Denne $600 medicinske enhed fra Duke kan hjælpe læger med at opdage kræft i halsen

af Michael Penn 

En patient ankommer til en klinik og klager over ondt i halsen. Dette er ikke noget helt almindeligt tilfælde af sniffles, og hendes primære læge har allerede sat hende på to forskellige antibiotika, som ingen af dem formåede at bule hendes ubehag. Nu vil hun have en specialists ekspertise. Hun føler sig desperat og mere end en smule bekymret.

Hvis vi er på Duke otolaryngologi-klinikken ledet af Walter Lee, MD, er næste skridt klart. Lee forbereder et nasopharyngoskop, et langt, fleksibelt rør forbundet til et kamera og en monitor, der giver ham et nærmere kig på den indre anatomi af patientens hals. Sandsynligvis er der ikke noget usædvanligt, men måske ser han noget – en vækst, en mærkelig klump, der kræver en biopsi. Han kigger måske på en tumor, men i så fald fangede han den i det mindste tidligt.

Men lad os sige, at dette er Vietnam. Mest sandsynligt har lægen samme plan i tankerne, men det, der mangler, er det fleksible nasopharyngoskop, et $10.000 stykke udstyr, som kun de mest avancerede klinikker her ejer. Måske henviser lægen vores patient videre til en specialist, som kan være timer væk. Og hvis patienten har råd til rejsen og tiden væk fra arbejde, laver hun måske en tid. Men det kan tage uger, og du vil bestemt ikke give kræften den luksus tid.

Læger i Vietnam tjekker en prototype af det fleksible nasopharyngoskop, som oprindeligt blev designet af Duke-ingeniørstuderende.

Lee, en professor i otolaryngologi-hoved- og nakkekirurgi og en DGHI-associeret virksomhed, har udført mere end et dusin medicinske missioner i Vietnam siden 2007, og så han ved, at dette er en frustrerende realitet, som hans vietnamesiske kolleger jævnligt står over for. Uanset hvor meget de ved, er de begrænset af deres værktøjer – i dette tilfælde en enhed så almindelig i velhavende sundhedssystemer, at Lees klinik ejer omkring 10.

"Hvis de lokale læger havde et fleksibelt omfang, kunne de hente sager tidligere og få dem henvist til behandling," siger Lee. "Jeg tror, vi ville se bedre patientresultater."

Det er et problem, der har generet Lee i næsten et årti. Men nu tror han, at han har en løsning: en $600-version af et nasopharyngoskop, der oprindeligt blev designet af Duke-ingeniørstuderende. Og den er ved at få sin første store test."

ET INGENIØR PROBLEM

Men lad os bakke op. Denne historie begynder for alvor i 2011, da Lee modtog et rejselegat fra DGHI for at udforske forskningssamarbejder i Vietnam. Han vidste, at de fleste provins- og distriktshospitaler i landet ikke havde råd til de scopes, han var vant til at bruge, og det betød, at de læger, der ofte var de første til at se patienter, der klagede over næse- eller halsproblemer, ikke havde nogen pålidelig måde at tjekke for tegn på kræft. .

"Det så ud til at være sådan en ulempe at få en grundlæggende hoved- og nakkeeksamen," siger Lee. "Jeg tænkte, hvordan klarer du det arbejde, du skulle udføre, uden noget som dette?"

Faktisk kan mangel på adgang til sådanne værktøjer være en væsentlig årsag til, at patienter med hals- eller nakkekræft klarer sig dårligere i lavindkomstmiljøer, siger Lee. Tumorer, der ikke opdages i tidlige screeninger, kan blive mere alvorlige og forårsage uoprettelig skade eller endda død, før patienter henvises til specialister.

Efter sin rejse i 2011 diskuterede Lee situationen med en postdoktor, som spurgte: "Har du talt med Bob Malkin?"

Malkin, Ph.D., professor i biomedicinsk ingeniørvidenskab og global sundhed, underviser i en række kurser på Duke's Pratt School of Engineering om design af medicinske instrumenter specifikt til miljøer med lav ressource. Selvom de to professorer aldrig havde mødt hinanden, sendte Lee en e-mail, der beskrev problemet og blev positivt overrasket, da Malkin hurtigt svarede med interesse.

"Det er det, der gør Duke til et så fantastisk sted. Folk er så villige til at tale og dele ideer,” siger Lee.

Det, Malkin så, var et klart ingeniørproblem, som hans elever kunne tackle. Medicinske instrumenter er nogle gange dyre, fordi de er designet til flere opgaver, bemærker han. Studenteringeniører er ikke tryllekunstnere; de kan ikke bare lave det samme instrument til en lavere pris. Men hvis en klient er villig til at overveje et enklere værktøj, kan de ofte designe noget mere overkommeligt ved at fjerne unødvendig funktionalitet.

