Использование камер смартфонов для выявления бактерий, вызывающих прыщи и стоматологические заболевания

blank

Исследователи из Вашингтонского университета разработали способ использования фотографий со смартфонов для выявления потенциально вредных бактерий на коже и во рту. Этот метод позволяет визуально идентифицировать кожные бактерии, способствующие возникновению прыщей, а также бактерии, вызывающие гингивит и зубной налет.Команду возглавлял Жуйкан Ван, профессор биоинженерии и офтальмологии Вашингтонского университета (UW). Команда исследователей объединила специальный инструмент для смартфонов с рядом методов обработки изображений для отображения бактерий, снятых камерой смартфона. В результате, по словам исследователей, это относительно дешевый и быстрый метод, который можно использовать дома для оценки наличия вредных бактерий.

«Бактерии на коже и во рту могут иметь множество последствий для нашего здоровья — от разрушения зубов до замедления заживления ран», — говорит Ван . Поскольку смартфоны широко используются, мы хотели разработать простой и экономичный инструмент, который люди могли бы использовать, чтобы узнать о бактериях на коже и в полости рта ».

Ван объясняет, что обычно нелегко увидеть бактерии при использовании фотографий с телефона, потому что они сделаны в цветовой системе RGB. Короче говоря, изображения получены с разных длин волн света в спектре изображения, но многие бактерии излучают цвета, которые выходят за пределы этого спектра и поэтому не видны.

Чтобы решить эту проблему, исследователи расширили возможности камеры смартфона с помощью 3D-печатного кольца с 10 ультрафиолетовыми светодиодами, расположенными вокруг него.

blank

«Светодиоды стимулируют класс молекул, полученных из бактерий, называемых порфиринами, заставляя их излучать красный флуоресцентный сигнал, который затем может улавливать камера телефона», — сказал ведущий автор исследования Цинхуа Хэ. — сказал аспирант UW в области биоинженерии.Кольцо с ультрафиолетовым светодиодом (слева) помогает системе на базе смартфона обнаруживать ярко-красный цвет определенных бактерий на коже (в центре) и налет на зубах (справа).

Многие бактерии производят порфирины как побочный продукт своего роста и метаболизма. По словам соавтора Юаньдун Ли, исследователя биоинженерии из UW, порфирины могут накапливаться на коже и во рту, где бактерии присутствуют в большом количестве. Чем больше порфиринов обнаружено на поверхности кожи, тем выше вероятность образования прыщей.

Согласно сводке Вашингтонского университета, светодиодное освещение предоставило команде достаточно информации об изображении, чтобы рассчитать преобразование цветов RGB из изображений телефона в другие длины волн в оптическом спектре. спектр изображения. Это создает «псевдо-мультиспектральное» изображение, состоящее из 15 различных частей спектра изображения — вместо трех в исходном изображении RGB.

blank

Команда говорит, что для получения такой визуальной информации напрямую потребуются большие и дорогие лампы, что делает использование недорогих светодиодов значительно более доступным для широкого применения. булыжник. Теоретически алгоритм анализа изображения можно модифицировать для обнаружения других бактериальных маркеров, которые светятся под светодиодами.Система визуализации может обнаруживать ярко-красные бактерии, продуцирующие порфирин, на комбинированной (вверху) и жирной (внизу) коже.

blank

Ван говорит, что команда может пойти по многим направлениям, исследуя сложные среды человеческого тела и ища новые способы решения различных возможных проблем.

Поделиться

Источник