Oko owada i innowacyjny aparat do zdjęć wewnątrzustnych

Opublikowane badanie wykazało korzyści płynące z używania inspirowanych biologicznie aparatów do wysokiej jakości obrazowania wewnątrzustnego. Tworząc nowe urządzenie do zastosowania w stomatologii, badacze z Korei Południowej podpatrywali narząd wzroku pasożyta żyjącego w ciele osy – mikroowada o nazwie Xenos peckii.

We współczesnej stomatologii kamery wewnątrzustne znajdują coraz powszechniejsze zastosowanie, przy czym dentyści często używają także lustra, aby uchwycić obraz odbitych zębów. Bywa to jednak niewygodne – zarówno dla lekarza, jak i pacjenta – ale proces ten dostarcza istotnych informacji na temat stanu zdrowia jamy ustnej.

Konwencjonalne urządzenia mają przy tym ograniczenia w obrazowaniu z małej odległości (w przypadku oznak próchnicy), jak i w obrazowaniu szerokokątnym (w celu uchwycenia całego uzębienia). Aby przełamać ten dyskomfort, można zastosować kompaktową kamerę wewnątrzustną.

Aparat inspirowany organem wzroku owada

Czerpiąc inspirację z doskonałego widzenia owadów, a konkretnie mikroowada o nazwie Xenos peckii, który część życia pasożytuje w ciele osy, naukowcy z Korea Advanced Institute of Science and Technology oraz Korea Photonics Technology Institute stworzyli nowy aparat szerokokątny zapewniający funkcjonalne obrazowanie. Podobne aparaty inspirowane naturą były opracowywane już wcześniej, ale w tym przypadku badacze zadbali o to, by uniknąć dotychczasowych ograniczeń w zakresie rozdzielczości i funkcji.

Ta inspirowana biologicznie kamera wewnątrzustna (ang. biologically inspired intraoral camera; BIOC) wykorzystuje konfigurację soczewki wypukło-wklęsłej i odwróconej matrycy mikrosoczewkowej (iMLA) oraz pojedynczy czujnik obrazu CMOS znajdujący się na rękojeści aparatu.

Jak podali autorzy, aparat daje możliwość wielofunkcyjnego obrazowania różnorodnych struktur anatomicznych lub powierzchni poprzez wąskie naturalne otwory człowieka. Obiektyw aparatu zwiększa pole widzenia do nawet 143 stopni, a iMLA redukuje aberrację optyczną. Według przeprowadzonych badań, aparat zapewnia przestrzeń kolorów zwiększoną o 2,23 razy oraz trójwymiarową mapę głębokości z dokładnością 84 μm. Ponadto zastosowanie fluorescencji UV BIOC wyraźnie wizualizuje płytkę nazębną.

Korzyści także dla pacjenta

Nowa technologia inżynierów z Seulu może przynieść znaczne korzyści pacjentom. Ultracienka konstrukcja aparatu sprawia, że wnętrze jamy ustnej można fotografować nawet w wąskich obszarach przy minimalnym dyskomforcie odczuwanym przez pacjenta.

Autorzy nowego projektu napisali: – Naśladowanie funkcji widzenia owada o nieskończonej głębi ostrości, nawet z niewielkiej odległości, oznacza, że można uzyskać wyraźne obrazy zębów i jamy ustnej, wolne od efektu rozmycia. BIOC zapewnia również wysoki zakres dynamiki, głębię 3D oraz obrazowanie autofluorescencyjne poprzez wielokanałowy system wizyjny.

Praca południowokoreańskich naukowców pt. „Biologically inspired intraoral camera for multifunctional dental imaging” ukazała się w czasopiśmie „Journal of Optical Microsystems”.

Skanery wewnątrzustne coraz bardziej popularne – to rozwiązanie od kilku lat śmiało wkracza do polskich gabinetów stomatologicznych. Mówi  Paulina Pokusa, pionierka cyfrowej techniki dentystycznej w Polsce.

T.H.

źródła: https://www.the-dentist.co.uk/content/news/insect-eye-inspired-dental-camera

http://dx.doi.org/10.1117/1.JOM.2.3.031202