Duke médecin-ingénieur, doctorant conçoit un robot médical pour la NASA

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DURHAM– Concevoir un robot capable de placer de manière autonome une intraveineuse dans le bras d'un astronaute en apesanteur nécessite des ingénieurs intelligents, passionnés et persévérants. Quelle meilleure équipe pour le projet que le médecin-ingénieur Duke Dan Buckland, qui est à la fois professeur adjoint de génie mécanique et de science des matériaux, médecin urgentiste et doctorant en génie mécanique Siobhan Oca?

La NASA est d'accord avec l'idée, finançant récemment son projet, « Automated Vascular Access for Spaceflight », par le biais de son Programme de recherche humaine avec une subvention d'un an de $150 000.

Buckland a déclaré que les procédures médicales autonomes peuvent atteindre ces objectifs et que la pose d'une intraveineuse de manière autonome serait particulièrement utile car c'est la première étape de presque toute procédure médicale ou tout diagnostic.

Cette première étape du long voyage vers l'envoi du robot à bord d'un équipage Artémis les missions vers la Lune, puis vers Mars, auront cependant lieu au sol. D'ici la fin de cette subvention, Buckland et Oca espèrent obtenir l'approbation de l'Institutional Review Board pour tester le robot sur des bras humains. Espérons que cela mènera à un financement pour tester le prototype pendant un vol spatial.

Les robots qui insèrent des intraveineuses dans les bras des patients existent déjà, a déclaré Oca, mais ils nécessitent tous la surveillance d'un clinicien. Celui que Buckland et Oca conçoivent est destiné à être utilisé par une personne sans formation clinique ni même par un clinicien à proximité. Il utilise une sonde échographique non invasive pour localiser la bonne veine, ce qui la distingue notamment d'une artère. Contrairement à d'autres robots, cependant, pour la sécurité humaine, il doit également comporter des pièces qui s'enlèvent facilement pour être stérilisées dans un autoclave embarqué ou qui sont jetables. Le moteur, qui ne peut pas être surchauffé dans un autoclave, a également besoin d'une protection contre la contamination ainsi que d'un étalonnage pour fonctionner en apesanteur.

« Le système doit être facile à nettoyer et suffisamment simple à utiliser pour ne pas se piquer avec l'aiguille. Ajoutez à cela qu’il doit être léger, fiable et peu coûteux », a déclaré Oca. "Nous utilisons en fait un échographe assez bas de gamme et peu coûteux, c'est là le point."

Ce projet s’inscrit dans un rêve global qu’ils ont tous deux, celui de rendre la médecine plus accessible, en particulier dans les contextes à faibles ressources. L'espace, avec ses nombreuses contraintes et ses fournitures limitées à bord, est un environnement à faibles ressources. D'autres ici sur Terre incluent le service de santé indien des États-Unis, avec ses sites éloignés et sa pénurie de cliniciens.

Oca n'est pas étrangère à la poursuite persistante de sa passion malgré les contraintes, y compris celles qui surviennent sans avertissement. Quand elle avait 11 ans, sa famille a fui la dévastation de l'ouragan Katrina depuis leur Nouvelle-Orléans natale et s'est réinstallée à Richmond, en Virginie. Au cours de sa première année dans un lycée public pour étudiants doués sur le plan académique, alors qu'elle était en train de devenir médecin sur les traces de ses deux parents, elle a inexplicablement perdu une partie importante de sa vision.

Avec une passion toujours inébranlable pour aider les gens grâce à la médecine, elle s'est orientée vers des études de premier cycle en génie mécanique au MIT, puis a obtenu une maîtrise en médecine translationnelle dans le cadre d'un programme conjoint à l'Université de Californie à Berkeley et à l'Université de Californie à San Francisco. De là, elle a rejoint une startup en utilisant son savoir-faire nouvellement acquis en matière de réglementation et de marketing pour les aider à commercialiser un dispositif médical.

"J'ai cependant réalisé que je voulais être la personne qui aide à décider de la conception, et j'ai donc décidé de retourner faire mon doctorat", a-t-elle déclaré. Cette décision l'a amenée au programme de doctorat de Duke en génie mécanique et science des matériaux en 2018.

« C'est une telle chance que j'ai pu travailler avec Dan, car il n'était pas membre de la faculté lorsque j'ai postulé à Duke. Je suis en quelque sorte tombée spécifiquement dans la robotique médicale grâce à Dan, et je suis très heureuse de l'avoir fait », a-t-elle déclaré.

C'est là que sa persévérance entre en jeu, comme un muscle bien développé renforcé par une utilisation quotidienne. Elle utilise son téléphone portable pour agrandir les documents à lire et sa mémoire spatiale pour mémoriser la disposition des icônes et des commandes dans les logiciels. Elle utilise également de nombreuses autres solutions de contournement efficaces qui lui ont permis d'encadrer des étudiants de premier cycle dans la conception du support à ultrasons et du mécanisme d'orientation du robot à l'aide d'un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO).

« Chaque nouveau logiciel que je dois utiliser, je mémorise où tout se trouve. Je sais où se trouvent tout dans Microsoft Word », a déclaré Oca. Elle joue également sur l'un de ses points forts, qui est de coder et de programmer l'interaction homme-robot, car elle peut plus facilement l'agrandir sur un écran.

« Je suis passionnée par la construction de choses pour aider les gens », a-t-elle déclaré.

(C) École d'ingénierie Pratt de l'Université Duke

Message original par : WRAL TechWire