携帯電話赤外線カメラを使用した低コストのアクティブサーモグラフィ：歯虫の早期発見から経口液中のTHCの定量化まで

Active Thermography（AT）は、生物学的および産業材料の特性評価と評価のために、広く研究されている非破壊検査方法です。幅広い潜在的な用途にもかかわらず、ATの商業化と広範な適応は、赤外線（IR）カメラのコストと規模によって長い間妨げられてきました。この論文では、このコストとサイズの制限を携帯電話のアタッチメントIRカメラを使用して克服できることを実証します。シンプルなUSBインターフェイスを介してカメラ属性を制御し、最大33 fpsの一定のフレームレートでカメラフレームを取得するソフトウェア開発キット（SDK）が開発されています。システムでの低コストのパフォーマンスを実証するために、2つの高い潜在的なアプリケーションに関する実験結果を報告および議論します。最初の実験セットは歯科用サンプルで実施され、初期の歯虫を検出するための開発された低コスト技術の臨床的可能性を調査しますが、2番目の実験セットは、口腔液ベースの横方向流量免疫アッセイで行われ、ポイントオブケアで大麻の消費を検出および定量化するための技術の生存率を決定します。私たちの結果は、低コストのプラットフォームでの信頼性の高いパフォーマンスの達成を示唆しています。これは、費用とかさばる研究グレードのシステムに匹敵し、ATテクニックの市場への翻訳の道を開いています。

Active thermography (AT) is a widely studied non-destructive testing method for the characterization and evaluation of biological and industrial materials. Despite its broad range of potential applications, commercialization and wide-spread adaption of AT has long been impeded by the cost and size of infrared (IR) cameras. In this paper, we demonstrate that this cost and size limitation can be overcome using cell-phone attachment IR cameras. A software development kit (SDK) is developed that controls camera attributes through a simple USB interface and acquires camera frames at a constant frame rate up to 33 fps. To demonstrate the performance of our low-cost AT system, we report and discuss our experimental results on two high impact potential applications. The first set of experiments is conducted on a dental sample to investigate the clinical potential of the developed low-cost technology for detecting early dental caries, while the second set of experiments is conducted on the oral-fluid based lateral flow immunoassay to determine the viability of our technology for detecting and quantifying cannabis consumption at the point-of-care. Our results suggest achievement of reliable performance in the low-cost platform, comparable to those of costly and bulky research-grade systems, paving the way for translation of AT techniques to market.