Джордж Уайтсайдс: Лаборатория с размера на пощенска марка

Традиционните лабораторни тестове за диагностика на заболявания могат да бъдат прекалено скъпи и неудобни в най-силно нуждаещи се региони. Находчивият отговор, представен на TEDxBoston от Джордж Уайтсайдс, е съвсем просто приспособление, с практически нулеви разходи за производство.

Проблемът, за който искам да поговорим,

всъщност е

как да предоставим здравни грижи

в свят, в който разходите са всичко.

Как може да се направи това?

И основният модел, който искам да ви

предложа, се състои в това,

преди лечението да разберем

с каква болест имаме работа -

тоест, диагностика - а после да лекуваме.

Програмата, която провеждаме, се нарича диагностика за всички,

или диагностика с нулеви разходи.

Как да предоставим нужната медицинска информация при

разходи, възможно най-близки до нула? Как?

Ще ви дам само два примера.

Тежките условия, в които работи военната медицина,

са сходни с положението в страните от третия свят:

оскъдни ресурси, сурова среда,

ред проблеми с ниско тегло и други.

Не се отличава много и от домашното здравеопазване

и света на диагностичната система.

Технологията, за която ще ви разкажа,

е за третия свят, за развиващите се страни,

но смятам, че има и много по-широко приложение

поради важността на информацията в системата на здравеопазването.

Пред вас има два примера.

Първият е лаборатория от доста висока класа в Африка.

Вторият е предприемач,

който е установен и познава пазара.

Не знам какъв тип здравеопазване се оказва там.

Но вероятно не е наистина най-ефикасното.

Какъв е нашият подход?

Начинът, по който обикновено се подхожда

към проблем с понижаване на стойността,

от гледна точка на Съединените щати,

е да вземем нашето решение,

а после да се опитваме да съкращаваме разходи от него.

Независимо как се прави това,

няма как да се започне с инструмент за 100 000 долара

и стойността му да се сведе до нищо. Няма да стане.

Затова подходът, който възприехме, беше обратният.

Да питаме: "Кое е най-евтиното възможно нещо,

от което може да се прави диагностична система

и да се получава полезна информация

и функция?" И избрахме хартията.

Онова, което виждате тук, е прототипно устройство.

Страната му е около сантиметър.

Приблизително е с размер на нокът.

Линиите край ръбовете

са полимер.

Направено е от хартия, а хартията, разбира се, попива течност.

Както знаете, хартия, плат, капка вино на покривката

и виното попива във всичко.

Сложи я на ризата си, и тя съсипва ризата.

Ето какво прави една хидрофилна повърхност.

В това устройство идеята е да капнеш

в долния му край капка,

в този случай, урина.

Течността попива в онези камери отгоре

Кафявият цвят показва количеството глюкоза в урината.

Сниият цвят показва количеството протеин в урината.

А комбинацията от двете

е първокласна снимка за ред

полезни неща, които ти трябват.

Това е пример за устройство, направено от просто парче хартия.

А колко евтино може да се направи производството?

Защо избираме хартия?

Ето пример за същото нещо, върху пръст,

който ви показва как изглежда в основата си.

Една причина да се използва хартия е, че тя е навсякъде.

Правили сме този тип устройства, като сме използвали

салфетки, тоалетна хартия,

опаковъчна хартия и всякакви неща.

Ето я възможността за производство.

Второ, може да се слагат множество

тестове на много малко място.

Ще ви покажа след миг, че купът хартия там

вероятно ще съдържа нещо като

100 000 теста, нещо такова.

И накрая нещо, за което не се мисли толкова много

в развитата световна медицина,

че елиминира острото.

А остро значи игли, неща, които бодат.

Ако си взел кръвна проба от някого

и този някой може да има хепатит С,

не искаш да сгрешиш и да я забиеш в себе си.

Просто не искаш да го правиш.

А как да се отървеш от това? То е проблем навсякъде.

А тук просто го гориш.

