Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

“ การออกแบบเพื่อการแฮ็ก” ในการแพทย์

ใช้ MEDIKit จัดส่งยาในนิการากัว

คลีนิกในประเทศกำลังพัฒนาจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่ได้รับการออกแบบเช่นแลนด์โรเวอร์: ทนทานเข้าถึงได้และซ่อมได้ง่ายในภาคสนาม

ความช่วยเหลือทางการแพทย์เป็นเรื่องดี เราทุกคนเห็นบทความเกี่ยวกับกลุ่มที่มีความหมายดีบริจาคเครื่องเอ็กซเรย์และตู้อบให้กับคลินิกที่ขาดแคลนในประเทศกำลังพัฒนา สิ่งที่เราไม่เห็นคืออุปกรณ์เดียวกันเหล่านั้นเมื่อพวกเขาล้มเหลวเพียงหกเดือนต่อมาหรือแม้กระทั่งตายเมื่อเดินทางมาถึงเพราะพวกเขาไม่ได้ออกแบบมาเพื่อใช้งานในสภาพแวดล้อมเหล่านี้

ประมาณ 90% ของเทคโนโลยีทางการแพทย์ที่ไปถึงประเทศยากจนนั้นเป็นอุปกรณ์แบบใช้มือลงซึ่งออกแบบมาสำหรับหน่วยงานแรกของโลก การคาดหวังว่ามันจะทำงานต่อไปเหมือนคาดหวังว่าโรลส์ - รอยซ์ที่ใช้แล้วจะรอดชีวิตจากการชุมนุมที่ปารีส - ดาการ์ และหลังจากที่มันทำงานผิดปกติก็มักจะถูกทิ้ง

ในการตอบสนองนักออกแบบบางคนรู้สึกว่าเราจำเป็นต้องส่งอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ราคาถูกกว่ารถยนต์ประหยัด แต่สิ่งที่คลินิกเหล่านี้ต้องการจริงๆคือ Land Rovers - อุปกรณ์ที่ออกแบบมาให้ทนทานเข้าถึงได้และซ่อมแซมได้ง่ายในพื้นที่

โชคดีที่จำนวนมืออาชีพที่เพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรมอุปกรณ์การแพทย์กำลังให้ความสนใจในการนำปรัชญาการออกแบบที่แตกต่างนี้ไปใช้กับอุปกรณ์ที่มุ่งเป้าไปที่ประเทศกำลังพัฒนา ห้องแล็บของฉันที่ MIT นวัตกรรมในด้านสุขภาพระหว่างประเทศ (IIH) ใช้วิธีการนี้มากยิ่งขึ้นโดยการทำให้ผู้ผลิตประจำวันทั่วโลกออกแบบและรักษาเทคโนโลยีทางการแพทย์ของตัวเอง

ชิ้นส่วนปริศนาวินิจฉัยชุด PuzzleDx

การดูแลสุขภาพ MacGyver

ในประเทศที่พัฒนาแล้วเราไม่ค่อยคิดว่าจะปรับเปลี่ยนอุปกรณ์การแพทย์ นั่นไม่ใช่งานของมืออาชีพใช่ไหม แต่ในประเทศกำลังพัฒนาส่วนใหญ่แพทย์พยาบาลและเจ้าหน้าที่ด้านการดูแลสุขภาพที่มีความล้มเหลวของเทคโนโลยีการแพทย์ทุกวันเพื่อแก้ไขหรือทำให้ดีขึ้น

อย่างไรก็ตามแฮ็กเกอร์สุขภาพเหล่านี้มักจะเป็นความลับเกี่ยวกับวิธีการแก้ปัญหาของพวกเขา ครั้งแรกที่เราเห็นการแฮ็กทางการแพทย์เราใช้เวลาสองชั่วโมงในการโน้มน้าวให้พยาบาล Daniela Urbina แสดงให้เราเห็นว่าเธอได้แก้ไขไดอะแฟรมที่แตกในหูฟังของเธอ หญิงสาวคนหนึ่งจากนิการากัวตอนกลางเธอได้ทดลองใช้พลาสติกชนิดต่าง ๆ เพื่อแทนที่มันและตั้งอยู่บนวัสดุโปร่งใสเหนือศีรษะที่เหลืออยู่ถูกตัดเป็นวงกลมแล้วแปะไว้ข้างใน มันไม่สวย แต่ใช้ได้ เราขนานนามเธอว่าเป็นพยาบาล MacGyver อย่างรวดเร็ว

