Duke のこの $600 医療機器は、医師による咽頭がんの検出に役立つ可能性があります

2021年6月18日

マイケル・ペン

患者が喉の痛みを訴えてクリニックにやって来ました。これはありふれた鼻水ではありません。主治医はすでに 2 種類の抗生物質を処方しましたが、どちらも不快感を和らげることができませんでした。今、彼女は専門医の専門知識を求めています。彼女は絶望感と少なからずの不安を感じています。

ウォルター・リー医師が率いるデューク大学耳鼻咽喉科クリニックなら、次のステップは明らかだ。リー医師は鼻咽頭鏡を準備する。鼻咽頭鏡はカメラとモニターに接続された長くて柔軟なチューブで、患者の喉の内部構造を詳しく観察できる。おそらく異常はないだろうが、生検が必要な腫瘍や奇妙な塊など、何かが見つかるかもしれない。腫瘍を見ているのかもしれないが、その場合は少なくとも早期発見できたことになる。

しかし、これがベトナムだとしましょう。おそらく医師も同じ計画を考えているでしょうが、ここには最先端のクリニックだけが所有している $10,000 のフレキシブル鼻咽頭鏡がありません。医師は患者を専門医に紹介するかもしれませんが、その専門医は数時間もかかるかもしれません。患者が通院と仕事を休む余裕があれば、予約を取るかもしれません。しかし、それには数週間かかる可能性があり、癌に時間という贅沢を与えたくはありません。

ベトナムの医師たちが、デューク大学の工学部の学生が当初設計した柔軟な鼻咽頭鏡の試作品を確認している。

耳鼻咽喉科・頭頸部外科の教授で、DGHI の関連団体でもあるリー氏は、2007 年以来ベトナムで 10 回以上の医療ミッションを行っており、これがベトナムの同僚たちが日常的に直面する苛立たしい現実であることを理解している。どれだけ知識があっても、彼らの医療機器には限界がある。この場合、裕福な医療制度では非常に一般的な機器で、リー氏のクリニックでは約 10 台を所有している。

「地元の医師が柔軟な対応力を持っていれば、より早く患者をピックアップし、治療に紹介することができます」とリー氏は言う。「患者の転帰はもっと良くなると思います。」

これは、リー氏を 10 年近く悩ませてきた問題です。しかし、現在、彼は解決策を見つけたと考えています。それは、デューク大学の工学部の学生が最初に設計した鼻咽頭鏡の $600 バージョンです。そして、その最初の大規模なテストが間もなく行われます。」

エンジニアリング上の問題

しかし、少し話を戻しましょう。この話は、リー氏がベトナムでの研究協力を模索するために DGHI から渡航助成金を受け取った 2011 年に始まります。同氏は、国内のほとんどの省立病院や地区病院が、彼が使い慣れているスコープを購入する余裕がないことを知っていました。つまり、鼻や喉の症状を訴える患者を最初に診察する医師には、がんの兆候を確実にチェックする方法がないということです。

「基本的な頭頸部検査を受けるのに、とても不利なように思えました」とリー氏は言う。「こんなものがなかったら、どうやって本来やるべき仕事をこなしているんだろうと思いました」

実際、低所得地域では喉や首のがん患者の状態が悪化する大きな理由は、こうしたツールへのアクセス不足にあるかもしれない、とリー氏は言う。早期のスクリーニングで発見されない腫瘍は、より重篤になり、患者が専門医に紹介される前に、回復不能な損傷や死に至ることもある。

2011年の旅行の後、リー氏は博士研究員と苦境について話し合っていたところ、その研究者から「ボブ・マルキン氏と話しましたか？」と尋ねられた。

マルキン博士は、生物医学工学とグローバルヘルスの教授で、デューク大学プラット工学部で、特にリソースの少ない環境向けの医療機器の設計に関する一連のコースを教えています。2 人の教授は面識がなかったものの、リー教授は問題について説明したメールを送り、マルキン教授がすぐに興味を持って返信してくれたことに、リー教授はうれしい驚きを覚えました。

「これがデューク大学を素晴らしい場所にしているのです。人々はとても積極的に話し合い、アイデアを共有してくれます」とリー氏は言う。

マルキン氏が目にしたのは、学生たちが取り組める明らかな工学上の問題だった。医療機器は複数の用途を想定して設計されているため、高価な場合があると同氏は指摘する。学生エンジニアは魔法使いではないので、同じ機器を低コストで作ることはできない。しかし、顧客がよりシンプルなツールを検討する意思があれば、不要な機能を取り除いてより手頃なものを設計できる場合が多い。