Така че това е някак практичен подход

към нещата.

Ще кажете - ако хартията е добра идея,

сигурно и други хора са се сетили за това.

И отговорът е - разбира се, да.

Онази половина от вас, приблизително,

които са жени,

в някакъв момент може да са си правили тест за бременност.

А най-разпространените такива

е с устройство, подобно на онова нещо вляво.

Нещо, наречено наречено имуноанализ на латерален поток.

А в този тест

урината, или съдържаща

един хормон, HCG, тече или не

през парче хартия.

И има две ивици. Едната ивица показва, че тестът работи.

А ако се появи втората ивица, сте бременна.

Това е страхотен вид тест в един бинарен свят.

А хубавото в бременността

е, че или си бременна, илине си бременна.

Не си частично бременна или мисли за товаш, че си бременна

или нещо такова.

Така че действа много добре там.

Но не действа много добре, когато ти е нужна по-качествена информация.

Има и пръчици за потапяне.

Но ако погледнеш пръчиците за потапяне,

те са за друг вид уринен анализ.

Има ужасно много цветове и такива неща.

А какво всъщност да се направи по въпроса при трудни обстоятелства?

Подходът, с който започнахме, е да попитаме

дали наистина е практично да се правят неща от такъв вид?

Този проблем сега е разрешен по чисто инженерен начин.

А процедурата, която имаме, е просто да започнем с хартия.

Прокарва се през един нов вид принтер, наречен восъчен принтер.

Восъчният принтер прави нещо, което прилича на отпечатване.

То е отпечатване. Поставя се това, затопля се малко.

Восъкът се отпечатва и попива в хартията.

И в крайна сметка се получава нужното устройство.

Сега принтерите струват 800 кинта.

Те ще правят, по наши приблизителни оценки, ако работят по 24 часа в денонощието,

биха правили по около 10 милиона теста годишно.

Така че това е разрешен проблем. Точно този проблем е разрешен.

И има прибер за типа нещо, което се вижда.

Това е на парче хартия 8 на 12.

Отнема около две секунди да се направи.

И затова приемам това за свършено.

Тук има един много важен въпрос,

а именно, че, тъй като е принтер,

цветен принтер, отпечатва цветове. Така правят цветните примери.

Ще ви покажа след малко, това всъщност е доста полезно.

Следващият въпрос, който бихте искали да зададете

е - какво бихте искали да измервате? Какво бихте искали да анализирате?

А онова, което най-много бихте искали да анализирате,

от него сме на ясно разстояние.

Нарича се "терпература с недиагностициран произход".

Някой идва в клиниката,

има температура, чувства се злеу какво му е?

От туберкулоза ли е болен? Или от СПИН?

Или пък има обикновена настинка?

Проблемът със сортировката. Това е труден проблем

по причини, в които няма да навлизам.

Има ужасно много неща, между които човек би искал да разграничава.

Но има серия неща,

СПИН, хепатит, малария,

туберкулоза и други.

И по-прости, като насока за лечение.

Дори това е по-сложно, отколкото мислите.

Един мой приятел работи в транс-културна психиатрия.

И се интересува от въпроса

защо хората вземат лекарствата си или не ги вземат.

Значи, Дафсън, или нещо такова,

трябва да го вземаш известно време.

Има една чудесна история как говорил с един селянин в Индия.

И казал: "Вземаш ли си Дафсън-а?" "Да."

"Всеки ден ли си го вземал?" "Да."

"Един месец ли си го вземал?" "Да."

Онова, което всъщност имал предвид човекът,

било, че е дал 30-дневна доза Дафсън

на учето си онази сутрин.

(Смях)

Казвал истината.

Защото в една различна култура

кучето е сурогат за теб,

разбирате ли, "днес, "този месец", "от дъждовния сезон насам",

има много възможности за недоразумение.

Затова въпросът тук е

в някои случаи да разбереш

как да се справиш с неща, които изглеждат интересни,

като съгласието.