เป็นเรื่องน่าเศร้าที่ Daniela ไม่ภูมิใจในนวัตกรรมของเธอ แต่ในห้องทดลอง IIH ที่ MIT เรากำลังพัฒนา MEDIKits (ชุดการศึกษาและการประดิษฐ์ทางการแพทย์) ชุดก่อสร้างที่ออกแบบมาเพื่อส่งเสริมการประดิษฐ์ในหมู่แพทย์และพยาบาลในพื้นที่

MEDIKits: ออกแบบมาสำหรับการแฮ็ก

ปัจจุบัน MEDIKits ของเรามีอยู่ด้วยกันทั้งหมดห้ารสชาติ: การส่งยาการวินิจฉัยด้านข้างการไหลของ Lab-on-Chip, สัญญาณชีพและขาเทียมทางการเกษตร ชุดเริ่มต้นจากกล่องชิ้นส่วนที่ประกอบขึ้นเพื่อให้นักเรียน MIT คุ้นเคยกับอุปกรณ์การแพทย์และพัฒนาขึ้นเพื่อรวมส่วนประกอบเชิงเส้นที่คุณสามารถประกอบเหมือนก้อนอิฐเลโก้ลงในอุปกรณ์ขั้นสุดท้าย ผ่านกระบวนการนี้เราได้พัฒนาภาษาการออกแบบแบบแยกส่วนเพื่อช่วยให้ผู้ใช้เห็นตรรกะพื้นฐานในการเชื่อมต่อชิ้นส่วนและเพิ่มการหยุดทางกายภาพเพื่อให้ส่วนประกอบบางอย่างอยู่ในช่วงการทำงานที่ปลอดภัย

ไม่มีอะไรจะดีไปกว่าการทดลองภาคสนามเพื่อทำความเข้าใจว่าชุดทำงาน ในกรณีของเราเราจะวิ่งข้ามแม่น้ำไปยังโรงพยาบาลบอสตันและแบ่งปันชุดกับเพื่อนร่วมงานแล้วบินไปที่นิการากัวเปิดกล่องและดูว่าผู้คนจะทำอะไรกับพวกเขา แต่ละชุดให้ข้อมูลเชิงลึกแก่เราในการออกแบบพื้นที่การประดิษฐ์ซึ่งท้ายที่สุดก็คือสิ่งที่คุณต้องการ

ชุดส่งยาเป็นการทดลองครั้งแรกของเรา มันถูกแบ่งออกเป็นอุปกรณ์หลัก: หลอดฉีดยา, nebulizers, เครื่องช่วยหายใจ, แผ่นแปะผิวหนัง, ยาเม็ดและรายการอื่น ๆ อีกมากมายที่คุณอาจพบที่ร้านขายยาในพื้นที่ของคุณ จากนั้นเราเพิ่มองค์ประกอบตัวปรับแต่ง: การเข้ารหัสสีการกำหนดรูปร่างการต่อพ่วงตัวขยายสปริงสปริงลูกสูบเครื่องอัดเซ็นเซอร์การเอียงเซ็นเซอร์ปากต่อปาก buzzers ตัวจับเวลาปั๊มจักรยานและตัวตัดเทมเพลต รายการเหล่านี้ช่วยให้ผู้ใช้เชื่อมโยงและเปลี่ยนการทำงานของอุปกรณ์หลักภายในระดับความเป็นอิสระเฉพาะ ในที่สุดเราได้เพิ่มวัสดุอเนกประสงค์ที่ใช้งานได้ดีต่อสุขภาพเช่นเนกไท, เวลโคร, กาว, กระดาษและแผ่นพลาสติก, ท่อ, เข็ม, และหน้ากากระบบทางเดินหายใจ สิ่งสุดท้ายที่คุณต้องการสำหรับผู้ใช้ของคุณเพื่อเริ่มประนีประนอมข้อ จำกัด ด้านความปลอดภัยของผู้ปรับเปลี่ยนเพราะพวกเขาใช้เทปหมด

