A testmozgás intolerancia vagy az a képesség, hogy fizikailag megszabaduljanak légszomj vagy nagyfáradás nélkül, nem ritka. A betegségben szenvedő emberek számára az egyszerű feladatok, például a bevásárlás vagy a lépcsőn történő feljutás tilthatják. Ugyanezek a tünetek jellemzik a sok betegséget, köztük a szívelégtelenség tüdőgyulladását és az asztmát, és az ok megtalálása néha egy bonyolult, drága vizsgálatra vezet, amelyet kardiopulmonáris testgyakorlatnak (CPET) hívnak.
Általában a CPET magában foglalja a kimerültséget a futópadon vagy álló kerékpáron, invazív maszk, orrcsipesz és elektrokardiogram viselése mellett. Az orvosok megvizsgálják a beteg tüdeje, izma és szíve hatását, és megpróbálják kitalálni, ahonnan a probléma származik. A teszt, amely több ezer dollárba kerül és egy embercsoport felállítását igényli, még akkor is meggyőző lehet, és meg kell ismételni, hogy megtudja, működik-e a kezelés vagy az előírások.
A jobb CPET volt az a kihívás, amelyet Maulik Majmudar tömeges kardiológus tavaly ősszel az MIT orvostechnikai osztályának hallgatói elé terjesztett. Az osztályban, amely évente mintegy 50 hallgatót látott 2004-es kezdete óta, mint gyakorlati megközelítés a már létező eszköztervezési osztály számára, az egészségügyi szakemberek bemutatják a gyakorlatban tapasztalt problémát. A végzős hallgatók és néhány egyetemi időskorú csoport három-öt csapattagból álló csoportokba kerül, költségvetésük részben az ipar adományozói részéről származik, és feladatuk egy megoldás kidolgozása.
„Az orvostechnikai eszközipar hihetetlen konzervativitásában valójában nem igazán nyitott az innovációra. Az innováció nagy része az induló vállalkozásokban zajlik ”- mondja Nevan Hanumara, a MIT kutatója és az alapító Alexander Slocum egyik kurzusoktatója. "Úgy gondolom, hogy kissé egyedülálló abban, amit csinálunk, az a termelékenység, amely olyan új ötletek generálására irányul, amelyekre oktatási formátumban sikerült."
Alex Slocum professzor (jobbra) Alban Cobi és Steven Link hallgatókkal dolgozik, akik egy állítható fantomot dolgoznak ki a sugárterápiás validáláshoz. (John Freidah) Két villamosmérnöki egyetemi hallgató, Alexander Mok és Andreea Martin egyesítette erőit két gépészmérnökkel és egy integrált tervezési és menedzsment hallgatóval, és szigorú kutatási, tervezési és iterációs folyamatot indított egy hatékonyabb és költséghatékonyabb teszt kialakítása érdekében. Mok és Martin csoportja felállt egy hordható egészségügyi monitorral, amely képes mérni a pulzusszámot és a lélegzetben belélegzett gáz mennyiségét. A készülék egész nap értékeli a beteg szívének és tüdejének kölcsönhatását. „Amit hosszabb távú adatokkal próbálunk megtalálni, sokkal kisebb mértékű fizikai aktivitással” - mondja Martin.
A formatervezés nem vékony levegőből származott. Majmudar mentorálta őket, hetente találkozva, bemutatva őket a területen dolgozó orvosoknak, és segített nekik önkéntesekkel végzett vizsgálatok felállításában. A koncepció abból a gondolatból származott, hogy modern, kisméretű elektronikát és érzékelőket használjon hordható csomagban, hogy az orvosok a beteg életében egy bizonyos időtartamon keresztül adatokat lehessen olvasni, nem csak az izolált laboratóriumi teszteket. A tavalyi szemeszter végén Mok felvette első prototípusát, amely egy pólóban lévő érzékelőket tartalmaz, és több CPET-et végzett összehasonlítás céljából.
Gépészmérnöki hallgatók, Elizabeth Mittman, Alban Cobi és Luke Grey együtt dolgoznak Piotr Zygmanski-vel (jobbra) a Brigham és a Női Kórházban. (John Freidah) Noha az osztályból származó legtöbb projekt az órával zárul, néhány - például Mok és Martiné - egy második félévben folytatódik, ahol polírozza találmányait, és termékeikként fejleszti ki őket, sőt még azon túl is, mint induló vállalkozások vagy engedélyezett technológiák. Időnként ez szabadalmazást jelent, ezért Mok és Martin megtagadták a technológiájuk részleteinek megosztását. Csapatának öt tagjából csak Mok és Martin folytatta a projektet. Jelenleg arra törekszenek, hogy eredményeiket összehasonlítsák a hagyományos CPET-ekkel - Mok tesztje a csoport készülékével elég hasonló volt a CPET-hez, hogy ígéretét megmutatja -, és egy második prototípust építenek, amely javítja az űrlap tényezőjét. Megvizsgálják továbbá a szabályozási útvonalat, elvégzik a piackutatást és megkezdik az üzleti fejlesztést.
