Nestrpnost do vadbe ali nezmožnost fizičnega izpopolnjevanja, ne da bi izkusili zasoplost ali izjemno utrujenost, ni redka. Za ljudi s težavo lahko preprosta opravila, kot je nakupovanje živil ali hoja po stopnicah, prepovedujejo. Ti isti simptomi tipizirajo številne bolezni, vključno s pljučnico srčnega popuščanja in astmo, iskanje vzroka pa se včasih pripelje do zapletenega, dragega izpita, imenovanega kardiopulmonalni test vadbe (CPET).
Običajno CPET vključuje vadbo do izčrpanosti na tekalni stezi ali stacionarnem kolesu, hkrati pa nosite invazivno masko, sponko za nos in elektrokardiogram. Zdravniki si ogledujejo delovanje pacientovih pljuč, mišic in srca ter poskušajo izmučiti, od kod prihaja težava. Tudi test, ki stane na tisoče dolarjev in potrebuje ekipo ljudi, je lahko neupravičen in ga je treba ponoviti, da se naučimo, ali zdravljenje ali recepti delujejo.
Boljši CPET je bil izziv, ki ga je prejšnji jesen študentom MIT-ovega oblikovalskega medicinskega pripomočka Maulik Majmudar prinesel študentje MIT-jevega oblikovalskega razreda. V razredu, ki ga je od njegovega začetka leta 2004 opazovalo približno 50 študentov na leto, je bolj praktičen pristop k obstoječemu razredu oblikovanja pripomočkov, medicinski strokovnjaki predstavljajo težavo, s katero so se srečali v praksi. Študenti podiplomskega študija in nekateri dodiplomski starejši se združijo v skupine od tri do pet članov skupine, prejemajo proračun, ki delno prihaja od donatorjev v industriji, in imajo nalogo, da najdejo rešitev.
„Industrija medicinskih pripomočkov v svojem neverjetnem konzervativizmu pravzaprav ni zelo odprta za inovacije. Večina inovacij se dogaja v zagonskih podjetjih, «pravi Nevan Hanumara, znanstvenik na MIT in eden od učiteljev tečajev z ustanoviteljem Aleksandrom Slocumom. "Kar se mi zdi malo edinstveno glede tega, kar počnemo, je produktivnost pri ustvarjanju novih idej, ki smo jih dejansko uspeli imeti v izobraževalni obliki."
Profesor Alex Slocum (desno) sodeluje s študentoma Albanom Cobijem in Stevenom Linkom, ki razvijata prilagodljiv fantom za potrjevanje radioterapije. (John Freidah) Dva študenta dodiplomskega študija elektrotehnike, Aleksander Mok in Andreea Martin, sta združila moči z dvema inženirjema strojništva in enim integriranim študentom načrtovanja in vodenja ter začela strog proces raziskovanja, oblikovanja in iteracije, da bi razvili bolj učinkovit - in stroškovno učinkovit - test. Mokova in Martinova skupina sta pripravila nosljiv zdravstveni monitor, ki lahko meri srčni utrip in količino vdihanega plina. Naprava oceni interakcijo bolnikovega srca in pljuč čez dan. "To, kar poskušamo najti, so dolgoročnejši podatki o veliko manjšem obsegu telesne dejavnosti, " pravi Martin.
Oblika ni prišla iz zraka. Majmudar jih je vodil, se srečeval tedensko, jim predstavil klinike, ki delajo na terenu, in jim pomagal pri pripravi testov s prostovoljci. Koncept je nastal z idejo o uporabi sodobne, miniaturistične elektronike in senzorjev v nosljivem paketu, tako da so lahko zdravniki skozi celoten čas v bolnikovem branju brali podatke, ne le izoliranih laboratorijskih testov. Konec prejšnjega semestra je Mok postavil svoj prvi prototip, ki zajema senzorje v majici, in naredil več CPET-ov za primerjavo.
