To urządzenie medyczne $600 firmy Duke może pomóc lekarzom wykryć raka gardła
Data opublikowania:przez Michaela Penna
Do kliniki przychodzi pacjent skarżący się na ból gardła. Nie jest to zwykły przypadek pociągania nosem, a lekarz pierwszego kontaktu przepisał jej już dwa różne antybiotyki, z których żaden nie złagodził jej dyskomfortu. Teraz chce wiedzy specjalisty. Jest zdesperowana i bardziej niż trochę zmartwiona.
Jeśli jesteśmy w klinice otolaryngologicznej Duke prowadzonej przez lekarza Waltera Lee, następny krok jest jasny. Lee przygotowuje nosofaryngoskop, długą, elastyczną rurkę podłączoną do kamery i monitora, która pozwala mu bliżej przyjrzeć się wewnętrznej anatomii gardła pacjenta. Pewnie nie ma w tym nic niezwykłego, ale może coś widzi – narośl, dziwną grudkę, która wymaga biopsji. Być może patrzy na nowotwór, ale w takim razie przynajmniej udało mu się wykryć go wcześnie.
Ale powiedzmy, że to Wietnam. Najprawdopodobniej lekarz ma ten sam plan, ale brakuje giętkiego nosofaryngoskopu, urządzenia o wartości $10 000, które posiadają tylko najbardziej zaawansowane kliniki w tym kraju. Być może lekarz skieruje naszego pacjenta do specjalisty, do którego może dotrzeć za kilka godzin. A jeśli pacjentkę stać na dojazd i czas wolny od pracy, to może umówi się na wizytę. Ale to może zająć tygodnie, a na pewno nie chcesz dawać rakowi luksusu czasu.
Lekarze w Wietnamie sprawdzają prototyp giętkiego nosofaryngoskopu, zaprojektowanego pierwotnie przez studentów inżynierii Duke'a.
Lee, profesor otolaryngologii i chirurgii głowy i szyi oraz pracownik DGHI, od 2007 roku odbył kilkanaście misji medycznych w Wietnamie, więc wie, że jest to frustrująca rzeczywistość, z którą regularnie spotykają się jego wietnamscy koledzy. Nieważne, ile wiedzą, ograniczają ich narzędzia – w tym przypadku urządzenie tak powszechne w zamożnych systemach opieki zdrowotnej, że w klinice Lee znajduje się ich około 10.
„Gdyby miejscowi lekarze mieli elastyczny zakres działań, mogliby wcześniej przyjmować przypadki i kierować ich na leczenie” – mówi Lee. „Myślę, że zaobserwowalibyśmy lepsze wyniki leczenia pacjentów”.
To problem, który niepokoi Lee od prawie dekady. Ale teraz uważa, że ma rozwiązanie: nosofaryngoskop w wersji $600, pierwotnie zaprojektowany przez studentów inżynierii Duke. I wkrótce przejdzie swój pierwszy poważny test.“
PROBLEM INŻYNIERSKI
Ale cofnijmy się. Ta historia tak naprawdę zaczyna się w 2011 r., kiedy Lee otrzymał od DGHI grant na podróż w celu zbadania możliwości współpracy badawczej w Wietnamie. Wiedział, że większości szpitali prowincjonalnych i powiatowych w kraju nie było stać na lunety, do których był przyzwyczajony, a to oznaczało, że lekarze, którzy często jako pierwsi przyjmowali pacjentów skarżących się na problemy z nosem lub gardłem, nie mieli niezawodnego sposobu sprawdzania oznak raka. .
„Wydawało się, że podstawowe badanie głowy i szyi jest bardzo niekorzystne” – mówi Lee. „Zastanawiałem się, jak radzisz sobie z pracą, którą powinieneś wykonywać bez czegoś takiego?”
W rzeczywistości brak dostępu do takich narzędzi może być istotnym powodem gorszej sytuacji pacjentów chorych na raka gardła lub szyi w środowiskach o niskich dochodach – mówi Lee. Guzy, które nie zostaną wykryte we wczesnych badaniach przesiewowych, mogą się zaostrzyć, powodując nieodwracalne szkody, a nawet śmierć, zanim pacjenci zostaną skierowani do specjalistów.
Po podróży w 2011 roku Lee omawiał tę sytuację z pracownikiem naukowym ze stopniem doktora, który zapytał: „Czy rozmawiałeś z Bobem Malkinem?”
Doktor Malkin, profesor inżynierii biomedycznej i zdrowia globalnego, prowadzi serię kursów w Duke's Pratt School of Engineering na temat projektowania instrumentów medycznych specjalnie do zastosowań o niskich zasobach. Chociaż obaj profesorowie nigdy się nie spotkali, Lee wysłał e-mail z opisem problemu i był mile zaskoczony, gdy Malkin szybko odpowiedział z zainteresowaniem.
„To właśnie sprawia, że Duke jest tak niesamowitym miejscem. Ludzie bardzo chętnie rozmawiają i dzielą się pomysłami” – mówi Lee.
Malkin dostrzegł wyraźny problem inżynieryjny, z którym mogli uporać się jego uczniowie. Zauważa, że instrumenty medyczne są czasami drogie, ponieważ są przeznaczone do wielu zadań. Studenci-inżynierowie nie są magikami; nie mogą po prostu wyprodukować tego samego instrumentu po niższych kosztach. Jeśli jednak klient chce rozważyć prostsze narzędzie, często może zaprojektować coś tańszego, usuwając niepotrzebne funkcje.