A múltban az alacsony tesztoszteronszintű betegeket kezelő orvosnak egyszeri felhasználásra volt szüksége, így a betegek alkalmazhatták a sajátjukat. A mérnöki hallgatók elegendő gyógyszertanulást tanultak ahhoz, hogy új fecskendőt találjanak, amely a kezelés különféle alkotóelemeit tartja külön a felhasználásig, és most együtt dolgoznak az angyal befektetőkkel és az ipari partnerekkel az eszköz elindításában. Ezt megelőzően az alvási rendellenességeket mérő inget építették a csecsemők figyelőjeire, és 2011-ben beépítették a Rest Devices, Inc. néven. Most elérhető, az MIMi nevű onesie monitor nyomon követi az alvást, a helyzetet, a légzést és a bőrhőmérsékletet, valamint továbbítja azt egy telefonos alkalmazáson keresztül.
A múltban a mérnöki hallgatók elegendő farmakológiát tanultak ahhoz, hogy új fecskendőt találjanak, amely a kezelés különféle alkotóelemeit külön tartja a felhasználásig. (Recon Therapeutics) Hanumara osztálya, bár az oktatók, a szakemberek és különösen a klinikusok bevonásával egy olyan közösségre épül, nem egyedül; az orvosi prototípus-készítési központok elterjedtek az ország és az egész világ egyetemein, az undergrad-tól a posztdoktori programokig. Duke, a Minnesota Egyetem, a Johns Hopkins, a Georgia Tech, és még több mint százan alkotják az Orvostudományi Mérnöki, Innovációs, Tervezési és Vállalkozási Szövetséget, amely összegyűlik az erőforrások és a tapasztalatok megosztására a programok között. Az egyik legrégebbi, a Stanford Biodesign-t 2001-ben alapította Paul Yock, a Stanford orvostudományi és bioinformatikai professzora, aki megpróbálta formalizálni a gyakorlati vállalkozóktól kapott mentorált oktatást, amelyet a tapasztalt vállalkozóktól kapott, akik segítettek neki egy kardiovaszkuláris vállalat létrehozásában. eszközöket és engedélyezte a vezetékes léggömb-angioplasztika találmányt Stanfordban folytatott képzése során, évtizedekkel korábban.
A Stanford Biodesign egyetemi és egyetemi órákat is kínál, de elsősorban egy két féléves ösztöndíjas teljes munkaidős programra irányul, amelyet Yock „az egészségügyi technológiák feltalálóinak befejező iskolájának” nevez. A hallgatók két hónapot töltenek be klinikai merítésbe, amelyben 200 olyan „igényt” kell találnia, amelyeket egyre szűr, annak alapján, hogy mennyire fontosak, mennyire oldhatóak meg, mennyire értékesíthetőek, sőt, hogy a meglévő szellemi tulajdon és az FDA útjai megvalósíthatók-e.
"Programunk teljes mantrája az, hogy a jól jellemzett igény a jó találmány DNS-é" - mondja Yock. A hallgatók „első kézből megfigyelői elképzelést kapnak arról, hogy mit lehet javítani.” Körülbelül 200 hallgató fejezte be a programot, és körülbelül felük indult tovább. Az eddig talán a legnagyobb sikertörténetben Uday Kumar öregdiák alapította az iRhythm nevű digitális egészségügyi társaságot, amely intelligens szívfigyelő javítást készít, amely közvetlenül az orvosoknak továbbítja az adatokat, és iparági standardvá vált. Mások már létező társaságokba szálltak, vagy akár hasonló programokat indítottak más egyetemeken is.
Hanumara és Yock szerint az innováció megnyitása különösen fontos a jelenlegi orvosi rendszerben, amelynek módszereket kell találnia a költségvetés jobb ellátására.
"Végül, amikor tanítasz, a legjobb, legizgalmasabb termék, amelyet fel tudsz érkezni, az emberek, akik sikeresek a hivatásukban" - mondja Hanumara.
