Den här medicinska enheten $600 från Duke kan hjälpa läkare att upptäcka halscancer

Publiceringsdatum: 18 juni 2021

av Michael Penn 

En patient kommer till en klinik och klagar över halsont. Det här är inget regelbundet fall av sniffs, och hennes primärläkare har redan satt henne på två olika antibiotika, som ingen av dem har lyckats skada hennes obehag. Nu vill hon ha expertis hos en specialist. Hon känner sig desperat och mer än lite orolig.

Om vi är på Duke otolaryngologikliniken som leds av Walter Lee, MD, är nästa steg klart. Lee förbereder ett nasofaryngoskop, ett långt, flexibelt rör kopplat till en kamera och monitor som ger honom en närmare titt på den inre anatomin i patientens hals. Förmodligen är det inget ovanligt, men han kanske ser något – en utväxt, en konstig klump som kräver en biopsi. Han kanske tittar på en tumör, men i så fall fångade han den i alla fall tidigt.

Men låt oss säga att det här är Vietnam. Mest troligt har läkaren samma plan i åtanke, men det som saknas är det flexibla nasofaryngoskopet, en utrustning på $10 000 som bara de mest avancerade klinikerna här äger. Kanske läkaren hänvisar vår patient till en specialist, som kan vara timmar bort. Och om patienten har råd med resan och tiden borta från jobbet kanske hon bokar en tid. Men det kan ta veckor, och du vill definitivt inte ge cancer tidslyxen.

Läkare i Vietnam kollar in en prototyp av det flexibla nasofaryngoskopet som ursprungligen designades av Duke ingenjörsstudenter.

Lee, professor i otolaryngologi-huvud- och nackkirurgi och en DGHI-filial, har gjort mer än ett dussin medicinska uppdrag i Vietnam sedan 2007, och så han vet att detta är en frustrerande verklighet som hans vietnamesiska kollegor regelbundet möter. Oavsett hur mycket de vet är de begränsade av sina verktyg – i det här fallet en enhet som är så vanlig i rika hälsosystem att Lees klinik äger ett tiotal.

"Om de lokala läkarna hade ett flexibelt utrymme kunde de ta upp fall tidigare och få dem remitterade för behandling", säger Lee. "Jag tror att vi skulle se bättre patientresultat."

Det är ett problem som har stört Lee i nästan ett decennium. Men nu tror han att han har en lösning: en $600-version av ett nasofaryngoskop som ursprungligen designades av Duke ingenjörsstudenter. Och det är på väg att få sitt första stora test."

ETT INGENJÖRISKT PROBLEM

Men låt oss backa upp. Den här historien börjar egentligen 2011, när Lee fick ett resestipendium från DGHI för att utforska forskningssamarbeten i Vietnam. Han visste att de flesta provins- och distriktssjukhus i landet inte hade råd med de omfattningar han var van vid att använda, och det innebar att läkarna som ofta var de första att se patienter som klagade över näs- eller halsproblem inte hade något tillförlitligt sätt att kontrollera efter tecken på cancer .

"Det verkade bara vara en sådan nackdel för att få en grundläggande huvud- och halsundersökning," säger Lee. "Jag tänkte, hur klarar du det arbete du ska göra utan något sådant här?"

Faktum är att brist på tillgång till sådana verktyg kan vara en betydande anledning till att patienter med hals- eller nackcancer klarar sig sämre i låginkomstmiljöer, säger Lee. Tumörer som inte upptäcks vid tidiga undersökningar kan bli allvarligare och orsaka irreparabel skada eller till och med dödsfall innan patienter hänvisas till specialister.

Efter sin resa 2011 diskuterade Lee situationen med en postdoktor, som frågade: "Har du pratat med Bob Malkin?"

Malkin, Ph.D., professor i biomedicinsk teknik och global hälsa, undervisar i en serie kurser vid Duke's Pratt School of Engineering om design av medicinska instrument specifikt för miljöer med låga resurser. Trots att de två professorerna aldrig hade träffats skickade Lee ett mejl som beskrev problemet och blev positivt överraskad när Malkin snabbt svarade med intresse.

"Det är det som gör Duke till en så fantastisk plats. Folk är så villiga att prata och dela idéer”, säger Lee.

Det Malkin såg var ett tydligt tekniskt problem som hans elever kunde ta itu med. Medicinska instrument är ibland dyra eftersom de är designade för flera uppgifter, konstaterar han. Studentingenjörer är inte magiker; de kan inte bara tillverka samma instrument till en lägre kostnad. Men om en klient är villig att överväga ett enklare verktyg kan de ofta designa något mer överkomligt genom att ta bort onödig funktionalitet.

