Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

"Design for Hack" v medicini

Medicinska pomoč je dobra zgodba. Vsi smo videli članke o dobronamernih skupinah, ki donirajo rentgenske aparate in inkubatorje potrebnim klinikam v državah v razvoju. Kar ne vidimo, so te iste naprave, če jih ne uspe, vsaj šest mesecev kasneje - ali celo mrtve ob prihodu - ker niso bile zasnovane za delovanje v teh okoljih.

Približno 90% medicinske tehnologije, ki doseže revne države, je oprema za ročno odstranjevanje, zasnovana za objekte prvega sveta. Pričakuje, da bo še naprej delal, kot da pričakuje, da bo Rolls-Royce preživel na rallyu Paris-Dakar. In potem, ko je prišlo do napak, je običajno junked.

V odgovor so nekateri oblikovalci menili, da moramo poslati cenejše različice vrhunske opreme, ki je enakovredna ekonomičnim avtomobilom. Toda tiste klinike, ki jih resnično potrebujejo, so Land Rovers - naprave, zasnovane tako, da so robustne, dostopne in enostavno popravljive na terenu.

Uporaba zdravila MEDIKit v Nikaragvi.

Na srečo vse večje število strokovnjakov v industriji medicinske opreme postaja zainteresirano za uporabo te različne filozofije oblikovanja za naprave, namenjene državam v razvoju. Moj laboratorij na MIT, Inovacije v mednarodnem zdravju (IIH), še bolj upošteva ta pristop, tako da vsakodnevne oblikovalce po svetu pripravlja na oblikovanje in vzdrževanje lastne medicinske tehnologije.

Zdravstveno varstvo MacGyver

V razvitih državah redko razmišljamo o spremembi medicinskih pripomočkov. Ali to ni poklic profesionalca? Toda v večini držav v razvoju zdravniki, medicinske sestre in zdravstveni delavci vsakodnevno lovijo s pomanjkljivo medicinsko tehnologijo, da jo popravijo ali izboljšajo.

Ti zdravstveni hekerji pa so pogosto skrivni o svojih rešitvah. Prvič, ko smo videli zdravniški kramp, so nam morale dve uri prepričati medicinsko sestro Danielo Urbino, da nam pokaže, kako je fiksirala razpokano membrano svojega stetoskopa. Mlada ženska iz osrednje Nikaragve je eksperimentirala z različnimi plastičnimi materiali, da jo je zamenjala, in se nahajala na preostalih prozornih materialih, ki so bili razrezani v krog in notri. Ni bilo lepo, vendar je delovalo. Hitro smo jo poimenovali medicinska sestra MacGyver.

Tragično je, da Daniela ni bila ponosna na svoje inovacije. Toda v IIH laboratoriju na MIT-u razvijamo MEDIKits (Design in Inventivna oprema za medicinsko izobraževanje), gradbene komplete, namenjene spodbujanju izuma med zdravniki in medicinskimi sestrami na tem področju.

MEDIKits: izdelan za hekanje

Naši MEDIKitsi so trenutno na voljo v petih okusih: Dostava z drogami, Diagnostika stranskih tokov, Lab-on-Chip, Vital Signs in Kmetijska protetika. Kompleti so se začeli kot škatle sestavljenih delov za seznanitev študentov MIT z medicinskimi pripomočki in so se razvile tako, da so vključevale linearne komponente, ki jih lahko kot končno napravo sestavite kot lego opeke. Skozi proces smo razvili modularni jezik oblikovanja, ki uporabnikom pomaga razumeti osnovno logiko povezovanja delov in dodane fizične zaustavitve, da nekatere komponente ostanejo v varnih območjih delovanja.

Nič ni boljše od poskusov na terenu, da bi ugotovili, ali komplet deluje. V našem primeru bi prečkali reko do bolnišnic v Bostonu in delili komplete s sodelavci, nato pa odleteli v Nikaragvo, odprli škatlo in videli, kaj bi ljudje storili z njimi. Vsak komplet nam je priskrbel vpogled v oblikovanje izumskega prostora - kar je končno tisto, kar želite.

