Een paar jaar geleden, tijdens het zomerkamp, zag Maya Varma een goede vriend die een ernstige astma-aanval had. Ze werd naar een ziekenhuis gebracht en hersteld.
Voor de meeste tieners zou dat dat zijn. Maar Varma is niet zoals de meeste tieners.
Ze begon vragen te stellen en ontdekte dat een apparaat genaamd een spirometer werd gebruikt om haar vriend te behandelen. Varma had geen idee wat een spirometer was, maar ze vroeg meer. Ze leerde dat spirometers meestal honderden dollars kosten, soms zelfs meer, en als gevolg daarvan kunnen ze vrij zeldzaam zijn in ontwikkelingslanden.
En dus besloot ze haar eigen model te ontwerpen, een model dat net zo effectief was bij het analyseren van longaandoeningen, maar aanzienlijk goedkoper.
Het resultaat, een apparaat dat haar slechts $ 35 kost om te bouwen en vijf verschillende longaandoeningen kan diagnosticeren, betaalt al dividenden. Vorige week won Varma, nu een middelbare school senior, $ 150.000 als een van de eerste plaats winnaars in de prestigieuze Intel Science Talent Search competitie.
Een geboren uitvinder
"Ik voelde gewoon dat ik hier iets aan kon doen", zegt Varma nuchter.
En waarom niet. De dochter van twee Silicon Valley-ingenieurs, bedenkt ze al een tijdje. In het zesde leerjaar, nadat ze zich bewust was geworden van de gevaren van afgeleid rijden, bedacht ze een signaleringssysteem dat bestuurders zou laten weten wanneer een stoplicht op het punt stond rood te worden. Vorig jaar kreeg ze daarvoor een patent. Vervolgens ontwikkelde ze in de achtste klas een kosteneffectieve manier om voetneuropathie bij patiënten met diabetes op te sporen. Dat won de grote prijs in de California State Science Fair. Het wekte ook haar interesse in biomedisch onderzoek, met name het ontwerpen van technologische oplossingen voor gezondheidsproblemen. Dat is waar ze voelde dat ze echt het verschil kon maken.
Door haar onderzoek naar spirometers leerde Varma dat hun hoge kosten een grote barrière vormen voor de behandeling van chronische obstructieve longziekte (COPD), de vierde belangrijkste doodsoorzaak over de hele wereld en een aandoening waarvoor vroege detectie van cruciaal belang is.
Nadat ze in 2014 een onderzoekssubsidie van $ 600 ontving van de Johns Hopkins University, ging Varma aan de slag met het bouwen van een goedkoop spirometerprototype. Muhammad Ali Yousuf, een biomedisch ingenieur bij Johns Hopkins, gaf per e-mail advies over medische zaken. Maar Varma bouwde haar apparaat eigenlijk thuis.
Hoe het werkt
De spirometer van Varma heeft drie hoofdcomponenten. Ten eerste is er de shell, gemaakt op een 3D-printer. Wanneer een persoon in de schaal ademt, wordt de snelheid van de luchtstroom gemeten door een druksensor terwijl zijn of haar adem door een fijn, roestvrijstalen gaas gaat.
De sensor zet de drukverandering om in digitale gegevens, die worden gecontroleerd door een microcontroller en via een Bluetooth-verbinding worden verzonden naar een mobiele app die Varma heeft gemaakt.
De app berekent de longprestaties en illustreert deze op de smartphone van de persoon, rekening houdend met leeftijd, geslacht, gewicht en andere factoren. Het kan vijf verschillende aandoeningen van de luchtwegen diagnosticeren - COPD, astma, emfyseem, chronische bronchitis en beperkende longziekte - en heeft ook een hulpmiddel voor ziektebeheersing waarmee patiënten hun symptomen en testresultaten kunnen registreren en de ernst van hun ziekte kunnen volgen.
Varma heeft patent aangevraagd op haar spirometer. Haar volgende stap is om meer te bouwen, zodat ze ze voor testen naar universiteiten en medische scholen kan sturen. Het is geen kleine onderneming. Ze denkt dat ze 100 spirometers nodig heeft. Tot nu toe heeft ze er 10 gebouwd.
"Er zijn nog veel uitdagingen", geeft ze toe. "Maar het is zo de moeite waard als je iets kunt doen dat een verschil kan maken in het leven van mensen."
Ze heeft ook vrij eenvoudig advies voor anderen met een innovatief idee.
“Het kan ontmoedigend werken, maar je kunt veel leren van je fouten. Volhard altijd, 'zegt ze.
Volgend najaar begint Varma aan haar universiteitscarrière. Ze heeft nog niet besloten waar ze heen gaat, maar haar keuzes omvatten MIT, Harvard en Stanford.
