Объявлен международный победитель конкурса James Dyson Award 2017
Меланома представляет собой наиболее опасную форму злокачественных образований кожи. Заболеваемость в России увеличивается почти на 5% ежегодно. Меланома, как правило, быстро прогрессирует до IV стадии, при которой пятилетняя выживаемость не превышает 10%. Выявление заболевания на ранней стадии критически важно для спасения жизни пациента. В настоящее время ранняя диагностика меланомы проводится методом визуальной проверки, который сложно назвать точным. Использование более совершенных методов, таких как биопсия, требует большого количества времени и денег. В России в 22% случаев меланома диагностируется уже на последней, IV стадии.
Решение задачи ранней диагностики меланомы легло в основу изобретения, представленного командой из четырех студентов-инженеров из Университета Макмастера (Канада). Устройство The sKan представляет собой недорогую и простую в использовании систему ранней диагностики, которая позволит спасать жизни и при этом экономить не только время, но и деньги медицинских учреждений.
Авторы проекта The sKan получат 30 000 фунтов стерлингов на развитие проекта.
Как работает The sKan
Раковые клетки выделяют больше тепла из-за более высокой скорости обмена веществ, чем в здоровых клетках. Это значит, что после резкого охлаждения (например, при наложении пакета со льдом на кожу) температура злокачественных образований восстанавливается быстрее по сравнению со здоровыми тканями. Это указывает на высокую вероятность меланомы.
The sKan оснащён набором терморезисторов – недорогих высокоточных тепловых датчиков. Их накладывают на исследуемый участок кожи, после чего отслеживают, как быстро восстанавливает температура после охлаждения. Информация с терморезисторов оцифровывается, синхронизируется время сигналов, оценивается разница температур и выполняется проверка температурных отклонений. Данные интерпретируются, и результаты отображаются на тепловой карте: график изменения разницы температур указывает на наличие или отсутствие заболевания.
Неинвазивные технологии тепловизионного выявления меланомы уже существуют, однако они дорогостоящие, поскольку используют тепловизионные камеры с высоким разрешением, стоимость которых превышает 20 000 фунтов стерлингов. Предполагаемая стоимость The sKan — менее 1 000 долларов.
Принцип действия The sKan продемонстрирован в видеоролике
Джеймс Дайсон отмечает: «Используя распространённые недорогие компоненты, The sKan делает выявление меланомы доступным для широкого круга медицинских учреждений. Это по-настоящему умное устройство способно спасать жизни по всему миру. Именно поэтому я выбрал его международным победителем в этом году».
Реймонд Вонг, глава подразделения гастроинтестинальной онкологии Онкологического центра Джуравински, говорит: «Сейчас для определения, является ли опухолевый очаг меланомой, используется визуальная проверка. В результате такого подхода пациенты иногда подвергаются ненужным операциям, или же происходит слишком позднее выявление меланомы. The sKan может стать недорогим, простым и эффективным средством решения этой проблемы».
Команда изобретателей The sKan комментирует: «Победа в конкурсе James Dyson Award значит для нас очень многое. Призовые средства помогут нам продолжить работу над устройством, позволяющим спасать человеческие жизни. Мы понимаем возложенную на нас ответственность и чувствуем большое воодушевление».
Изобретатели The sKan планируют активно развивать проект. Команда направит призовые средства на дальнейшее совершенствование устройства для получения одобрения от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. Изобретатели надеются, что следующим шагом станет внедрение The sKan во врачебную практику по всему миру.
Примечания
Как работает технология:
- Прибор состоит из датчика, контура обработки сигнала, аналого-цифрового преобразователя и программного процессора. Датчик включает в себя набор терморезисторов, которые накладываются на исследуемый участок кожи в то время, как происходит восстановление температуры после охлаждения. Когда температура терморезистора меняется, это изменяет напряжение в подключённой к нему цепи. Сигнал об этом проходит через контур преобразования и фильтр, усиливается, а потом оцифровывается процессором. После этого сигнал отправляется на компьютер через последовательное соединение и адаптируется для представления в формате терморезисторных параметрических кривых. Результаты обработки сигналов представляются в виде тепловой карты и графика изменения температуры с интерпретацией данных. Анализ показывает положение и диапазон температурных отклонений на временно́й шкале.
Всемирная статистика заболеваемости меланомой:
- 132 000 новых случаев меланомы ежегодно регистрируются по всему миру.
- Каждое третье онкологическое заболевание, диагностируемое в мире – это рак кожи.
Российская статистика заболеваемости меланомой (за 2014 год):
- В 25% случаев меланому удаётся диагностировать только на поздних стадиях.
