• 新型3D打印適配器,將手機變成內窺鏡,用于聲帶疾病診斷!
    發布日期:2021-06-29    來源:OFweek3D打印網    



     

    導讀:高速數字成像(HSDI),尤其是內窺鏡HSDI,常用于聲帶疾病診斷。然而,HSDI設備通常體積大、成本高,限制了欠發達國家和醫療基礎設施不足地區患者的使用。而現代智能手機具有高幀速率處理高分辨率圖像和視頻的計算能力,因此,韓國首爾峨山醫院(AsanMedicalCenter)聯合蔚山大學研究人員開發了一種低成本3D打印適配器,可以將日常智能手機變成內窺鏡,作為聲帶疾病診斷工具。

     

     

    △可實現高速喉鏡檢查的定制智能手機內窺鏡適配器示意圖。

     

    (A)智能手機相機和機身規格。(B)包含剛性臨床內窺鏡的演示智能手機適配器的照片。(C)定制智能手機內窺鏡適配器的3D模型。(D)定制智能手機內窺鏡適配器的橫截面圖。(E)放大鏡頭系統的示意圖和鏡頭模擬。AF:自動對焦,FOV:視野。

     

    內窺鏡是醫務人員的重要工具,可以使內部器官可視化。在喉嚨疾病等領域,此類設備不僅可以讓醫生進行微創手術,還可以通過臨床實現更具體的診斷。研究人員設計的喉鏡由支架、鏡筒、鏡頭和內窺鏡支架組成。為了優化智能手機配件性能,團隊使用StratasysObjet2603D打印機創建了支架和連接器,并將鏡頭系統固定到位,允許分別放大目鏡和相機捕獲的圖像。

     

     

    △(A)由基于智能手機的高速成像系統的喉部成像示意圖。(B)基于智能手機的高速成像系統的臨床演示。

     

    此外,設備配備了兩個低成本的50毫米和15毫米雙凸透鏡,提供1.5倍變焦能力。然后,科學家們將可安裝內窺鏡連接到三星GalaxyNote9智能手機上,并請耳鼻喉科醫生在韓國峨山醫療中心的四名患者身上進行測試。在最佳性能下,系統能夠在15毫米距離內以43.478微米的分辨率運行,隨著設備移得更遠,精度明顯下降。與商用HSDI系統相比,團隊的適配器捕獲細節的能力很低。以940fps的速度記錄圖像,而標準設備能看到4000到8000fps。

     

     

    △聲門的高速圖像及分割。原始聲帶圖像

     

    (左)、用于分割的預處理圖像(中)和通過圖像分割的正常聲帶區域(右)。(A)健康志愿者的聲門。(B)從左聲帶麻痹患者拍攝的圖像。(C)慢性喉炎患者的聲音分析。(D)右聲帶息肉患者的圖像。

     

    盡管適配器目前的分辨率和幀速率缺陷使其不足以捕獲診斷更多聲帶狀況所需的細節,但研究團隊建議可以使用光學屏蔽和基于AI的圖像處理來克服性能缺陷,并獲取更多信息。

     

    參考文獻:KimY,OhJ,ChoiS,JungA,LeeJ,LeeYS,KimJKAPortableSmartphone-BasedLaryngoscopeSystemforHigh-SpeedVocalCordImagingofPatientsWithThroatDisorders:InstrumentValidationStudyJMIRMhealthUhealth2021;9(6):e25816doi:10.2196/25816

     



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