Lyckligtvis var verktyget Lee hade i åtanke mer Ford än Ferrari. "Walter var villig att identifiera saker vi kunde ge upp för att gå över till en billigare produkt," säger Malkin.

Malkin tilldelade projektet 2012 till studenter i sin ingenjörskurs på högre nivå, som arbetade med Lee för att trimma ner instrumentets specifikationer. De övergav snabbt den lurade optiken och rörelsekontrollerna som de flesta kommersiella omfattningar använder, vilket kan vara nödvändigt i ett komplext fall på ett specialistkontor men som var överdrivet för en grundläggande examen.

Under efterföljande terminer kom nya grupper av seniorer för att bänktesta prototyper och göra förbättringar, som att flytta kameraplatsen, för att ytterligare minska kostnaderna. De ägnade också uppmärksamhet åt kostnaden för rengöring och underhåll, vilket Malkin säger ofta är ett större hinder för överkomliga priser än den första prislappen. För att förenkla det dagliga underhållet kan deras omdesignade omfattning rengöras med desinfektionsmedel som är allmänt tillgängliga i låg- och medelinkomstländer.

Duke-studenter sänkte upplösningen på nasofaryngoskopets monitor för att minska kostnaderna för enheten.

År 2018 hade Malkins team en prototyp redo för testning på patienter. Lee, under tiden, hade hittat en branschpartner genom en annan dukisk streck av serendipity. En kollega vid Duke-NUS Medical School kopplade honom till Vivo Surgical, en tillverkare av medicintekniska produkter i Singapore som har byggt upp en nischad marknadsföringsinstrument som utökar åtkomsten i miljöer med låga resurser.

Med några ytterligare justeringar från Vivo Surgicals ingenjörer var Duke nasofaryngoskop redo att tillverkas. Rekommenderad detaljhandel? Cirka $600, mindre än en tiondel av priset för de flesta kommersiella scopen.

ETT KVANTSPRÅK FRAMÅT

Vilket för oss till nu, och kanske det viktigaste ögonblicket i utvecklingen av det billiga nasofaryngoskopet. I september kommer läkare på 30 sjukhus i Vietnam att börja använda omfattningarna för att undersöka patienter, och sätta den nya designen igenom takten för att se om den håller för daglig klinisk användning.

Lee, som går med Vivo Surgical på ett femårigt anslag från National Institutes of Health för att genomföra den kliniska prövningen. Hoppas kunna samla in data från 150 000 tentor med det nya instrumentet under de kommande 18 månaderna. Han noterar att vietnamesiska kollegor som testade scopen i fokusgrupper har varit lysande i sina recensioner. "De ser det här som ett kvantsprång över vad de har nu", säger han.

Om resultaten från försöken är lika gynnsamma är nästa steg att få in omfattningarna till lokala och regionala sjukhus. Att göra det möjligt för dessa frontlinjekliniker att utföra en snabb visuell kontroll kommer att hjälpa dem att fånga problemfall tidigare, säger Lee. Men lika viktigt kan det hjälpa dem att utesluta mer oroande problem, vilket sparar patienterna stressen och besväret med ett remissmöte.

"Om de kan använda den här räckvidden för att sålla bort patienter och inte behöver hänvisa dem vidare, hjälper det deras hälsosystem genom att bevara de begränsade resurserna för dem som verkligen behöver det", säger Lee. "Vi ser det här som ett riktigt viktigt verktyg i den tidiga screeningprocessen."

Men i sin strävan att producera ett mer prisvärt nasofaryngoskop kan Lee och hans kollegor ha byggt mer än bara en medicinsk apparat. När Malkins elever finslipade kikarsiktet designade Lee ihop ett nätverk av öron-, näs- och halsspecialister i Vietnam, som nu samarbetar i en rad forskningsprojekt. Han har arbetat med den ideella gruppen Resource Exchange International för att utveckla ledarskapsutbildning för sjukvårdspersonal i landet och har varit värd för flera läkare för att träna med honom på Duke.

"Det här förhållandet är mycket mer än bara ett enda forskningsprojekt", säger han.

Och det beror på att, lika upphetsad som Lee är att se sin länge föreställda vision av ett prisvärt nasofaryngoskop bli verklighet, det handlar faktiskt inte om verktyget. Det handlar om den där patienten som dyker upp med en oroande halsont, och läkaren som vet exakt vad han ska göra. Det borde inte vara frånvaron av en enkel bit slang som dikterar vad som händer härnäst.

Ursprunglig källa: WRAL TechWire