Gelişmekte olan dünyada hayat kurtaran düşük teknolojili icatlar

Özel teşhis ekipmanlarına erişiminiz olmadığında sıtmayı nasıl test edersiniz? Hastaneniz gerekli ekipmanı karşılayamadığında prematüre bebeklere nasıl bakıyorsunuz? Güç dalgalanmaları bekliyorsanız, cerrahi prosedürler sırasında hastaları nasıl izliyorsunuz? Ne yazık ki, sağlık çalışanlarının hastalarına bakmak için günlük bir mücadele ile karşılaştıkları gelişmekte olan ülkelerde bu tür sorular çok sık gündeme geliyor.

Gelişmiş ülkelerde hastanelerimizden en son teknolojiyi beklemek bizim için çok kolay. Ancak, dünyadaki milyonlarca insan için durum böyle değil. Sınırlı bütçeler ve sınırlı kaynaklarla, bu alanlarda çalışan doktorlar ve hemşireler, sorunlarını çözmek için ucuz araç ve gereçler kullanmayı öğrenmelidir. Bunlar hoş görünmeyebilir, ancak bazı durumlarda tek çözüm bunlar.

Kağıt teknolojisi

Kağıttan daha ucuz olamaz. Stanford Üniversitesi’nden biyomühendislerden oluşan bir ekip, sık sık kırık ekipmanlarla karşılaştıkları veya hiç karşılaşmadıkları dünya çapındaki saha ziyaretlerinden esinlenerek, kağıt parçalarından yapılmış bir mikroskop yarattı. 1 dolardan daha düşük bir fiyata, bu cihaz 2.000x büyütme sağlayabilir. 10 gr’dan daha hafiftir, cebe sığacak kadar küçüktür ve en önemlisi çalışmak için elektrik gerektirmez. Optik ve origami kelimelerini aynı cümle içinde bulmanız pek sık rastlanan bir durum değil, ama yazarlar yaratımlarını böyle tanımlıyorlar.

Ancak ekip, mikroskobun tek başına teşhis için yeterli olmadığını çabucak fark etti. Tek bir damla kandaki parazitleri mikroskop altına bakmak samanlıkta iğne aramak gibidir. “Bir hastaya sıtma için olumsuz olduğunu söylediğinizde, [you’re] ekip üyesi Saad Bhamla, bu örnekte tek bir parazit olmadığından gerçekten eminim ”dedi.

low_cost_tech_1

(Yukarıda: Stanford Medicine’nin kağıt mikroskobu)

“Bana düğmeler ve ipler veren büyükannemle oynadığımı hatırladım”

Araştırmacı, “Başka araçlara ihtiyacınız var ve önemli olanı santrifüj.” Salata çeviricilerinden yumurta çırpıcılarına ve yoyolara kadar her şeyi bir döndürme mekanizmasıyla haftalarca test ettikten sonra, Bhamla bir akşam bir evreka anı yaşadı. “Bana düğmeler ve ipler veren büyükannemle oynadığımı hatırladım. [to make a whirligig toy]. Onu yüksek hızlı bir kameraya koydum ve hayretlerime göre yaklaşık 12.000 rpm’de dönüyordu. “

Birkaç aylık prototiplemeden sonra, 125.000 rpm’ye kadar hız yapabilen ve kanı iki dakikadan daha kısa sürede ayırmalarına olanak tanıyan ucuz bir kağıt bazlı santrifüj ürettiler. Hala yapılacak çok şey var, ancak ekip bu yeni cihazın temel teşhis kitlerinin bir parçası olacağını umuyor. Bhamla, “Elektrik olmadan uzak bir yerde – kelimenin tam anlamıyla bir ağacın altında – teşhis yapmak istediğimizde, bir sırt çantasında ihtiyaç duyulan tüm altyapıya sahip olmamız gerekiyor” dedi.

Bu kadar basit bir malzeme için kağıt son derece kullanışlı bir araç olduğunu kanıtlıyor. Purdue Üniversitesi’nden bir ekip, sıvılara karşı dirençli hale getirmenin bir yolunu bulduktan sonra çok yönlülüğünden de yararlanıyor. İşlem temelde bir tavada Teflon kaplama görevi görür, böylece kağıt yağ veya suyla ıslatılamaz. Bhamla’nın uğultusu gibi, ilham, içme suyuna veya elektriğe erişimi olmayan alanlarda teşhis araçlarının kullanılması ihtiyacından geldi. Takım lideri Ramses Martinez, “Kağıt düşük maliyetli, üretimi kolay, hafif ve taşınması çok kolay” dedi.

low_cost_tech_2

(Yukarıda: Stanford Medicine’nin kağıt santrifüjü)

