محققان از دوربین تلفن های هوشمند برای شناسایی باکتری های ایجادکننده آکنه استفاده می کنند

محققان دانشگاه واشنگتن راهی برای استفاده از عکس های گوشی های هوشمند برای شناسایی باکتری های بالقوه مضر روی پوست و دهان ایجاد کرده اند. این روش می تواند میکروب های موجود در پوست را که به آکنه کمک می کنند و همچنین آنهایی که باعث التهاب لثه و پلاک های دندانی می شوند را از نظر بصری شناسایی کند.

این تیم توسط Ruikang Wang ، استاد مهندسی زیستی و چشم پزشکی دانشگاه واشنگتن هدایت می شد. این گروه از محققان با اصلاح یک مورد گوشی هوشمند با مجموعه ای از روش های پردازش تصویر ، تصاویر را با استفاده از یک دوربین تلفن هوشمند استاندارد و معمولی نشان می دهند. نتیجه آنچه محققان می گویند روشی نسبتاً کم هزینه و سریع است که می تواند در خانه برای ارزیابی وجود باکتری های مضر استفاده شود.

وانگ می گوید: “باکتری های موجود در پوست و دهان ما می توانند تأثیرات زیادی بر سلامتی ما داشته باشند – از پوسیدگی دندان تا کاهش سرعت ترمیم زخم.” “از آنجا که تلفن های هوشمند بسیار مورد استفاده قرار می گیرند ، ما می خواستیم ابزاری آسان و مقرون به صرفه بسازیم که مردم بتوانند از آن برای یادگیری باکتری های موجود در پوست و حفره دهان استفاده کنند.”

وانگ توضیح می دهد که باکتری ها معمولاً با استفاده از عکس های معمولی تلفن های هوشمند آسان نیستند زیرا در RGB عکس می گیرند. به طور خلاصه ، تصاویری که گرفته می شوند از طول موج های مختلف نور در طیف بینایی هستند ، اما بسیاری از باکتری ها رنگهایی را منتشر می کنند که فراتر از این طیف هستند و از این رو برای آن نامرئی هستند.

برای حل این مشکل ، محققان یک دوربین گوشی هوشمند را با یک حلقه چاپ سه بعدی با 10 چراغ سیاه LED در اطراف آن افزودند.

Qinghua He ، دانشجوی دکترای UW در مهندسی زیستی ، می گوید: “چراغ های LED گروهی از مولکول های مشتق شده از باکتری به نام پورفیرین را” تحریک “می کند ، و باعث می شود که آنها سیگنال فلورسنت قرمز رنگی را بگیرند که دوربین تلفن هوشمند پس از آن بتواند آن را بگیرد.”

بسیاری از باکتری ها پورفیرین ها را به عنوان محصول جانبی از رشد و متابولیسم تولید می کنند. به گفته یکی از نویسندگان Yuandong Li ، محقق فوق دکترا در مهندسی زیستی UW ، پورفیرین ها می توانند روی پوست و دهان جایی که باکتری ها به تعداد زیاد وجود دارند تجمع پیدا کنند. هرچه پورفیرین های بیشتری در سطح پوست دیده شوند ، احتمال ایجاد آکنه بیشتر است.

طبق خلاصه ای از دانشگاه واشنگتن ، نور LED به تیم اطلاعات بصری کافی داد تا بتواند رنگهای RGB را از تصاویر مشتق شده از گوشی های هوشمند به صورت محاسباتی به طول موج های دیگر در طیف بصری تبدیل کند. این یک تصویر “شبه چند طیفی” ایجاد می کند که از 15 بخش مختلف از طیف بصری تشکیل شده است – به جای سه بخش در تصویر RGB اصلی.

این تیم می گوید که تلاش برای به دست آوردن این نوع اطلاعات بصری در جلو به چراغ های بزرگ و گران قیمت احتیاج دارد ، که باعث می شود استفاده از چراغ های سیاه ارزان قیمت به طور قابل توجهی برای تصویب گسترده قابل دسترسی تر باشد. از لحاظ تئوری ، می توان خط لوله تجزیه و تحلیل تصویر را تغییر داد تا سایر امضاهای باکتریایی را که تحت LED روشن می شوند ، شناسایی کند.

وانگ گفت: “این زیبایی این تکنیک است: ما می توانیم به اجزای مختلف به طور همزمان نگاه کنیم.” “اگر باکتری تولید كننده محصول جانبی متفاوتی دارید كه می خواهید آن را تشخیص دهید ، می توانید از همان تصویر برای جستجوی آن استفاده كنید – كاری كه امروز نمی توانید با سیستم های تصویربرداری معمولی انجام دهید.”

وانگ می گوید که چندین مسیر وجود دارد که تیم می تواند از آنجا به آنجا برود که در محیط پیچیده بدن انسان کاوش می کند و به دنبال روش های بیشتری برای رفع مشکلات مختلفی است که می تواند در آنجا رخ دهد. مقاله کامل تحقیق در اینجا قابل دسترسی است.