A impressão 3D é cada vez mais usado na fabricação de Equipamento de diagnósticoincluindo oftalmologiaque é uma especialidade médica que lida com o diagnóstico e tratamento de condições oculares e doenças. Uma equipe de pesquisadores do Departamento de Oftalmologia em Universidade de Loma Linda na Califórnia publicou recentemente um papel no Jornal de Oftalmologia sobre seu trabalho para desenvolver um acessível, compacto Oftalmoscópio Indireta Binocular (Bio). Eles usaram uma impressora 3D do consumidor de laboratório de Bambu, software program CAD e componentes eletrônicos e ópticos prontos para uso para reduzir o tamanho e o custo do instrumento.
O BIOS é usado para diagnosticar e gerenciar doenças da retina, mas as disponíveis comercialmente são frequentemente volumosas e caras, o que dificulta usá -las em ambientes onde os recursos são limitados. Felizmente, a impressão e a CAD 3D se tornaram mais acessíveis e acessíveis ao longo dos anos, e é por isso que a equipe de pesquisa escolheu essas tecnologias para fazer sua própria biografia compacta e de baixo custo.
Figura 1b. Componentes impressos em 3D do oftalmoscópio indireto binocular.
Os pesquisadores usaram o Autodesk Fusion 360 para projetar as peças impressas em 3D para a biografia e orcaslicer para preparar os arquivos para a impressão 3D.
“Orcaslicer foi escolhido sobre o Slicer Bambu por causa das opções de configuração de calibração e filamento do Orcaslicer”, explicaram eles.
O alojamento óptico, os templos e a estrutura foram impressos em 3D a partir de acrilato de estireno de acrilonitrila (ASA), enquanto o glicol de polietileno tereftalato (PETG) foi usado para imprimir a janela para a luz de carregamento do instrumento. O poliuretano termoplástico, ou TPU, period o materials de escolha para as oculares, cobertura de carga, suporte de LED e arruela de peça do nariz. Todas as peças impressas não 3D estão disponíveis on-line.
A impressão 3D geralmente pode ser uma opção de fabricação mais barata para produtos como esse, mas os pesquisadores usaram a impressora 3D de carbono Bambu Lab. Esta máquina de US $ 1.449 e alguns dos materiais extremamente duráveis utilizados, chamaram em questão o aspecto de acessibilidade deste projeto. No entanto, incluindo a impressora 3D x1-carbono, o custo whole das ferramentas usadas para construir a biografia foi de US $ 1.707,20, enquanto o custo de todos os componentes necessários foi de US $ 182,26, para um whole de US $ 1.889,46. Um comercialmente disponível Keeler Vantage Plus Oblique Ophtalmoscópio Custa US $ 4.423,00, de modo que é igual a uma economia de aproximadamente US $ 2.533. Eles também disseram que as configurações muito limitadas poderiam usar o Mini e o PLA de US $ 349 Bambu Lab A1 para esta biografia, mas observaram que “seria menos durável”.
Figura 1C. Componentes de {hardware}, eletrônico e óptico do oftalmoscópio indireta binocular impresso em 3D.
Os pesquisadores disseram que os oftalmologistas que têm alguma experiência eletrônica devem poder imprimir todas as peças necessárias em menos de 5 horas e usar um ferro de solda e pequenas ferramentas manuais para montá-lo dentro de 2-4 horas. O sistema óptico é composto de:
- oculares que podem conter diferentes lentes de energia, como +2D, para corrigir o erro de refração de um paciente
- espelhos móveis para cada olho para acomodar diferentes distâncias interpupilares
- Espelhos centrais que deslizam para a frente e para trás para ajustar a estereopsis (percepção de profundidade binocular)
Uma boa característica desta biografia de espetáculo impressa em 3D é que a bateria é incorporada ao quadro, o que a torna ainda mais compacta e gerenciável. Os pesquisadores fizeram os templos em diferentes formas e tamanhos para acomodar vários tamanhos de cabeça e formas de rosto, e a peça do nariz é ajustável.
Figura 2. Comparação de tamanho do oftalmoscópio indireto binocular impresso 3D (esquerda), espectros de keeler IRIS (meio) e oftalmoscópio genérico montado na faixa de cabeça (à direita).
O sistema de iluminação é composto por um LED branco quente de 5 mm, diafragma da íris e lente planejadora, que juntos produzem um holofote round que pode ser inclinado de 0 a ten °; Seu tamanho pode ser alterado de 2 para 6,5 cm. Uma placa de modulação de largura de pulso e um botão dimmer controlam a intensidade da luz e uma bateria de lítio de 400 mAh (carregada por uma porta USB-C) alimenta o sistema.
Para cumprir os padrões de segurança, a equipe usou um Espectrômetro para medir e avaliar a segurança da luz ocular da biografia. Eles relatam que a qualidade da imagem da retina com seu dispositivo é “comparável aos indiretos disponíveis comercialmente”. Além disso, possui um campo de visão um pouco maior devido a uma distância mais curta do vértice do que a oferta de BIOS no estilo espetáculo disponível comercialmente.
Figura 3. Características do oftalmoscópio indireto binocular impresso em 3D.
A biografia impressa em 3D foi destinada ao uso da clínica, mas seu design confortável e sem fio poderia torná -lo uma boa opção para cirurgias esclerais de flambagem ou biópsia coroidal. A equipe de pesquisa espera que, ao disponibilizar todas as peças on -line, outros oftalmologistas consideram fazer seu próprio BIOS impresso em 3D e até melhorar o design unique; Por exemplo, a gravação de vídeo sem fio ou um filtro de luz azul incorporado pode tornar esse instrumento compacto ainda mais útil.
“As impressoras 3D e os programas CAD permitem prototipagem rápida por meio de um processo iterativo, e elas estão se tornando mais acessíveis e mais fáceis de usar. Essas vantagens nos ajudaram a criar uma biografia leve e de baixo custo com a bateria incorporada ao quadro”, concluiu os pesquisadores. “Esperamos que a impressão 3D leve a melhorias adicionais nos dispositivos existentes em oftalmologia (como a biografia), bem como a produção de novos dispositivos em nosso campo”.
A equipe de pesquisa da Universidade de Loma Linda impressa em 3D A Bio atendeu aos padrões de oftalmoscópios indiretos estabelecidos pela Organização Internacional de Padronização e cumpriu os requisitos de proteção de riscos leves do American Nationwide Requirements Institute para instrumentos oftalmológicos.
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