Fournir des solutions de soins de santé grâce à la conception d’appareils

Comme beaucoup de ses pairs sur une voie éducative vers l’école de médecine, Thomas Knap a été inspiré pour aider les gens. Contrairement à la plupart des futurs médecins qui l’entouraient, Knapp s’est rendu compte que le milieu clinique ne lui convenait pas le mieux. Il était intrigué par les membres artificiels et autres dispositifs qui pourraient aider les personnes handicapées à retrouver une vie normale et rendre les tâches quotidiennes plus pratiques.

Ainsi, plutôt que de postuler à l’école de médecine après avoir obtenu un baccalauréat en physiologie, Knapp a orienté ses intérêts vers le génie biomédical en tant que doctorant.

“Pour moi, c’était une façon plus intéressante d’aider les gens et d’améliorer les soins de santé en général”, a déclaré Knapp. “C’est vraiment excitant de voir ce que nous pouvons faire maintenant en médecine grâce à la technologie.”

Knapp n’a jamais suivi de cours d’ingénierie en tant qu’étudiant de premier cycle, mais il était fasciné par ce qu’il apprenait dans ses cours d’ingénierie biomédicale de niveau supérieur. Pourtant, il avait toujours l’impression qu’il manquait un élément dans le cours.

“Vous découvrez tous ces appareils incroyables, mais ils ne vous apprennent pas comment les développer réellement”, a déclaré Knapp. « Donc, vous avez cette vision d’où vous voulez être, mais comment y arrivez-vous ? Comment créez-vous quelque chose que les gens vont utiliser et dont ils vont bénéficier ? »

C’est alors que Knapp s’est inscrit dans un Université des sciences de la santé de l’Arizona cours intitulé “Device Design in the Health Sciences: Developing Tools for Health Care Solutions using Design Thinking”. Dirigé par Travis Sawyer, Ph.D.professeur adjoint au James C. Wyant College of Optical Sciences, le Conception des sciences de la santé Le cours permet aux étudiants d’appliquer les principes de la réflexion conceptuelle et de travailler dans des équipes interdisciplinaires pour acquérir une expérience pratique du développement de dispositifs destinés à être appliqués dans les sciences de la santé.

“Suivre le cours de conception d’appareils était pour moi une évidence”, a déclaré Knapp. “La classe de Travis a comblé ce fossé entre mes connaissances fondamentales et la façon de développer une solution à un problème qui va aider les autres.”

Se concentrer sur la conception centrée sur l’humain

Avoir les compétences nécessaires pour concevoir et construire un nouvel appareil est une chose, mais cela ne garantit pas que quiconque utilisera ou bénéficiera de l’appareil. C’est ce qui rend le cours de conception d’appareils du Dr Sawyer unique. Ouvert aux étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs, il enseigne à divers groupes d’étudiants comment utiliser la pensée de conception pour répondre aux besoins du système de soins de santé qui pourraient être résolus à l’aide d’appareils.

Natzem Lima effectue des ajustements matériels sur un système d'imagerie pour mesurer les biomarqueurs pour le dépistage du cancer de l'œsophage pendant la phase de prototypage du cours.“Le concept de conception centrée sur l’humain est le plus important pour moi”, a déclaré le Dr Sawyer. «Je pense que beaucoup de gens oublient cela, qu’ils fassent de l’ingénierie ou de la recherche. En fin de compte, tout l’intérêt est d’essayer d’améliorer la vie des gens, et j’essaie de le souligner tout au long du cours.”

Au début du semestre, les étudiants travaillent ensemble pour identifier les problèmes de santé qui doivent être résolus. Cette partie du semestre peut être la plus difficile, explique le Dr Sawyer.

“La plupart des étudiants ne connaissent pas la partie du processus de recherche des besoins”, a déclaré le Dr Sawyer. «Ils formulent des besoins, recherchent des problèmes et s’engagent avec des professionnels de la santé qui ont le besoin ou essaient de combler un besoin. Une fois qu’ils ont terminé cette partie du processus, les élèves deviennent plus à l’aise et plus confiants. »

Les étudiants se réunissent deux fois par semaine, avec un apprentissage structuré et didactique le mardi. Le jeudi, les étudiants collaborent en petites équipes pour appliquer le processus de réflexion conceptuelle à leurs propres projets.

