Dit medische apparaat $600 van Duke kan artsen helpen keelkanker op te sporen

Datum gepubliceerd: 18 juni 2021

door Michael Penn 

Een patiënt arriveert in een kliniek en klaagt over keelpijn. Dit is geen alledaags geval van snuiven, en haar huisarts heeft haar al twee verschillende antibiotica voorgeschreven, die er niet in slaagden haar ongemak te verminderen. Nu wil ze de expertise van een specialist. Ze voelt zich wanhopig en meer dan een beetje bezorgd.

Als we in de Duke otolaryngologiekliniek zijn onder leiding van Walter Lee, MD, is de volgende stap duidelijk. Lee maakt een nasofaryngoscoop klaar, een lange, flexibele buis die is aangesloten op een camera en monitor waarmee hij de interne anatomie van de keel van de patiënt van dichterbij kan bekijken. Waarschijnlijk is er niets ongewoons, maar misschien ziet hij iets: een gezwel, een vreemde klomp die een biopsie rechtvaardigt. Misschien kijkt hij naar een tumor, maar in dat geval heeft hij hem tenminste vroeg opgemerkt.

Maar laten we zeggen dat dit Vietnam is. Hoogstwaarschijnlijk heeft de dokter hetzelfde plan in gedachten, maar wat ontbreekt is de flexibele nasofaryngoscoop, een $10.000-apparaat dat alleen de meest geavanceerde klinieken hier bezitten. Misschien verwijst de dokter onze patiënt door naar een specialist, die uren verderop kan zijn. En als de patiënt de reis en de tijd weg van het werk kan betalen, maakt ze misschien een afspraak. Maar dat kan weken duren, en je wilt kanker absoluut niet de luxe van tijd gunnen.

Artsen in Vietnam bekijken een prototype van de flexibele nasofaryngoscoop, oorspronkelijk ontworpen door technische studenten van Duke.

Lee, hoogleraar KNO-hoofd-halschirurgie en verbonden aan DGHI, heeft sinds 2007 meer dan een dozijn medische missies in Vietnam uitgevoerd, en hij weet dus dat dit een frustrerende realiteit is waar zijn Vietnamese collega's regelmatig mee te maken krijgen. Hoeveel ze ook weten, ze worden beperkt door hun hulpmiddelen – in dit geval een apparaat dat zo gebruikelijk is in rijke gezondheidszorgsystemen dat Lee's kliniek er ongeveer 10 bezit.

“Als de plaatselijke artsen over een flexibele reikwijdte zouden beschikken, zouden ze gevallen eerder kunnen oppakken en doorverwijzen voor behandeling”, zegt Lee. "Ik denk dat we betere patiëntresultaten zouden zien."

Het is een probleem waar Lee al bijna tien jaar last van heeft. Maar nu denkt hij een oplossing te hebben: een $600-versie van een nasofaryngoscoop, oorspronkelijk ontworpen door ingenieursstudenten van Duke. En het staat op het punt zijn eerste grote test te ondergaan.“

EEN TECHNIEK PROBLEEM

Maar laten we een back-up maken. Dit verhaal begint eigenlijk in 2011, toen Lee een reisbeurs ontving van DGHI om onderzoekssamenwerkingen in Vietnam te verkennen. Hij wist dat de meeste provinciale en districtsziekenhuizen in het land de telescopen die hij gewend was niet konden betalen, en dat betekende dat de artsen, die vaak de eersten waren die patiënten zagen die klaagden over neus- of keelproblemen, geen betrouwbare manier hadden om te controleren op tekenen van kanker. .

"Het leek gewoon zo'n nadeel te zijn voor het ondergaan van een basisonderzoek van hoofd en nek", zegt Lee. "Ik dacht: hoe doe je het werk dat je zou moeten doen zonder zoiets als dit?"

In feite kan het gebrek aan toegang tot dergelijke hulpmiddelen een belangrijke reden zijn dat patiënten met keel- of nekkanker het slechter doen in een omgeving met lage inkomens, zegt Lee. Tumoren die bij vroege screenings niet worden opgemerkt, kunnen ernstiger worden en onherstelbare schade of zelfs de dood veroorzaken voordat patiënten naar specialisten worden verwezen.

Na zijn reis in 2011 besprak Lee de hachelijke situatie met een postdoctoraal onderzoeker, die vroeg: "Heb je met Bob Malkin gesproken?"

Malkin, Ph.D., hoogleraar biomedische technologie en mondiale gezondheid, geeft een reeks cursussen aan Duke's Pratt School of Engineering over het ontwerp van medische instrumenten, specifiek voor omgevingen met weinig middelen. Hoewel de twee professoren elkaar nog nooit hadden ontmoet, stuurde Lee een e-mail waarin hij het probleem beschreef en was aangenaam verrast toen Malkin snel geïnteresseerd reageerde.

“Dit maakt Duke zo’n geweldige plek. Mensen zijn zo bereid om te praten en ideeën uit te wisselen”, zegt Lee.

Wat Malkin zag was een duidelijk technisch probleem dat zijn studenten konden aanpakken. Medische instrumenten zijn soms duur omdat ze voor meerdere taken zijn ontworpen, merkt hij op. Student-ingenieurs zijn geen goochelaars; ze kunnen niet zomaar hetzelfde instrument tegen lagere kosten maken. Maar als een klant bereid is een eenvoudiger hulpmiddel te overwegen, kan hij of zij vaak iets betaalbaarder ontwerpen door onnodige functionaliteit weg te laten.

