Исследователи улучшили камеру смартфона, чтобы определять с ее помощью зубной налет

Исследователи улучшили камеру смартфона, чтобы определять с ее помощью зубной налет

Как обнаружить остатки бактериального налета на зубах с помощью смартфона? Исследователи из Университета Вашингтона разработали технологию, с помощью которой камера телефона преобразуется в мультиспектральную систему визуализации на основе светодиодов, обнаруживая следы бактериального налета на фотографиях.

Данная технология позволяет быстро и просто оценивать здоровье зубов в домашних условиях. В особенности, это будет полезно для профилактики кариеса у людей, проживающих в сельской местности и отдаленных регионах, где доступ к качественной стоматологической помощи затруднен, как считает автор работы, профессор биоинженерных систем и офтальмологии Рики Ванг.
«Измеряя размер области и силу свечения красного флуоресцентного спектра, мы получаем изображение, на котором отчетливо видны следы налета. Далее пользователь может самостоятельно оценить риски кариеса и уровень гигиены полости рта, чтобы вовремя обратиться к стоматологу», — говорит автор.

Оценка объема бактериального налета позволяет сделать вывод о вероятности развития кариеса и пародонтита. Тем не менее, многие технологии визуализации патогенных бактерий на поверхности зубной эмали требуют финансовых затрат, либо специальных навыков. Именно поэтому исследователи из Университета Вашингтона попытались разработать технологию для неинвазивной, беспроводной и быстрой диагностики бактериального налета.

Авторы решили, что технологию необходимо встроить в смартфон, поскольку сегодня устройство есть почти у каждого жителя земли. Камера в обычном телефоне фиксирует только красный, зеленый и синий спектр лучей (RGB). Она преобразует волны разной длины в визуальный спектр, состоящий только из красного, зеленого и синего излучения.

Тем не менее, бактерии излучают волны разного цветового спектра, поэтому не различимы на снимках обычной камеры. Чтобы уловить собственное свечение бактерий, необходимо использовать ультрафиолетовое излучение.

Для визуализации бактериального свечения проф. Ванг и коллеги улучшили камеру смартфона, добавив к ней небольшое кольцо, распечатанное на 3D-принтере, с 10 ультрафиолетовыми светодиодами. Далее сделали снимки полости рта с помощью усовершенствованной камеры.

Под действием ультрафиолетового свечения бактерии начинают выделять порфирины – вещества, необходимые для их роста. Порфирины излучают красный флуоресцентный свет, который и будет виден на фотографии.

С помощью светодиодной подсветки можно преобразовывать RGB- изображения с камеры смартфона так, чтобы получить информацию о разных видах свечения на поверхности эмали. Таким образом, можно даже выделить разные группы бактерий на снимках зубов. Области с порфирином на изображении выступают в качестве маркера бактериальных пленок. На основе этих маркеров авторам удалось проанализировать 15 участков визуального спектра, вместо трех. Как правило, обычно для этих целей применяются большие специализированные и дорогие лампы.

«Применяемое светодиодное кольцо позволяет выполнить равномерную подсветку эмали, чтобы точно оценить интенсивность порфиринового свечения, тем самым провести количественный анализ объема бактериального налета в исследуемой области. Мы ожидали, что получится сфотографировать зубной налет, однако не думали, что получим изображения такого высокого разрешения с помощью обычного смартфона, не применяя специальных ламп», — говорят авторы.

Чтобы проверить точность съемки, авторы сравнили фотографии с изображениями, полученными на гиперспектральной камере. Оказалось, что технология съемки через улучшенную камеру смартфона обладает несколькими преимуществами над профессиональным оборудованием. Во-первых, позволяет сделать снимки моментально, а во-вторых, снимки не размываются при незначительных сдвигах камеры. Кроме того, стоимость гиперспектральных камер в 30-40 раз выше цены смартфона.

На данном этапе исследователи совершенствуют способы производства данных камер для запуска в продажу. Также планируется провести клиническое исследование, которое оценило бы пользу применения данной технологии при оценке объемов зубного налета.

«Мы надеемся, что эта технология позволит пользователю следить за состоянием зубов с помощью обычных селфи», — говорит проф. Ванг.

Самые свежие новости медицины в нашей группе на Одноклассниках
Читайте также

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *