3D打印显微镜配件 实现高效诊断技术

在“3D打印显微镜附件:经济实惠的高效诊断技术”一书中,尼古拉斯·艾迪·塔伊(Nicholas Addy Tayie)探讨了在疟疾诊断中使用渐进技术如何创造更好的显微镜。根据疾病控制和预防中心(CDC)的数据,疟疾可能是致命的,特别是对于那些严重接触被恶性疟原虫感染的蚊子叮咬的人。作者指出,威胁生命的疾病在撒哈拉以南国家和亚洲更为常见,儿童更易受到伤害。

来自Addy Tayie论文的统计数据表明,2015年有44.5万人死于疟疾(世界卫生组织数据)。尽管美国投入了大量资金来消除这种疾病,但世卫组织报告说,“诅咒统计数据”在世界范围内并未受到好评。

疟疾寄生虫的类型及其发育阶段。(疟疾现场,2015年)

目前有两种主要的疟疾诊断方法,即标准显微镜试验和快速诊断试验,也称为RDT。然而,标准显微镜是诊断的最佳选择;由于它提供了详细的结果,从而影响治疗的有效性和效率;显微镜设备需要一定的成本来获得。这种成本参与影响了发展中国家和社区显微镜的低可用性。

作者继续指出,创造更有效的方法来研究这种疾病是至关重要的,这从显微镜开始。在阿卡达材料处理技术的论文中,Tayie概述了这个概念,以及从智能手机成像用显微镜附件的研究、设计和测试。研究方法包括对医护人员的访谈,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。

据悉,所有受访者的一般假设是,很可能是恶性疟原虫引起了疟疾的主要症状,或者这些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(通过光学显微镜)被发现是最常见的诊断工具,尽管该设备确实很难获得。艾迪·塔伊意识到,显微镜配件可以利用3D打印的所有经典优点来制作,减少了人力资源的需求,并消除了从工厂订购零件或通过中间商的需要。

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,而智能手机却为数百万人所有,这为通过显微镜适配器进行诊断打开了一个大门。可能还有其他的选择,但似乎没有一个比移动光学偏振(MOPID)成像设备更合适,因为它可以利用一个简单的智能手机摄像头拍摄高分辨率图像。为本研究创建的3D打印配件也可以无缝工作,包括:

光源保持架

扩散器

幻灯片示例

显微镜附件

作者指出,该设备可以帮助快速诊断疟疾,提供显微镜分辨率,“与台式光谱学一样”;但是,在聚焦和缩放方面,有一定程度的“光学技术”建议用于产品。

MOPID系统

该项目的设计和实施是基于可用的透镜,从而得到放大率。显微镜物镜概念是项目设计所涉及的设计概念的基础,它允许增加额外的管透镜以提高放大率。

因此,未来还可以进一步改进,以获得更高的放大率和分辨率。然而,世卫组织建议放大1000倍以有效诊断疟疾。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而不是建议的1.0 mm,可明显看出。

MOPID系统的部件

3D打印正以多种方式改变医学领域,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状况的3D打印设备,他们还创造了各种不同的疾病研究辅助设备,以及其他类似过滤的设备,这些设备可能提供更好的治疗。

来源:创想三维