Apprendre à sympathiser avec les gens

Les projets que les étudiants choisissent peuvent être un nouveau sujet de recherche ou un sujet sur lequel ils travaillent déjà dans un laboratoire de recherche. L’automne dernier, tous les étudiants faisaient avancer leurs propres projets de recherche, mais ce n’est pas toujours le cas.

“À la fin, que les étudiants poursuivent ou non leurs projets grâce à leurs propres recherches, le meilleur résultat que je puisse espérer est que chacun d’eux ait une plus grande confiance en lui-même en tant qu’innovateur pour pouvoir avoir un impact sur les soins de santé système », a déclaré le Dr Sawyer.

Dans le cadre de l'étape de prototypage et de test, Noelle Daigle regarde à travers un microscope à fluorescence pour inspecter un échantillon de tumeur.

Lorsque Knapp a suivi le cours du Dr Sawyer au printemps 2022, son équipe a développé un projet visant à améliorer la communication pour les patients qui subissent des interventions dentaires. L’idée a été lancée par l’un des étudiants, qui avait une expérience directe de la difficulté de communiquer tout en obtenant un canal radiculaire.

“Même s’il s’agissait de l’une de nos propres expériences, cela représentait la première phase du processus de réflexion sur la conception”, a déclaré Knapp. “La première partie consiste à faire preuve d’empathie avec les gens qui vous entourent, à examiner votre communauté et à voir quels sont les problèmes réels.”

Knapp a déclaré que son équipe était motivée par le désir de réduire la peur et de surmonter l’anxiété des patients lors d’une intervention dentaire.

“Nous pensions que s’il y avait un moyen pour le patient de communiquer de manière approfondie avec le dentiste pendant la procédure, il pourrait alors avoir l’esprit tranquille – même des choses de base comme “J’ai besoin d’une aspiration”, “Je m’étouffe” ou “Ça fait très mal, puis-je avoir plus d’anesthésique s’il vous plaît?”, A déclaré Knapp. “Cette capacité à communiquer peut rendre l’expérience beaucoup plus rassurante pour le patient.”

Trouver du sens, de la valeur et des idées nouvelles

L’équipe de Knapps a choisi le projet de communication dentaire, en partie à cause de son enthousiasme pour le prototypage d’un design pour son idée d’appareil. Mais en raison des contraintes liées à l’organisation du cours en un semestre, ils n’ont pas pu mener à bien leur dispositif.

La transition de Thomas Knapp (au centre) des soins de santé cliniques vers la conception d'appareils de soins de santé comprenait la participation à un cours de conception des sciences de la santé dirigé par Kaci Kielbaugh, PhD, (à gauche), directrice du programme de conception des sciences de la santé.  Bridget Slomka (à droite) a également suivi les cours de Design dirigés par les Drs.  Kiehlbaugh et Sawyer et est maintenant boursier HealthTech à la Harvard Medical School.

« Voir le prototype final est la chose la plus excitante », a déclaré le Dr Sawyer, « mais je dirais que c’est la partie la moins importante. Le cours porte vraiment sur le processus et la compréhension du besoin, sa définition, puis la génération de concepts. Au fur et à mesure que notre programme de conception des sciences de la santé se développe, nous pourrions être en mesure d’ajouter un deuxième semestre qui permettrait aux étudiants de pousser leurs projets plus loin dans la phase de prototypage.

Même si l’appareil de communication dentaire n’a pas vu le jour, avec le recul, Knapp réalise la valeur de ce qu’il a appris dans le cours de conception d’appareils. Ces leçons permettront finalement à Knapp de voir des projets concrets se concrétiser alors qu’il poursuit ses recherches doctorales en imagerie optique sous la direction du Dr Sawyer.

“Mon objectif de recherche est le développement de nouveaux instruments d’imagerie pour la détection et le traitement du cancer”, a déclaré Knapp. “En fin de compte, je pense que ma situation idéale serait de développer des instruments d’imagerie pour la chirurgie robotique, car j’ai l’impression que c’est une façon tellement cool et utile de traiter les patients.”

Les objectifs futurs de Knapp reflètent ce que le Dr Sawyer espère que tous les élèves retireront de sa classe.

“J’espère vraiment que le cours aidera les étudiants à comprendre que ce qu’ils ont fait, et j’espère ce qu’ils feront à l’avenir, ont un sens et une valeur pour améliorer la vie des patients et le processus de soins de santé.”

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