А сега, погледнете как изглежда един типичен тест.

Убождаш пръста, вземаш малко кръв,

около 50 микролитра.

Горе-долу толкова ще получиш.

Защото не може да се използват обичайният тип системи.

Не може да се манипулира много добре,

макар че ще ви покажа нещо по въпроса след малко.

Значи, вземаш капката кръв, без по-нататъшни манипулации.

Слагаш я върху малко устройство.

Устройството филтрира кръвните клетки навън, оставя серума да мине през тях

и получаваш серия цветове

тук отдолу.

А цветовете сочат заболяване или нормално.

Но дори това е сложно.

Защото за вас, за мен, цветовете може да сочат нормално.

В крайна сметка всички вероятно страдаме

от излишък на образование.

Какво да се прави за нещо, което изисква

количествен анализ?

И така, решението, за което ние и много други хора

мислят тук,

и в момента е в пълен разцвет

и излиза универсалното решение за всичко тези дни,

а именно - мобилен телефон. В този случай - телефон с камера.

Те са навсякъде, по шест милиона месечно в Индия.

А идеята е, че онова, което се прави,

е да вземеш устройството.

Потапяш го. Проявяваш цвета.

Правиш снимка. Снимката отива в една централна лаборатория.

Не се налага да се изпраща лекар.

Изпращаш някой, който просто може да вземе пробата.

А в клиниката или лекар, или в идеалния случай компютър

прави анализа в такъв случай.

Оказва се, че всъщност действа доста добре, особено когато

цветният принтер е отпечатал цветните ивици,

които показват как действат нещата.

Затова моят възглед за работник в здравеопазването от бъдещето

не е лекар,

а 18-годишен, иначе безработен,

който има две неща. Има раница, пълна с тези тестове,

ланцет, за да взема кръвна проба от време на време,

и автомат "Калашников" 47.

Това са нещата, които му трябват през работния ден.

Тук има друга много интересна връзка.

А това е, което искаш да правиш,

да преминава през полезна информация

по една като цяло доста ужасна телефонна система.

Оказва се, че има огромно количество информация,

вече налична по тази тема, а именно - въпросът с марсохода.

Как да получиш точен изглед за цвета на Марс,

ако имаш наистина ужасен честотен спектър за тази цел?

Отговорът не е сложен,

но не искам да се занимавам с него тук,

освен да кажа, че комуникационните системи

за това всъщност са доста добре разбрани.

Също така - факт, който може да не знаете,

е, че изчислителната способност на това нещо

не е толкова различна от изчислителната способност

на компютъра на вашето бюро.

Това е фантастичен уред, в който едва сега се навлиза.

Не знам дали идеята за един комптър, едно дете

има някакъв смисъл. Ето го компютърът от бъдещето.

Защото този екран вече е го има и са вездесъщи.

Така - а сега, нека ви покажа само малко за напреднали устройства.

Ще започнем с поставяне на една задачка.

Онова, което виждате тук, е друго устройство с размер един сантиметър.

А различните цветове са различни видове оцветяване.

Забелязвате нещо, което може да ви се стори

донякъде интересно,

тоест, че жълтото като че ли изчезва,

минава през синьото, а после минава през червеното.

Как се случва това? Как да направиш така, че нещо да тече през нещо?

И, разбира се, отговорът е: "Няма начин."

Правиш така, че да тече отдолу и отгоре.

Но сега въпросът е как да направиш така, че да тече

отдолу и отгоре в парче хартия?

А отговорът е, че онова, което правиш,

и тук подробностите не са ужасно важни,

е да направиш нещо по-сложно -

вземаш няколко слоя хартия,

всеки съдържащ своя собствена малка флуидна система,

и ги разделяш на парчета,

буквално, двустранна лепенка за килими,

от онези, които се използват, за да се лепят килимите за пода.

А течността ще тече от един пласт в следващия.

Тя се разпространява сама, тече през по-нататъшните дупки,

разпространява се сама.

