Cvičení nesnášenlivosti, nebo neschopnost fyzicky vykonávat sebe sama, aniž by došlo k dušnosti nebo extrémní únavě, není neobvyklé. Pro lidi se stavem mohou být zakázané jednoduché úkoly, jako je nakupování potravin nebo chůze po schodech. Tyto stejné příznaky charakterizují mnoho nemocí, včetně pneumonie se srdečním selháním a astmatu, a zjištění příčiny se někdy stává komplikovaným, nákladným vyšetřením zvaným kardiopulmonální cvičení (CPET).
CPET obvykle zahrnuje cvičení k vyčerpání na běžícím pásu nebo stacionárním kole, zatímco má na sobě invazivní masku, nosní sponu a elektrokardiogram. Lékaři se dívají na činnost plic, svalů a srdce pacienta a snaží se škádlit, odkud problém pochází. Dokonce i ten test, který stojí tisíce dolarů a vyžaduje sestavení týmu lidí, může být neprůkazný a musí se opakovat, aby se zjistilo, zda léčení nebo předpisy fungují.
Lepším CPET byla výzva, kterou masový generální kardiolog Maulik Majmudar přinesl studentům třídy designu zdravotnických prostředků MIT loni na podzim. Ve třídě, která od svého začátku v roce 2004 viděla přibližně 50 studentů ročně jako praktičtější přístup k již existující třídě designu zařízení, představují zdravotničtí pracovníci problém, se kterým se v praxi setkali. Postgraduální studenti a někteří vysokoškoláci senioři se spojí do skupin po třech až pěti členech týmu, obdrží rozpočet, který pochází částečně od dárců z oboru, a mají za úkol navrhnout řešení.
„Průmysl zdravotnických prostředků ve svém neuvěřitelném konzervatismu není ve skutečnosti příliš otevřený inovacím. Většina inovací se odehrává v startupech, “říká Nevan Hanumara, vědecký pracovník MIT a jeden z instruktorů kurzu se zakladatelem Alexandrem Slocumem. "Myslím, že o tom, co děláme, je něco jedinečného, produktivita při vytváření nových nápadů, které jsme ve skutečnosti dokázali ve vzdělávacím formátu."
Profesor Alex Slocum (vpravo) pracuje se studenty Albanem Cobim a Steven Linkem, kteří vyvíjejí nastavitelný fantom pro validaci radioterapie. (John Freidah) Dva vysokoškolští studenti elektrotechniky, Alexander Mok a Andreea Martin, spojili své síly se dvěma mechanickými inženýry a jedním integrovaným studentem designu a řízení a zahájili přísný proces výzkumu, designu a iterace s cílem vyvinout účinnější - a nákladově efektivnější - test. Mok a Martinova skupina přišli s nositelným zdravotním monitorem, který dokáže měřit srdeční frekvenci a množství plynu vdechovaného v dechu. Přístroj vyhodnotí interakci srdce pacienta a plic po celý den. "Snažíme se najít dlouhodobější údaje o mnohem menší míře fyzické aktivity, " říká Martin.
Konstrukce nepocházela z tenkého vzduchu. Majmudar je mentoroval, setkával se každý týden, seznamoval je s kliniky pracujícími v terénu a pomáhal jim při provádění testů s dobrovolníky. Koncept vznikl myšlenkou použít moderní, miniaturizovanou elektroniku a senzory v nositelném balení, aby lékaři mohli číst data po dobu života pacienta, nejen izolované laboratorní testy. Na konci minulého semestru Mok nasadil svůj první prototyp, který zahrnuje senzory v košili, a provedl několik CPET k porovnání.
