Scanner de retina de baixo custo pode ajudar a prevenir a cegueira em todo o mundo

O dispositivo reprojetado oferece varreduras oculares clinicamente precisas por uma fração do custo.

03 Jul, 2019

Os engenheiros biomédicos desenvolveram um scanner portátil de tomografia de coerência óptica (OCT) de baixo custo que promete levar a tecnologia de economia de visão a regiões desfavorecidas nos Estados Unidos e no exterior. Graças a um espectrômetro reprojetado, impresso em 3D, o scanner é 15 vezes mais leve e menor que os sistemas comerciais atuais e é feito de peças que custam menos de um décimo do preço de varejo dos sistemas comerciais - tudo sem sacrificar a qualidade da imagem. 

Em seu primeiro ensaio clínico, o novo scanner OCT produziu imagens de 120 retinas que eram 95% mais nítidas do que as tomadas pelos sistemas comerciais atuais, o que era suficiente para um diagnóstico clínico preciso. Os resultados foram publicados on-line em 28 de junho na Translational Vision Science & Technology , uma revista da ARVO.

Em uso desde a década de 1990, a imagem da OCT tornou-se o padrão de tratamento para o diagnóstico de muitas doenças da retina, incluindo degeneração macular e retinopatia diabética, bem como para o glaucoma. No entanto, a OCT raramente é incluída como parte de um exame de triagem padrão, já que as máquinas podem custar mais de US $ 100.000 - o que significa que geralmente apenas os centros oftalmológicos maiores as têm.

"Uma vez que você perdeu a visão, é muito difícil recuperá-la, então a chave para prevenir a cegueira é a detecção precoce", disse Adam Wax, professor de engenharia biomédica da Duke. "Nosso objetivo é tornar a OCT drasticamente menos dispendiosa, para que mais clínicas possam pagar os dispositivos, especialmente em ambientes globais de saúde".

OCT é o análogo óptico do ultrassom, que funciona enviando ondas sonoras para os tecidos e medindo quanto tempo eles levam para voltar. Mas como a luz é muito mais rápida do que o som, o tempo de medição é mais difícil. Para cronometrar as ondas de luz que retornam do tecido que está sendo escaneado, os dispositivos da OCT usam um espectrômetro para determinar o quanto sua fase mudou em comparação com ondas de luz idênticas que viajaram na mesma distância, mas não interagiram com o tecido.

A principal tecnologia que permite o dispositivo OCT menor e menos caro é um novo tipo de espectrômetro projetado por Wax e seu ex-aluno de pós-graduação Sanghoon Kim. Os espectrômetros tradicionais são feitos principalmente de componentes metálicos cortados com precisão e luz direta através de uma série de lentes, espelhos e fendas de difração em forma de W. Embora essa configuração forneça um alto grau de precisão, pequenas mudanças mecânicas causadas por batidas ou até mesmo mudanças de temperatura podem criar desalinhamentos.

O design da cera, no entanto, leva a luz em um caminho circular dentro de um invólucro feito principalmente de plástico impresso em 3D. Como o caminho da luz do espectrômetro é circular, quaisquer expansões ou contrações devido a mudanças de temperatura ocorrem simetricamente, equilibrando-se para manter os elementos óticos alinhados. O dispositivo também usa um detector maior no final da jornada da luz para tornar os desalinhamentos menos prováveis.

As máquinas tradicionais de OCT pesam mais de 60 libras, ocupam uma mesa inteira e custam entre US $ 50.000 e US $ 120.000. O novo aparelho da OCT pesa quatro quilos, tem o tamanho de uma lancheira e, segundo a Wax, será vendido por menos de US $ 15 mil.

"Agora, os dispositivos da OCT ficam em seu próprio espaço e exigem um cientista de PhD para ajustá-los para que tudo funcione corretamente", disse Wax. "Nós podemos apenas sentar em uma prateleira no escritório e ser retirados, usados ​​e recolocados sem problemas. Examinamos pessoas em um Starbucks, por exemplo, com ele."

No novo estudo, J. Niklas Ulrich, cirurgião de retina e professor associado de oftalmologia da Faculdade de Medicina da Universidade da Carolina do Norte, testou o novo scanner OCT contra um instrumento comercial produzido pela Heidelberg Engineering. Ele realizou imagens clínicas em ambos os olhos de 60 pacientes, metade de voluntários saudáveis ​​e metade com algum tipo de doença retiniana.

Para comparar as imagens produzidas por ambas as máquinas, os pesquisadores usaram a relação contraste-ruído - uma medida frequentemente usada para determinar a qualidade da imagem em imagens médicas. Os resultados mostraram que, por essa métrica, o scanner portátil de OCT de baixo custo forneceu um contraste útil que era apenas 5,6% menor do que o da máquina comercial, o que ainda é bom o suficiente para permitir diagnósticos clínicos.

"Fiquei muito impressionado com a qualidade das imagens do dispositivo de baixo custo - é absolutamente comparável às nossas máquinas comerciais padrão", disse Ulrich. "Obviamente, falta alguns sinos e assobios de nossos scanners de US $ 100k + OCT, mas permite o diagnóstico preciso de doenças retinianas estruturais, bem como o monitoramento do sucesso do tratamento. A configuração é rápida e fácil com um espaço reduzido, permitindo que o dispositivo tenha bom desempenho em consultórios satélite menores.Espero que o desenvolvimento desta OCT de baixo custo melhore o acesso dos pacientes à tecnologia OCT e contribua para salvar a visão na Carolina do Norte, bem como nacionalmente e em todo o mundo ".

A Wax está comercializando o dispositivo através de uma startup chamada Lumedica, que já está produzindo e vendendo instrumentos de primeira geração para aplicações de pesquisa. A empresa espera garantir o apoio de risco no futuro próximo e também está negociando possíveis acordos de licenciamento com empresas externas.

"Há muito interesse de pessoas que querem levar a OCT a novas partes do globo, bem como a populações carentes aqui mesmo nos EUA", disse Wax. "Com o crescente número de casos de retinopatia diabética em lugares como Estados Unidos, Índia e China, esperamos poder salvar a visão de muitas pessoas, aumentando drasticamente o acesso a essa tecnologia."

Fonte: ScienceDaily. ScienceDaily, 28 de junho de 2019/www.sciencedaily.com/releases/2019/06/190628153501.htmUniversidade Duke. "O scanner de retina de baixo custo pode ajudar a prevenir a cegueira em todo o mundo: o dispositivo reprojetado oferece varreduras de olhos clinicamente precisas por uma fração do custo." 

 

 

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