Endoscope-I

Nome della Società: Endoscope-I
Settore: Medicale
Servizio: Stampa 3D

I pazienti che si recano in un ambulatorio di otorinolaringoiatria hanno la possibilità di ricevere una diagnosi e un trattamento del cancro più tempestivi grazie a un componente prodotto da Protolabs.

L'endoscopia nasale è una procedura diagnostica che prevede l'esame delle vie nasali, della gola e della laringe. Uno strumento telescopico specializzato, chiamato endoscopio, viene guidato attraverso il canale nasale e la parte posteriore della gola, raccogliendo foto dettagliate delle strutture.

Il pezzo, progettato da Endoscope-I e stampato in 3D da Protolabs, viene utilizzato per fissare un iPhone Apple a un endoscopio flessibile. Questo, insieme al software brevettato da Endoscope-I, permette di catturare, memorizzare e trasferire su iPhone immagini endoscopiche ad alta risoluzione. Questa tecnica consente una diagnosi rapida e a distanza dei tumori della gola.

Nata da un'idea di Ajith George, oggi consulente otorinolaringoiatra per i tumori della testa e del collo presso il Royal Stoke University Hospital, Endoscope-i è stata fondata nel 2012. L'amministratore delegato Chris Coulson, consulente di otologia otorinolaringoiatrica presso il Queen Elizabeth Hospital di Birmingham, dirige l'azienda, mentre le competenze ingegneristiche del team sono affidate ai co-fondatori Simon Pargeter, ingegnere elettrico e software, e Mark Prince, ingegnere meccanico.

L'approccio innovativo di Endoscope-i alla diagnostica otorinolaringoiatrica è stato sperimentato presso la Hoarse Voice Clinic (ambulatorio per la raucedine) dello University Hospital North Midlands (NHNM) di Stoke al culmine della pandemia di Covid.

Solitamente, i pazienti sottoposti a indagine per il cancro alla gola vengono visitati da un medico specialista all'interno di un ospedale. Per formulare una diagnosi, gli specialisti eseguono un esame utilizzando un endoscopio e un'apparecchiatura costituita da un computer di grandi dimensioni dotato di un software per l'acquisizione di immagini video. Un'apparecchiatura per endoscopia può costare fino a 50.000 sterline e, sebbene fornisca immagini ad altissima risoluzione, il suo costo elevato fa sì che gli ospedali non abbiano generalmente accesso a molti di questi macchinari.

Il bello di questo sistema esclusivo Endoscope-i è che, con un costo molto ridotto, è in grado di trasformare un iPhone in un'apparecchiatura per endoscopia. Questa azienda pionieristica ha impiegato quasi un decennio a perfezionare la tecnologia, ma sono stati i progressi nella capacità di imaging degli smartphone e le difficoltà specifiche presentate dal sistema di fissaggio a spingere l'NHS a sperimentare l'uso dei dispositivi Endoscope-i nella Hoarse Voice Clinic dell'UHNM.

Durante la sperimentazione, i pazienti segnalati dal medico di base e ritenuti ad alto rischio di cancro alla gola, in base alla loro anamnesi, sono stati inviati attraverso il percorso tradizionale di visita alla Hoarse Voice Clinic dell'ospedale. Nel frattempo, i pazienti classificati come a basso rischio sono stati invitati a recarsi presso l'ambulatorio locale per una valutazione con la tecnologia Endoscope-i. L'endoscopia è stata eseguita da un'infermiera appositamente formata, anziché da un medico.

Dopo aver completato l'indagine, il dispositivo di Endoscope-i ha permesso all'infermiera di memorizzare e inviare rapidamente le immagini a uno specialista, che in molti casi lavorava da remoto a causa delle limitazioni imposte dal Covid. A sua volta, il software di Endoscope-i ha permesso allo specialista di visionare le immagini e di individuare rapidamente i fotogrammi chiave.

Con il sistema di Endoscope-i, il medico è stato in grado di esaminare in modo efficace il paziente, di valutare la gravità della patologia e di formulare una diagnosi nel giro di pochi secondi prima di inviare un referto, di solito entro 2 giorni. L'intero sistema ha migliorato sensibilmente l'impiego del tempo dello specialista, che rappresenta la parte più costosa del processo.