Komplet za dostavo zdravil.

Komplet za dostavo zdravil je bil naš prvi poskus. Razdeljen je na osnovne naprave: brizge, razpršilnike, inhalatorje, transdermalne obliže, tablete in številne druge predmete, ki jih lahko najdete v lokalni lekarni. Nato smo dodali modifikacijske elemente: barvno kodiranje, kodiranje oblik, spojke, polnila, vzmeti, bati, kompresorje, senzorje nagiba, zvočnike, merilnike časa, kolesne črpalke in šablone. Ti elementi omogočajo uporabnikom, da združijo in spremenijo funkcionalnost jedrnih naprav znotraj določenih stopenj svobode. Nazadnje smo dodali zdravo količino potrošnih materialov za splošne namene: zip kravate, velcro, lepila, folije iz papirja in plastike, cevi, igle in dihalne maske. Zadnja stvar, ki jo želite, je, da uporabniki začnejo ogrožati varnostne omejitve modifikatorja, ker jim je zmanjkalo traku.

Skrbno smo oblikovali meje naših zgodnjih kompletov, toda ko so uporabniki začeli snap, razširiti in preizkusiti svoje stvaritve, se je nekaj pojavilo, da nismo pričakovali: zlomili so naše komplete. Začne se s tem, da nekdo prosi za dovoljenje, da preprosto razreže kos cevi in ​​obide naše skrbno zasnovano sklopko. Ali pa vzamete del, ki ga najdete v enem kompletu in ga uporabite za drugega, na primer z dodajanjem diagnostičnih cevk v mehanizem za onemogočanje varnosti brizg. Ko uporabniki prevzamejo lastništvo nad kompletom, se kot oblikovalec kompletov manj vključite v usposabljanje ljudi, kako ga uporabljati.

Torej, da bo komplet uspešen, moraš oblikovati za Hack. In čeprav je nemogoče napovedati vsako vrsto naprave, ki jo lahko proizvaja komplet, lahko začnete z jedrom, dodajte stopnjo svobode temu jedru in nato predvidite in oblikujete področja, v katerih bodo te stopinje hekirane.

Komplet kmetijske protetike v uporabi.

Naša kmetijska protetika MEDIKit je dober primer. Nekatere velike organizacije, kot je Jaipur Foot, ponujajo cenovno ugodno protetiko, vendar če ste kmet v državah v razvoju danes in imate nesrečo, da bi izgubili roko, boste verjetno dobili plastično roko, ki je usmerjena v dobro, a ne zelo funkcionalna (in ni načina, da si lahko privoščite robotsko roko s senzorjem).

Kmetijska protetika MEDIKit uporablja univerzalno prijemalo, izdelano iz PVC-ja, zračnice za kolesa in steklenico sode za pritrditev večino orodij na kmetijo na roko ali podlakti kmeta za amputacijo. Vsak del kompleta sledi istim trem načelom: jedrna naprava, naprava za spreminjanje in potrošni material.

Ker je cena vseh treh tako majhna, uporabniki nimajo težav pri spreminjanju osnovnih komponent, da bi jih bolje obnesli. Ena oseba je odpravila notranjo cev, ki jo je oblikoval MIT, in preprosto izrezala zarezo v spojih iz PVC, da bi presegla cevke in ustvarila zanko, ki bi nosila celotno stvar. Namesto da bi uporabljali krajše dele, so hitro pritrdili dolge kose, kot so metle in teleskopski nabiralci sadja.

Jeziki oblikovanja

Če ste kdaj poskusili po telefonu razložiti, kako zamenjati žaromet v tujini, veste, kako frustrirajoče je pomanjkanje jezika oblikovanja. "Mali plastični gumb z vijaki ... da razumem, da obstajajo štirje gumbi, poskusite prvi ..."

PuzzleDx komplet za diagnostiko bočnega toka.

Diagnostične sestavljanke sestavljanke PuzzleDx.

