Low-cost-Netzhaut-scanner könnte helfen, verhindern, dass Blindheit weltweit
Biomedizinische Ingenieure an der Duke University entwickelt haben, eine kostengünstige, tragbare optische Kohärenz-Tomographie (OCT) – scanner, der verspricht, bringen die vision-sparende Technologien für unterversorgte Regionen in den Vereinigten Staaten und im Ausland.
Dank einer neuen 3-D-gedruckten-Spektrometer, der scanner ist 15 mal leichter und kleiner als die aktuellen kommerziellen Systemen und ist aus teilen kostet weniger als ein Zehntel der Verkaufspreis von kommerziellen Systemen—und das ohne Einbußen bei der Bildqualität.
In seiner ersten klinischen Studie, die neue OCT-scanner erzeugt Bilder 120 Netzhaut, das waren 95 Prozent, so scharf wie die von aktuellen kommerziellen Systemen, die war ausreichend für eine genaue klinische Diagnose.
Die Ergebnisse erscheinen online am 28. Juni in Translational Vision Science &-Technologie, ein ARVO-journal.
Seit den 1990er Jahren, OCT-Bildgebung hat sich zum standard der Versorgung für die Diagnose von vielen Erkrankungen der Netzhaut einschließlich der Macula-degeneration und diabetische Retinopathie, sowie bei Glaukom. Jedoch, OKT selten als Teil des standard-screening-Prüfung da die Maschinen können mehr Kosten als $100.000—was bedeutet, dass in der Regel nur größere Augen-Zentren haben.
„Einmal haben Sie verloren, vision, es ist sehr schwierig, es wieder zu bekommen, so dass der Schlüssel zur Verhinderung von Blindheit ist die Früherkennung“, sagte Adam Wax, professor für biomedizinische Technik an der Duke. „Unser Ziel ist es, OKT drastisch weniger teuer, so dass mehr Kliniken leisten können, die Geräte, vor allem in global health“ – Einstellungen.“
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OCT ist das optische Analogon der Ultraschall, das funktioniert durch das senden von Schallwellen in Geweben und Messen, wie lange es dauert, wieder zu kommen. Aber da Licht ist so viel schneller als Ton, die Zeit zu Messen ist schwieriger. Zur Zeit der Lichtwellen zurückgeworfen aus dem Gewebe gescannt, OCT-Geräte verwenden ein Spektrometer zu bestimmen, wie viel Ihre phase verschoben hat, im Vergleich zu identischen Licht-Wellen, haben dieselbe Strecke zurücklegt, haben aber nicht die Wechselwirkung mit Gewebe.
Die primäre Technologie, die die kleineren, weniger teuer OCT-Gerät ist ein neuartiges Spektrometer entwickelt, das vom Wachs und sein ehemaliger Doktorand Sanghoon Kim. Traditionelle Spektrometer, sind meist-gerade geschnitten-Metall-Komponenten und direktem Licht durch eine Reihe von Linsen, spiegeln und Beugung Schlitzen geformt wie ein W. Während dieses setup bietet eine hohe Genauigkeit, leichte mechanische Verschiebungen durch Stöße oder auch Temperatur änderungen erstellen können Fehlstellungen.
Wachs design, jedoch nimmt das Licht auf einer Kreisbahn in einem Gehäuse, die vor allem von 3-D-gedruckten Kunststoff. Da Spektrometer Licht-Pfad ist kreisförmig, jede Erweiterung oder Kontraktion aufgrund von Temperaturänderungen auftreten, symmetrisch, balancieren sich selbst aus zu halten der optischen Elemente ausgerichtet. Das Gerät verwendet auch einen größeren Detektor am Ende des Lichts Reise zu machen Fehlstellungen weniger wahrscheinlich.
Traditionelle OKT Maschinen mit einem Gewicht von mehr als 60 Pfund, nehmen Sie einen ganzen Schreibtisch und überall Kosten zwischen $50.000 und $120,000. Die neue OCT-Gerät wiegt vier Kilo, ist etwa die Größe einer Brotdose und Wachs erwartet, wird verkauft für weniger als $15,000.
„Jetzt OCT-Geräte sitzen in Ihren eigenen Raum, und erfordern einen Ph. D. Wissenschaftler zu zwicken Sie, um alles zu arbeiten, gerade Recht,“ sagte Wachs. „Wir können einfach nur sitzen auf einem Regal im Büro-und abgebaut werden, verwendet, und wieder ohne Probleme. Wir haben gescannt, in ein Starbucks mit ihm.“
In der neuen Studie, J. Niklas Ulrich, Netzhaut-Chirurg und associate professor für Augenheilkunde an der University of North Carolina School of Medicine, legen Sie die neue OCT-scanner zum test gegen eine kommerzielle instrument produziert von Heidelberg Engineering. Er führte die klinische Bildgebung auf beiden Augen von 60 Patienten, die Hälfte von gesunden Probanden und die Hälfte mit irgendeiner Art von Erkrankung der Netzhaut.
Vergleichen Sie die erzeugten Bilder von den beiden Maschinen, haben die Forscher mit Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis—ein Maß oft verwendet, um zu bestimmen, die Bildqualität in der medizinischen Bildgebung. Die Ergebnisse zeigten, dass die von dieser Metrik, die kostengünstige, portable OCT-scanner eine nützliche Kontrast, der war nur 5,6 Prozent weniger, als dass der kommerzielle Maschine, die ist immer noch gut genug, um für die klinische Diagnostik.
„Ich war sehr beeindruckt von der Qualität der Bilder, die von den low-cost-Gerät—es ist absolut vergleichbar mit unserer standard-kommerziellen Maschinen“, so Ulrich. „Es fehlt offensichtlich einige Glocken und Pfeifen des $100k-OCT-Scanner, aber es ermöglicht eine genaue Diagnose der strukturellen Erkrankung der Netzhaut, sowie zur überwachung des Behandlungserfolges. Das setup ist schnell und einfach mit einem kleinen footprint, sodass das Gerät gut in kleineren Niederlassungen. Ich hoffe, dass die Entwicklung der low-cost-OKT verbessern den Zugang der Patienten zu OAT Technologie und tragen zur Einsparung Blick in North Carolina sowie National und weltweit.“
Wachs kommerzialisiert das Gerät über eine startup-Firma namens Lumedica, die bereits die Herstellung und den Verkauf der ersten generation der Instrumente für wissenschaftliche Anwendungen. Das Unternehmen hofft, zu sichern venture Rückhalt in der nahen Zukunft und ist auch die Aushandlung potenziellen Lizenzvereinbarungen mit anderen Unternehmen.
