Please meet Jane. She has a high-risk pregnancy. Within 24 weeks, she's on bed rest at the hospital, being monitored for her preterm contractions.
Möt Jane. Hon har en komplicerad graviditet. I 24:e graviditetsveckan är hon sängliggande på sjukhuset och blir övervakad för tidiga sammandragningar.
She doesn't look the happiest. That's in part because it requires technicians and experts to apply these clunky belts on her to monitor her uterine contractions. Another reason Jane is not so happy is because she's worried. In particular, she's worried about what happens after her 10-day stay on bed rest at the hospital. What happens when she's home? If she were to give birth this early it would be devastating. As an African-American woman, she's twice as likely to have a premature birth or to have a stillbirth. So Jane basically has one of two options: stay at the hospital on bed rest, a prisoner to the technology until she gives birth, and then spend the rest of her life paying for the bill; or head home after her 10-day stay and hope for the best. Neither of these two options seems appealing.
Hon verkar inte särskilt lycklig. Det är delvis eftersom det krävs tekniker och experter för att sätta fast otympliga band som övervakar sammandragningarna. Men Jane är också olycklig för att hon är orolig. Framför allt är hon orolig för vad som händer efter hennes 10 dagars sjukhusvistelse. Vad händer när hon är hemma? Skulle hon föda för tidigt så skulle det vara förödande. Som afroamerikan, löper hon dubbelt så stor risk att föda för tidigt eller att barnet dör vid födseln. Så Jane har egentligen bara två alternativ: stanna på sjukhuset i sängläge, bunden till tekniken tills hon föder, och sedan tillbringa resten av livet med att betala notan; eller gå hem efter 10 dagar och hoppas på det bästa. Inget av dessa alternativ verkar tilltalande.
As I began to think about stories like this and hear about stories like this, I began to ask myself and imagine: Is there an alternative? Is there a way we could have the benefits of high-fidelity monitoring that we get with our trusted partners in the hospital while someone is at home living their daily life?
När jag började tänka på historier som denna, och höra om historier som denna, började jag fråga mig själv: Finns det ett alternativ? Finns det något sätt att dra nytta av den professionella övervakning som man får på sjukhuset, medan man är hemma och lever sitt dagliga liv?
With that in mind, I encouraged people in my research group to partner with some clever material scientists, and all of us came together and brainstormed. And after a long process, we came up with a vision, an idea, of a wearable system that perhaps you could wear like a piece of jewelry or you could apply to yourself like a Band-Aid. And after many trials and tribulations and years of endeavors, we were able to come up with this flexible electronic patch that was manufactured using the same processes that they use to build computer chips, except the electronics are transferred from a semiconductor wafer onto a flexible material that can interface with the human body.
Med detta i åtanke, uppmuntrade jag min forskargrupp att samarbeta med några smarta materialforskare, och vi samlades och brainstormade. Efter en lång process kom vi fram till en vision, en idé, ett bärbart system som man kanske kan bära som ett smycke eller använda på sig själv som ett plåster. Och efter många prövningar och vedermödor och år av ansträngningar kunde vi ta fram detta flexibla elektroniska plåster som tillverkades med samma processer som används för att göra datachip, förutom att elektroniken överförs från en halvledarskiva till ett flexibelt material
These systems are about the thickness of a human hair.
som kan samverka med den mänskliga kroppen.
They can measure the types of information that we want, things such as: bodily movement, bodily temperature, electrical rhythms of the body and so forth. We can also engineer these systems, so they can integrate energy sources, and can have wireless transmission capabilities.
De här systemen är lika tunna som ett hårstrå. De kan mäta den typ av information vi behöver, bland annat: kroppsrörelse, kroppstemperatur, elektriska impulser i kroppen och så vidare. Vi kan också konstruera de här systemen så att de kan integrera energikällor och kan ha trådlös överföringskapacitet.
So as we began to build these types of systems, we began to test them on ourselves in our research group. But in addition, we began to reach out to some of our clinical partners in San Diego, and test these on different patients in different clinical conditions, including moms-to-be like Jane.
När vi började bygga de här systemen, började vi testa dem på oss själva i forskargruppen. Men dessutom började vi nå ut till några av våra samarbetspartners i San Diego, och testade dem på olika patienter i olika tillstånd, bland annat gravida kvinnor som Jane.
Here is a picture of a pregnant woman in labor at our university hospital being monitored for her uterine contractions with the conventional belt. In addition, our flexible electronic patches are there. This picture demonstrates waveforms pertaining to the fetal heart rate, where the red corresponds to what was acquired with the conventional belts, and the blue corresponds to our estimates using our flexible electronic systems and our algorithms.
