Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

„Design for Hack“ v medicíně

Použití přípravku MEDIKit pro podávání léků v Nikaragui.

Kliniky v rozvojovém světě potřebují zařízení navržená jako pozemní rovery: robustní, přístupné a snadno opravitelné v terénu.

Lékařská pomoc je dobrý příběh. Viděli jsme všechny články o dobře míněných skupinách, které darují rentgenové přístroje a inkubátory potřebným klinikám v rozvojovém světě. Co nevidíme, jsou tytéž přístroje, které selhávají jen o šest měsíců později - nebo dokonce mrtvé při příjezdu - protože nebyly navrženy pro provoz v těchto prostředích.

Přibližně 90% zdravotnické techniky, která se dostává do chudých zemí, je zařízení, které je určeno pro první zařízení. Očekávat, že bude pokračovat v práci, je jako očekávat, že použitý Rolls-Royce přežije Paříž-Dakarskou rally. A poté, co to nefunguje, je to obvykle nevyžádané.

V reakci na to někteří návrháři cítili, že musíme posílat levnější verze špičkového vybavení, což je ekvivalent úsporných automobilů. To, co tyto kliniky opravdu potřebují, jsou Land Rovers - zařízení určená pro robustní, přístupné a snadno opravitelné v terénu.

Rostoucí počet odborníků v oboru zdravotnického vybavení má naštěstí zájem o uplatnění této odlišné filozofie designu na zařízení zaměřená na rozvojové země. Moje laboratoř na MIT Inovace v mezinárodním zdravotnictví (IIH) tento přístup ještě více využívá tím, že každodenním tvůrcům po celém světě umožňuje navrhovat a udržovat vlastní lékařskou technologii.

Diagnostické dílky soupravy PuzzleDx.

Zdravotní péče MacGyver

Ve vyspělých zemích si jen zřídkakdy myslíme na úpravu zdravotnických prostředků. Není to práce profesionála? Ve většině rozvojového světa se však lékaři, zdravotní sestry a zdravotníci každodenně hádají s neúspěšnými zdravotnickými technologiemi, aby to vyřešili nebo aby fungovali lépe.

Tito zdravotní hackeři jsou však často o svých řešeních tajní. Když jsme poprvé viděli lékařský hack, trvalo nám dvě hodiny, než jsme přesvědčili sestru Danielu Urbinu, aby nám ukázala, jak upevnila prasklou membránu svého stetoskopu. Mladá žena z centrální Nikaraguy, experimentovala s různými plasty, aby ji nahradila, a usadila se na zbytku režijního průhledného materiálu rozřezaného do kruhu a nataženého uvnitř. Nebylo to hezké, ale fungovalo to. Rychle jsme ji nazvali sestrou MacGyver.

Je tragické, že Daniela nebyla na svou inovaci hrdá. Ale v laboratoři IIH na MIT vyvíjíme MEDIKits (Medical Education Design a Invention Kits), stavební sady určené k podpoře vynálezů mezi lékaři a sestrami v terénu.

MEDIKits: Navrženo pro Hacking

Naše MEDIKits v současné době přichází v pěti příchutích: Doručování léků, Diagnostika z bočního průtoku, Lab-on-Chip, Vital Signs a Zemědělská protetika. Soupravy začaly jako krabice součástí sestavených pro seznámení studentů MIT se zdravotnickými prostředky, a vyvinuly se tak, aby zahrnovaly lineární komponenty, které můžete sestavit jako Lego cihly do konečného zařízení. Prostřednictvím tohoto procesu jsme vyvinuli modulární konstrukční jazyk, který pomáhá uživatelům vidět základní logiku spojování jednotlivých částí a přidávat fyzické zarážky, aby některé komponenty zůstaly v bezpečném rozsahu provozu.

Nic nepřekoná experimenty v terénu, aby pochopili, zda sada funguje. V našem případě bychom běželi přes řeku do bostonských nemocnic a rozdělili se s kolegy a pak letěli do Nikaraguy, otevřeli krabici a uviděli, co s nimi lidé udělají. Každá sada nám poskytla náhled do designu prostoru pro vynález - což je nakonec to, co chcete.

Souprava pro podávání léků byla náš první experiment. Je rozdělena na základní zařízení: injekční stříkačky, nebulizéry, inhalátory, transdermální náplasti, pilulky a několik dalších položek, které můžete najít ve vaší místní lékárně. Pak jsme přidali modifikátorové prvky: barevné kódování, kódování tvaru, spojky, prodlužovače, pružiny, písty, kompresory, snímače náklonu, bzučáky, časovače, čerpadla na kola a řezačky šablon. Tyto položky umožňují uživatelům párovat a měnit funkce základních zařízení v rámci specifických stupňů volnosti. Nakonec jsme přidali zdravé množství spotřebních materiálů pro všeobecné použití: zipové spony, suchý zip, lepidla, papírové a plastové fólie, hadičky, jehly a dýchací masky. Poslední věcí, kterou chcete, je, aby vaši uživatelé začali ohrožovat bezpečnostní limity modifikátoru, protože jim došla páska.

