Fotocamera odontoiatrica ispirata alla struttura dell'occhio di un insetto consente di ottenere un'imaging dentale funzionale diversificato con un'elevata gamma dinamica, profondità 3D e autofluorescenza
La tecnologia della fotografia dentale convenzionale ha avuto un limite nell'uso di strumenti scomodi come specchi e divaricatori per guance. I dentisti richiedono immagini dei denti di base da varie angolazioni, come vestibolare destra/sinistra e occlusale mascellare/mandibolare, per l'ispezione della salute dentale. Per acquisire queste immagini, i pazienti si sentono a disagio perché i dentisti devono mettere uno specchio in bocca per catturare l'immagine riflessa dei denti attraverso una fotocamera portatile.
Informazioni come la disposizione dei denti e la posizione della carie possono essere ottenute attraverso questo processo. Una telecamera dentale intraorale compatta può superare il disagio e scansionare le condizioni dei denti. Tuttavia, a causa della ridotta profondità di campo e campo visivo, il dispositivo convenzionale presenta limitazioni nell'imaging ravvicinato per l'osservazione dettagliata della carie e nell'imaging grandangolare per catturare l'intera disposizione dei denti.
Varie specie di occhi di insetti composti hanno caratteristiche visive superiori, come un ampio angolo di visione e un'ampia profondità di campo con organi visivi compatti costituiti da minuscole lenti. Gli occhi degli insetti danno ispirazione per le fotocamere miniaturizzate e le fotocamere ispirate agli insetti possono risolvere i problemi delle fotocamere compatte convenzionali, come il raggio di osservazione limitato. Tuttavia, le telecamere per insetti precedentemente sviluppate presentano degli svantaggi nelle funzioni a bassa risoluzione o limitate.
Come riportato nel Journal of Optical Microsystems (1), i ricercatori del Korea Advanced Institute of Science and Technology e del Korea Photonics Technology Institute hanno recentemente sviluppato una nuova fotocamera grandangolare ispirandosi agli occhi degli insetti, la fotocamera intraorale di ispirazione biologica (BIOC), per l'imaging funzionale assortito. Utilizzando il dispositivo, è stato dimostrato che questa tipologia di imaging soddisfa le esigenze cliniche.
Il BIOC (biologically inspired intraoral camera) prevede una nuova configurazione di lenti convesse-concave, array di microlenti invertite (iMLA) e un singolo sensore di immagine CMOS su un circuito stampato flessibile in un supporto per manipoli. La lente convessa-concava aumenta sostanzialmente il campo visivo fino a 143 gradi e gli iMLA riducono l'aberrazione ottica in base alla legge di ridimensionamento.
La nuova fotocamera risolve molti problemi cronici delle fotocamere intraorali convenzionali, come la profondità di campo limitata, la lunghezza totale della traccia spessa e l'imaging funzionale limitato. Nel dettaglio, la telecamera odontoiatrica ultrasottile può risolvere stati di disagio dovuti alla sua magrezza e osservare i denti anche in regioni anatomicamente strette. Inoltre, si ottiene un'imaging dentale nitido senza sfocatura dell'immagine emulando la funzione di visione degli insetti di una profondità di campo infinita anche a distanza ravvicinata dell'oggetto. Il BIOC offre imaging dentale multifunzionale, come l'alta gamma dinamica, la profondità 3D e l'imaging in autofluorescenza, attraverso il sistema di visione multicanale.
Gli autori sperano che la nuova telecamera grandangolare ispirata agli occhi degli insetti contribuisca non solo ai progressi tecnici nelle società di ingegneria biomedica, ma abbia anche un impatto significativo su applicazioni di visione così diverse come sorveglianza, smartphone e droni. Prevedono una continua espansione delle applicazioni in futuro.
Riferimenti:
(1) Biologically inspired intraoral camera for multifunctional dental imaging
Descrizione foto: Una fotocamera dentale ultrasottile completamente confezionata e immagini dentali multifunzionali. Vari tipi di prototipi di telecamere intraorali per test di usabilità. - Credit: Journal of Optical Microsystems.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Ultrathin dental camera inspired by insect-eye structure