韩国科学家3D打印智能手机喉镜，简化声带诊断

导读：高速数字成像（HSDI），尤其是内窥镜HSDI，常用于声带疾病诊断。然而，HSDI设备通常体积大、成本高，限制了欠发达国家和医疗基础设施不足地区患者的使用。而现代智能手机具有高帧速率处理高分辨率图像和视频的计算能力，因此，韩国首尔峨山医院(Asan Medical Center) 联合蔚山大学研究人员开发了一种低成本3D打印适配器，可以将日常智能手机变成内窥镜，作为声带疾病诊断工具。

△可实现高速喉镜检查的定制智能手机内窥镜适配器示意图。(A)智能手机相机和机身规格。(B) 包含刚性临床内窥镜的演示智能手机适配器的照片。(C)定制智能手机内窥镜适配器的3D模型。(D) 定制智能手机内窥镜适配器的横截面图。(E) 放大镜头系统的示意图和镜头模拟。AF：自动对焦，FOV：视野。

内窥镜是医务人员的重要工具，可以使内部器官可视化。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，还可以通过临床实现更具体的诊断。研究人员设计的喉镜由支架、镜筒、镜头和内窥镜支架组成。为了优化智能手机配件性能，团队使用Stratasys Objet260 3D打印机创建了支架和连接器，并将镜头系统固定到位，允许分别放大目镜和相机捕获的图像。

△(A)由基于智能手机的高速成像系统的喉部成像示意图。(B) 基于智能手机的高速成像系统的临床演示。

此外，设备配备了两个低成本的50毫米和15毫米双凸透镜，提供1.5倍变焦能力。然后，科学家们将可安装内窥镜连接到三星GalaxyNote 9智能手机上，并请耳鼻喉科医生在韩国峨山医疗中心的四名患者身上进行测试。在最佳性能下，系统能够在15毫米距离内以43.478微米的分辨率运行，随着设备移得更远，精度明显下降。与商用HSDI系统相比，团队的适配器捕获细节的能力很低。以940 fps的速度记录图像，而标准设备能看到4000到8000 fps。

△声门的高速图像及分割。原始声带图像（左）、用于分割的预处理图像（中）和通过图像分割的正常声带区域（右）。(A)健康志愿者的声门。(B) 从左声带麻痹患者拍摄的图像。(C) 慢性喉炎患者的声音分析。(D) 右声带息肉患者的图像。

尽管适配器目前的​​分辨率和帧速率缺陷使其不足以捕获诊断更多声带状况所需的细节，但研究团队建议可以使用光学屏蔽和基于AI的图像处理来克服性能缺陷，并获取更多信息。

参考文献：Kim Y, Oh J, Choi S, Jung A,Lee J, Lee YS, Kim JK A Portable Smartphone-Based Laryngoscope System forHigh-Speed Vocal Cord Imaging of Patients With Throat Disorders: InstrumentValidation Study JMIR Mhealth Uhealth 2021;9(6):e25816 doi: 10.2196/25816

文献地址：https://mhealth.jmir.org/2021/6/e25816/