เราออกแบบข้อ จำกัด ของชุดแรกของเราอย่างระมัดระวัง แต่เมื่อผู้ใช้เริ่มสแนปขยายและทดสอบการสร้างสรรค์ของพวกเขาสิ่งที่ปรากฏว่าเราไม่ได้คาดหวัง: พวกเขาแฮ็คชุดของเรา มันเริ่มต้นด้วยใครบางคนที่ขออนุญาตให้ตัดท่อและข้ามการมีเพศสัมพันธ์ที่ออกแบบมาอย่างระมัดระวังของเรา หรือใช้ชิ้นส่วนที่พวกเขาพบในชุดหนึ่งและใช้อีกชุดหนึ่งเช่นเพิ่มท่อตรวจวินิจฉัยลงในกลไกเพื่อปิดใช้งานหลอดฉีดยาเพื่อความปลอดภัย เมื่อผู้ใช้เป็นเจ้าของชุดคุณเป็นผู้ออกแบบชุดมีส่วนร่วมน้อยในการฝึกอบรมคนวิธีการใช้

ดังนั้นเพื่อให้ชุดประสบความสำเร็จคุณต้องออกแบบเพื่อแฮ็ก และในขณะที่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะคาดการณ์อุปกรณ์ทุกชนิดที่ชุดสามารถผลิตได้คุณสามารถเริ่มต้นด้วยชุดแกนหลักเพิ่มองศาอิสระให้กับแกนหลักนั้นจากนั้นคาดการณ์และออกแบบพื้นที่ที่องศาเหล่านั้นจะถูกแฮ็ค

MEDIKit เทียมด้านเกษตรกรรมของเราเป็นตัวอย่างที่ดีบางองค์กรที่ยอดเยี่ยมเช่น Jaipur Foot ให้บริการขาเทียมราคาไม่แพง แต่ถ้าคุณเป็นเกษตรกรในโลกที่กำลังพัฒนาในวันนี้และคุณโชคร้ายที่ต้องสูญเสียแขนคุณอาจได้มือพลาสติกที่ดูดี แต่ไม่ใช่ ทำงานได้ดีมาก (และไม่มีทางที่คุณจะสามารถจ่ายมือหุ่นยนต์ที่รับภาระได้)

MEDIKit เทียมทางการเกษตรใช้กริปเปอร์แบบสากลที่ทำจากพีวีซีท่อในจักรยานและขวดโซดาเพื่อติดตั้งเครื่องมือการเกษตรส่วนใหญ่ไว้บนแขนหรือแขนของเกษตรกรผู้ตัดแขนขา แต่ละส่วนของชุดอุปกรณ์เป็นไปตามหลักการสามข้อที่เหมือนกัน: อุปกรณ์หลัก, อุปกรณ์ดัดแปลงและอุปกรณ์สิ้นเปลือง

เนื่องจากทั้งสามราคามีขนาดเล็กผู้ใช้จึงไม่มีปัญหาในการปรับเปลี่ยนส่วนประกอบหลักเพื่อให้ทำงานได้ดีขึ้น คนคนหนึ่งออกไปกับหลอดด้านในที่ออกแบบโดย MIT และตัดรอยต่อในข้อต่อ PVC เพื่อให้ท่อส่วนเกินหลุดออกจากทางสร้างสลิงเพื่อพกพาสิ่งของทั้งหมด และแทนที่จะใช้ชิ้นส่วนที่สั้นกว่าที่มีให้พวกเขาติดชิ้นส่วนยาวอย่างรวดเร็วเช่นไม้กวาดและอุปกรณ์เก็บผลไม้เหลื่อม

ภาษาการออกแบบ

หากคุณเคยพยายามอธิบายทางโทรศัพท์เช่นการเปลี่ยนไฟหน้าในรถยนต์ต่างประเทศคุณจะรู้ได้ว่ามันน่าผิดหวังแค่ไหนที่ไม่มีภาษาในการออกแบบ “ ลูกบิดพลาสติกเล็ก ๆ พร้อมสกรู…ใช่ฉันเข้าใจว่ามีสี่ลูกบิดลองอันแรก….”