Študentje strojništva Elizabeth Mittman, Alban Cobi in Luke Grey sodelujejo s Piotr Zygmanski (desno) v Brighamu in ženski bolnišnici. (John Freidah) Čeprav se večina projektov iz razreda konča pri razredu, nekateri - kot so Mok in Martinov - nadaljujejo v drugem semestru, kjer polirajo svoje izume in jih razvijajo kot izdelke in celo dlje kot startupe ali licenčno tehnologijo. Občasno to pomeni patentiranje, zato sta Mok in Martin nočela deliti podrobnosti o svoji tehnologiji. Od petih članov njihove ekipe sta projekt nadaljevala le Mok in Martin. Trenutno si prizadevajo za primerjavo svojih rezultatov s tradicionalnimi CPET-ji - Mokov test z napravo skupine je bil dovolj podoben njegovemu CPET-u, da je pokazal obljubo - in izdelal je drugi prototip, ki se izboljšuje na obraznem faktorju. Preučili bodo tudi regulativno pot, izvedli tržne raziskave in začeli razvoj poslovanja.
V preteklosti je zdravnik, ki je zdravil bolnike z nizkim testosteronom, potreboval sistem za enkratno uporabo, da so lahko pacienti uporabili svoje. Študenti inženirjev so se naučili dovolj farmakologije, da so lahko izumili novo brizgo, ki različne sestavine zdravljenja loči, dokler se ne uporabijo, in zdaj sodelujejo z angelskimi vlagatelji in industrijskimi partnerji, da bi napravo lansirali. Pred tem so študenti, ki so izdelali majico za merjenje motenj spanja, ki je bila usmerjena v spremljanje dojenčkov in so jo leta 2011 vključili kot Rest Devices, Inc. Zdaj na voljo, monitor onesie, imenovan Mimo, spremlja spanje, položaj, dihanje in temperaturo kože ter ga prenaša prek telefonske aplikacije.
V preteklosti so se študenti inženirstva naučili dovolj farmakologije, da so si izmislili novo brizgo, ki različne sestavine zdravljenja drži ločene, dokler se ne uporabijo. (Recon terapevtiki) Čeprav je razred Hanumara zasnovan na skupnosti, ki vključuje inštruktorje, pomoč in posebno klinike, ni sam; medicinski prototipni centri so se razširili na univerzah po vsej državi in po svetu, od poddoktorskih do podoktorskih programov. Duke, univerza v Minnesoti, Johns Hopkins, Georgia Tech in več kot sto drugih, ki jih sestavljajo zavezništvo za biomedicinsko inženirstvo, inovacije, oblikovanje in podjetništvo, ki se srečuje, da bi med programi delilo vire in izkušnje. Eden najstarejših, Stanford Biodesign, je leta 2001 ustanovil Paul Yock, Stanfordski profesor medicine in bioinženiringa, ki si je prizadeval formalizirati vrsto praktičnega, mentoriranega izobraževanja, ki ga je dobil od izkušenih podjetnikov, ki so mu pomagali ustanoviti podjetje, ki ustvarja kardiovaskularno tehnologijo naprave in licenco izum za angioplastiko z balonsko žico med svojim izobraževanjem na Stanfordu, desetletja prej.
Stanford Biodesign ponuja tudi podiplomske in dodiplomske razrede, vendar je njegov glavni poudarek dvodomestni štipendijski program za polni delovni čas, ki ga Yock imenuje "zaključna šola za izumitelje zdravstvenih tehnologij." Študenti dva meseca preživijo v klinični potopitvi, v kateri so mora najti 200 "potreb", ki jih filtrirajo do ene na podlagi tega, kako pomembne so, kako rešljive, kako tržne in tudi, ali so obstoječe poti intelektualne lastnine in FDA izvedljive.
"Celotna mantra našega programa je, da je dobro opisana potreba DNK dober izum, " pravi Yock. Študenti »iz prve roke opazujejo, kaj je mogoče izboljšati.« Približno 200 študentov je zaključilo program, približno polovica pa jih je začela. V morda največji zgodbi o uspehu doslej je alumnus Uday Kumar ustanovil iRhythm, digitalno zdravstveno podjetje, ki izdeluje pametni obliž za spremljanje srca, ki podatke pošilja neposredno zdravnikom, in je postal industrijski standard. Drugi so pristali v obstoječih podjetjih ali celo začeli podobne programe na drugih univerzah.
Hanumara in Yock menita, da je odpiranje inovacij še posebej pomembno v trenutnem medicinskem sistemu, ki mora najti načine za boljšo oskrbo s proračunom.
"Na koncu, ko predavate, so najboljši in najbolj navdušujoči izdelek, ki ga lahko omislite ljudje, ki so uspešni v svojih poklicih, " pravi Hanumara.
