Когато лекарите се нуждаят от нови медицински инструменти, тези ученици са изправени пред предизвикателството

Съществува трудно за диагностициране състояние сред някои възрастни, наречени непоносимост към упражнения. За хората с това състояние, прости задачи като пазаруване на хранителни стоки или ходене по стълби могат да бъдат забранени, причинявайки задух и крайна умора. Тези същите симптоми характеризират много заболявания, включително пневмония на сърдечна недостатъчност и астма, и намирането на причината понякога се свежда до сложен, скъп изпит, наречен кардиопулмонален тест за упражнения (CPET).

Обикновено CPET включва упражняване на изтощение на бягаща пътека или стационарен велосипед, докато носете инвазивна маска, клин за нос и електрокардиограма. Лекарите разглеждат действието на белите дробове, мускулите и сърцето на пациента и се опитват да раздразнят откъде идват проблемите. Дори тогава тестът, който струва хиляди долари и изисква екип от хора да се създаде, може да бъде неубедително и трябва да се повтаря, за да научим дали лечение или рецепти работят.

По-добра CPET беше предизвикателството, което масовия кардиолог Maulik Majmudar донесе на студентите на MIT клас дизайн медицински устройства миналата есен. В класа, който е видял около 50 ученика годишно, откакто започна през 2004 г. като по-практичен подход към съществуващия клас дизайн, медицински специалисти представят проблем, който срещат на практика. Завършилите студенти и някои студенти в екип в групи от трима до петима членове на екипа получават бюджет, който идва частично от донори от индустрията и имат задачата да дойдат с решение.

„Индустрията на медицинските изделия, в невероятен консерватизъм, всъщност не е много отворена за иновации. Повечето иновации се случват в стартиращите фирми „, казва Неван Ханумара, научен сътрудник в MIT и един от инструкторите на основателя Александър Slocum. „Това, което мисля, е малко уникално за това, което правим, за производителността при генерирането на нови идеи, които всъщност успяхме да имаме в образователен формат“.

MIT-Class-Medical-Devices-01-PRESS.jpg
Професор Алекс Slocum (вдясно) работи със студентите Албан Коби и Стивън Линк, които разработват регулируема фантома за валидиране на радиотерапия. (Джон Фрейда)

Двама студенти по електротехника, Александър Мок и Андреа Мартин обединиха усилията си с двама инженерни инженери и един интегриран студент по дизайн и управление и започнаха строг процес на изследване, проектиране и итерация, за да разработят по-ефективен и икономически ефективен тест. Групата на Мок и Мартин дойде с монитор за здравето, който може да се носи, който измерва сърдечния ритъм и количеството газ, вдишван в дишането. Устройството оценява взаимодействието на сърцето и белите дробове на пациента през целия ден. „Това, което се опитваме да намерим, е по-дългосрочна информация за много по-малък мащаб на физическата активност“, казва Мартин.

Дизайнът не идваше от слаб въздух. Маджмудар ги настаняваше, срещаше се седмично, представяше ги на лекари, работещи в тази област, и им помагаше да организират тестове с доброволци. Концепцията се основаваше на идеята да се използват съвременни миниатюрни електроники и сензори в пакет за носене, така че лекарите да могат да четат данни за определен период от време в живота на пациента, а не само изолирани лабораторни тестове. В края на последния семестър Мок постави първия си прототип, който обхваща сензорите в риза, и направи няколко CPETs, които да ги сравнят.

