Questo dispositivo medico $600 della Duke potrebbe aiutare i medici a rilevare il cancro alla gola

Data di pubblicazione: Giugno 18, 2021

di Michael Penn 

Un paziente arriva in una clinica lamentando mal di gola. Questo non è un caso comune di raffreddore e il suo medico di base le ha già prescritto due diversi antibiotici, nessuno dei quali è riuscito a intaccare il suo disagio. Ora vuole la competenza di uno specialista. Si sente disperata e più che preoccupata.

Se siamo nella clinica di otorinolaringoiatria Duke guidata da Walter Lee, MD, il passo successivo è chiaro. Lee prepara un rinofaringoscopio, un tubo lungo e flessibile collegato a una telecamera e a un monitor che gli permette di osservare più da vicino l'anatomia interna della gola del paziente. Probabilmente non c'è niente di insolito, ma forse vede qualcosa: una crescita, uno strano ciuffo che richiede una biopsia. Potrebbe trattarsi di un tumore, ma in tal caso, beh, almeno l'ha scoperto presto.

Ma diciamo che questo è il Vietnam. Molto probabilmente il medico ha in mente lo stesso piano, ma quello che manca è il nasofaringoscopio flessibile, un'apparecchiatura $10.000 che solo le cliniche più avanzate possiedono qui. Forse il medico indirizza il nostro paziente a uno specialista, che potrebbe essere a ore di distanza. E se la paziente può permettersi il viaggio e il tempo lontano dal lavoro, magari fissa un appuntamento. Ma potrebbero volerci settimane e sicuramente non vorrai concedere al cancro il lusso del tempo.

Medici in Vietnam esaminano un prototipo del nasofaringoscopio flessibile inizialmente progettato dagli studenti di ingegneria della Duke.

Lee, professore di otorinolaringoiatria e chirurgia della testa e del collo e affiliato alla DGHI, ha svolto più di una dozzina di missioni mediche in Vietnam dal 2007, e quindi sa che questa è una realtà frustrante che i suoi colleghi vietnamiti affrontano regolarmente. Non importa quanto sappiano, sono limitati dai loro strumenti – in questo caso, un dispositivo così comune nei sistemi sanitari ricchi che la clinica di Lee ne possiede circa 10.

"Se i medici locali avessero un campo d'azione flessibile, potrebbero raccogliere i casi prima e indirizzarli per il trattamento", afferma Lee. "Penso che vedremmo risultati migliori per i pazienti."

È un problema che preoccupa Lee da quasi un decennio. Ma ora pensa di avere una soluzione: una versione $600 di un nasofaringoscopio inizialmente progettato dagli studenti di ingegneria della Duke. E sta per affrontare il suo primo grande test.“

UN PROBLEMA DI INGEGNERIA

Ma torniamo indietro. Questa storia inizia davvero nel 2011, quando Lee ricevette una borsa di viaggio dalla DGHI per esplorare collaborazioni di ricerca in Vietnam. Sapeva che la maggior parte degli ospedali provinciali e distrettuali del paese non potevano permettersi gli endoscopi a cui era abituato, e ciò significava che i medici che spesso erano i primi a visitare i pazienti che lamentavano problemi al naso o alla gola non avevano un modo affidabile per verificare la presenza di segni di cancro. .

"Sembrava davvero dannoso sottoporsi a un esame di base della testa e del collo", afferma Lee. "Stavo pensando, come stai facendo il lavoro che dovresti fare senza qualcosa del genere?"

In effetti, la mancanza di accesso a tali strumenti può essere una delle ragioni principali per cui i pazienti con cancro alla gola o al collo peggiorano in contesti a basso reddito, afferma Lee. I tumori che non vengono rilevati negli screening precoci possono diventare più gravi, causando danni irreparabili o addirittura la morte prima che i pazienti vengano indirizzati agli specialisti.

Dopo il suo viaggio nel 2011, Lee stava discutendo della situazione con un ricercatore post-dottorato, che gli chiese: "Hai parlato con Bob Malkin?"

Malkin, Ph.D., professore di ingegneria biomedica e salute globale, tiene una serie di corsi alla Pratt School of Engineering della Duke sulla progettazione di strumenti medici specifici per ambienti con risorse limitate. Sebbene i due professori non si fossero mai incontrati, Lee inviò un'e-mail descrivendo il problema e rimase piacevolmente sorpreso quando Malkin rispose rapidamente con interesse.

“Questo è ciò che rende Duke un posto così straordinario. Le persone sono così disposte a parlare e a condividere idee”, afferma Lee.

Ciò che Malkin vide era un chiaro problema di ingegneria che i suoi studenti potevano affrontare. Gli strumenti medici a volte sono costosi perché progettati per molteplici compiti, osserva. Gli studenti ingegneri non sono maghi; non possono semplicemente realizzare lo stesso strumento a un costo inferiore. Ma se un cliente è disposto a prendere in considerazione uno strumento più semplice, spesso può progettare qualcosa di più conveniente eliminando le funzionalità non necessarie.

