مرکز رشد فناوری سلامت

هدف اصلی این هسته، طراحی و ساخت سیستم های تصویربرداری پزشکی قابل حمل مبتنی بر گوشی های هوشمند برای تصویربرداری ساده، سریع و ارزان از انسان می باشد. نمونه های از این سیستم ها که در فاز اول محور ساخت این هسته خواهد بود سیستم تصویربرداری فاندوس مبتنی بر گوشی هوشمند، سیستم تصویربرداری اسل یت لمپ مبتنی بر گوشی هوشمند و تصویربرداری کولپوسکوپ مبتنی بر گوشی هوشمند می باشد. فناوری و دانش بدست آمده در این هسته سپس برای طراحی و ساخت و توسعه تجهیزات اپتیکی حوزه های دیگر پزشکی از جمله چشم، پوست، رحم، حلق و غیره نیز به کار خواهد رفت. در تحقیقات سال های اخیر همچنین از این سیستم ها برای تصویربرداری میکروسکوپی با بزرگنمایی باال و همچنین تصویربرداری آندوسکوپیک م بتنی بر گوشی هوشمند نیز استفاده شده است که در صورت امکان در گام های بعدی این هسته فناور قرار خواهد گرفت.  

به دلیل سال ها تجربه در عرصه ی ساخت تجهیزات تصویربرداری پزشکی و پردازش دادگان چشم پزشکی، سیستم تصویربرداری فاندوس مبتنی بر گوشی هوشمند و در گام بعدی سیستم تصویربرداری اسلیت لمپ مبتنی بر گوشی هوشمند به عنوان اولین ایده های محوری این هسته معرفی می شود که در ادامه توضیحاتی در مورد اهمیت این زمینه ارائه شده است. به دست آوردن یک سابقه ضبط شده مطمئن و سریع عکاسی از یافته های بالینی در طی مواجهه با بیمار می تواند به عنوان یک ابزار کمکی موثر و قدرتمند به سیستم های مدرن ثبت الکترونی ک ی سالمت خدمت کند. ای ن امر به ویژه در چشم پزشک ی که برای تشخیص و معالجه به تصاویر از چشم متک ی است بسیار صادق است. به طور معمول، تصویربرداری از چشم ) وحتی سایر حوزه های پزشکی وابسته( ن یاز به سیستم های بسیار گران قیمت، سنگین و غیرقابل حملی دارد که توسط تکنسین های آموزش دیده در یک کلینی ک سرپایی اداره می شوند. پیشرفت همه جانبه و تکامل گوشی های هوشمند دراستفاده همزمان از دوربین های با رزولوشن باال و کانال های انتقال سریع داده های رمزگذاری شده ، امکان تغییر در محدودیت های نامبرده را فراهم کرده است. با اینحال استفاده از گوشی های هوشمند برای تصویربرداری از چشم )و حتی سایر زمینه های پزشکی( به علت محدودیت هایی در اجزای اپتیکی و روشن سازی آن به خصوص برای تصویربرداری از شبکیه و بخش قدامی چشم، محدود می شود. به همین خاطر ما می خواهیم با طراحی و توسعه ضمیمه های اپتیکی سبک، کم حجم، کاربر پسند، با قالب تولید شده توسط