疟疾诊断:3D打印用于智能手机成像的显微镜附件

发布者:匿名 2019-06-13 浏览量:2191


“3D打印显微镜附件:经济实惠的高效诊断技术”一文中,尼古拉斯·艾迪·塔伊(Nicholas Addy Tayie)探索了使用渐进技术在疟疾诊断中创建更好的显微镜技术。根据美国疾病控制和预防中心的数据,疟疾可能是致命的,特别是那些严重暴露于感染恶性疟原虫的蚊子叮咬的人。正如作者所指出的那样,威胁生命的疾病在撒哈拉以南非洲国家和亚洲更为常见,儿童更容易受到伤害。

Addy Tayie的论文统计显示,2015年有445,000人死于疟疾(世界卫生组织的数据)。 虽然美国投入了大量资金来消除这种疾病,但世界卫生组织报告说,界各地并不能很好地接受这一统计

疟疾寄生虫的类型及其发展阶段(2015年)

论文作者表示,目前疟疾诊断涉及两种主要做法,即:标准显微镜测试和快速诊断测试,称为RDT。而标准显微镜是诊断的最佳选择因为它提供了详细的结果,从而影响了治疗的有效性和效率显微镜设备需要一定的成本来获得。这种成本的参与影响了显微镜在发展中国家和社区的低可用性。

作者接着指出,创造更有效的方法来研究这种疾病是至关重要的,这一点从显微镜开始。在材料处理技术的论文中,Tayie概述了这个概念,以及用于智能手机成像的显微镜配件的研究,设计和测试。研究方法包括采访医护人员,主要是为了辨别他们是否使用RDT试剂盒或显微镜试剂盒进行诊断。

“显然,加纳各机构的数据收集并不常见,”作者表示,“与所有受访者的一般假设是,很可能是恶性寄生虫导致疟疾的主要症状或症状不能归因于疟疾感染。换句话说,其他引起疟疾的寄生虫如间日疟原虫和其他寄生虫在该国并不常见。”

显微镜检查(通过光学显微镜)被发现是最常见的诊断工具类型,尽管该设备很难获得。 Addy Tayie意识到可以使用3D打印的所有经典优势创建显微镜配件,减少所需的人力,无需从工厂订购部件或通过中间商订购部件。

尽管具有讽刺意味的是,医疗保健工具和医疗服务的可及性可能很少,而智能手机却数百万人有,这通过显微镜适配器进行诊断打开了一个大门。可能还有其他选择,但似乎没有比移动光学偏振(MOPID)成像设备更适合该法案,因为它可以利用简单的智能手机相机拍摄高分辨率图像。为本研究创建的3D打印配件也可无缝工作,包括:

•光源支架

•扩散

•样本幻灯片

•显微镜附件

作者指出,该装置可以帮助快速诊断疟疾,提供微观分辨率,“与台式光谱相媲美”但是,在聚焦和变焦方面,建议使用一定程度的“光学技术”。

MOPID系统

该项目的设计和实施基于可用的透镜,从而得到了放大倍率。作为Project Design 2所涉及的设计理念基础,允许增加额外的管透镜以提高放大率。

因此,未来可以进一步改进,以实现更高的放大率和分辨率。然而,世卫组织建议放大1000倍以进行有效的疟疾诊断。疟疾寄生虫的最小尺寸约为0.001毫米;但肉眼可以看到0.1毫米的物体。因此,可获得约140倍的放大倍率;对于0.14而不是推荐的1.0毫米是可观的。

MOPID系统的部件

3D打印正在以多种方式改变医疗领域,并且经常用于诊断。对于像疟疾这样的常见疾病,研究小组不仅拥有用于检测边远地区病情的3D打印设备,而且还研究了各种不同的辅助设备来研究疾病,以及其他可能提供更好治疗的过滤设备。

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