Ontwikkeling en validatie van een draagbare 3D-otoscoop.

Het menselijk trommelvlies is een kegelvormig, dun membraan dat het middenoor van het buitenoor scheidt. Het zet geluidstrillingen over op de gehoorsbeentjes en beschermt het middenoor tegen infecties van buitenaf. De 3D vorm van het trommelvlies speelt een cruciale rol in dit proces en eventuele structurele afwijkingen in de trommelvlies-topografie vormen een belangrijke indicator voor aankomende of reeds bestaande pathologie of slechthorendheid. Een nauwkeurige, kwantitatieve techniek om structurele 3D vervormingen te meten in-vivo ontbreekt echter nog steeds. Gebaseerd op het onderzoekswerk dat ik tijdens mijn doctoraat en tijdens de eerste 2 jaren van mijn postdoctoraat heb uitgevoerd, zal ik in dit project een nieuwe optische meettechniek ontwikkelen om trommelvliesvervormingen in 3D, in real-time en met hoge resolutie te meten bij levende patiënten. Op basis van eerder gepubliceerde resultaten (zie bibliografie uit 2017), kunnen we aantonen dat de praktische implementatie van 'gestructureerde lijntjes-profilometrie' in een geminiaturiseerde optische setup enkel mogelijk is wanneer we in plaats van 3 of 4 lijntjespatronen slechts één patroon per 3D-meting nodig hebben. Om dit mogelijk te maken, wordt een nieuwe techniek ontwikkeld die op basis van deep learning patroonherkenning vervormde patronen als input rechtstreeks zal koppelen aan een 3D oppervlaktevorm als output. Door gebruik te maken van een hoge-snelheidscamera en parallelle programmeertechnieken zal de digitale verwerkingssnelheid voldoende hoog zijn om vervormingen van het trommelvlies-oppervlak in real-time op te meten. Deze vervormingen worden veroorzaakt door de druk in de middenoor-caviteit stapsgewijs en gecontroleerd aan te passen. Op deze manier kunnen zowel fundamentele eigenschappen van trommelvliesmechanica als praktische toepasbaarheid in de klinische setup worden onderzocht. Het nieuwe otologische apparaat zal worden gevalideerd in de NKO-praktijk als een diagnostisch hulpmiddel bij de detectie van middenoor-ontsteking in een vroeg stadium, verzakkingen van het trommelvlies, cholesteatoom en het (dis)functioneren van de buis van Eustachius.

Trefwoorden:GPU BEREKENINGEN, MEDISCHE BEELDVORMING, TROMMELVLIES

Disciplines:Klassieke fysica, Elementaire deeltjesfysica en hoge-energie fysica, Andere fysica, Multimediaverwerking, Biologische systeemtechnologie, Biomateriaal engineering, Biomechanische ingenieurswetenschappen, Medische biotechnologie, Andere (bio)medische ingenieurswetenschappen, Signaalverwerking