سیستم های پرینت سه بعدی و کوپل آن با لنزهای تجاری موجود در بازار و یا طراحی و تولید لنزهای مورد نیاز در ایران و یک گوشی هوشمند، عکس های فاندوس و اسلیت لمپ با کیفیت مناسبی را از سطح شبکیه و بخش قدامی چشم انسان ثبت کنیم. این چینش های ضمیمه به گونه ای طراحی می شود که چند لنز با ویژگی های اپتیکی خاص را در فاصله ای معین اما قابل تنظیم از لنز دوربین قرار می دهد به گونه ای که تفاوت در اجزای اپتیکی بتواند قابلیت های تصویربرداری متفاوتی را برای سیستم مبتنی بر گوشی هوشمند فراهم آورد. در تصویربرداری از چشم، جهت روشن کردن شبکیه و همچنین بخش قدامی چشم در این چینش می توان هم از فلش موجود در خود گوشی و هم از منبع نور هم محور دیگری استفاده کرد که این امکان را فراهم می کند که بتوان با یک دست تصویربرداری از چشم را انجام داد. تصاویر فاندوس در این سیستم توسط یک گوشی هوشمند، یک لنز افتالموسکوپی غیرمستقیم )با توان حدود 20 تا 40 دیوپتر( و یک لنز چشمی جلوی دوربین گوشی ضبط می شود. این عدسی ها با استفاده از دانش طراحی چینش های اپتیکی در فواصل مشخص و قابل تنظیمی از هم و عدسی دوربین قرار گرفته اند. سپس از یک قالب که با استفاده از فناوری پرینت سه بعدی طراحی و تولید شده است برای نگهداری عدسی ها و کوپل آنها با گوشی هوشمند استفاده می شود تا عدسی ها در فواصل مشخص خود به گونه ای قرار می گیرند تا محور اپتیکی آنها بر مرکز دوربین گوشی هوشمند منطبق شود. عالوه بر این، طراحی به گونه ای خواهد بود امکان تغییر فاصله عدسی ها را فراهم می کند. این سیستم از منبع نور فلش گوشی هوشمند جهت روشن سازی شبکیه استفاده می کند و در نتیجه با ثبت پرتوهای بازتابشی از سطح شبکیه بر روی دوربین گوشی یک تصویر دیجیتالی از فاندوس را ایجاد می کند. یک برنامه نرم ا فزاری در گوشی هوشمند امکان کنترل فوکوس، تابش و شدت نور تابشی در حین فیلمبرداری از شبکیه را فراهم می کند. با استفاده از این نرم افزار فیلم های با کیفیت باال از فاندوس ضبط می شود که متعاقب آن امکان استخراج تصاویر با کیفیت باال و ثابت از کلیپ ویدئویی تولید شده را فراهم می کند. در کنار این پروژه سخت افزاری و در طرحی جداگانه یک اپلیکیشن پردازش تصاویر شبکیه مبتنی بر گوشی هوشمند نیز در حال طراحی می باشد که امکانات پردازشی خاصی از جمله موزائیکینگ تصاویر شبکیه در نماهای مختلف، جداسازی عروق شبکیه و امکان ارسال عکس ها توسط گوشی هوشمند را برای کاربر فراهم می کند.