เราตระหนักว่าส่วนประกอบหลายอย่างที่เรารวมอยู่ในชุดอาจเป็นสิ่งแปลกปลอมสำหรับผู้ใช้ของพวกเขา: ป้ายภาษาอังกฤษ, ชิ้นส่วนที่ฉีดขึ้นรูป, กลไกการหายใจเล็ก ๆ , ชุดรีเอเจนต์ เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนเราได้สร้างภาษาของการออกแบบวิธีการเข้ารหัสสีแต่ละองค์ประกอบในลักษณะที่เป็นตรรกะเพื่อให้ผู้คนสามารถระบุการทำงานของมันได้ทันทีและแบ่งปันการออกแบบของพวกเขาง่ายๆโดยการอธิบายลำดับของชิ้นส่วนที่เข้ารหัส กลไกที่สลับซับซ้อน

ชุด PuzzleDx ของเราทำในวิธีที่สนุกสำหรับ Lateral Flow Diagnostics คลาสของการวินิจฉัยโดยใช้กระดาษที่สามารถดูดซับได้ซึ่งรวมถึงการทดสอบการตั้งครรภ์ การทดสอบเหล่านี้มีสามองค์ประกอบ: ตัวอย่างแผ่นรีเอเจนต์และแผ่นกระดาษที่เก็บของเหลวส่วนเกิน เรารู้ว่าเราไม่สามารถให้ผู้ใช้ได้รับความผิดพลาดในการวินิจฉัยทางเคมีเพื่อให้พวกเขาสามารถปิเปตรีเอเจนต์ของตัวเองในกระดาษรีเอเจนต์เปล่า แต่เราสามารถให้พวกเขาประกอบชิ้นส่วนปริศนาเข้าด้วยกันตามลำดับที่เหมาะสม

ดังนั้นเราจึงใส่รหัสตัวต่อแบบต่าง ๆ ตามกระดาษรีเอเจนต์ที่มีอยู่ภายในและตัดช่องเป็นชิ้นเพื่อเชื่อมต่อคอลเลกชันตัวอย่างและกระดาษรีเอเจนต์เมื่อเข้าร่วมชิ้นส่วนปริศนา ด้วยการแชร์ประเภทการผสมสีและลำดับการเชื่อมต่อ (ซึ่งสามารถทำได้ง่ายเหมือนกับการถ่ายภาพบนโทรศัพท์มือถือ) ผู้ใช้สามารถสร้างการทดสอบใหม่ได้อย่างง่ายดายโดยไม่ต้องเผยแพร่โปรโตคอลอย่างเป็นทางการ

ด้วยการใช้ภาษาของการออกแบบคุณส่งเสริมการสื่อสารในชุมชนผู้ใช้ของคุณอำนวยความสะดวกในการทำความเข้าใจรูปแบบ crowdsource ของพฤติกรรมการประดิษฐ์และอนุญาตให้รับรู้ของรูปแบบเหล่านั้น

หากกลุ่ม Flickr MEDIKit กำลังเต็มไปด้วยรูปภาพของชุดต้นแบบที่มีบล็อกรีเอเจนต์สีเหลืองสีเขียวและสีน้ำเงินนั่นอาจหมายความว่าวิศวกรการผลิตควรเริ่มมองหากลูโคสคีโตนและคีโนนิพอนของมนุษย์

