Tijdens de BioMedical Engineering (BME) minor van de TU Delft maken 3e-jaars bachelorstudenten uit verschillende studierichtingen kennis met het werk van een biomedisch ingenieur. Biomedisch ingenieurs zijn betrokken bij de ontwikkeling, het ontwerp en de continue verfijning van gezondheidszorgtechnologie, zoals gewrichtsprotheses, microsensoren, beeldvorming en beeldverwerking, evenals geavanceerde instrumenten voor gebruik in minimaal invasieve chirurgie. Op 29 januari jl. presenteerden de studenten hun eerste proof- of-principle prototype naar aanleiding van vraagstukken uit de zorg. Een dergelijk prototype is gemaakt om het principe van een ontwerp te bewijzen en is een basis voor verdere ontwikkeling. Door: Daphne Wijffels
1e Onderwerp: 3D-embryoscoop.
In het Fertiliteitscentrum in Voorburg wordt d.m.v. een 2D- EmbryoScoop de groei van in vitro embryo’s gevolgd van dag 1 t/m dag 5.
Vraagstelling Fertiliteitscentrum Reinier de Graaf ziekenhuis: ontwerp een 3D-imaging device dat het mogelijk maakt om accuratere groeiberekeningen te maken.
Oplossing: het was mogelijk een algoritme te ontwerpen, dat in vitro een 3D-model van het embryo maakte.
Conclusie: hoewel het onderzoek van de studenten een veelbelovende basis legt voor 3D-opnames van embryo’s in vitro, zijn er aanzienlijke verbeteringen nodig om diverse aspecten te verbeteren. Verder onderzoek en ontwikkeling, waaronder ook het verkennen van nieuwe beeldvormingstechnieken, zijn essentieel voor het creëren van betrouwbaardere en preciezere 3D-modellen van embryo’s in vitro.
2e onderwerp: Verbeterde borstkolf.
Vraagstelling Reinier de Graaf ziekenhuis: borstkolven, handmatig of geautomatiseerd, werken door een vacuüm te creëren om de melkafscheiding te stimuleren. Echter, borstkolven die nu op de markt zijn, zijn niet altijd comfortabel voor de gebruiker en kunnen leiden tot huid- of tepelklachten.
Oplossing: een prototype dat een aantal innovatieve kenmerken bevat om het gebruikerscomfort te verbeteren, zoals een geribbeld oppervlak voor borstmassage, een gedeelte met balgfunctie voor het uitoefenen van perifere druk, een zacht gehemelte-achtig bovendeel en een “vacuümbel” tong die de tepel kan stimuleren door positieve druk uit te oefenen.
Conclusie: meer onderzoek is nodig naar onder meer materiaalgebruik en gebruikerstesten om dit prototype verder te ontwikkelen.
3e onderwerp: Defecte polypropyleenverpakkingen (blue wraps) van operatiesets.
Gesteriliseerde instrumentennetten worden verpakt in zgn. steriele blue wraps. Regelmatig blijken er kleine gaatjes in de verpakking te zitten. Hierdoor kunnen de instrumenten niet meer als steriel beschouwd worden. Dit is inefficiënt (OK annuleren, extra set gebruiken) en een onnodige kostenpost en kan zelfs negatieve gevolgen hebben voor de patiënt als het niet tijdig ontdekt wordt.
Vraagstelling Reinier de Graaf ziekenhuis: wat is de oorzaak voor de defecte doeken.
Oplossing: de logistieke route van de instrumentennetten werd in kaart gebracht en de doeken werden onderzocht. De meeste gaatjes zaten aan de onderkant van de verpakking. De roosters en draadmanden in de opslagkasten zijn beschadigd (soldering laat los).
Conclusie: padding op roosters en in draadmanden, ok trainen in omgaan met steriele netten, tijdens transport pakketten vastzetten en niet stapelen.
4e Onderwerp: Verbeterde tractieschoenen voor heupoperaties.
Tijdens heupfractuuroperatie wordt een van de voeten van de patiënt gefixeerd in een speciale leren schoen op een extensietafel. De schoenen slijten snel, zijn lastig schoon te maken en duur (€668).
Vraagstelling Reinier de Graaf ziekenhuis: ontwerp een schoen die makkelijk aan te doen is, schoon te maken is en waar de voet van de patiënt niet uit kan schieten.
Oplossing: ontwerp met padding voor comfort en een leren riem, Powerslide-riem en spanriem met nokgesp om de voet stevig vast te zetten.