Pečlivě jsme navrhli hranice našich prvních balíčků, ale když uživatelé začali zaklapávat, rozšiřovat a testovat své výtvory, objevilo se něco, co jsme nepředvídali: hackli naše sady. Začíná to tím, že někdo požádá o povolení jednoduše zkrátit kus hadice a obejít naše pečlivě navržené spojení. Nebo si vezmete část, kterou najdou v jedné soupravě a použijete ji pro jinou, například přidáním diagnostické hadičky do mechanismu, který by znemožnil bezpečnost stříkaček. Jak uživatelé berou vlastnictví kitu, vy jako konstruktér sady se méně zapojujete do školení lidí, jak jej používat.

Tak, aby kit byl úspěšný, musíte navrhnout pro Hack. A i když není možné předvídat každý typ zařízení, které může sada vyrobit, můžete začít s jádrovým souborem, přidávat k tomuto jádru stupně volnosti a pak předvídat a navrhovat oblasti, ve kterých budou tyto stupně napadeny.

Náš zemědělský protetický MEDIKit je dobrým příkladem.Některé velké organizace, jako je například Jaipur Foot, poskytují cenově dostupné protézy, ale pokud jste farmářem v dnešním rozvojovém světě a máte tu smůlu, že ztratíte ruku, pravděpodobně vám bude dána plastová ruka, která je zaměřena na dobrý vzhled, ale ne na velmi funkční (a neexistuje žádný způsob, jak si budete moci dovolit senzorem naloženou robotickou ruku).

Zemědělský protetický MEDIKit používá univerzální chapadlo vyrobené z PVC, trubek pro jízdní kola a láhev sody, která připevňuje většinu zemědělských nástrojů na paži nebo předloktí amputovaného farmáře. Každá část sestavy se řídí stejnými třemi principy: jádrem, modifikátorem a spotřebním materiálem.

Vzhledem k tomu, že cena všech tří je tak malá, uživatelé nemají žádný problém s úpravou základních komponent, aby fungovali lépe. Jedna osoba se zbavila vnitřních trubek navržených MIT a jednoduše zkrátila zářez v spojích z PVC, aby přebytečná trubka byla z cesty a vytvořila závěs, který by nesl celou věc. A namísto použití kratších součástí, které jsou součástí dodávky, rychle připevňují dlouhé kousky, jako jsou košťata a teleskopické sběrače ovoce.

Jazyky designu

Pokud jste se někdy pokoušeli vysvětlit telefonicky něco jako výměna světlometu v cizím autě, víte, jak frustrující je nedostatek jazyka designu. "Malý plastový knoflík se šrouby ... ano, chápu, že jsou čtyři knoflíky, zkuste první ..."

Uvědomili jsme si, že mnoho součástí, které jsme do stavebnice zahrnuli, může být pro jejich uživatele cizí: popisky v anglickém jazyce, vstřikované díly, drobné inhalátory, kombinace činidel. Abychom se vyhnuli nejasnostem, vytvořili jsme jazyk designu, způsob barevného kódování každé komponenty logickým způsobem tak, aby lidé mohli okamžitě identifikovat svou funkci a sdílet své návrhy jednoduše popisem posloupnosti kódovaných částí, a nikoli často. složité mechanismy.

Naše sada PuzzleDx to dělá zábavným způsobem pro diagnostiku laterálního toku, což je třída absorpční papírové diagnostiky, která zahrnuje těhotenské testy. Tyto testy obsahují tři složky: vzorek, podložku s činidlem a papírovou podložku, která shromažďuje přebytečnou tekutinu. Věděli jsme, že bychom nemohli dát uživatelům havarijní kurz v chemické diagnostice, aby mohli pipetovat vlastní reagenční kombinace na prázdné kousky reagenčního papíru. Ale mohli bychom je přimět, aby skládali dílky v pořadí, které by dávalo smysl.

Takže jsme barevně kódovali různé dílky podle reagenčního papíru obsaženého uvnitř a vyříznutých štěrbin v kusech, aby se spojily vzorky a reagenční papíry, když byly dílky spojeny. Díky sdílení typů barevných kombinací a pořadí, v jakém jsou připojeny (což může být stejně snadné jako přichycení obrázku na mobil), mohou uživatelé snadno vytvářet experimenty bez nutnosti publikovat formální protokol.

Používáním jazyků designu podporujete komunikaci napříč svými komunitami uživatelů, usnadňujete porozumění, dáváte vzorům invenčního chování a umožníte rozpoznání těchto vzorů.

Pokud se skupina Flickr MEDIKit naplní obrazy prototypových kombinací se žlutými, zelenými a modrými reagenčními bloky, může to znamenat, že výrobní inženýři by měli skutečně začít zkoumat hromadně vyráběné glukózy, ketony a kombinace lidského choriového gonadotropinu.

Kdy to naposledy proběhlo v těhotenském testu?