幸運なことに、リーが考えていたツールはフェラーリよりもフォードに近いものだった。「ウォルターは、低コストの製品に移行するために諦められるものを見つけようとしてくれました」とマルキンは言う。

マルキン氏は2012年に、上級工学コースの学生たちにこのプロジェクトを任せ、彼らはリー氏と協力して機器の仕様を簡素化した。彼らは、ほとんどの市販のスコープが採用している高度な光学系と動作制御をすぐに放棄した。専門医のオフィスでは複雑な症例には必要かもしれないが、基本的な検査には過剰だった。

その後の学期には、新しい上級生グループが参加して試作品のベンチテストを行い、カメラの位置を移動するなどの改良を加えて、さらにコストを削減しました。彼らはまた、清掃とメンテナンスの費用にも注目しました。マルキン氏によると、初期費用よりも、これが購入の大きな障壁となることが多いそうです。日々のメンテナンスを簡素化するために、再設計されたスコープは、低所得国や中所得国で一般的に入手できる消毒剤で洗浄できます。

デューク大学の学生たちは、装置のコストを削減するために、鼻咽頭鏡のモニターの解像度を下げました。

2018年までに、マルキン氏のチームは患者への試験用の試作品を完成させた。一方、リー氏はデューク大学らしい幸運で業界パートナーを見つけた。デューク・NUS医学部の同僚が、シンガポールの医療機器メーカーであるVivo Surgicalを紹介してくれたのだ。同社は、資源の乏しい環境でのアクセスを拡大するニッチなマーケティング機器を開発している。

Vivo Surgical のエンジニアによるいくつかの追加調整により、Duke 鼻咽頭鏡の製造準備が整いました。推奨小売価格はおよそ $600 で、ほとんどの市販のスコープの 10 分の 1 未満の価格です。

飛躍的な進歩

そして今、低価格の鼻咽頭鏡の開発においておそらく最も重要な瞬間がやってきた。9月にはベトナムの30の病院の医師らがこの内視鏡を使って患者の診察を開始し、日常の臨床使用に耐えられるかどうかを新しい設計でテストすることになる。

リー氏は、国立衛生研究所から 5 年間の助成金を受けて Vivo Surgical 社と共同で臨床試験を実施している。今後 18 か月で、この新しい機器を使用して 15 万件の検査データを収集したいと考えている。同氏は、フォーカスグループでこのスコープをテストしたベトナムの同僚たちが絶賛していることを指摘する。「彼らは、これが現在のものより飛躍的進歩だと見ている」と同氏は言う。

試験結果が同様に良好であれば、次のステップは、スコープを地元や地域の病院に導入することです。最前線の臨床医が素早く目視検査を行えるようにすることで、問題のある症例を早期に発見できるようになります、とリー氏は言います。しかし、同じくらい重要なのは、より深刻な問題を排除し、患者に紹介予約のストレスや面倒を省くことができることです。

「このスコープを使って患者をスクリーニングし、紹介する必要がなくなると、限られたリソースを本当に必要とする人のために確保できるので、医療制度の助けになります」とリー氏は言う。「私たちはこれを、早期スクリーニングプロセスにおける非常に重要なツールだと考えています。」

しかし、より手頃な価格の鼻咽頭鏡を作ろうとするリー氏とその同僚たちは、単なる医療機器以上のものを作り上げたのかもしれない。マルキン氏の学生たちが内視鏡の設計を洗練させている間、リー氏はベトナムの耳鼻咽喉科医のネットワークを作り上げ、現在ではさまざまな研究プロジェクトで協力している。同氏は、ベトナムの医療専門家向けのリーダーシップ研修を開発するために非営利団体リソース・エクスチェンジ・インターナショナルと協力し、デューク大学で研修を受ける臨床医を何人も受け入れている。

「この関係は単なる一つの研究プロジェクト以上のものです」と彼は言う。

なぜなら、リー氏は、長年思い描いていた手頃な価格の鼻咽頭鏡の実現に興奮しているが、実際には、その器具が重要なのではないからだ。心配な喉の痛みを訴えて来院した患者と、何をすべきかを正確に知っている医師が重要なのだ。次に何が起こるかは、単純なチューブが1本ないことで決まるべきではない。

元の情報源: WRAL TechWire