Her işlenmiş kağıt yaprağı, belirli reaktiflerin bulunduğu odalara açılan sanal olarak görünmez kanallarla birlikte gelir. Martinez, “Hastadan basit bir damla kan alınabilir ve ardından kağıt cihazla temas ettirilebilir, bu da kanı kılcal kuvvetler kullanarak mikrokanallardan otomatik olarak dağıtabilir” dedi. “Kan, çeşitli biyoanalitler için kantitatif veya kolorimetrik veya elektrokimyasal ölçüm sağlayabilen reaktiflerle yüklü test bölgelerine ulaşır.” Şimdiye kadar ekip, sıtma ve tüberkülozu test etmek için reaktifler geliştirdi ve Kenya’daki hastanelerle işbirliği içinde şu anda toksinleri, virüsleri ve beslenme eksikliklerini izlemek için çalışıyor.

Elektrik kesintileriyle başa çıkmak

Tabii ki kağıt saha teşhisi için iyi olabilir, ancak hastanelerin daha sağlam teknolojiye ihtiyacı vardır. Büyük ölçekli ekipman için, cihazları gelişmekte olan ülkelere getirmeye yönelik yaygın bir yaklaşım, daha ucuz ve daha kolay çalıştırılmalarını sağlamak için mevcut makinelerde gereksiz işlevleri ortadan kaldırmaktır.

General Electric (GE), şu anda bu tutumlu yenilikler için pazarı keşfeden birçok şirketten biridir. Şirket, elektrik kesintileri veya voltaj dalgalanmaları, yüksek sıcaklıklar, kirlilik ve yoğun kullanımla başa çıkma yolları da dahil olmak üzere, kullanılacağı koşulları dikkate alarak yeni ürünler geliştiriyor. En başarılı cihazlarından biri, prematüre bebeklerin şu anda 60’tan fazla ülkede bulunan oda sıcaklığına uyum sağlamasına yardımcı olmak için kullanılan Ninni Bebek Isıtıcısıdır. Bir kağıt cihaz kadar ucuz olmayabilir, ancak birim başına 3.000 $ ile geleneksel modellerden% 70 daha ucuzdur. Bu cihaz muazzam bir hayat kurtarma potansiyeline sahiptir. Her saat beş yüz düşük kilolu bebek ölüyor ve bunların çoğu sadece sıcak tutularak önlenebilir.low_cost_tech_3

(Yukarıda: GE Healthcare’in Ninni Bebek Isıtıcısı)

Prematüre bebeklere yardım etmek için başka bir girişimde, Texas’taki Rice Üniversitesi’nden bir ekip, yeni doğanların nefes almasına yardımcı olmak için düşük maliyetli bir cihaz geliştirdi. Biyomühendislik profesörü Rebecca Richards-Kortum, “Malawi, Blantyre’deki Queen Elizabeth Merkez Hastanesinde çalışan pediatrist işbirlikçilerimiz tarafından belirlenen bir ihtiyaca yanıt olarak geliştirdik” dedi. “Çok erken doğan bebeklerin% 18’i ile Malavi en yüksek erken doğum oranına sahip ülke. Erken doğmuş bebeklerin yarısından fazlası akciğerleri olgunlaşmadığı için nefes almakta zorlanıyor. “

Yazarlar, solunum güçlüğü çeken prematüre bebeklerde hayatta kalma oranlarını% 70’e kadar artırabileceğini düşünüyor.

Cihaz 200 dolardan daha ucuza üretilebilir, ancak gelişmiş ülkelerde kullanılanlarla aynı basınç seviyelerine sahiptir. Dahası, yalnızca kullanıma hazır bileşenleri kullandığından, bakımı ucuz ve kolaydır. Yazarlar, solunum güçlüğü çeken prematüre bebeklerde hayatta kalma oranlarını% 70’e kadar artırabileceğini düşünüyor, bu da sadece Afrika’da her yıl yaklaşık 200.000 hayat kurtarma potansiyeline sahip olduğu anlamına geliyor.

Bu tür bir yaklaşımın üçüncü bir örneği, biyomedikal mühendisi Reece Stevens tarafından, düşük kaynaklı ortamlar için tıbbi ekipman tasarımı ve onarımında uzmanlaşmış bir kuruluş olan Engineering World Health (EWH) ile çalışırken yapılan çalışmadır. Ruanda’da bir hastanede gönüllü olarak çalıştıktan sonra öğrenci, ekipman eksikliği nedeniyle cerrahi işlemler sırasında ve sonrasında hastaları izleyememenin hayal kırıklığını ilk elden yaşadı. Stevens, “Hastanenin ameliyatları bekleyen hastalarla pek çok sorunu vardı, çünkü 400 yatak için sadece beş çalışan hasta monitörü vardı” dedi. “Bunun hastanenin karşılaştığı en büyük sorunlardan biri olduğunu hissettim ve eve geldiğimde bu konuda bir şeyler yapmak istedim.”