ครั้งสุดท้ายที่คุณทำการทดสอบการตั้งครรภ์ของคุณคือเมื่อใด

ของเล่น: วัสดุที่มีในท้องถิ่นและทั่วโลก

เฮลิคอปเตอร์ของเล่นมีกลไกแบบแร็คแอนด์พิเนียน วงล้อของเล่นชิงช้าสวรรค์หมุนอยู่ด้านข้างเป็นเครื่องหมุนเหวี่ยงที่ดีเยี่ยม ไวนิลคัตเตอร์ไวนิลเป็นเครื่องซีเอ็นซีที่ดีสำหรับการทำช่องไมโครฟลูอิดิค ผู้ผลิตได้ปรับเปลี่ยนวัสดุกีฬาที่มีการแข่งขันและการแฮ็กสุขภาพก็ไม่มีข้อยกเว้น ในขณะที่ชิ้นส่วนต่างๆในชุดอุปกรณ์ของเราได้รับการบรรจุไว้ล่วงหน้าเรายังเห็นผู้ใช้ของเราค้นหาและประดิษฐ์ชิ้นส่วนทดแทนและอุปกรณ์เสริมจากของเล่น

ตอนนี้เมื่อเราเข้าไปในร้านขายของเล่นเราจะเห็นสวรรค์แห่งกลไก ของเล่นประกอบไปด้วยโซ่อุปทานที่น่าทึ่งของพลาสติกราคาถูกและกลไกอิเล็กทรอนิกส์ที่มีค่าความคลาดเคลื่อนที่ค่อนข้างดีสำหรับการใช้งานทางการแพทย์ส่วนใหญ่ ก่อนหน้านี้ทีมของเรารู้สึกทึ่งกับสิ่งที่เราเรียกว่ากลูโคมิเตอร์และ Gameboy บุคคลที่ผิดธรรมดา อุปกรณ์ทั้งสองนี้มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนไม่แพ้กันและมีจุดราคาขายปลีกเทียบเคียง แต่การกระจายที่ไม่เท่ากันอย่างมาก ฉันสามารถหาเครื่องเล่นเกมพกพาได้เกือบทุกที่ทั่วโลกแม้แต่ในเมืองเล็ก ๆ ในโลกที่กำลังพัฒนา แต่ในEstelí, Nicaragua, คลินิก 16 แห่งที่แตกต่างกันต้องใช้เครื่องวัดระดับเดียว

แทนที่จะพยายามเปลี่ยนห่วงโซ่อุปทานทั่วโลกสำหรับอุปกรณ์การแพทย์เราได้เรียนรู้ที่จะยอมรับห่วงโซ่ที่มีอยู่สำหรับของเล่น ไปที่ร้านขายของเล่นของคุณแล้วคุณจะเห็นปืนของเล่น 2 ดอลลาร์ตัวที่พยาบาลชาวนิการากัวเห็นและเจาะสัญญาณเตือนสำหรับถุงของเหลว IV หลังจากเก็บเกี่ยวอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเพิ่มกลไกการเดินทางที่เรียบง่าย บล็อกเลโก้มีความคลาดเคลื่อนที่แม่นยำมากสำหรับการสร้างส่วนประกอบไมโครฟลูอิดิกแบบแยกส่วน ในทางออกไปที่ส่วนจักรยานหยิบปั๊มเท้าจักรยานเพื่อให้คุณสามารถจ่ายกำลังเครื่องพ่นยา nebulizer ของคุณในราคา $ 5 แทนที่จะจ่าย $ 75 สำหรับเครื่องอัดไฟฟ้าที่ขายในแคตตาล็อกเวชภัณฑ์ คุณลักษณะโบนัส: เมื่อเกิดเหตุฉุกเฉินโรคหอบหืดในที่ห่างไกลคุณไม่จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าเพื่อช่วยชีวิตผู้ป่วย