Ugotovili smo, da so mnogi od komponent, ki smo jih vključili v komplet, lahko uporabnikom tuji: nalepke v angleškem jeziku, deli z brizganjem, majhni mehanizmi za inhaliranje, kombinacije reagentov. Da bi se izognili zmedi, smo ustvarili jezik oblikovanja, način barvnega kodiranja vsake komponente na logičen način, tako da lahko ljudje takoj prepoznajo njegovo funkcijo in delijo svoje modele preprosto z opisom zaporedja kodiranih delov, ne pa pogosto - samih mehanizmov.

Naš PuzzleDx kit to na zabaven način opravlja za diagnostiko stranskih tokov, razred absorpcijske diagnostike na papirju, ki vključuje teste nosečnosti. Ti testi vsebujejo tri sestavne dele: vzorec, reagentski vložek in papirno blazinico, ki zbira odvečno tekočino. Vedeli smo, da uporabnikom ne moremo dati hitrega tečaja kemijske diagnostike, da bi lahko pipetirali svoje kombinacije reagentov na prazne kose reagentnega papirja. Lahko pa jih pripravimo, da sestavijo sestavljanke v zaporedju, ki bi imelo smisel.

Modularni komplet Lab-on-Chip.

Tako smo barvno kodirali različne koščke sestavljanke v skladu z reagentnim papirjem, ki je vsebovan v notranjosti, in razrezali reže v kosih, da bi povezali zbirko vzorcev in papir za reagente, ko so bili koščki sestavljanke združeni. S skupno rabo vrst barvnih kombinacij in vrstnega reda, s katerim so povezani (kar je lahko tako enostavno, kot snemanje slike na mobilnem telefonu), lahko uporabniki preprosto ponovno ustvarijo poskuse, ne da bi morali objaviti uradni protokol.

Lab-on-Chip mikrofluidni moduli na Lego bazah.

Z uporabo jezikov oblikovanja spodbujate komunikacijo med vašimi uporabniškimi skupnostmi, olajšujete razumevanje, vzorce inventivne vednosti in omogočite prepoznavanje teh vzorcev. Če se skupina Flickr MEDIKit napolni s slikami prototipnih kombinacij z rumenim, zelenim in modrim reagentskim blokom, lahko to pomeni, da bodo proizvodni inženirji resnično začeli iskati množično proizvodnjo glukoze, ketonov in kombinacij človeških korionskih gonadotropinov.

Kdaj ste nazadnje opravili test nosečnosti?

Igrače: Lokalni in globalno dostopni materiali

Helikopter igrače ima mehanizem zobatega jermena in zobnika. Igrača Ferrisovo kolo, obrnjeno na svoji strani, je odlična centrifuga. Scrapbooking vinil rezalnik je zelo dober CNC stroj za izdelavo mikrofluidnih kanalov. Proizvajalci so spremenili materiale, ki se prenašajo, s konkurenčnim športom, zdravstveni hekerji pa niso nobena izjema. Medtem ko so mnogi deli v naših kompletih že predpakirani, smo videli tudi, da naši uporabniki najdejo in izumijo lokalno razpoložljive nadomestke in dodatke iz igrač.

Zdaj, ko gremo v trgovino z igračami, vidimo raj mehanizma. Igrače sestavljajo neverjetno dobavno verigo poceni plastičnih in elektronskih mehanizmov s precej dobro toleranco za večino medicinskih aplikacij. Na začetku je bila naša ekipa navdušena nad tem, kar imenujemo glukometer in paradoks Gameboya. Obe napravi imata enako zapleteno elektroniko in primerljive maloprodajne cene, vendar sta dramatično neenakomerno porazdeljeni. Lahko najdem ročno igralno konzolo skoraj povsod po svetu, tudi v zelo majhnih mestih v državah v razvoju, toda v Esteli, Nikaragva, je moralo 16 različnih klinik deliti en sam glukometer.