Hračky: Místní a globálně dostupné materiály

Hračkový vrtulník má mechanismus stojanu a pastorku. Hračka Ferris wheel otočená na bok je vynikající odstředivka. Scrapbooking vinyl řezačka je docela dobrý CNC stroj pro výrobu mikrofluidních kanálů. Výrobci provedli repurposing materiály konkurenční sport, a zdraví hacks nejsou výjimkou. Zatímco mnohé části našich souprav jsou baleny, viděli jsme také naše uživatele, kteří hledají a vymýšlejí lokálně dostupné náhradní díly a příslušenství z hraček.

Když jdeme do obchodu s hračkami, vidíme mechanický ráj. Hračky tvoří úžasný dodavatelský řetězec levných plastových a elektronických mechanismů s poměrně dobrou tolerancí pro většinu lékařských aplikací. Náš tým byl brzy zaujat tím, co nazýváme glukometr a paradox Gameboy. Obě tato zařízení mají stejně složitou elektroniku a srovnatelné maloobchodní ceny, ale dramaticky nerovné rozdělení. Kapesní herní konzoli mohu najít téměř kdekoli na světě, a to i ve velmi malých městech v rozvojovém světě, ale v Estelí, Nikaragua, muselo 16 různých klinik sdílet jeden glukometr.

Namísto snahy o změnu globálního dodavatelského řetězce zdravotnických prostředků jsme se naučili přijmout stávající systém pro hračky. Jděte do obchodu s hračkami a uvidíte stejnou hračku ve výši $ 2, kterou si Nikaragujská sestra všimla a vpadla do poplachu pro IV tekutý vak, po sklizni elektroniky a přidání jednoduchého jízdního mechanismu. Lego bloky mají velmi přesné tolerance pro vytvoření modulárních mikrofluidních složek. Na cestě ven, směrem k části jízdního kola, vyzvednout kolo nohy čerpadlo, takže si můžete napájet svůj nebulizer za $ 5 místo platit $ 75 za elektrický kompresor prodávaný v katalogu zdravotnických zásob. Bonus: když je uprostřed nouze nouze o astma, nebudete potřebovat elektřinu pro záchranu pacienta.

Zklamání inovace

Místa jako Nikaragua mají některé z nejchudších oblastí na kontinentu. Ale co Nebraska? A co zdravotní péče doma? Zdravotnická technika je již několik let chráněna před drotením a vynálezem pro kutily kvůli vnímaným překážkám vstupu: nejste lékař, nejste biomedicínský technik, potřebujete profesionální dohled. Zdravotnické vybavení musí být v první řadě bezpečné a přísně testované.

Je to pravda, ale po cestě se ta zpráva rozmazala profesionálními požadavky, které neodpovídají naší potřebě učinit zdravotní péči dostupnou. Pokuste se koupit jednoduchou krabičku, která vám umožní vědět, kdy babička vzala její prášky: některé jsou několik set dolarů. Výrobci staví krmítka, která mají stejnou funkci za zlomek nákladů. Chirurgický sterilizátor stojí $ 1,000 - $ 8,000. Ale Anna Youngová získala stejnou funkcionalitu tím, že hackla $ 30 tlakový hrnec a přidala nějakou DIY solární technologii. Inkubátor ve výši 30 000 dolarů? Dr. Kris Olson vyrobil inkubátor z autodílů za zhruba 1000 dolarů.

Soupravy lékařských vynálezů mají potenciál snížit mnohé z těchto překážek a vrátit zdraví hackerům zpět do rukou uživatelů a pacientů - lidí, kteří mají největší prospěch z cenově dostupných a elegantních inovací. Vzhledem k tomu, že se rozvojový svět dostává na začátek v oblasti DIY lékařských technologií, uvidíme, že mnoho z těchto vynálezů vytvořených uživatelem se vrací do bohatších zemí.

Pozvánka

Jak prudce stoupající náklady na zdravotnictví se sbližují s demokratizací tvorby, mnoho dalších lidí bude hackovat zdraví. Ať už se jedná o uvedení samolepek RFID na lahvičky na pilulky, které pacientům pomohou včas si vzít pilulky, nebo hackování čerpadel na kole a řezaček zápisníků, zdraví je naplněno fantastickými výzvami. Můžete se rozhodnout, zda pracujete ve zdravotnictví.

Zdravotnické prostředky jsou velmi hmatatelné věci. Jedním z důvodů, proč jsem se dostal do pole, je to, že jsem věděl, že můžu vytvořit věci, které můžete držet v ruce, dát někomu jinému a udělat pozitivní rozdíl. Pokud jste výrobce, který přemýšlí o hackování zdraví, nebo někdo ve zdravotnictví přemýšlí o vytvoření něčeho hmatatelného, ​​vyzývám vás, abyste si to vyzkoušeli. Začněte se soupravou nebo hračkou a najdete komunitu, která touží obejmout vaše výtvory. Mohli bychom je dokonce zaseknout a někoho bychom dokonce mohli uzdravit.

Podíl

Zanechat Komentář