Trickle-Up Innovation

สถานที่เช่นนิการากัวมีบางพื้นที่ที่ยากจนที่สุดในทวีป แต่แล้วเนเบรสกาล่ะ แล้วการดูแลสุขภาพที่บ้านล่ะ เป็นเวลาหลายปีที่เทคโนโลยีด้านสุขภาพได้รับการปกป้องจากการประดิษฐ์และการประดิษฐ์ DIY เนื่องจากอุปสรรคในการรับรู้: คุณไม่ได้เป็นแพทย์คุณไม่ได้เป็นวิศวกรชีวการแพทย์คุณต้องได้รับการดูแลอย่างมืออาชีพ อุปกรณ์สุขภาพจะต้องปลอดภัยและผ่านการทดสอบอย่างเข้มงวดก่อนอื่น

จริงทั้งหมด แต่ไปพร้อมกันข้อความนั้นเบลอกับความต้องการระดับมืออาชีพที่ไม่ตอบสนองความต้องการของเราในการทำให้การดูแลสุขภาพมีราคาไม่แพง ลองซื้อตู้ขายยาแบบง่าย ๆ ที่ให้คุณรู้ว่าคุณยายทานยาเม็ดไหนบ้างหลายร้อยเหรียญ ผู้ผลิตสร้างเครื่องให้อาหารนกซึ่งมีฟังก์ชั่นการทำงานเหมือนกันในราคาที่น้อย ค่าใช้จ่ายในการทำหมันศัลยกรรม $ 1,000 - $ 8,000 แต่แอนนายังมีฟังก์ชั่นเดิมโดยแฮกหม้อความดัน $ 30 และเพิ่มเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบ DIY ศูนย์บ่มเพาะ $ 30,000? ดร. คริสโอลสันทำตู้ฟักออกมาจากชิ้นส่วนรถยนต์ราคา $ 1,000

ชุดอุปกรณ์การแพทย์มีศักยภาพในการลดอุปสรรคเหล่านี้และทำให้การแฮ็กสุขภาพกลับสู่มือของผู้ใช้และผู้ป่วย - ผู้ที่ได้รับประโยชน์สูงสุดจากนวัตกรรมราคาไม่แพงและสง่างาม ในขณะที่โลกกำลังพัฒนาเริ่มต้นด้วยเทคโนโลยีการแพทย์ DIY เราจะเห็นสิ่งประดิษฐ์ที่ผู้ใช้สร้างขึ้นจำนวนมากทำให้พวกเขากลับไปยังประเทศที่ร่ำรวยยิ่งขึ้น

คำเชิญ

เมื่อค่าใช้จ่ายด้านการดูแลสุขภาพที่พุ่งสูงขึ้นมาบรรจบกับการทำให้เป็นประชาธิปไตยในการทำผู้คนจำนวนมากจะแฮ็คสุขภาพ ไม่ว่าจะเป็นการใส่สติกเกอร์ RFID ลงบนขวดยาเพื่อช่วยให้ผู้ป่วยทานยาตามกำหนดเวลาหรือแฮ็คปั๊มจักรยานและเครื่องตัดสมุดภาพสุขภาพก็เต็มไปด้วยความท้าทายที่ยอดเยี่ยม คุณสามารถสร้างความแตกต่างได้ไม่ว่าคุณจะทำงานด้านการดูแลสุขภาพหรือไม่

อุปกรณ์การแพทย์เป็นสิ่งที่จับต้องได้มาก หนึ่งในเหตุผลที่ฉันได้ลงสนามคือเพราะฉันรู้ว่าฉันสามารถสร้างสิ่งต่าง ๆ ที่คุณสามารถถือไว้ในมือมอบให้คนอื่นและสร้างความแตกต่างในเชิงบวก หากคุณเป็นผู้ผลิตที่คิดเกี่ยวกับการแฮ็กสุขภาพหรือใครบางคนในการดูแลสุขภาพคิดเกี่ยวกับการสร้างสิ่งที่จับต้องได้ฉันขอเชิญคุณลอง เริ่มต้นด้วยชุดหรือของเล่นแล้วคุณจะพบกับชุมชนที่กระตือรือร้นที่จะยอมรับการสร้างสรรค์ของคุณ เราอาจแฮ็คพวกเขาและเราอาจรักษาคน

หุ้น

แสดงความคิดเห็น