По словам студентов, изменения в их конструкции должны помочь убедить пациентов с риском внезапной остановки сердца носить систему круглосуточно.
«В двух исследованиях до 20 процентов пациентов, которые носили дефибрилляторную одежду, которая уже была в наличии, не носили ее все время из-за проблем с комфортом и внешним видом, проблем со сном и частых« сигналов обслуживания », которые возникают, когда "устройство не получает хороший сигнал от датчиков на коже пациента", — сказала Сандия Субраманиан, младший студент Университета Джона Хопкинса, возглавлявшая команду студентов, создававших новый прототип. «В рамках нашего классного проекта мы решили решить эти проблемы и разработать устройство, которое пациенты с сердечными заболеваниями с большей вероятностью будут носить в течение более длительных периодов времени, потому что от этого может зависеть их жизнь."
Носимые дефибрилляторы, прилегающие к коже, предназначены для обнаружения аритмии, нерегулярного сердечного ритма, который может привести к смерти за считанные минуты, если его не остановить контролируемыми разрядами электричества. Люди, которые сталкиваются с повышенным риском внезапной остановки сердца, включают пациентов, перенесших операцию на открытом сердце, и тех, кто недавно пережил сердечный приступ.
Долгосрочное лечение таких пациентов заключается в хирургической имплантации в грудную клетку небольшого дефибриллятора, похожего на кардиостимулятор.
Студенты сказали, что такие операции стоят примерно 150 000 долларов, и, как правило, требуется три месяца тестирования и страхового обзора, чтобы получить одобрение на дорогостоящую процедуру. В течение этого периода ожидания страховые компании обычно оплачивают аренду внешнего дефибриллятора для защиты пациента. Более 100000 из этих устройств были прописаны в Соединенных Штатах в течение восьми лет или около того, что устройство было доступно.
В прошлом году студенческой команде Джонса Хопкинса было поручено разработать систему, которая приведет к более строгому соблюдению режима лечения среди этих пациентов.
Их прототип появился из программы студенческой команды дизайнеров, предлагаемой Департаментом биомедицинской инженерии, которую разделяют Медицинская школа университета и Инженерная школа Уайтинга.
Спонсором и наставником проекта дефибриллятора был Тодд Дж. Коэн, получивший степень бакалавра и доктора медицины в Университете Джонса Хопкинса, а теперь директор отделения электрофизиологии в больнице Уинтропского университета в Минеоле, штат Северная Каролина.Y.
«Студенты нашей команды разработчиков JHU смогли опросить электрофизиологов и их пациентов, которые носили одобренный в настоящее время носимый кардиовертер-дефибриллятор», — сказал Коэн. "Исследование студентов подтвердило мои личные выводы, а именно, что нынешнее устройство имеет несколько компонентов, которые можно улучшить.
Студенты взяли эту информацию и под моим руководством разработали лучшую мышеловку. Новое устройство включает функции, которые должны улучшить комплаентность пациента, простоту использования и общую функциональность."
В частности, ученик заменил существующую одежду в стиле нагрудных ремней на более удобную жилетную конструкцию из тонкой, дышащей и растягивающейся ткани, которая также является водонепроницаемой, что облегчает чистку. Рубашку можно ненавязчиво носить под одеждой пациента. Его электрические компоненты, способные вызвать разряд в 200 джоулей, чтобы остановить смертельную аритмию, заключены в тонкие карманы по бокам одежды. Студенты также заменили громоздкий блок управления, подвешенный на талии пациента, на беспроводную систему меньшего размера, которую носят как часы на запястье пациента.
Этот контроллер выдает пользователю 30-секундное предупреждение, чтобы остановить надвигающийся электрошок, если система была активирована ложной тревогой.
«Мы не изменили ни одну науку, касающуюся того, как работает носимый дефибриллятор», — сказала член команды Мелинда Чен, недавно окончившая выпускной год в Johns Hopkins. "Мы только что изменили форму устройства.
Мы придерживались принципа «надеть и забыть», чтобы свести к минимуму потребность пользователя в обслуживании устройства и взаимодействии с ним."
Опытный образец учеников уже привлек внимание. Недавно он выиграл первый приз в размере 10 000 долларов США в конкурсе, организованном Североамериканским советом профессионалов и предпринимателей.
В этом конкурсе группа дефибрилляторов Джонса Хопкинса была единственной командой студентов, которая вышла в финал, соревнуясь с аспирантами и абитуриентами со степенями доктора и MBA. Наставник команды, электрофизиолог Коэн, сказал, что прототип носимого дефибриллятора студентов также был недавно хорошо принят врачами, медицинскими исследователями и производителями устройств на неконкурентной Стэнфордской конференции по биодизайну.
В мае студенты-изобретатели продемонстрировали свое устройство на ежегодном мероприятии Johns Hopkins Biomedical Engineering Design Day, организованном университетским центром биоинженерных инноваций и дизайна.
Проект носимого дефибриллятора получил награду за самый инновационный дизайн и занял первое место в конкурсе People’s Choice Award, собрав наибольшее количество голосов от тех, кто присутствовал на мероприятии. Кроме того, Субраманиан был выбран в качестве выдающегося руководителя группы студентов, а член команды Кейтлин Романчик была названа выдающейся первокурсницей. Другими членами команды были Тейлор Лам, Поуэй (Билли) Канг, Чун Мин (Эрнест) Со, Акаш Премкумар и Куинн Салдич.
Студенты завершили предварительное тестирование в Симуляционном центре больницы Джонса Хопкинса, используя манекены, имитирующие пациентов с сердцем. Команда получила предварительный патент на некоторые из своих инноваций.
Члены команды планируют продолжить доработку прототипа и обсудить с производителями медицинского оборудования продвижение проекта.