Studenti strojírenství Elizabeth Mittman, Alban Cobi a Luke Gray pracují s Piotrem Zygmanskim (vpravo) v Brigham a ženské nemocnici. (John Freidah) Ačkoli většina projektů z této třídy končí třídou, některé - jako Mok a Martinovy - pokračují do druhého semestru, kde vyleštějí své vynálezy a vyvíjejí je jako produkty, a dokonce i za nimi, jako startupy nebo licencované technologie. Občas to znamená patentování, proto Mok a Martin odmítli sdílet podrobnosti o jejich technice. Z pěti členů jejich týmu pokračovali v projektu pouze Mok a Martin. V současné době pracují na porovnání svých výsledků s tradičními CPETy - Mokův test se zařízením skupiny byl dost podobný jeho CPETu, aby ukázal slib - a stavěl druhý prototyp, který se zlepšoval z hlediska tvaru. Rovněž prozkoumají regulační cestu, provedou průzkum trhu a zahájí rozvoj podnikání.
V minulosti lékař, který léčil pacienty s nízkým obsahem testosteronu, potřeboval systém pro jedno použití, aby si pacienti mohli aplikovat svůj vlastní. Studenti strojírenství se naučili dost farmakologie, aby vymysleli novou injekční stříkačku, která udržuje jednotlivé komponenty léčby odděleně, dokud se nepoužije, a nyní spolupracují s andělskými investory a průmyslovými partnery na spuštění zařízení. Předtím se studenti, kteří si vytvořili tričko, které měří poruchy spánku, otočili k dětem s monitorováním kojenců a začlenili se do roku 2011 jako Rest Devices, Inc. Nyní je k dispozici monitor Oneies s názvem Mimo, sleduje spánek, polohu, dýchání a teplotu kůže a přenáší to prostřednictvím aplikace pro telefon.
V minulosti se studenti technických oborů naučili dost farmakologie, aby mohli vytvořit novou injekční stříkačku, která udržuje jednotlivé složky léčby odděleně, dokud se nepoužije. (Recon Therapeutics) Hanumara třída, ačkoli postavený na komunitě, která zahrnuje instruktory, TA a obzvláště klinicians, není sám; lékařská prototypová centra se rozšířila na univerzitách po celé zemi a ve světě, od undergradu po postdoktorské programy. Duke, University of Minnesota, Johns Hopkins, Georgia Tech a více než stovka dalších tvoří Biomedicínské inženýrství, inovace, design a podnikání Alliance, které se schází za účelem sdílení zdrojů a zkušeností mezi programy. Jeden z nejstarších, Stanford Biodesign, byl založen v roce 2001 Paulem Yockem, profesorem medicíny a bioinženýrství v Stanfordu, který se snažil formalizovat typ praktického a mentorského vzdělávání, které získal od zkušených podnikatelů, kteří mu pomohli založit společnost vyrábějící kardiovaskulární systém zařízení a udělit licenci na vynalezený balónkový angioplastický vynález během jeho vzdělávání na Stanfordu, o desetiletí dříve.
Stanford Biodesign také nabízí postgraduální a vysokoškolské kurzy, ale jeho primárním zaměřením je dvousemestrální program na plný úvazek, který Yock nazývá „dokončovací školou pro vynálezce zdravotnických technologií.“ Studenti stráví dva měsíce v klinickém ponoření, do kterého musí najít 200 „potřeb“, které filtrují, podle toho, jak důležité jsou, jak řešitelné, jak obchodovatelné, a dokonce i to, zda jsou možné existující cesty duševního vlastnictví a FDA.
"Celá mantra našeho programu je, že dobře charakterizovaná potřeba je DNA dobrého vynálezu, " říká Yock. Studenti „získají z první ruky observační představu o tom, co je možné vylepšit.“ Program dokončilo asi 200 studentů a asi polovina se věnovala startupům. V možná největším dosud úspěšném příběhu založil Alumnus Uday Kumar iRhythm, digitální zdravotnickou společnost, která vyrábí inteligentní patch pro monitorování srdce, který odesílá data přímo lékařům, a stal se průmyslovým standardem. Jiní přistáli u stávajících společností nebo dokonce začali podobné programy na jiných univerzitách.
Podle Hanumary i Yocka je otevření inovace v současném zdravotnickém systému, které potřebuje najít způsoby, jak zajistit lepší péči o rozpočet, obzvláště důležité.
"Nakonec, když učíte, nejlepším a nejzajímavějším produktem, se kterým můžete přijít, jsou lidé, kteří jsou úspěšní ve svých profesích, " říká Hanumara.
