桥梁建造者

医生和工程专业的学生一起工作,建立创新的设备

莉兹·希利著

医生需要的新医疗设备与公司决定生产的设备之间可能存在很大差距。这种脱节可能会让医生接受像半个世纪以来没有重新设计过的手术器械这样的东西,即使它可能会导致医疗问题。现在,波士顿大学(Boston University)生物医学工程系为硕士生开设的为期一年的实践课程,已经变成了一种帮助缩小这一差距的方式。

在为期一年的课程中,所有生物医学工程硕士学生都必须设计和制作一种医疗设备的原型,以解决他们在波士顿医学中心(BMC)观察医生时发现的问题。学生小组与不同的医学专家一起制定帮助患者的产品,并从工程,制造和预算的角度来看是可行的。缺点是学生毕业了,导致产品开发陷入停顿。

为了持续多年的产品开发过程,硕士讲师兼兼职教授Jonathan Rosen (BME)于2016年成立了the Bridge Builders Initiative。通过聘用正在从事自己学术项目的硕士生、该项目的校友和本科生,罗森组建了一个团队,与BMC的医生合作,开发出具有试验价值的产品,这些产品可能成为市场上的医疗设备。

“我很兴奋,因为我想,‘哇,这些人可以创造出我需要但没有的东西,’”BMC新生儿重症监护病房主任Alan Fujii博士回忆道。“我们的婴儿太小了,我们在做手术的时候没有太多犯错的余地,所以我认为生物医学工程师可以创造出一些东西,让新生儿更容易、更安全。”

John Subasic (BME ' 16)和其他三名澳门威尼斯人注册网站研究生就是这么做的。他们设计了一种电子垫,可以比标准方法更快地测量早产儿的生命体征,包括心率和血氧水平。它成为了第一个桥梁建造者项目。

藤井博士说:“当一个婴儿出生并出现呼吸抑制时,我们必须弄清楚他们的抑郁程度,以便进行适当的护理,为此我们需要知道婴儿的心率。”现在,当一个婴儿出生时,医生抓住脐带的残端,试图计算心率,即使是经验丰富的医生也很难做到这一点。但是使用电极来读取新生儿的血氧饱和度和心率也是一个棘手的过程,因为饱和度监测器必须精确地放置在婴儿的脚上才能获得准确的读数。如果监视器读数为零,则很难知道监视器是否没有正确连接或婴儿是否没有心跳。人们希望“智能”衬垫能够消除植入电极的麻烦,减少医生评估新生儿的时间,并更快地为他们提供所需的护理。

Michaela Trexler (BME ' 16, BME ' 17)是毕业后罗森聘请的第一批与桥梁建造者一起工作的硕士生之一,她作为校友继续为该项目工作。此外,该计划还聘请了本科高年级学生,让他们利用自己的高年级设计项目,在接下来的一年里帮助调整pad的设计。2017年8月,该团队庆祝了他们的第一次成功,当时BMC批准了他们对垫进行小规模第一轮临床试验的提议,以评估其有效性和准确性。

Mohit Dangeti (BME '17, '19), Charles Scheftic III (BME), Dr. Alan Fujii, Elizabeth Sridhar (BME), Nicholas Leung (BME '17) gather at Boston Medical Center to show off the neonatal vitals monitoring pad prototype.
从左至右,Mohit Dangeti (BME ' 17, ' 19), Charles Scheftic (BME ' 18),波士顿医疗中心(BMC)新生儿重症监护病房主任Alan Fujii博士,Elizabeth Sridhar (BME ' 18), Nicholas Leung (BME ' 17)聚集在BMC展示新生儿生命体征监测垫原型。

在试验过程中,澳门威尼斯人注册网站研究小组发现,摇晃的婴儿会使获得快速准确的读数变得更加困难。Nicholas Leung (BME ' 17)被雇来协调目前的学生,他说,为了让婴儿更好地接触垫子,澳门威尼斯人注册网站研究小组建议对设计进行微调,把垫子稍微四舍五入。

智能生命体征垫只是Bridge Builders公司的四个项目之一。第二个项目是Trexler帮助设计的一种新的手术器械,它可以在心脏手术中扩展病人的胸腔。标准的手摇牵引器以不自然的角度施加力,有时会折断病人的肋骨。这种新型的乳腺内动脉牵开器是由波士顿大学研发的,它利用人体的生理机能,像蛤壳一样向上移动肋骨,而不是把肋骨推到一边。

“并不是说打开胸腔是自然的,”Trexler说。“但如果你必须这样做,你会想要一些与肌肉和骨骼一起运动的东西,而不是以一个尴尬、刺耳的角度拉起来。”

波士顿大学的生物医学工程硕士课程不是让学生解决问题,而是让学生有机会观察医生的实践,并与他们一起构想和原型化解决实际临床问题的方案。这种手把手的工作在硕士课程中是很少见的。

“我们关注的是如何设计医疗设备,以及这些设计如何改善患者护理,而不仅仅是教授设计原则,”罗森说。

梁说:“这真的很神奇,因为如果你创造出一些医生认为非常有用的东西,而且有很大的潜力,你的想法就有可能成为一个完整的设备。”“这就是‘桥梁建设者计划’的全部目标,也是我来波士顿大学的原因。”