- В 2014 году заболеваемость меланомой составляла 54,8 случая на 100 тысяч человек, и этот показатель на 50% больше, чем в 2004 году.
- С 2004 по 2014 год летальность меланомы возросла более чем на 20%.
Международные финалисты
Atropos, Габриеле Натале, дизайн и инженерное дело, Миланский технический университет, Италия
Проблема: Современные высокопроизводительные средства 3D-печати расходуют слишком много сырья.
Решение: Atropos — это шестиосевая роботизированная рука, способная печатать 3D-объекты на основе модели в формате CAD. Atropos производит высококачественные объекты, используя композит из непрерывного волокна. Материал сочетает в себе основную и связующую часть композита, а машина с цифровым управлением точно накладывает его с высокой повторяемостью.
Twistlight, Тина Циммер, промышленный дизайн, Академия дизайна Ecosign (Кёльн, Германия)
Проблема: Венепункция — одна из самых распространённых медицинских процедур в мире, при этом 33% попыток первого прокалывания оказываются неудачными. С каждой новой попыткой возрастает риск инфекции и осложнений, затягивается процесс лечения и повышается его стоимость. Это приносит дискомфорт не только пациентам, но и медицинским работникам.
Решение: Twistlight указывает верное направление укола с помощью светодиодов. Это устройство чётко выделяет вены на фоне окружающих тканей. Twistlight можно использовать одной рукой, освобождая другую для того, чтобы снимать жгут, натягивать кожу и вводить венозный катетер. Устройство работает на батареях и потому может использоваться в больницах, офисах и на выездах бригад скорой медицинской помощи.
О премии James Dyson Awards
Конкурс James Dyson Award проводится в 23 странах. В нём могут принять участие студенты (и недавние выпускники) университетов, изучающие продуктовый и промышленный дизайн, а также инженерное дело.
Премия вдохновляет молодых инженеров на поиск идей, которые бросают вызов привычному порядку вещей, и стимулирует бережный подход к инженерии, при котором меньше — значит лучше, а проектирование ведётся с заботой об окружающей среде. Лучшие изобретения отличаются простотой и практичностью, но при этом решают реальные проблемы. В каждой из стран, где проводится конкурс, определяется национальный победитель, после чего на заключительном этапе Джеймс Дайсон выбирает одного международного победителя.
Премию проводит Благотворительный фонд Джеймса Дайсона, основанный в 2002 году для того, чтобы вдохновлять и поддерживать новое поколение инженеров.
Призовой фонд
Международный победитель:
- 30 000 фунтов стерлингов международному победителю, а также 5 000 фунтов стерлингов факультету, где он учился
Два международных финалиста:
- 5 000 фунтов стерлингов каждому
Национальные победители:
- 2 000 фунтов стерлингов каждому
Кто может принять участие в конкурсе?
Участниками могут стать учащиеся или выпускники, окончившие вуз не более четырёх лет назад, с образованием в области инженерного дела, продуктового или промышленного дизайна. География премии охватывает Австралию, Австрию, Бельгию, Великобританию, Германию, Гонконг, Индию, Ирландию, Испанию, Италию, Канаду, Китай, Малайзию, Нидерланды, Новую Зеландию, Россию, Сингапур, США, Тайвань, Францию, Швейцарию, Южную Корею и Японию.
Для того чтобы получить более подробную информацию и регулярные новости о ходе проведения конкурса James Dyson Award, вы можете подписаться на James Dyson Foundation в Facebook и Twitter. Заявку можно отправить на сайте James Dyson Award по ссылке.
О Технологическом Институте Dyson
- Студенты-инженеры первого потока приступили к четырехлетнему обучению на территории кампуса Технологического Института Dyson в сентябре 2017 года. Это первый шаг компании Dyson к получению права выдавать дипломы и статусу университета.
- Больше чем учёная степень, больше чем университет: студенты-инженеры с первого дня обучения будут не только проходить образовательный курс по строгим академическим стандартам, но и получать практический опыт работы в глобальной инженерной команде.
- 33% студентов первого потока обучения — женщины. Для сравнения: в Великобритании доля женщин среди студентов инженерных специальностей — 16%, а среди инженеров-профессионалов — 9%.
- Джеймс Дайсон: «Недостаток квалифицированных специалистов в Великобритании удерживает компанию Dyson от тех темпов развития и увеличения количества технологических разработок, на которые мы хотели бы ориентироваться. Поэтому мы берём решение этого вопроса в свои руки. Новая образовательная программа предлагает теоретическое обучение, практику, заработную плату в реальных рабочих условиях и возможность совместной работы с экспертами в своей области».
См. также:
