Groot denken door heel klein te denken

Soms betekent groot denken, heel, heel klein denken.

Bijna tien jaar geleden heeft Medtronic het plan opgevat om medische hulpmiddelen ingrijpend te veranderen door ze tot 90 procent te verkleinen.

“We wilden ze niet kleiner maken om 'het kleiner maken'. We wilden ze kleiner en makkelijker te implanteren maken via minder-ingrijpende ingrepen, met tegelijkertijd dezelfde of een betere therapie voor patiënten”, zegt Paul Gerrish, director of technology bij de vestiging van Medtronic in het Amerikaanse Tempe. Hier vond een groot deel van de miniaturisatie plaats.

“Mensen zeiden dat we de wetten van de natuurkunde tartten”, herinnert Mark Phelps zich nog goed. Mark is senior program director en een belangrijk leider van het miniaturisatieteam. “Ze zeiden dat het onmogelijk was.”

Maar deze angst bleek ongegrond.

Samen met micro-elektronica experts in Arizona ontdekten ontwerpers, ingenieurs en medisch experts in Minnesota en elders, dat ze medische hulpmiddelen opnieuw konden uitvinden in een formaat dat slechts een fractie was van het eerdere ontwerp. Hiervoor gebruikten ze dezelfde technologie die ook computers comprimeerden tot handpalmformaat.

“We hebben het gedaan. Het is ons gelukt”, zegt Gerrish. “De belangrijkste vraag was hoeveel stroom de elektronica gebruikte en welk formaat batterij we nodig hadden.”

Dankzij de micro-elektronica gebruiken de medische hulpmiddelen nu extreem weinig energie. Ze gebruiken als ze aan staan minder batterijstroom dan smartphones die uitgeschakeld zijn, waardoor we ze veel kleiner konden maken.

“Deze hulpmiddelen leveren dezelfde prestatie als onze grotere systemen”, zegt Charles Gordon, senior design manager. “En in sommige opzichten hebben ze zelfs op bepaalde gebieden meer intelligentie in zich.”

De eerste van deze miniatuur implantaten zijn al geïmplanteerd bij patiënten.

Na een beroerte te hebben overleefd, draagt Bill Thompson nu een zeer kleine geïmplanteerde hartmonitor, een implanteerbare Reveal LINQ^®-hartmonitor.

Bill had een hartmonitor nodig om te helpen bepalen of hartproblemen zijn beroerte hadden veroorzaakt. Met traditionele externe technologie kon zijn hart slechts een paar dagen of weken gemonitord worden. En de bestaande implanteerbare hartmonitoren waren aanzienlijk groter dan de LINQ-hartmonitor. Deze is maar zo groot als een derde van de grootte van een AAA-batterij.

De Reveal LINQ-hartmonitor monitort zijn hart 24 uur per dag, zeven dagen per week gedurende maximaal drie jaar met een batterij die een gloeilamp maar drie minuten zou kunnen laten branden. “Ik denk dat dit een grote stap vooruit is”, stelt dr. Gary Boliek, cardioloog bij Lexington Health Systems in Kentucky. “Bij veel patiënten met boezemritmestoornissen (vooral met boezemfibrilleren en boezemflutter) zal hun ritmestoornis niet worden ontdekt tenzij deze langetermijnmonitor wordt geïmplanteerd”, zegt hij. Lees meer over het verhaal van Bill en hoe twee technologieën van Medtronic hem helpen herstellen.

Medtronic heeft ook een nieuw soort pacemaker ontwikkeld die zo groot is als een vitaminepil. Zijn afmeting is minder dan een tiende dan die van een standaardpacemaker. Deze Micra-pacemaker wordt in zijn geheel in het hart van de patiënt geïmplanteerd. Er zijn geen draden ('geleidingsdraden') nodig om stimulatietherapie af te geven. Meer informatie over Micra.

“Door de implantaten klein genoeg te maken, kunnen we de inbrengprocedure hiervan drastisch wijzigen. Ze kunnen met behulp van een minder-ingrijpende ingreep geïmplanteerd worden, wat beter is voor de patiënt”, zegt Chris Zillmer, vice president van de afdeling Research & Technology.

Wetenschappers en ingenieurs van Medtronic dromen van de dag waarop zelfs nog kleinere geïmplanteerde hulpmiddelen ‒ te klein om met mensenhanden te worden gemaakt ‒ patiënten kunnen helpen om gezond te blijven via het monitoren van de interne activiteit op tekenen van mogelijke medische problemen.

“Het is dus de eerste keer dat er een volledig gepersonaliseerde medische behandeling kan worden gegeven”, zegt Phelps. “Ze praten er al tientallen jaren over, maar we hadden nog niet de hulpmiddelen om deze real-time feedback te krijgen.”

Dit kunnen ook smartphoneschermen met real-time gegevens zijn om patiënten te helpen hun gezondheid constant in de gaten te houden.

De ingenieurs van Medtronic geloven dat het nog steeds mogelijk is om de hulpmiddelen nog veel kleiner te maken, misschien wel tien keer kleiner dan de verkleinde hulpmiddelen van nu. Ze hebben het tenslotte al een keer eerder gedaan.

“Het is een spannende tijd”, zegt Gerrish. “Het is voor mij als ingenieur spannend om de technologische vooruitgang te zien. De mogelijkheid om een positieve invloed te hebben op de gezondheid van mensen, is nog nooit zo groot geweest.”

Omdat gebleken is dat je door klein te denken, iets heel erg groots kan bereiken.