北卡罗莱纳州杜伦-杜克大学的生物医学工程师开发了一种低成本的便携式光学相干断层扫描(OCT)扫描仪，有望为美国和国外服务不足的地区带来视觉拯救技术。
得益于重新设计的3D打印光谱仪，扫描仪比现有的商用系统轻了15倍，并且由价格低于商用系统零售价的零件制成——所有这些都不会牺牲成像质量。
在首次临床试验中，新的OCT扫描仪产生了120幅视网膜图像，比现有商用系统高95%，足以进行准确的临床诊断。
研究结果将于6月28日发表在ARVO期刊《转化视觉科学技术》上。
自20世纪90年代使用以来，光学相干断层扫描成像已成为诊断许多视网膜疾病的标准护理，包括黄斑、糖尿病视网膜病变和青光眼。然而，华侨城很少被列为标准筛查测试的一部分，因为该机器的成本可能超过10万美元——这意味着它通常只在较大的眼科中心提供。
杜克大学生物医学工程教授亚当沃克说：“一旦你失去视力，就很难恢复视力，所以预防失明的关键是尽早发现。”“我们的目标是大幅降低OCT的成本，让更多的诊所买得起这些设备，尤其是在健康的全球环境下。”
OCT是超声波的光学模拟，通过将声波发送到组织中并测量其返回时间来工作。但是因为光比声音快得多，所以更难测量时间。为了将光波从扫描的组织中反射回来，光学相干断层扫描设备使用分光计来确定与传播相同距离但没有与组织相互作用的相同光波相比，它们的相位偏移了多少。
使用更小更便宜的OCT设备的主要技术是由Wax和他的前研究生金桑勋设计的一种新型光谱仪。传统的光谱仪主要由精密切割的金属零件制成，直接光线通过一系列透镜、镜子和形状像w的衍射狭缝。虽然这种布置提供了高精度，但由于碰撞甚至温度变化而产生的轻微机械偏差会产生位错。
然而，Wax的设计在外壳中的圆形路径上发光，该路径主要由3D打印塑料制成。因为分光计的光路是圆形的，任何由温度变化引起的膨胀或收缩都是对称发生的，它们相互平衡以保持光学元件对准。该设备还在照明行程结束时使用更大的检测器，以减少错位。
传统的OCT机器重量超过60磅，占据整个桌面，成本在5万到12万美元之间。新的光学相干断层扫描设备重4磅，大约有一个饭盒那么大，而蜡预计售价不到1.5万美元。
Wax说：“现在OCT设备都坐在自己的房间里，需要一个医生科学家来调整它们，让一切正常工作。“我们可以坐在办公室的架子上，然后把它拿走，使用它，放回去没有任何问题。我们用星巴克扫描星巴克的人。”
在这项新的研究中，北卡罗来纳大学医学院的视网膜外科医生和眼科副教授J. Niklas Ulrich使用新的OCT扫描仪测试了海德堡工程公司生产的商用仪器。他对60名患者的眼睛进行了临床成像，其中一半来自健康志愿者，另一半来自某种视网膜疾病。
为了比较两台机器产生的图像，研究人员使用了对比度-一种常用于确定医学成像图像质量的测量方法。结果表明，低成本便携式OCT扫描仪提供的有用对比度仅比商用机器提供的有用对比度低5.6%，仍足以用于临床诊断。
乌尔里希说：“低成本设备的图像质量给我留下了非常深刻的印象——它绝对可以与我们的标准商用机器相媲美。“它显然缺乏我们价值10万美元的OCT扫描仪的一些花哨功能，但它可以准确诊断结构性视网膜疾病，并监控治疗的成功。安装快捷方便，占地面积小，设备运行良好。较小的卫星办公室。希望低成本OCT的发展能提高患者对OCT技术的使用，有助于保护北卡罗来纳州乃至全国乃至全世界的视力。"
蜡通过一家名为Lumedica的初创公司将该设备商业化，该公司已开始生产和销售第一代用于研究应用的仪器。该公司希望在不久的将来获得风险资本支持，目前仍在与外部公司谈判潜在的许可协议。
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