Här är en bild av en gravid kvinna under förlossningen på vårt universitetssjukhus, som övervakas för sina sammandragningar med det konventionella bandet. Förutom det, finns våra flexibla elektroniska plåster. Den här bilden visar vågformer som kommer från fostrets hjärtfrekvens. Den röda visar vad som avlästes med det konventionella bandet, och den blå visar våra beräkningar gjorda med hjälp av våra flexibla elektroniska system och algoritmer.
At this moment, we gave ourselves a big mental high five. Some of the things we had imagined were beginning to come to fruition, and we were actually seeing this in a clinical context.
Just då gav vi oss själva en stor mental high five. Några av sakerna vi hade föreställt oss började förverkligas, och vi såg det faktiskt i ett kliniskt sammanhang.
But there was still a problem. The problem was, the way we manufactured these systems was very inefficient, had low yield and was very error-prone. In addition, as we talked to some of the nurses in the hospital, they encouraged us to make sure that our electronics worked with typical medical adhesives that are used in a hospital. We had an epiphany and said, "Wait a minute. Rather than just making them work with adhesives, let's integrate them into adhesives, and that could solve our manufacturing problem."
Men det fanns fortfarande ett problem: Vårt produktionssätt för de här systemen var väldigt ineffektivt hade låg avkastning och det uppstod många fel. Dessutom, när vi talade med några sjuksköterskor på sjukhuset, uppmuntrade de oss att se till att vår elektronik fungerade ihop med vanliga medicinska klister som används på sjukhus. Vi fick en uppenbarelse och sa, "Vänta lite, istället för att bara få dem att fungera med klister, låt oss integrera dem i klister, det skulle kunna lösa vårt tillverkningsproblem."
This picture that you see here is our ability to embed these censors inside of a piece of Scotch tape by simply peeling it off of a wafer. Ongoing work in our research group allows us to, in addition, embed integrated circuits into the flexible adhesives to do things like amplifying signals and digitizing them, processing them and encoding for wireless transmission. All of this integrated into the same medical adhesives that are used in the hospital.
Den här bilden är vår förmåga att bygga in dessa sensorer på insidan av en bit tejp genom att skala av det från en skiva. Dessutom låter vårt pågående arbete i forskargruppen oss att bygga in integrerade kretsar i flexibelt klister, för att till exempel förstärka och digitalisera signaler, bearbeta dem, och koda trådlös överföring. Alla integreras i samma medicinska klister som används på sjukhuset.
So when we reached this point, we had some other challenges, from both an engineering as well as a usability perspective, to make sure that we could make it used practically.
När vi hade nått denna punkt, hade vi några utmaningar ur tekniskt perspektiv såväl som ur användbarhetsperspektiv, för att säkerställa att vi kunde använda det praktiskt.
In many digital health discussions, people believe in and embrace the idea that we can simply digitize the data, wirelessly transmit it, send it to the cloud, and in the cloud, we can extract meaningful information for interpretation. And indeed, you can do all of that, if you're not worried about some of the energy challenges. Think about Jane for a moment. She doesn't live in Palo Alto, nor does she live in Beverly Hills. What that means is, we have to be mindful about her data plan and how much it would cost for her to be sending out a continuous stream of data.
I många diskussioner om digital hälsa tror människor på, och omfamnar idén, att vi helt enkelt kan digitalisera data, trådlöst överföra den, skicka det till molnet, och i molnet kan vi plocka ut viktig information för tolkning. Och man kan faktiskt göra allt detta, om man inte är orolig för de energiutmaningar som finns. Tänk på Jane för ett ögonblick. Hon bor inte i Palo Alto, inte heller i Beverly Hills. Det betyder att vi måste ta hänsyn till hennes datatrafik och hur mycket det skulle kosta för henne att skicka ut en kontinuerlig ström av data.
There's another challenge that not everyone in the medical profession is comfortable talking about. And that is, that Jane does not have the most trust in the medical establishment. She, people like her, her ancestors, have not had the best experiences at the hands of doctors and the hospital or insurance companies. That means that we have to be mindful of questions of privacy. Jane might not feel that happy about all that data being processed into the cloud. And Jane cannot be fooled; she reads the news. She knows that if the federal government can be hacked, if the Fortune 500 can be hacked, so can her doctor.
Det finns en annan utmaning. som inte alla som jobbar inom vården är bekväma i att prata om. Det är att Jane inte har det största förtroendet för vården. Hon, folk som hon, hennes förfäder, har inte haft de bästa upplevelserna i händerna på läkare och sjukhus eller försäkringsbolag. Det betyder att vi måste ta hänsyn till integritetsfrågor. Jane är kanske inte helt nöjd med all data som skickas till molnet. Och man lurar inte Jane; hon läser nyheterna. Hon vet att om regeringen kan bli hackad, om de största företagen kan bli hackade, så kan hennes läkare också bli det.