Durante il progetto pilota, l'ambulatorio Endoscope-i si è rivelato così efficace nella valutazione dei pazienti a basso rischio che è stato incaricato di valutare anche i pazienti ad alto rischio, per contribuire ad alleviare la pressione sull'ambulatorio tradizionale.

Il successo del dispositivo Endoscope-i è stato tale che la Hoarse Voice Clinic dell'UHNM di Stoke ha potuto incrementare il numero di pazienti sottoposti a screening. Il risultato è stato particolarmente significativo se si pensa che durante il Covid i servizi della maggior parte degli ospedali erano scesi a circa il 10% della capacità. Lo Stoke è stato in grado di aumentare la sua capacità.

L'ambulatorio Hoarse Voice sperimentato allo Stoke è ora in fase di implementazione in altri ospedali del Regno Unito. "La sperimentazione ha dato risultati notevoli", spiega Mark Prince, ingegnere progettista di Endoscope-i. "Un paziente della Hoarse Voice Clinic ritenuto a bassa probabilità di cancro in base all'indice di rischio è stato sottoposto a indagine con il nostro endoscopio e le immagini risultanti hanno mostrato che invece aveva effettivamente un tumore alla gola. Fortunatamente, grazie al nostro sistema, la diagnosi è arrivata tempestivamente e il paziente è stato sottoposto a trattamento più velocemente di quanto avrebbe potuto fare altrimenti". “

"E tutto questo grazie a un piccolo pezzo di plastica prodotto da Protolabs", dice Mark. "Naturalmente dietro a quel piccolo pezzo di plastica c'è tanto lavoro, ma è l'elemento chiave del nostro sistema. I risultati sono fantastici per i pazienti e per gli ospedali".

In qualità di produttore digitale più veloce al mondo, con il suo sistema di preventivazione online e di feedback automatizzato, Protolabs offre il miglior servizio possibile a innovatori come Mark.

Oltre allo sviluppo di progetti per Endoscope-i, Mark è docente senior presso l'Aston University, dove è specialista di automazione e produzione additiva, quindi sa quasi tutto quello che c'è da sapere sulla stampa 3D!

Mark è un cliente di lunga data di Protolabs, la cui prima collaborazione risale al 2014. Perché questo esperto di produzione additiva ha scelto di lavorare con Protolabs?

"Inizialmente ho scelto Protolabs perché, oltre a lavorare per Endoscope-i, sono un docente universitario che insegna ingegneria meccanica e design", spiega Mark. "Protolabs è uno dei posti che indichiamo sempre agli studenti per richiedere preventivi per i pezzi che stanno progettando per lo stampaggio a iniezione, perché Protolabs dispone di un software per la quantificazione dei costi e la preventivazione molto veloce e molto reattivo. È fantastico perché permette agli studenti di capire come devono modificare i progetti per rendere i loro pezzi producibili".

"Quando nel 2014 è stato presentato il progetto iniziale di produzione di Endoscope-i, ho deciso di provare Protolabs e ho constatato che sono molto veloci, molto reattivi e molto collaborativi. Da allora è sempre andato tutto bene. Il loro livello di servizio è sempre stato eccellente".

Mark collabora regolarmente con Protolabs per garantire che il portafoglio prodotti di Endoscope-I tenga il passo con i rinnovamenti periodici dei prodotti Apple.

Come spiega Mark, "ogni due anni Apple presenta nuovi dispositivi. Quindi la loro gamma di prodotti è sempre più ampia. Noi riforniamo direttamente i nostri clienti, che sono chirurghi, medici e veterinari del settore pubblico e privato, e non sappiamo mai quali dispositivi utilizzeranno. Questo significa che dobbiamo offrire adattatori compatibili con qualsiasi iPhone. Così ogni due anni progetto quattro nuovi dispositivi in linea con le nuove versioni di Apple".

In occasione dell'ultima collaborazione con Protolabs, Mark ha creato quattro nuovi componenti: gli adattatori per iPhone 13, iPhone 13 Pro, iPhone 13 Pro Max e iPhone 13 Mini. Hanno tutti una forma molto simile e misurano all'incirca tra i 10 e i 15 cm di lunghezza, a seconda dell'iPhone per cui sono stati progettati. Questi accessori, simili a una cover protettiva per smartphone, fissano l'iPhone agli endoscopi rigidi o flessibili utilizzati in varie procedure mediche: gastroscopi e laparoscopi per esaminare l'intestino, le viscere o gli organi interni, endoscopi nasali per controllare la gola, la base della lingua e la laringe, otoscopi rigidi per ispezionare l'orecchio medio e la membrana timpanica.