Gelukkig was het instrument dat Lee in gedachten had meer Ford dan Ferrari. "Walter was bereid om dingen te identificeren die we konden opgeven om over te stappen op een goedkoper product", zegt Malkin.

Malkin droeg het project in 2012 toe aan studenten van zijn hogere ingenieursopleiding, die met Lee samenwerkten om de specificaties van het instrument te verfijnen. Ze lieten al snel de bedrieglijke optica en bewegingsbediening achterwege die de meeste commerciële scopes gebruiken, die misschien nodig waren in een complex geval in een specialistisch kantoor, maar overkill waren voor een basisexamen.

In de daaropvolgende semesters kwamen nieuwe groepen senioren prototypes testen en verfijningen aanbrengen, zoals het verplaatsen van de cameralocatie, om de kosten verder te verlagen. Ze besteedden ook aandacht aan de kosten van schoonmaak en onderhoud, die volgens Malkin vaak een grotere belemmering vormen voor de betaalbaarheid dan het prijskaartje vooraf. Om het dagelijkse onderhoud te vereenvoudigen, kan hun opnieuw ontworpen reikwijdte worden gereinigd met desinfectiemiddelen die algemeen verkrijgbaar zijn in lage- en middeninkomenslanden.

Duke-studenten verlaagden de resolutie van de monitor van de nasofaryngoscoop om de kosten van het apparaat te verlagen.

In 2018 had het team van Malkin een prototype klaar om op patiënten te testen. Lee had ondertussen een industriële partner gevonden via een nieuwe Dukse serendipiteit. Een collega van de Duke-NUS Medical School bracht hem in contact met Vivo Surgical, een fabrikant van medische hulpmiddelen in Singapore die nichemarketinginstrumenten heeft ontwikkeld die de toegang vergroten in omgevingen met weinig middelen.

Met enkele extra aanpassingen door de ingenieurs van Vivo Surgical was de Duke-nasofaryngoscoop klaar voor productie. Aanbevolen detailhandel? Ongeveer $600, minder dan een tiende van de prijs van de meeste commerciële scopes.

EEN KWANTUMSPRONK VOORUIT

Dat brengt ons bij dit en misschien wel het belangrijkste moment in de ontwikkeling van de goedkope nasofaryngoscoop. In september zullen artsen in 30 ziekenhuizen in Vietnam de scopen gaan gebruiken om patiënten te onderzoeken, waarbij ze het nieuwe ontwerp op de proef stellen om te zien of het bestand is tegen dagelijks klinisch gebruik.

Lee, die samen met Vivo Surgical een vijfjarige subsidie krijgt van de National Institutes of Health om de klinische proef uit te voeren. Hoopt de komende 18 maanden gegevens te verzamelen van 150.000 examens met behulp van het nieuwe instrument. Hij merkt op dat Vietnamese collega's die de scopes in focusgroepen hebben getest, lovend zijn over hun recensies. “Ze zien dit als een enorme sprong voorwaarts ten opzichte van wat ze nu hebben”, zegt hij.

Als de resultaten van de onderzoeken even gunstig zijn, is de volgende stap om de scopes naar lokale en regionale ziekenhuizen te krijgen. Door deze eerstelijnsartsen in staat te stellen een snelle visuele controle uit te voeren, kunnen ze probleemgevallen eerder onderkennen, zegt Lee. Maar net zo belangrijk is dat het hen kan helpen zorgwekkender problemen uit te sluiten, waardoor patiënten de stress en het gedoe van een verwijzingsafspraak worden bespaard.

“Als ze deze ruimte kunnen gebruiken om patiënten te screenen en ze niet hoeven door te verwijzen, helpt dat hun gezondheidszorgsysteem door de beperkte middelen vrij te houden voor degenen die het echt nodig hebben”, zegt Lee. "Wij zien dit als een heel belangrijk hulpmiddel in dat vroege screeningproces."

Maar in zijn zoektocht naar een meer betaalbare nasofaryngoscoop hebben Lee en zijn collega's wellicht meer gebouwd dan alleen een medisch apparaat. Terwijl de studenten van Malkin het ontwerp van de scope aanscherpten, was Lee een netwerk van oor-, neus- en keelspecialisten in Vietnam aan het samenbrengen, die nu samenwerken aan een reeks onderzoeksprojecten. Hij heeft met de non-profitorganisatie Resource Exchange International samengewerkt om leiderschapstrainingen voor medische professionals in het land te ontwikkelen en heeft verschillende artsen uitgenodigd om met hem te trainen bij Duke.

“Deze relatie is veel meer dan alleen een enkel onderzoeksproject”, zegt hij.

En dat komt omdat, hoe enthousiast Lee ook is om zijn langverwachte visie van een betaalbare nasofaryngoscoop werkelijkheid te zien worden, het eigenlijk niet om het hulpmiddel gaat. Het gaat over die patiënt die komt opdagen met een zorgelijke keelpijn, en de dokter die precies weet wat hij moet doen. Het mag niet de afwezigheid zijn van een simpel stukje slang dat bepaalt wat er daarna gebeurt.

Originele bron: WRAL TechWire