And so with that in mind, we had an epiphany. We cannot outsmart all the hackers in the world, but perhaps we can present them a smaller target. What if we could actually, rather than have those algorithms that do data interpretation run in the cloud, what if we have those algorithms run on those small integrated circuits embedded into those adhesives?
Med det i åtanke, fick vi en uppenbarelse. Vi kan inte överlista alla världens hackare, men vi kanske kan ge dem en mindre måltavla. Tänk om vi faktiskt kunde, snarare än att ha de där algoritmerna som tolkar datan, i molnet, tänk om de algoritmerna körs på små integrerade kretsar som är inbäddade i klistret?
And so when we integrate these things together, what this means is that now we can think about the future where someone like Jane can still go about living her normal daily life, she can be monitored, it can be done in a way where she doesn't have to get another job to pay her data plan, and we can also address some of her concerns about privacy.
När vi integrerar de sakerna, innebär det att vi nu kan blicka mot framtiden, där någon som Jane fortfarande kan leva sitt vanliga vardagsliv, hon kan övervakas, och det kan göras på ett sätt som inte tvingar henne till extrajobb för att ha råd med datatrafiken, och vi kan också hantera några av hennes funderingar kring integritet.
So at this point, we're feeling very good about ourselves. We've accomplished this, we've begun to address some of these questions about privacy and we feel like, pretty much the chapter is closed now. Everyone lived happily ever after, right? Well, not so fast.
Vid det laget, känner vi oss rätt nöjda med oss själva. Vi har klarat av detta, börjat hantera integritetsfrågorna, och känner att kapitlet i stort sett är avslutat. Och så levde alla lyckliga i evighet, eller hur? Nja, kanske inte.
(Laughter)
(Skratt)
One of the things we have to remember, as I mentioned earlier, is that Jane does not have the most trust in the medical establishment. We have to remember that there are increasing and widening health disparities, and there's inequity in terms of proper care management. And so what that means is that this simple picture of Jane and her data -- even with her being comfortable being wirelessly transmitted to the cloud, letting a doctor intervene if necessary -- is not the whole story.
En av sakerna vi måste minnas, som jag nämnde tidigare, är att Jane inte har så stort förtroende för vården. Vi måste minnas att det finns ökande hälsoklyftor, och ojämlikheter inom vården. Vad det innebär är att denna enkla bild av Jane och hennes data - även om hon är helt bekväm med att den trådlöst skickas upp i molnet och låta läkaren gripa in om det behövs - inte är hela sanningen.
So what we're beginning to do is to think about ways to have trusted parties serve as intermediaries between people like Jane and her health care providers. For example, we've begun to partner with churches and to think about nurses that are church members, that come from that trusted community, as patient advocates and health coaches to people like Jane.
Så det vi nu börjar göra är att fundera på hur vi kan ha pålitliga parter som mellanhänder mellan människor som Jane och hennes vårdgivare. Vi har till exempel börjat samarbeta med kyrkor och se sjuksköterskor som är medlemmar i kyrkan, och som folk litar på, som förespråkare och hälsocoacher för människor som Jane.
Another thing we have going for us is that insurance companies, increasingly, are attracted to some of these ideas. They're increasingly realizing that perhaps it's better to pay one dollar now for a wearable device and a health coach, rather than paying 10 dollars later, when that baby is born prematurely and ends up in the neonatal intensive care unit -- one of the most expensive parts of a hospital.
En annan sak som talar för oss, är att försäkringsbolagen allt mer intresserar sig för några av dessa idéer. De inser mer och mer att det kanske är bättre att spendera en dollar nu på en bärbar anordning och en hälsocoach, än att betala 10 dollar senare, när ett barn föds för tidigt och hamnar på barnintensiven, en av sjukhusets dyraste avdelningar.
This has been a long learning process for us. This iterative process of breaking through and attacking one problem and not feeling totally comfortable, and identifying the next problem, has helped us go along this path of actually trying to not only innovate with this technology but make sure it can be used for people who perhaps need it the most.
Det har varit en lång läroprocess för oss. Den iterativa processen med att göra framsteg, attackera ett problem, inte vara helt nöjd med resultatet och identifiera nästa problem, har hjälpt oss längs vägen mot att försöka att inte bara vara nyskapande med den här tekniken, utan också säkerställa att den kan användas av de som behöver den mest.
Another learning lesson we've taken from this process that is very humbling, is that as technology progresses and advances at an accelerating rate, we have to remember that human beings are using this technology, and we have to be mindful that these human beings -- they have a face, they have a name and a life. And in the case of Jane, hopefully, two.
En annan läxa vi lärt av detta, som är väldigt ödmjukande, är att i takt med att tekniken utvecklas allt snabbare, måste vi hålla i minnet att människor använder tekniken, och tänka på att dessa människor har ett ansikte, de har ett namn och ett liv. I Janes fall, förhoppningsvis två.
Thank you.
Tack.
(Applause)
(Applåder)