Heldigvis var værktøjet Lee havde i tankerne mere Ford end Ferrari. "Walter var villig til at identificere ting, vi kunne opgive for at flytte ind i et billigere produkt," siger Malkin.

Malkin tildelte projektet i 2012 til studerende på sit ingeniørkursus på seniorniveau, som arbejdede sammen med Lee for at trimme instrumentets specifikationer ned. De forlod hurtigt den narrede optik og bevægelseskontroller, som de fleste kommercielle scopes bruger, hvilket kunne være nødvendigt i en kompleks sag på en specialists kontor, men som var overkill til en grundlæggende eksamen.

I løbet af de efterfølgende semestre kom nye grupper af seniorer for at bænk-teste prototyper og foretage justeringer, såsom at flytte kameraplaceringen, for yderligere at reducere omkostningerne. De var også opmærksomme på udgifterne til rengøring og vedligeholdelse, som Malkin siger, ofte er en større barriere for overkommelighed end den forudgående pris. For at forenkle den daglige vedligeholdelse kan deres nydesignede emfang rengøres med desinfektionsmidler, der almindeligvis er tilgængelige i lav- og mellemindkomstlande.

Duke-studerende sænkede opløsningen af nasopharyngoskopets skærm for at reducere omkostningerne ved enheden.

I 2018 havde Malkins team en prototype klar til test på patienter. Lee havde i mellemtiden fundet en industripartner gennem endnu en dukisk strejf af serendipity. En kollega på Duke-NUS Medical School forbandt ham med Vivo Surgical, en producent af medicinsk udstyr i Singapore, der har opbygget en nichemarkedsføringsinstrumenter, der udvider adgangen i miljøer med lav ressource.

Med nogle ekstra justeringer fra Vivo Surgicals ingeniører var Duke nasopharyngoskopet klar til fremstilling. Foreslået detailhandel? Omkring $600, mindre end en tiendedel af prisen for de fleste kommercielle skoper.

ET KVARTESPRING FREM

Hvilket bringer os til nu, og måske det vigtigste øjeblik i udviklingen af det billige nasopharyngoskop. I september vil læger på 30 hospitaler i Vietnam begynde at bruge skoperne til at undersøge patienter og sætte det nye design igennem for at se, om det holder til daglig klinisk brug.

Lee, som slutter sig til Vivo Surgical på en fem-årig bevilling fra National Institutes of Health til at udføre det kliniske forsøg. Håber at indsamle data fra 150.000 eksamener ved hjælp af det nye instrument i løbet af de næste 18 måneder. Han bemærker, at vietnamesiske kolleger, der testede skoperne i fokusgrupper, har været strålende i deres anmeldelser. "De ser dette som et kvantespring i forhold til det, de har nu," siger han.

Hvis resultaterne fra forsøgene er tilsvarende gunstige, er næste skridt at få scopes ind på lokale og regionale hospitaler. At gøre det muligt for disse frontlinjeklinikere at udføre et hurtigt visuelt tjek vil hjælpe dem med at fange problemtilfælde tidligere, siger Lee. Men lige så vigtigt kan det hjælpe dem med at udelukke mere bekymrende problemer, hvilket sparer patienterne for stress og besvær ved en henvisning.

"Hvis de kan bruge dette omfang til at screene patienter ud og ikke skal henvise dem videre, hjælper det deres sundhedssystem ved at bevare de begrænsede ressourcer til dem, der virkelig har brug for det," siger Lee. "Vi forestiller os dette som et virkelig vigtigt værktøj i den tidlige screeningsproces."

Men i sin søgen efter at producere et mere overkommeligt nasopharyngoskop, kan Lee og hans kolleger have bygget mere end blot et medicinsk udstyr. Mens Malkins elever finpudsede kikkertens design, var Lee i gang med at sammensætte et netværk af øre-, næse- og halsspecialister i Vietnam, som nu samarbejder om en række forskningsprojekter. Han har arbejdet med nonprofitgruppen Resource Exchange International for at udvikle lederuddannelse for medicinske fagfolk i landet og har været vært for flere klinikere for at træne med ham hos Duke.

"Dette forhold er meget mere end blot et enkelt forskningsprojekt," siger han.

Og det er fordi, lige så begejstret som Lee er over at se hans længe forestillede vision om et overkommeligt nasopharyngoskop blive til virkelighed, så handler det faktisk ikke om værktøjet. Det handler om den patient, der dukker op med en bekymrende halsbetændelse, og lægen, der ved præcis, hvad han skal gøre. Det burde ikke være fraværet af et simpelt stykke slange, der dikterer, hvad der derefter sker.

Oprindelig kilde: WRAL TechWire