Fortunatamente, lo strumento che Lee aveva in mente era più Ford che Ferrari. "Walter era disposto a identificare le cose a cui potevamo rinunciare per passare a un prodotto a basso costo", afferma Malkin.

Malkin ha assegnato il progetto nel 2012 agli studenti del suo corso di ingegneria di livello senior, che hanno lavorato con Lee per ridurre le specifiche dello strumento. Hanno rapidamente abbandonato l'ottica complicata e i controlli di movimento utilizzati dalla maggior parte dei telescopi commerciali, che potrebbero essere necessari in un caso complesso nell'ufficio di uno specialista ma che erano eccessivi per un esame di base.

Nei semestri successivi, nuovi gruppi di senior hanno testato i prototipi al banco e apportato miglioramenti, come lo spostamento della posizione della telecamera, per ridurre ulteriormente i costi. Hanno anche prestato attenzione alle spese di pulizia e manutenzione, che secondo Malkin rappresentano spesso un ostacolo maggiore all’accessibilità economica rispetto al prezzo iniziale. Per semplificare la manutenzione quotidiana, il loro ambito riprogettato può essere pulito con disinfettanti comunemente disponibili nei paesi a basso e medio reddito.

Gli studenti della Duke hanno abbassato la risoluzione del monitor del rinofaringoscopio per ridurre il costo del dispositivo.

Entro il 2018, il team di Malkin aveva un prototipo pronto per essere testato sui pazienti. Lee, nel frattempo, aveva trovato un partner industriale attraverso un altro colpo di serendipità ducale. Un collega della Duke-NUS Medical School lo ha messo in contatto con Vivo Surgical, un produttore di dispositivi medici di Singapore che ha creato strumenti di marketing di nicchia che espandono l’accesso in contesti con poche risorse.

Con alcune modifiche aggiuntive da parte degli ingegneri di Vivo Surgical, il nasofaringoscopio Duke era pronto per la produzione. Negozio consigliato? Circa $600, meno di un decimo del prezzo della maggior parte dei telescopi commerciali.

UN SALTO QUANTISTICO IN AVANTI

Il che ci porta adesso, forse al momento più importante nello sviluppo del rinofaringoscopio a basso costo. A settembre, i medici di 30 ospedali in Vietnam inizieranno a utilizzare gli endoscopi per esaminare i pazienti, mettendo alla prova il nuovo design per vedere se resiste all’uso clinico quotidiano.

Lee, che si unisce a Vivo Surgical con una sovvenzione quinquennale del National Institutes of Health per condurre la sperimentazione clinica. Si spera di raccogliere dati da 150.000 esami utilizzando il nuovo strumento nei prossimi 18 mesi. Nota che i colleghi vietnamiti che hanno testato gli oscilloscopi nei focus group sono stati entusiasti delle loro revisioni. “Lo vedono come un salto di qualità rispetto a quello che hanno adesso”, dice.

Se i risultati degli studi saranno altrettanto favorevoli, il passo successivo sarà quello di portare i dispositivi negli ospedali locali e regionali. Consentire ai medici in prima linea di eseguire un rapido controllo visivo li aiuterà a individuare tempestivamente i casi problematici, afferma Lee. Ma, cosa altrettanto importante, può aiutarli a escludere problemi più preoccupanti, risparmiando ai pazienti lo stress e il fastidio di un appuntamento di riferimento.

“Se riescono a utilizzare questo ambito per escludere i pazienti senza doverli indirizzare, ciò aiuta il loro sistema sanitario preservando le risorse limitate per coloro che ne hanno davvero bisogno”, afferma Lee. “Lo immaginiamo come uno strumento davvero importante in quel processo di screening iniziale”.

Ma nel suo tentativo di produrre un rinofaringoscopio più conveniente, Lee e i suoi colleghi potrebbero aver costruito più di un semplice dispositivo medico. Mentre gli studenti di Malkin perfezionavano il design del telescopio, Lee stava mettendo insieme una rete di specialisti di otorinolaringoiatria in Vietnam, che ora collaborano a una serie di progetti di ricerca. Ha collaborato con il gruppo no-profit Resource Exchange International per sviluppare una formazione alla leadership per i professionisti medici nel paese e ha ospitato diversi medici per formarsi con lui alla Duke.

"Questa relazione è molto più di un semplice progetto di ricerca", afferma.

E questo perché, per quanto Lee sia entusiasta di vedere la sua visione a lungo immaginata di un rinofaringoscopio conveniente diventare realtà, in realtà non si tratta dello strumento. Riguarda quel paziente che si presenta con un preoccupante mal di gola e il medico che sa esattamente cosa fare. Non dovrebbe essere l'assenza di un semplice pezzo di tubo a dettare cosa succederà dopo.

Fonte originale: WRAL TechWire