。”

喉咙诊断3D打印

在过去的十二个月中,3D印刷在喉咙相关疾病的诊断和治疗中发现了显着的应用。研究人员埃尔希希已经开发出添加剂制造的生物可吸收支架它的设计目的是为窒息患者提供一种侵入性较低的氧气缓解方式。

科学家们浦项科技大学与此同时,(POSTECH)3D印刷的新型支架这有助于缓解放疗患者食管炎的症状。基于喉部细胞衍生的生物墨水,该团队的消炎设备将来还可以装载其他细胞,作为治疗局部损伤的一种手段。

在其他更实验性的应用中,一个研究小组俄勒冈大学(UOM)有3D打印了微观设备这使得能够控制驱动鸣禽发声的冲动。通过调制发送到其斑马雀检测对象的大脑或脊髓的电信号,该团队能够唤起不同的预定鸟类。

研究人员的发现在他们的论文《基于便携式智能手机的喉镜系统,用于喉咙疾病患者的高速声带成像:仪器验证研究。“该研究由Youngkyu Kim,Jeongmin Oh,Seung-Ho Choi,Ahra Jung,June-Goo Lee,Yoon Se Lee和Jun Ki Kim共同撰写。

在项目进行过程中,研究是协同进行的艾吉大学医学院Ulsan大学峨山医疗中心

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图片显示的是韩国团队的3D打印内窥镜智能手机配件。图片来自JMIR Mhealth Uhealth杂志。

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