Na szczęście Lee miał na myśli raczej Forda niż Ferrari. „Walter był skłonny zidentyfikować rzeczy, z których moglibyśmy zrezygnować, aby przejść na tańszy produkt” – mówi Malkin.
W 2012 roku Malkin zlecił projekt studentom swojego wyższego kursu inżynierskiego, którzy współpracowali z Lee nad zmniejszeniem specyfikacji instrumentu. Szybko porzucili wyrafinowaną optykę i sterowanie ruchem, z których korzysta większość komercyjnych lunet, które mogły być konieczne w skomplikowanym przypadku w gabinecie specjalisty, ale były przesadą w przypadku podstawowego badania.
W kolejnych semestrach nowe grupy seniorów testowały prototypy w warunkach laboratoryjnych i wprowadzały udoskonalenia, takie jak zmiana lokalizacji kamery, aby jeszcze bardziej obniżyć koszty. Zwrócili także uwagę na koszty czyszczenia i konserwacji, które według Malkina często stanowią większą barierę w dostępie do przystępności cenowej niż początkowa cena. Aby uprościć codzienną konserwację, ich przeprojektowany zakres można czyścić środkami dezynfekcyjnymi powszechnie dostępnymi w krajach o niskich i średnich dochodach.
Studenci Duke obniżyli rozdzielczość monitora nosofaryngoskopu, aby obniżyć koszt urządzenia.
Do 2018 roku zespół Malkina miał gotowy prototyp do testów na pacjentach. Tymczasem Lee znalazł partnera branżowego dzięki kolejnemu duńskiemu zbiegowi okoliczności. Kolega z Duke-NUS Medical School połączył go z Vivo Surgical, producentem urządzeń medycznych w Singapurze, który stworzył niszowe instrumenty marketingowe zwiększające dostęp w warunkach o niskich zasobach.
Po kilku dodatkowych poprawkach wprowadzonych przez inżynierów Vivo Surgical, nosofaryngoskop Duke był gotowy do produkcji. Sugerowany handel detaliczny? Około $600, mniej niż jedna dziesiąta ceny większości komercyjnych lunet.
KWANTOWY SKOK DO PRZODU
Co prowadzi nas do obecnego, być może najważniejszego momentu w rozwoju taniego nosofaryngoskopu. We wrześniu lekarze w 30 szpitalach w Wietnamie zaczną używać tych lunet do badania pacjentów, testując nowy projekt, aby sprawdzić, czy sprawdzi się w codziennym zastosowaniu klinicznym.
Lee, który dołącza do Vivo Surgical w ramach pięcioletniego stypendium od National Institutes of Health w celu przeprowadzenia badania klinicznego. Ma nadzieję zebrać dane ze 150 000 badań za pomocą nowego instrumentu w ciągu najbliższych 18 miesięcy. Zauważa, że wietnamscy koledzy, którzy testowali lunety w grupach fokusowych, byli entuzjastyczni w swoich recenzjach. „Postrzegają to jako milowy krok w stosunku do tego, co mają teraz”, mówi.
Jeśli wyniki prób będą podobnie korzystne, następnym krokiem będzie skierowanie badań do szpitali lokalnych i regionalnych. Umożliwienie lekarzom pierwszej linii przeprowadzenia szybkiej kontroli wizualnej pomoże im wcześniej wykryć problematyczne przypadki, mówi Lee. Ale co równie ważne, może pomóc wykluczyć bardziej niepokojące problemy, oszczędzając pacjentom stresu i kłopotów związanych z wizytą skierowaniową.
„Jeśli będą mogli wykorzystać ten zakres do wykluczania pacjentów i nie będą musieli ich odsyłać, pomoże to ich systemowi opieki zdrowotnej, oszczędzając ograniczone zasoby dla tych, którzy naprawdę ich potrzebują” – mówi Lee. „Uważamy, że jest to naprawdę ważne narzędzie w procesie wczesnego przeglądu”.
Jednak w swoim dążeniu do wyprodukowania tańszego nosofaryngoskopu Lee i jego współpracownicy mogli zbudować coś więcej niż tylko urządzenie medyczne. Podczas gdy uczniowie Malkina doskonalili projekt teleskopu, Lee stworzył w Wietnamie sieć specjalistów od uszu, nosa i gardła, którzy obecnie współpracują przy szeregu projektów badawczych. Współpracował z grupą non-profit Resource Exchange International nad opracowaniem szkoleń z zakresu przywództwa dla lekarzy w kraju i gościł kilku klinicystów, którzy odbywali z nim szkolenia w Duke.
„Ta relacja to znacznie więcej niż pojedynczy projekt badawczy” – mówi.
A to dlatego, że choć Lee jest podekscytowany możliwością urzeczywistnienia swojej długo wyimaginowanej wizji niedrogiego nosofaryngoskopu, tak naprawdę nie chodzi tu o narzędzie. Chodzi o pacjenta, który pojawia się z niepokojącym bólem gardła i lekarza, który dokładnie wie, co robić. To nie powinien być brak prostego kawałka rurki, który dyktuje, co stanie się dalej.
Pierwotnym źródłem: WRALTechWire