3D打印智能手机插件带来经济实惠的声带诊断工具

时间：2021-06-24 08:10 来源：中国3D打印网作者：admin 阅读：次

中国3D打印网6月24日讯，一组韩国科学家开发了一种低成本的 3D 打印适配器，可以将日常智能手机变成内窥镜声带疾病诊断工具。一旦安装了喉镜插件，该团队的 SLM 3D 打印设备就能够使用任何现代手机的内置摄像头捕捉和传输患者喉咙的高质量图像。鉴于移动附加组件的成本远低于传统的数字成像系统，对于在发展中国家开展业务的临床医生而言，它可能会成为未来可访问的即时分析工具。
该团队在他们的论文中说：“这种简单、低成本的适配器有望将临床成像的成本降低一个数量级，因为它可以用作标准高速数字成像 (HSDI) 的替代品。” “该设备展示了临床诊断工具的前景和新兴功能，这些工具结合了商品智能手机技术，可将即时诊断带到偏远地区。”

牙山医疗中心的一名临床医生正在测试该团队的 3D 打印设备。照片来自 JMIR Mhealth 和 Uhealth 杂志。
人用内窥镜
        对于本质上是长而细的柔性管的设备，内窥镜是医务人员军械库中的重要工具，因为它们可以使原本模糊的内部器官可视化。在喉咙疾病等领域，此类设备不仅可以让医生进行微创手术，还可以通过临床语音评估实现更具体的诊断。通过声带评估，临床医生的主要目标是检测与疾病相关的不规则性，但考虑到大多数声音的工作频率为 80-240 Hz，使用标准 60fps 视频使这变得困难。虽然已经开发了改进的 HSDI 设备，但它们通常更昂贵，需要专业知识才能使用，并且具有需要后处理的大量数据足迹。
         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窥镜诊断和培训，这可能导致执行不佳甚至致命的程序，因此创建更实惠和易于管理的 HSDI 成像系统已成为一个紧迫的问题那些在第三世界寻求评估他们的疾病的人。
        由于许多智能手机现在拥有小型计算机的处理能力，它们以前在类似领域显示出相当大的潜力，研究人员使用它们进行从生物分析到血液检测的所有工作，并从这些方法中汲取灵感，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。图片来自 JMIR Mhealth 和 Uhealth 杂志。
更高分辨率的口腔手术？
           研究人员的设备设计用于标准喉镜，由支架、镜筒、镜头和内窥镜支架组成。为了优化其智能手机配件的性能，该团队使用 Stratasys Objet260 3D 打印机创建了支架和连接器，并通过将其镜头系统固定到位，该部件允许它分别放大目镜和相机捕获的图像。
        此外，该设备没有使用消色差镜头进行图像放大，而是配备了两个低成本的 50 毫米和 15 毫米双凸透镜，提供 1.5 倍变焦功能。准备就绪后，科学家们将他们的可安装内窥镜连接到三星 Galaxy Note 9 智能手机上，并请耳鼻喉科医生在韩国牙山医疗中心的四名同意患者身上进行测试。
        在最佳性能下，该系统证明能够在 15 毫米的距离内以 43.478 微米的分辨率运行，但随着设备移得更远，精度明显下降。与价值 10,000 美元的商用 HSDI 系统相比，该团队的适配器还捕获了低得多的细节，以 940 fps 的速度记录图像，而不是在更标准的设备中看到的 4000 到 8000 fps。

研究人员得出结论，他们的适配器的分辨率和帧速率缺陷目前不足以捕获诊断许多声带状况所需的细节，但他们建议可以使用光学屏蔽和基于 AI 的图像处理来克服其性能和获取- 未来相关的问题。我们的结果表明，可以处理临床图像以获得对健康受试者有用的诊断参考值。” “未来，将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。”

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