Исследователи из Университета Гранады, Испания (https://www.ugr.es/en/), и Университета Глазго, Шотландия (https://www.gla.ac.uk/), использовали 3D-печать для диагностики паразитарных инфекций с помощью смартфонов. 

 

Используя специально разработанное программное обеспечение на базе Android, платформа может автоматически и точно анализировать виды трипаносоматид (trypanosomatid) с помощью задней камеры смартфона. Трипаносоматиды являются паразитами, вызывающими ряд заболеваний у людей и домашнего скота. Эту диагностику можно выполнить на мобильном телефоне с помощью пластикового аксессуара, напечатанного в 3D, который крепится к камере смартфона и обеспечивает контролируемое освещение и фиксированное позиционирование образца.

 

Разрабатывая доступный метод диагностики этих заболеваний, исследователи надеются, что его можно будет использовать в отдаленных районах развивающихся стран, которые имеют ограниченный доступ к таким инструментам. В исследовательской работе, опубликованной в IEEE Access, авторы утверждают:

 

«ЕГО ПРОСТОТА И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЗНАЧАЮТ, ЧТО ОНО МОЖЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ В УДАЛЕННЫХ МЕСТАХ С ОГРАНИЧЕННЫМИ МЕДИЦИНСКИМИ И ТЕХНИЧЕСКИМИ РЕСУРСАМИ, ГДЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ЛАБОРАТОРИИ МАЛОЧИСЛЕНЫ. РЕЗУЛЬТАТЫ ДИАГНОСТИКИ МОГУТ БЫТЬ ЛЕГКО ОТПРАВЛЕНЫ С ПОМОЩЬЮ ТОГО ЖЕ СМАРТФОНА КАК МЕДИЦИНСКИМ ЭКСПЕРТАМ, ТАК И ГОСУДАРСТВЕННЫМ ОРГАНАМ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ».

 

Исследователи объясняют, что смартфоны являются мощными, доступными и простыми в использовании устройствами, которые могут «значительно расширить возможности диагностики здоровья животных, особенно в условиях ограниченных ресурсов». Их способность быстро передавать данные также может быть использована для быстрой передачи результатов анализа для медицинского персонала, что позволяет диагностировать заболевания в районах, где отсутствует инфраструктура для быстрого анализа.

 

Исследовательская группа также объясняет, что камеры смартфонов потенциально могут быть использованы для колориметрических анализов, которые используются для измерения любого тестируемого вещества, которое окрашено само либо может реагировать изменением цвета. Колориметрически-чувствительные анализы могут быть использованы для выявления биомаркеров заболевания, и в этих приложениях используются смартфоны для выявления туберкулеза и ВИЧ, говорится в документе.

 

Тем не менее, в документе поясняется, что «различные факторы могут влиять как на качество обработки изображений так и на сам диагностический инструмент». Таким образом, исследователи предлагают использовать внешнее приложение для обеспечения соответствия техническим характеристикам, поскольку методы, не требующие использования оборудования, могут страдать от плохой повторяемости, а также проблемы стандартизации из-за отражений и позиционирования датчика. Поэтому исследователи выбрали 3D-печать пластикового аксессуара в качестве недорогого решения для обеспечения контролируемого освещения фиксированного образца и мобильного телефона.

 

Наряду с аксессуаром для 3D-печати исследовательская группа также разработала программное приложение на базе Android для смартфона, чтобы проверить его возможности анализа миллиметровых колориметрических образцов. Приложение может распознавать и количественно определять цветовые координаты каждого пятна в образце с помощью камеры телефона.

Сосредоточив внимание на паразитарных заболеваниях семейства трипаносоматидов, исследователи подвергли тестирование диагностической платформы своего смартфона с использованием реальной ДНК. Эти паразиты поражают как людей, так и скот, и они могут привести к значительным медицинским и экономическим последствиям для многих стран. Использование камеры смартфона дает различные преимущества для выявления таких заболеваний, в том числе снижение ошибок человека при распознавании образов в результате неподготовленности персонала. Это также позволяет регистрировать данные для экспертов в области здравоохранения.

 

Из тестов исследователи пришли к выводу, что с помощью аксессуара для 3D-печати и приложения для Android ,смартфон смог точно обнаруживать трипаносоматидные заболевания в реальной ДНК. Их платформа неоднократно тестировалась для оценки возможностей определения размера, размытия краёв и определения цвета, а также для подтверждения её использования для анализа колориметрических матричных пятен. Аксессуар для 3D-печати позволяет камере обнаруживать пятна диаметром от 300 микрон с допуском 15%.

 

Завершая работу, исследователи отметили: «Эта система была протестирована для выявления паразитарных заболеваний семейства трипаносоматидов, которые ответственны за разрушительные заболевания людей, собак, а также домашнего скота. В этом контексте разработанная платформа для смартфонов анализирует изображение и преобразует панель пятен в вид трипаносоматид».

 

«ПРИЗНАВАЯ ЗНАЧЕНИЕ ТАКИХ АНАЛИЗОВ В РАЗВИВАЮЩИХСЯ СТРАНАХ, ПРИЛОЖЕНИЕ ДЛЯ МОБИЛЬНЫХ ТЕЛЕФОНОВ ПРЕДНАЗНАЧЕНО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НЕПОДГОТОВЛЕННЫМ ПЕРСОНАЛОМ. ЗАПИСАННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ МОГУТ БЫТЬ НЕМЕДЛЕННО ПЕРЕДАНЫ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫМ КЛИНИКАМ ДЛЯ КОНСУЛЬТАЦИЙ И ЛЕЧЕНИЯ».

 

Это не первый случай, когда 3D-печать предоставила исследователям возможность разработать специальные недорогие аксессуары для мобильных телефонов, которые превращают устройства в полезные и доступные медицинские инструменты. Например, ученые Университета RMIT (https://www.rmit.edu.au/) разработали 3D-фильтр «клипса», который может превратить камеры смартфона в мощный микроскоп. Устройство способно просматривать образцы размером не более 1/200 миллиметра, и может оказаться полезным в качестве диагностического инструмента или исследовательского устройства для удаленных медицинских учреждений и полевых исследовательских групп.

Помимо смартфонов, 3D-печать также использовалась для создания автономного микроскопа с высокой разрешающей способностью (DHM). Стремясь создать портативный, мощный и экономичный микроскоп, американские исследователи напечатали в 3D устройство для диагностики таких заболеваний, как малярия, серповидноклеточная анемия, диабет и другие.

 

По словам руководителя исследовательской группы Бахрама Джавиди из Университета Коннектикута, простота и низкая стоимость конструирования прибора, состоящего исключительно из 3D-печатных деталей и широко распространенных оптических компонентов, могут «расширить доступ к недорогим медицинским диагностическим методам», который, по его словам, «будет особенно полезен в развивающихся странах, где ограничен доступ к медицинскому обслуживанию и мало высокотехнологичных диагностических учреждений».

 

Источник: https://3dprintingindustry.com/news/3d-printed-attachment-turns-smartphone-into-accessible-diagnostic-tool-for-parasitic-diseases-167740/