"Per la generazione di iPhone 13, non ho fatto ricorso alla stampa a iniezione dei componenti come in passato", spiega Mark. "Questo perché i requisiti di produzione dello stampaggio a iniezione impongono una direzione precisa per quanto riguarda la morfologia o la forma del progetto, mentre la stampa 3D offre una maggiore flessibilità. È possibile realizzare forme molto più complesse senza doversi preoccupare di sottosquadri e cose del genere. Per questo la maggior parte dei nostri adattatori per scocche integrali, quelli che assomigliano a una cover per il telefono, sono stampati in 3D".

La stampa 3D di Protolabs, o produzione additiva, garantisce accuratezza e ripetibilità, consentendo ai progettisti di ottenere pezzi di grande precisione. La tecnologia è adatta a prototipi funzionali, progetti complessi e componenti di produzione realizzabili in tempi estremamente brevi. I pezzi ottenuti in modalità additiva vengono fabbricati mediante stereolitografia, sinterizzazione laser selettiva, Multi Jet Fusion, PolyJet e processi di sinterizzazione laser diretta dei metalli, con un'ampia gamma di plastiche e metalli.

La realizzazione del progetto Endoscope-I è stata piuttosto semplice. Il materiale Bayblend T65 XF (nero) fornito da Protolabs era già stato utilizzato per dispositivi precedenti. Protolabs ha offerto una consulenza per la scelta del materiale, come spiega Mark: "Tornando a quella prima collaborazione con Protolabs per gli adattatori per smartphone, ero alla ricerca del materiale più adatto. Volevo che fosse robusto e che facesse bene il suo lavoro, ma che fosse anche sicuro per le persone. Protolabs ci ha fornito ottimi consigli e abbiamo scelto il T65 XF, un policarbonato ABS, lo stesso materiale utilizzato per gli interni delle automobili. Ha una buona resistenza alle temperature e Protolabs è stata in grado di offrirci indicazioni sul grado di restringimento".

"Protolabs fornisce ottimi consigli sui materiali. In un caso, stavamo cercando di capire se potevamo usare il Nylon 11 per uno dei nostri pezzi e non eravamo sicuri che avrebbe funzionato, quindi Protolabs ha fatto un test per noi. L'hanno stampato in Nylon 11 e 12, in bianco e nero, in modo che potessimo provarlo in diversi colori e materiali, per assicurarci che avrebbe soddisfatto le nostre esigenze. Protolabs ha fatto tutto questo a proprie spese, permettendoci di definire le specifiche senza spendere altri soldi per i prototipi. È stato fantastico".

"Ci piace lavorare con Protolabs perché il loro servizio è sempre eccellente. Nei progetti passati ci hanno dato consigli sulle avvertenze da inserire nelle note di produzione, che utilizziamo ancora oggi per assicurarci che i pezzi vengano realizzati proprio come ci servono. L'aspetto particolarmente utile è che se si chiede a Protolabs se qualcosa funzionerà, loro sono in grado di spiegare perché pensano che non possa funzionare. Ci hanno aiutato a capire i processi da prendere in considerazione; a un certo punto abbiamo avuto problemi di deformazione e alcune filettature non funzionavano correttamente sui pezzi, così ci hanno consigliato un processo diverso e, una volta adottato, tutto ha funzionato perfettamente".

Oltre all'estensione della Hoarse Voice Clinic ad altri ospedali NHS, Endoscope-i sta lavorando a una serie di progetti nel settore pubblico e privato, tra cui uno in collaborazione con il Ministero della Difesa per l'impiego degli innovativi dispositivi Endoscope-i per un rapido screening della salute dell'orecchio delle truppe sul campo, individuando strategie per il trattamento dei danni all'orecchio causati dagli effetti delle esplosioni di ordigni artigianali.

È un periodo di intenso lavoro per questa azienda innovativa che sta andando a gonfie vele e Mark sta già pensando al prossimo progetto con Protolabs.

"Finora abbiamo utilizzato Protolabs per lo stampaggio a iniezione e la produzione additiva. Per il prossimo progetto, che arriverà a breve, ricorreremo alla lavorazione CNC. Sono molto curioso di vedere come andrà a finire, ma sono sicuro che con Protolabs otterremo il risultato giusto".