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Comment un lycéen a gagné 150 000 $ en inventant un instrument médical de 35 $

Il y a quelques années, alors qu'elle était au camp d'été, Maya Varma a été témoin d'un ami proche victime d'une grave crise d'asthme. Elle a été emmenée à l'hôpital et s'est rétablie.

Pour la plupart des adolescents, ce serait ça. Mais Varma ne ressemble pas à la plupart des adolescents.

Elle a commencé à poser des questions et a découvert qu'un appareil appelé spiromètre était utilisé pour soigner son amie. Varma n'avait aucune idée de ce qu'était un spiromètre, mais elle s'enquit davantage. Elle a appris que les spiromètres coûtent généralement des centaines de dollars, parfois même plus, et qu’ils peuvent donc être assez rares dans les pays en développement.

Elle a donc décidé de concevoir son propre modèle, un modèle tout aussi efficace pour analyser les affections pulmonaires, mais considérablement moins cher.

Le résultat, un appareil qui ne lui a coûté que 35 USD à construire et qui permet de diagnostiquer cinq affections pulmonaires différentes, porte déjà ses fruits. La semaine dernière, Varma, qui est maintenant au lycée, a remporté 150 000 USD parmi les premiers prix du prestigieux concours Intel Science Talent Search.

Un inventeur né

«Je pensais juste que je pouvais faire quelque chose à ce sujet», dit Varma d'un ton neutre.

Et pourquoi pas. Fille de deux ingénieurs de la Silicon Valley, elle invente des objets depuis un certain temps. En sixième année, après avoir pris conscience des dangers de la distraction au volant, elle a mis au point un système de signalisation permettant aux conducteurs de savoir quand un feu rouge allait virer au rouge. L'année dernière, elle a obtenu un brevet pour celui-là. Puis, en huitième année, elle a mis au point un moyen rentable de détecter la neuropathie du pied chez les patients diabétiques. Cela a remporté le grand prix de la California State Science Fair. Cela a également suscité son intérêt pour la recherche biomédicale, en particulier la conception de solutions technologiques aux problèmes de santé. C'est là qu'elle a senti qu'elle pouvait vraiment faire la différence.

Grâce à ses recherches sur les spiromètres, Varma a appris que leur coût élevé constituait un obstacle majeur au traitement de la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC), la quatrième cause de mortalité dans le monde et une maladie pour laquelle une détection précoce était essentielle.

Après avoir reçu une subvention de recherche de 600 $ de l'Université Johns Hopkins en 2014, Varma s'est mise au travail pour construire un prototype de spiromètre bon marché. Muhammad Ali Yousuf, ingénieur biomédical chez Johns Hopkins, a fourni des conseils de mentorat sur des questions médicales par courrier électronique. Mais Varma a en fait construit son appareil à la maison.

Comment ça marche

Le spiromètre de Varma a trois composants principaux. Il y a tout d'abord la coque, réalisée sur une imprimante 3D. Quand une personne inspire dans la coque, le débit du flux d'air est mesuré par un capteur de pression lorsque son souffle traverse une fine maille en acier inoxydable.

Le capteur convertit le changement de pression en données numériques, qui sont contrôlées par un microcontrôleur et transmises via une connexion Bluetooth à une application mobile créée par Varma.

L'application calcule les performances pulmonaires et les illustre sur le smartphone de la personne en tenant compte de l'âge, du sexe, du poids et d'autres facteurs. Il est capable de diagnostiquer cinq maladies respiratoires différentes - la MPOC, l'asthme, l'emphysème, la bronchite chronique et les maladies pulmonaires restrictives - et dispose également d'un outil de gestion de la maladie qui permet aux patients de consigner leurs symptômes et les résultats de leurs tests et de suivre la gravité de leur maladie.

Varma a demandé un brevet pour son spiromètre. Sa prochaine étape consiste à en construire davantage pour qu'elle puisse les envoyer dans des universités et des facultés de médecine à des fins de test. Ce n'est pas une petite entreprise. Elle pense avoir besoin de 100 spiromètres. Jusqu'à présent, elle en a construit 10.

"Il y a encore beaucoup de défis", concède-t-elle. "Mais c'est tellement gratifiant de pouvoir faire quelque chose qui peut faire une différence dans la vie des gens."

Elle a également quelques conseils assez simples pour les personnes ayant une idée novatrice.

«Cela peut être décourageant, mais vous pouvez apprendre beaucoup de vos échecs. Toujours persévérer », dit-elle.

L'automne prochain, Varma commencera sa carrière universitaire. Elle n'a pas encore décidé où elle ira, mais ses choix incluent le MIT, Harvard et Stanford.

Comment un lycéen a gagné 150 000 $ en inventant un instrument médical de 35 $