low_cost_tech_5

(Yukarıda: FreePulse hasta monitörü)

Bu soruna yanıt olarak Stevens, oksijen seviyelerini, kalp ritmini ve kan basıncını ölçmek için birden fazla proba sahip, ucuz ve kullanımı kolay bir tıbbi cihaz olan FreePulse’u geliştirdi. Stevens, “İlk klinik öncesi denemelerimiz bu kış Nepal’deydi ve sonuçlardan çok memnunum” dedi. “Hedef, önümüzdeki iki yıl içinde eksiksiz bir klinik denemeye hazır olmak, bu nedenle Nepal’dayken elde ettiğimiz verilere dayanarak şu anda pek çok ürün geliştirme devam ediyor.”

Bilgisayar korsanlığı için tasarlanmış oyuncaklar

Gelişmekte olan ülkelerde sağlık çalışanlarının karşılaştığı temel sorunlardan biri, ekipman arızalandığında ve etrafta bunu düzeltecek kimse olmadığında ne yapacaklarıdır. Gelişmiş dünyada, teknik departmana yapılan bir telefon görüşmesi ile bu kolaylıkla çözülür. Bununla birlikte, hiçliğin ortasında, sağlık çalışanlarının kendi başlarına gitmekten başka seçenekleri olmayabilir. Bu korkutucu bir süreç olabilir.

Bu yaklaşımı desteklemek için, MIT’deki bir ekip oyuncaklar kullanarak “tıbbi müdahaleyi” teşvik edecek temel araçları geliştiriyor. “Oyuncakları kullandığımızda, tıbbi teknoloji sürecini aydınlatıyor. Jose Gomez-Marquez, bir röportajda 1000 $ ‘lık bir cihazı hacklemeye cesaret edemeyebilirsiniz, ancak 5 $’ lık bir şeyi hackleme cesaretiniz var ve biraz ustalıkla 1000 $ ‘lık bir cihaz kadar güçlü hale gelebilir, Sonraki Liste.low_cost_tech_4

(Yukarıda: MIT Little Device Lab’den DIY araçları)

Ekip, bilgisayar korsanlığı sürecini biraz daha kolaylaştırmak için bir dizi kit oluşturdu. Kitler, şırıngalar, nebulizatörler, inhalatörler ve yamalar gibi tıbbi malzemeleri içerir, ancak aynı zamanda yaylar, pistonlar, kompresörler, eğim sensörleri, vızıltılar, zamanlayıcılar ve bisiklet pompaları gibi biraz beklenmedik öğelerle birlikte gelir. Gomez-Marquez, “Herkesin kendi tıbbi teknolojisini yapabilmesi için parçalar yapıyoruz” dedi. Bu kitler, doktorların kendi cihazlarını inşa etme, değiştirme veya tamir etme konusunda daha emin olmalarına yardımcı olursa, ekip işini yaptığını hisseder.

Tabii ki, bunun gibi derme çatma kitler ancak çok şey başarabilir. Önemli olan, ekipmanı tamir etmeye yönelik bu yaklaşımın, bu hastanelerin ihtiyaç duyduğu dayanıklı cihazlara dönüşmesidir. Neyse ki, göz problemlerini taramak için taşınabilir bir cihazdan açık yaraları dezenfekte etmek için güvenilir bir yola kadar çeşitli projeler üzerinde çalışan canlı ve aktif bir bilim adamları, mühendisler, doktorlar ve bilgisayar korsanları topluluğu var. Dahası, Stanford ve MIT dahil olmak üzere bazı üniversiteler ve EWH, yeni nesil biyomühendisleri gelişmekte olan ülkelerin karşılaştığı durumlara hazır olmaları için eğitme ihtiyacını kabul ettiler. EWH’nin öğrenci programları direktörü Ben Fleishman’ın açıkladığı gibi, tıbbi organizasyonla çalışan gönüllüler tıbbi ekipmanı onarmayı öğreniyor ve “yenilikçi tasarımla daha iyi karşılanabilecek hastanelerin ihtiyaçlarını değerlendirmeye teşvik ediliyor”.

Stanford’dan Bhamla, “Genç nesli heyecanlandırmalı ve acil sağlık sorunları hakkında düşünmelerini sağlamalıyız” dedi. “İnsanların toplumumuzdaki büyük sorunlar için ezber bozan çözümler düşünmesini sağlamak çok önemli.”

Resim kredisi: Stanford Üniversitesi, GE Healthcare, FreePulse, MIT Küçük Cihaz Laboratuvarı