3D打印附件将智能手机转变为可用于寄生虫疾病的诊断工具

来源：3D打印网

西班牙格拉纳达大学和苏格兰格拉斯哥大学的研究人员已经使用3D打印通过智能手机诊断寄生虫感染。该平台利用专门开发的基于Android的软件应用程序，可以使用智能手机的后置摄像头对锥虫病物种进行自动，准确的分析。锥虫是引起人类和牲畜许多疾病的寄生虫。可以使用3D打印塑料附件在移动电话上实现此诊断，该附件附接到智能手机相机并提供受控的照明和固定的样品定位。研究人员希望通过开发一种可访问且负担得起的诊断这些疾病的方法，希望将其用于哪些工具资源有限的发展中国家偏远地区。

在IEEE Access发表的研究论文中，作者指出：“它的简单性和可靠的性能意味着它可以在远程，有限资源的环境中使用，这些技术是由相对熟练的技术人员/护士进行的，而这些地方都是在分布式诊断实验室中进行的。通过智能电话，结果可以很容易地发送给医疗专家以及政府医疗机构。”

A）侧面示意图和B）完整设置的照片，包括3D打印附件，发光的离心收集管和智能手机。 C）顶部示意图和D）带有白色LED的离心机收集管的照片。图片来自Pablo Escobedo。

通过3D打印解锁智能手机的实用程序
研究人员解释说，智能手机是功能强大，易于访问且易于使用的设备，可以“显着增强医疗和动物健康诊断能力，尤其是在资源有限的情况下。”它们的快速传输数据能力也可以用于快速传输数据。分析结果提供给医护人员，从而可以在没有基础设施来支持快速分析的地区诊断疾病。

研究团队还解释说，这些智能手机相机具有用于比色响应测定的潜力，该比色测定可用于测量任何本身有色或可产生颜色的测试物质。据该论文称，可以利用比色响应测定法检测疾病的生物标志物，并且已经在此类应用中使用了智能手机来检测结核病和艾滋病。

但是，论文解释说：“各种因素都可能影响图像处理的可靠性，并作为一种可靠的诊断工具。研究人员建议使用外部附件来确保性能指标得到满足，因为免设备方法可能会受到影响。可重复性差，以及由于反射和传感器位置而导致的标准化问题。因此，研究人员选择3D打印塑料配件，作为一种低成本解决方案，用于提供可控的照明以及固定的样品和手机支架。

除3D打印附件外，研究团队还为智能手机开发了基于Android的软件应用程序，以测试其分析毫米比色阵列的功能。该应用程序能够通过手机的摄像头识别并量化阵列图案中每个点的颜色坐标。

应用截图。图片来自Pablo Escobedo。

越来越多地使用医学诊断测试
研究人员专注于锥虫科的寄生虫疾病，研究人员使用真实的DNA对他们的智能手机诊断平台进行了测试。这些寄生虫会影响人类和牲畜，并可能给许多国家带来重大的健康和经济后果。使用智能手机的摄像头不仅可以检测到各种疾病，还具有多种优势，包括减少未经培训的人员在模式识别中的人为错误。它还使创建永久记录可以与健康专家共享。

通过测试，研究人员得出结论，通过3D打印附件和Android应用程序，该智能手机能够准确检测出真实DNA中的锥虫病。他们的平台经过反复测试，以评估其尺寸检测，边缘模糊和颜色检测功能，从而验证了其在比色点阵列分析中的用途。 3D打印附件使相机能够以15％的公差检测直径为300 m的斑点。

研究人员在总结论文时写道：“该系统已经过测试，可检测锥虫病家族的寄生虫病，锥虫病可导致人，狗和牲畜遭受毁灭性疾病。在这种情况下，已开发的基于智能手机的平台可以分析图像并将斑点面板转换为锥虫物种。考虑到在发展中国家进行此类检查的重要性，移动电话图像管理器应用程序的设计尤其使其易于使用，以供未受培训的人员使用。可以将记录的结果立即发送给来自远程位置的临床医生，以进行咨询和处理。”

智能手机应用程序中的图像采集和处理工作流程。图片来自Pablo Escobedo。

这并不是3D打印为研究人员开发特定的低成本手机配件提供了一种手段的首次实例，这些配件将设备转变为有用的，易于使用的医疗工具。例如，RMIT大学的科学家开发了3D打印的“夹式”滤光片，可以将智能手机相机变成强大的显微镜。该设备能够查看小至1/200毫米的标本，对于远程医疗诊所和野外研究小组，该设备可能潜在地证明是作为即时诊断工具或研究设备有用的。在智能手机之外，还利用3D打印来构建独立的高分辨率数字全息显微（DHM）显微镜。为了建立便携式，功能强大且具有成本效益的显微镜，美国研究人员3D打印了该设备，以诊断疟疾，镰状细胞病，糖尿病等疾病。康涅狄格大学研究小组负责人巴赫拉姆·贾维迪（Bahram Javidi）表示，这种仪器完全由3D打印部件和常见的光学组件制成，构造简单，成本低，可以“增加对低成本医疗诊断测试的访问”，他声称：“在世界上获得医疗保健机会有限且高科技诊断设施很少的地区，这将特别有益。”