ضبط تصویر در چشم پزشک ی بطور گسترده برای مستندساز ی بیماری ، نظارت بر درمان و آموزش استفاده می شود. به طور سنتی ، این امر به واحدهای گران قیمت و سیستم های ثابت سنگینی متک ی است که توسط یک تکنس ین آموزش دیده در یک کلینی ک سرپایی اداره می شود. محبوبیت روزافزون و در دسترس بودن گوشی های هوشمند و پیشرفت سریع فناوری برای ثبت و به اشتراک گذاری تصاویر با آنها ، باعث شده است که استفاده از این گوشی های هوشمند به عنوان یک ابزا ر تصویربرداری بالینی در چشم پزشک ی گسترش یابد. سهولت استفاده و قا بلیت حمل گوشی ها ی هوشمند همراه و گستردگی شبکه های مخابراتی مرتبط با آن، همراه با پیشرفت در فضای ذخیره سازی ابری ، سوابق الکترونی ک ی پزشک ی قابل دسترسی توسط گوشی های هوشمند و فناوری رمزگذاری، اکنون فرصتی بی نظیر را برای برنامه هایی مانند تله پزشک ی و خود تشخیصی ارائه دا ده است.

از طرف دیگر طی سال های گذشته، برنامه های غربالگری برای بیماری های متداول چشمی همانند رتینوپاتی دیابتی، ادم ماکوالی وابسته به سن و رتینوپاتی کودکان نارس پیشرفت گسترده ای داشته است. رتینوپاتی دیابتی مهم ترین دلیل نابینایی در بزرگساالن است که در جوامع رو به توسعه شایع می باشد. عدم تشخیص و درمان به موقع این بیماری می تواند باعث نابینایی فرد شود. در این بیماری عروق خونی شبکیه به شدت آسیب دیده و رگهای جدیدی ایجاد می شوند که عامل ایجاد خونریزی در قسمت های مختلف شبکیه اند. این خونریزی ها اغلب حتی بدون نشانه اند و زمانی آشکار می شوند که فرصت یک درمان مناسب از دست رفته است. کاهش درصد مبتالیان به بیماری رتینو پاتی دیابتی نیازمند غربالگری در سطح جوامع رو به توسعه است. یکی از روش های متدوال برای انجام غربالگری تهیه تصاویر توسط دوربین فاندوس می باشد. دستیابی به تصاویر فوندوس با ک یفی ت باال ن یاز به ترک یبی از چینش های اپتیکی مناسب برای مسیرهای روشن سازی و تصویربرداری از شبکیه دارد که شامل مجموعه ای از عدسی های متراکم در هر دو مسیر جهت هدایت و تمرکز نور، یک منبع نوری هم مرکز و دوربین های رزولوشن باالی ثبت پرتوهای بازتابشی از سطح شبکیه می باشد)2 .)این بخش ی از دلیلی است که یک دوربین تجاری Fundus به طور عادی صدها میلیون تومان قیمت دارد. به دلیل بهره مندی از مزایای بسیار فراوان استفاده از گوشی های هوشمند در تصویربرداری از شبکیه و رفع پیچیدگی ها و محدودیت های سیستم های فعلی ما طراحی و ساخت یک سیستم فاندوس مبتنی بر گوشی های هوشمند را ارائه کرده ایم که با بهره مندی از یک برنامه نرم افزاری ارزان قیمت برای گوشی های هوشمند، قالب تولید شده توسط سیستم پرینت سه بعدی و استفاده از عدسی هایی که به صورت متداول در معاینات بالینی چشم پزشکی موجود هستند بتواند تصاویر با کیفیتی از شبکه چشم انسان ثبت نماید. ایمنی روشنایی با استفاده از این روش برای سیستم های نوری گوشی های هوشمند در چشم انسان قبالً شرح داده شده است)3 .)همچنین در سال های اخیر توسعه فناوری های مبتنی بر گوشی هوشمند برای تصویربرداری از بخش قدامی چشم، رحم و پوست نیز به صورت روزافزون در حال توسعه است. در سال 2020 نمونه ی اولیه ای از اسلیت لمپ مبتنی بر گوشی هوشمند ارائه شده است. همچنین در سال های اخیر ارائه الگوریتم های مبتنی بر پردازش تصویر نیز رشد چشمگیری داشته است. در همین سال نمونه ی اولیه ای از یک کولپوسکوپ مبتنی بر گوشی هوشمند در آمریکا وارد بازار شده است که نشانگر بازار رو به رشد این سیستم ها طی سال های آینده در بازار و تجارت جهانی تجهیزات پزشکی دارد. هدف اصلی از تاسیس این هسته فناور طراحی و ساخت سیستم های تصویربرداری پزشکی مبتنی بر گوشی هوشمند از جمله برای تصویربرداری از بخش خلفی و قدامی چشم، پوست، رحم، گوش و حلق و سایر زمینه های پزشکی می باشد.

مهمترین نتایج حاصل از اجرای ایده محوری: این طرح به صورت مشخص طراحی و ساخت محصوال ت نوآورانه در زمینه تصویربرداری پزشکی مبتنی بر گوشی هوشمند را فراهم خواهد آورد و محصوالت فناورانه ای از جمله سیستم تصویربرداری فاندوس مبتنی بر گوشی هوشمند و اسلیت لمپ مبتنی بر گوشی هوشمند در این هسته ها ارائه و محصوالت ساخته خواهند شد . عالوه بر محصول سخت افزاری مجموعه ای از نرم افزارهای پردازش تصویری الزم برای استفاده در گوشی هوشمند نیز ارائه خواهد شد به گونه ای که تصاویر ثبت شده توسط هر سیستم توسط اپلیکیشن های طراحی شده در گوشی هوشمند پردازش می شود. هر کدام از این سیستم ها می تواند در بازارهای هدف متفاوتی را برای خود فراهم کند، به عنوان مثال فاندوس و اسلیت لمپ ساخته شده در این هسته فناور می تواند توسط افراد یا سازمان های زیر مورد استفاده قرار گیرد: • پزشکان متخصص چشم جهت معاینات بالینی تخصصی شبکیه در راستای تشخیص و طبقه بندی درجه بیماری می توانند از سیستم فاندوس یا اسلیت لمپ طراحی شده استفاده کنند.