MIT-Class-Medical-Devices-02-PRESS.jpg
Студентите по машиностроене Елизабет Митман, Албан Коби и Люк Грей работят с Пиотр Зигмански (вдясно) в болницата „Бригъм“ и „Жена“. (Джон Фрейда)

Въпреки че повечето проекти от клас завършват с класа, някои – като Мок и Мартин – продължават втори семестър , където те изглаждат своите изобретения и ги развиват като продукти и дори отвъд тях като стартиращи или лицензирани технологии. Понякога това означава патентоване, поради което Мок и Мартин отказаха да споделят подробностите за техниката си. От петте членове на техния екип само Мок и Мартин продължиха проекта. Понастоящем те работят, за да сравнят резултатите си с традиционните CPET – тестът на Mok с устройството на групата беше достатъчно близък до неговия CPET, за да покаже обещание – и да изгради втори прототип, подобряващ форм фактора. Те също така ще проучат регулаторния път, правят проучване на пазара и започват бизнес развитие.

В миналото лекарят, лекуващ пациенти с нисък тестостерон, се нуждае от система за еднократна употреба, така че пациентите да могат да прилагат свои собствени. Техническите студенти научили достатъчно фармакология, за да измислят нова спринцовка който поддържа отделните компоненти на лечението отделно, докато не се използва, и сега работят с ангелски инвеститори и партньори от индустрията, за да пуснат устройството. Преди това студентите, които са построили риза, която измерва нарушенията на съня, зависещи от мониторинг на бебетата, и включени през 2011 г. като „Rest Devices, Inc.“. Mimo , следи съня, позицията, дишането и температурата на кожата и го предава чрез телефонно приложение.

Lyokit.jpg
В миналото инженерните студенти научили достатъчно фармакология, за да измислят нова спринцовка, която да поддържа отделните компоненти на лечението отделно, докато не се използва. (Recon Therapeutics)

Класът на Ханумара, въпреки че е построен върху общност, включваща инструктори, ТК и особено клиницистите, не е сам; центровете за медицински прототипи се разпространяват в университетите в цялата страна и света, от подлежащи до следдипломни програми. Дюк, Университета в Минесота, Джонс Хопкинс, Джорджия Тайк и още повече от сто Биомедицинско инженерство, иновации, дизайн и предприемачество , която се среща за споделяне на ресурси и опит между програмите. Един от най-старите, Станфорд Биодезинг , основана през 2001 г. от Пол Йок, професор по медицина и биоинженерство в Станфорд, който се опитва да формализира вида практическо, наставничество, което е получил от опитни предприемачи, които му помогнаха да стартира компания, произвеждаща сърдечно-съдови устройства, -провокира балонна ангиопластика по време на обучението си в Станфорд, десетилетия по-рано.

Stanford Biodesign също предлага курсове за завършили и студенти, но основният му фокус е двусеместната програма за редовно обучение, която Йок нарича „завършващо училище за изобретатели на здравни технологии“. Студентите прекарват два месеца в клинично потапяне, в който трябва да намерят 200 „нужди“, които филтрират на един, въз основа на това колко важни са те, как могат да бъдат решени, колко продаваеми и дори дали съществуващите начини на интелектуална собственост и FDA са осъществими.

„Цялата мантра на нашата програма е, че добре характеризираната нужда е ДНК на добро изобретение“, казва Йок. Студентите „получават представа от първа ръка за това, което може да се подобри.“ Около 200 студенти са завършили програмата и около половината от тях са отишли ​​в стартиращи фирми. В може би най-голямата история на успеха досега, основател на Ууд Кумар iRhythm , цифрова компания за здравеопазване, която прави интелигентен сърдечен мониторинг, който изпраща данни директно до лекарите и се е превърнал в индустриален стандарт. Други се приземиха в съществуващи компании или дори започнаха подобни програми в други университети.

Според Ханумара и Йок, отварянето на иновациите е особено важно в сегашната медицинска система, която трябва да намери начини да осигури по-добра грижа за бюджета.

„В края на краищата, когато преподавате, най-добрият и най-вълнуващ продукт, с който можете да излезете, са хората, които успеят в професиите си“, казва Ханамара.

2018-03-09 19:53:22

http://www.smithsonianmag.com/innovation/when-doctors-need-new-medical-tools-these-students-are-up-to-challenge-180968436/