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大学生用3D打印开发低成本耳镜预防听力损伤

大学生用3D打印开发低成本耳镜预防听力损伤

  根据世界卫生组织(WHO)统计,全世界有超过3.6亿人患有与听力损伤有关的疾病。这些人有很大一部份生活在发展中国家,尤其是南亚、亚太和非洲撒哈拉以南的地区。医学专家们称,至少有一半的听力损失是可以通过初级预防来避免的。但是,在发展中国家,就算初级预防也很难实现。

  这也是来自德克萨斯A&M大学的一群学生借助3D打印技术开发出一种低成本LED耳镜的原因,这种耳镜被插到智能手机上后,会对耳朵内部进行拍照。据悉,这群学生都是Engineering World Health(EWL)在德克萨斯A&M大学分部的成员,目前学生们已经带着他们的设计参加了EWL举办的设计竞赛,他们希望该设计能够变成一个套件,方便世界各地生产。

  这个团队的负责人Robert Hunt及其副手Tessa Bronez都已经于今年5月份获得了生物医学工程学位,但是他们希望在自己毕业之后该团队的其他成员能够继续完善他们的设计。

  EWL主要提供尤其是发展中世界的医疗专业人员所面临的一系列问题。其中就包括Hunt和Bronez提出的用低成本LED耳镜来 帮助诊断和治疗那些听力损失的问题。“我们认为可以使用智能手机来降低成本,因为很多智能手机上都有相机。”Bronez说:“就算是发展中国家,智能手机的普及率也是很高的。”

  据天工社了解,他们的耳镜是用3D打印机、标准的透镜和简单的主板来创建的。3D打印的支架可以经过调整安装在任何智能手机上。除了智能手机,这个3D打印耳镜的总成本是6.42美元,而医生们在医院里使用的普通耳镜价格往往高达数百美元。

  在研发该项目时,学生们发现了一项研究成果,可以使用不同波长的光,而非只用白光来在内尔成像时获得更好的对比度。为此,他们在设计中加入了红色、蓝色和绿色的LED灯。“如果您在查看某些类型的感染时,使用绿色光会比白色光更容易看到。”Hunt说。

  根据WHO的研究,导致听力损失的原因可能是遗传、出生时的并发症、慢性耳部感染、使用某种药物、暴露于过量噪音和老化等。世界人口的5%以上患有听力损失,这使该低成本耳镜将成为发展中国家的诊所和医院中必不可少的工具。

  另外,听力损失也会造成相应的经济和社会影响。WHO的网站指出,很多听力损失和耳聋的患儿无法接受教育,而且患有听力损失的成年人失业率会更高。

  对于Hunt和Bronez来说,这样一个项目是他们对其学到的生物医学专业知识的完美应用。毕业之后,Bronez将前往约翰·霍普金斯大学做生物工程创新和设计专业的研究所,而Hunt将在斯坦福大学攻读生物工程学硕士学位。

  头晕和眩晕是临床最常见症候,是门、急诊就诊最多的疾患之一。但众多临床医师对头晕和眩晕的概念和诊断却并不能准确把握,也很少更新有关头晕相关的临床新知,还沿用过去的概念与诊疗思路。这就是为什么常见到的头晕或眩晕症候最多使用的诊断是“颈性头晕”或“颈性眩晕”、“脑供血不足”或“椎基底动脉供血不足”、梅尼埃病,连患者本人也会像大多数医生一样给自己冠以颈性头晕/眩晕(认为与颈椎病有关)或椎基底动脉脑供血不足(误以为动脉受压)的诊断。而这些诊断与国外的头晕、眩晕诊断相去甚远,且现在也不如此命名。

  为此,笔者结合自己的临床实践总结和国外的经验介绍头晕、眩晕的概念与诊断中存在的问题。

  头晕和眩晕诊断的误区

  尽管头晕和眩晕症状常见,但对于头晕和眩晕的病因诊断却常常走偏或陷入误区。不少医生对其诊断比较“困惑”“模糊”或“随意”:所谓“困惑”是指由于患者对头晕相关症候表述不清,或问诊者缺乏头晕相关诊断经验而难以确诊;所谓“模糊”是指临床医生不能进行细致病因分析与思考,干脆就以症状冠名,用“头晕”二字诊断,对症“下药”。

  所谓“随意”是指临床医生对于“病因不清”的头晕常常随意地以“脑供血不足”“颈性头晕”来诊断。比如,当某个患者主诉头部活动时出现头晕或眩晕,有的外科医师可能仅仅根据颈椎X线片示骨质增生、椎间隙狭窄就考虑为颈性头晕/眩晕;有的内科医生根据经颅多普勒超声提示某支动脉血流速度增快就考虑为前庭周围性眩晕;还有的笼统地以“虚”字辩证。结果,同一头晕患者就诊多科获得了诸多不同的诊断,诊疗措施自然也五花八门。