Conclusie: Het proof-of-principle prototype dient nog verder te worden gefinetuned, o.a. met een verbeterde snowboardgesp, maar is al een stap in de goede richting naar een beter passende tractieschoen.
5e Onderwerp: Discrete volgapparatuur voor demente cliënten.
Vraagstelling Pieter van Foreest: ontwerp een discreet en comfortabel zittende oplossing om ronddwalende demente cliënten terug te vinden m.b.v. volgapparatuur. Op dit moment worden hiervoor in het verpleeghuis van Pieter van Foreest armbandjes of een ketting met een hanger gebruikt.
Oplossing: volgapparatuur bevestigd in een klem, aan een riem en aan een magneet werden getest op of en hoe vaak en gemakkelijk cliënten het apparaatje afdeden (en verstopten). De gebruikerservaringen van de zorgverleners werden hierin meegenomen.
Conclusie: Aanbevelingen voor verder onderzoek: uitgebreidere testen met een groter aantal deelnemers, locatiebepaling van het tracking device als cliënt apparaatje heeft afgedaan en verstopt en tegelijkertijd bericht naar zorgpersoneel dat apparaatje verwijderd is.
6e Onderwerp: Eenvoudig te gebruiken rolstoel met begeleider voor stedelijke gebieden.
Vraagstelling Pieter van Foreest: Ontwerp een rolstoel waar de cliënt niet uit kan vallen en die de begeleider veilig en zonder inspanning langs obstakels zoals smalle trottoirs, steile hellingen en oneffen oppervlakken kan loodsen. Het materiaal moet dus stevig zijn en niet roesten (bijv. composietmaterialen).
Oplossing: van drie conceptontwerpen werd gekozen voor het zogenoemde touw- en katrolsysteem dat is aangesloten op de voetsteunen.
Conclusie: het prototype van de touw- en katrolvoetsteun werkt, maar dient nog op verschillende punten verder ontwikkeld en getest te worden. Het is nu een los onderdeel dat kan dienen als vervanging van de huidige voetsteun
7e Onderwerp: Ouderen met enkelproblemen zelfstandig compressiekous helpen aan- en uitdoen.
Vraagstelling Buurtzorg Nederland: ontwerp een nieuw hulpmiddel als aanvulling op de Doff N’ Donner voor compressiekousen bij ouderen met enkelproblemen (lastig om voet naar voren te buigen).
Oplossing: een conceptontwerp met riemaandrijving, waarbij de riem de Doff N’ Donner mouw met een constante snelheid beweegt richting het been. Dit principe werd getest op een loopband. Het gekozen ontwerp omvat een rollend wiel met verbeterde grip om de Doff N’ Donner aan te doen en wordt mechanisch bediend via afstandsbediening.
Conclusie: verder onderzoek is nodig om dit prototype verder te ontwikkelen en ook om op grotere schaal gebruikerstesten te doen.
8e Onderwerp: Accurater meten van hoeveelheden ascitesvocht bij drainage.
Vraagstelling Erasmus MC: ontwerp een meetinstrument dat accuraat bijhoudt hoeveel ascitesvocht gedraineerd wordt bij ascitesdrainage. Aan de ingebrachte drain komt een zak te hangen waar het ascitesvocht in kan lopen. Risico’s zijn onder meer bloed- en eiwitverlies, bloeddrukdaling, infectie, losraken van drain.
Oplossing: een frame met infuuspaal dat het ascites- vloeistofmeetapparaat en de vloeistofzak meedraagt zodat de patiënt veilig kan mobiliseren. Door integratie van bestaande technologie (bijv. SONOTEC flowmeter en bloeddetectiesensor) kan het volume van het afgevoerde ascitesvocht nauwkeurig gemeten worden, gealarmeerd worden bij te snelle afvloed, bij bloedingen en het bereiken van de maximale hoeveelheid drainage.
Conclusie: verder ontwikkelen van onder meer een flowmeter en microcontroller voor het alarmsysteem.
9e onderwerp: Thuismeting t.b.v. spermaonderzoek.
Vraagstelling Erasmus MC: ontwerp een toolkit waarmee mannen, die voor infertiliteit behandeld worden, thuis zelf sperma-analyse kunnen doen zodat ze daarvoor niet naar het ziekenhuis hoeven te komen.
Oplossing: een thuismeetkit waar men m.b.v. motion-tracking software en een smartphoneadapter met de eigen telefoon sperma-kwaliteitsparameters zoals beweeglijkheid kan laten analyseren.
Conclusie: verder onderzoek is nodig op het gebied van materiaalgebruik, optimalisatie van software en grafische processors (GPU’s), toepassing van AI en gebruikerstesten.