Namesto, da bi poskušali spremeniti svetovno dobavno verigo za medicinske pripomočke, smo se naučili, da sprejmemo obstoječo za igrače.Pojdite v trgovino z igračami in videli boste isto pištolo za igrače v vrednosti 2 $, ki jo je nikaragova medicinska sestra opazila in vdrla v alarm za vrečko s tekočino IV, potem ko je zbrala elektroniko in dodala preprost mehanizem potovanja. Lego bloki imajo zelo natančna odstopanja za ustvarjanje modularnih mikrofluidnih komponent. Na poti ven, proti odseku za kolesa, dvignite črpalko za kolo, tako da lahko razpršilnik napolnite za 5 USD, namesto da bi plačali 75 $ za električni kompresor, ki se prodaja v medicinskih katalogih. Bonus: ko je sredi ničesar astme, ne potrebujete električne energije, da bi pacienta rešili.

Inovacije pri premikanju

Kraji, kot je Nikaragva, imajo nekatera najrevnejša območja na celini. Kaj pa Nebraska? Kaj pa zdravstveno varstvo doma? Zdravstvena tehnologija je že vrsto let zaščitena pred tinkanjem in umetniškim izumom zaradi zaznanih ovir za vstop: niste zdravnik, niste biomedicinski inženir, potrebujete strokovni nadzor. Zdravstvena oprema mora biti varna in strogo testirana.

Vse je res, toda na poti je bilo to sporočilo zabrisano s poklicnimi zahtevami, ki ne ustrezajo naši potrebi, da bi zdravstveno varstvo postalo cenovno dostopno. Poskusite kupiti preprost zaboj, ki vam pove, kdaj je babica vzela tablete: nekaj je nekaj sto dolarjev. Izdelovalci izdelujejo podajalnike za ptice, ki imajo enako funkcionalnost za del stroškov. Kirurški sterilizator stane 1.000–8.000 $. Toda Anna Young je dobila enako funkcionalnost tako, da je vdrla štedilnik za 30 $ in dodala nekaj sončne tehnologije. $ 30,000 inkubator? Dr. Kris Olson je naredil inkubator iz avtomobilskih delov za približno 1.000 $.

Pripomočki za medicinske izume imajo potencial, da zmanjšajo številne od teh ovir in vračajo zdravje v roke uporabnikom in bolnikom - ljudem, ki imajo največ koristi od cenovno ugodnih in elegantnih inovacij. Ker se v razvoju razvijajo medicinske tehnologije, bomo videli, da se veliko teh izumov, ki jih ustvarijo uporabniki, vrnejo v bogatejše države.

Povabilo

Ker naraščajoči stroški zdravstvenega varstva zbližajo z demokratizacijo ustvarjanja, bo veliko več ljudi krilo zdravje. Ne glede na to, ali nalepke RFID nanesete na steklenice tablet, ki pomagajo pacientom pravočasno vzeti tablete, ali pa dvigajo kolesne črpalke in nože za beležke, je zdravje polno fantastičnih izzivov. Lahko se odločite, ali delate v zdravstvu ali ne.

Medicinske naprave so zelo oprijemljive stvari. Eden od razlogov, zakaj sem prišel na teren, je, ker sem vedel, da lahko ustvarim stvari, ki jih lahko držite v roki, dajte nekomu drugemu, in naredite pozitivno razliko. Če ste ustvarjalec, ki razmišlja o hekanju zdravja ali kdo v zdravstvu razmišlja o ustvarjanju nekaj oprijemljivega, vas vabim, da ga preizkusite. Začnite s kompletom ali igračo in našli boste skupnost, ki si bo želela sprejeti vaše stvaritve. Morda jih bomo celo posekali in morda bomo celo nekoga zdravili.


Jose Gomez-Marquez je v laboratoriju Little Devices in Inovacijah v mednarodnem zdravju na MIT-u zagnal zdravje za države v razvoju. Je ustanovitelj laboratorija LDTC + in ga pogosto najdemo v trgovinah igrač po vsem svetu. Prispeva k Make :.

Delež

Pustite Komentar