  因此,应当明确头晕、眩晕的概念,掌握常见头晕与眩晕疾病的特点,避免盲目诊断与治疗。

  正确理解和掌握头晕和眩晕的概念

  头晕概念可分为下列4类情况,眩晕、头昏、失平衡、晕厥前状态不包括晕厥、癫痫等意识障碍的疾病在内。头晕是总的概念,眩晕、头昏等仅仅是头晕的组成部分。

  头昏是指阵发性或持续性的大脑头昏头沉、不清晰感,可有头胀、头部发紧感等。头昏症候有时属于生理过程,不一定是病理性的,如长时间加班、过度疲劳、睡眠不足等,若适时调整可以纠正。高血压、精神因素等是头昏常见原因。

  眩晕是患者主体对静态的客体或自身位置产生运动错觉的感受,多为病理生理现象,表现为视物旋转或自身旋转感,也可有摇摆不稳、坠落感等。

  晕厥前状态是指晕厥前发生的头昏沉、眼前发黑、胸闷、心悸、乏力等症状,一般出现在体位性低血压、直立性调节障碍的患者。

  失平衡是指活动中有站立不稳或运动不稳的头晕症候,帕金森病、共济失调、周围神经病等常有此表现。对于患者而言,头晕时可以是头昏、眩晕或平衡不稳症候的单独出现,也可同时出现或相继出现。有学者认为把头晕与眩晕绝对分开是不符合实际的。

  熟悉头晕症候的分类及常见头晕的疾病

  头晕的疾病分类一般为非前庭系统疾病性头晕和前庭系统疾病性头晕两大类。非前庭系统疾病性头晕主要指由内科系统疾病,如心血管疾病(血压高低、心率失常)、血液疾病(贫血、真性红细胞增多症等)、内分泌疾病(甲状腺功能亢进或减退等)、环境变化(高温、酷暑、严寒或高海拔等)、活动过度(久立、过劳等)、头部轻微外伤后综合征、视觉疲劳及眼部疾病(如重症肌无力、青光眼等)、五官炎症、上呼吸道感染及药物不良反应或中毒等引起。此外,还包括心因性头晕,如抑郁、焦虑、轻躁狂状态、强迫症等。

  前庭系统疾病性头晕又分为中枢性及周围性。周围前庭系统疾病性头晕主要有良性发作性位置性眩晕、梅尼埃病、前庭神经元炎、迷路炎、淋巴管漏等,中枢性前庭系统疾病性头晕包括后循环缺血(旧称椎基底动脉供血不足)、脑出血、脑肿瘤、脑炎或脱髓鞘病、眩晕性癫痫等。

  国内外最新文献资料统计显示,头晕常见病因主要有良性发作性位置性眩晕(BPPV)、VM、精神源性头晕、非前庭系统疾病性头晕、后循环缺血或脑卒中;而像梅尼埃病、前庭神经(元)炎或其他中枢神经系统疾病(脱髓鞘/肿瘤/炎症等)等属于较少见的头晕情况;颈性头晕国外越来越少提及,而且也摒弃所谓的颈交感性眩晕的概念。

  掌握头晕常见疾病的特点和诊断思路

  临床医生需要充分把握各种病因所致头晕、眩晕疾病的特点,才能迅速判断其病因。良性发作性位置性眩晕(耳石症)的特点是头位变化时出现眩晕,患者常“望床兴叹”“不堪回首”,有的耳石症患者因眩晕而不敢卧床;有的眩晕感“瞬间即逝”,又可反复发生,也可自行好转。

  VM的特点是反复发作伴或不伴有头痛的眩晕发作,症候发作持续时间短则数秒,长则数天(多在5min~72h)。发作时多伴恶心、呕吐(吐后症状减轻),可出现畏声、畏光、喜静、心情烦躁,可有视物模糊表现,少数患者可有极短暂的意识模糊,症状发作时若头位变化可使晕加重,一般安静休息或睡眠后症状即可好转。

  心因性头晕,也被称为精神性头晕,这类患者头晕与精神障碍或心因性因素有关,如抑郁、焦虑、惊恐、强迫或躯体化障碍等。患者虽以头晕或眩晕就诊,但常伴随较多躯体化症状。

  此外,也应注意以眩晕起病,但症状体征不明显,头颅MRI检查阴性的后循环缺血所致的恶性眩晕,之所以称之为恶性眩晕,是指眩晕后继容易发展为脑梗死的情况,有的甚至大面积脑干梗死,或影响网状结构、呼吸中枢等而危及生命。作为梅尼埃病应当掌握其耳鸣、耳聋、眩晕、耳内闷胀感的特点。

  总之,头晕与眩晕症候临床常见,看似简单又不易诊断。希望各科临床医生全面把握不同疾病所致头晕与眩晕的特点,避免诊断的随意性与盲目性,走出头晕与眩晕诊断的误区,熟悉头晕鉴别诊断思路,以便进一步采取正确的辅助检查及治疗。