А онова, което виждате там долу вдясно

е образец, при който една-единствена проба

кръв е била поставена отгоре

и е преминала и се е саморазпространила

в тези 16 дупки отдолу,

в парче хартия, общо взето прилича на чип,

две парчета дебела хартия.

А в този случай просто ни интересуваше

повторяемостта на това.

Но това по принцип е начинът, по който се разрешава проблемът

"температура с необясним произход".

Защото всяко от тези петна после става

тест за определен набор от маркери

за заболяване.

И това ще сработи в нужното време.

Тук има един пример за малко по-сложно устройство.

Ето го чипът.

Потапяш в ъгъла. Течността отива в центъра.

Саморазпространява се върху тези различни

кладенци или дупки, и става цветна.

И всичко това - с хартия и лепенка за килими.

Мисля, че е възможно най-евтиният начин

да измисляме и да правим нещата.

Имам една последна, две последни кратки истории

да ви разкажа, за да приключим с тая работа.

Ето едната. Едно от нещата, които е нужно

да се правят от време на време, е да се отделят кръвни клетки от серум.

И въпросът беше,

тук го правим, като вземаме рпоба.

Слагаме я в центрофуга.

Въртим я, и се изваждат кръвните клетки. Страхотно.

А какво става, ако нямаш електричество,

центрофуга и каквото и да било?

Мислихме известно време как може да се направи това.

А начинът да се направи всъщност е показаното тук.

Вземаш тел за разбиване на яйца,

има я навсякъде. И отрязваш едно острие.

После вземаш тръби

и я слагаш върху тях. Слагаш кръвта вътре. Въртиш я.

Някой седи там и я върти.

Става наистина много добре.

Казахме, че сме направили физика на телове а разбиване на яйца,

самоподравняващи се тръби и всякакви подобни неща,

изпратихме го в едно списание.

Много се гордеехме с това, особено със заглавиетоq

което беше "Телта за разбиване на яйца като центрофуга".

(Смях)

Изпратихме я, и се върна с обратна поща.

Обадих се на редактора и попитах:

"Какво става? Как е възможно?"

Редакторът отвърна с огромно презрение:

"Прочетох го.

И няма да го публикуваме,

защото публикуваме само наука."

А това е важен въпрос,

защото означава, че ние трябва,

като общество,

да помислим за това какво ценим.

Ако това са само научни трудове и писма с физически прегледи,

имаме проблем.

Ето друг пример за нещо, което е...

Това е един малък спектрометър.

Измерва поглъщането на светлина в една проба.

Хубавото в това е, че имаш източник на светлина,

който трепка с честота около 1000 херца.

Друг източник на светлина, който открива тази светлина при 1000 херца.

И така може да пуснеш тази система на дневна светлина.

Действа приблизително еквивалентно

на система, която е от порядъка

на 100 000 долара.

Струва 50 долара. Вероятно можем да я направим за 50 цента,

ако си го поставим за цел.

Защо някой не го прави? Отговорът е:

"Как да докараш приход в една капиталистическа система, като правиш това?"

Интересен проблем.

Нека завърша, като кажа,

че мислехме за това като един вид инженерен проблем.

Попитахме каква е научната обединяваща идея тук?

И решихме, че трябва да мислим за това

не толкова с оглед на стойност,

а с оглед на простота.

Простота е чудесна дума. И трябва да се мисли

за това какво значи простота.

Знам какво е, но всъщност не знам какво значи.

Всъщност бях достатъчно заинтересуван от това,

за да събера няколко групи хора.

А най-скорошната включваше двама души в МТИы

единият от тях - изключително умно хлапе,

един от много малкото хора, за които се сещам

които са автентични гении.

Всички се борихме цял един ден да мислим за простота.

Искам да ви дам отговора на тази

дълбока научна мисъл.

(Смях)

Така че в известен смисъл получаваш онова, за което си платил.

Много благодаря.

(Смях)