El año pasado, un grupo de estudiantes de ingeniería biomédica de la Universidad Estatal de Colorado siguió a los trabajadores de la salud en el Centro Médico de las Montañas Rocosas (MCR) de UCHealth y en el Hospital Poudre Valley. La experiencia fue parte del Programa de Inmersión Clínica de CSU, una asociación con MCR y el Centro de Educación e Innovación Clínica de Salud de la Universidad de Colorado que tiene como objetivo brindar a los jóvenes bioingenieros una mirada de cerca al mundo médico que algún día podrían usar los dispositivos que diseñan.

Ese entorno a menudo se presenta como un centro de innovación y tecnología de vanguardia. Pero durante un viaje en una ambulancia de UCHealth, un estudiante del Programa de Inmersión Clínica notó algo extraño y claramente de la vieja escuela: un rollo de cinta adhesiva que revelaba secciones de colores brillantes cuando se desplegaba.

El estudiante, Sam Schroeder, se sorprendió al enterarse de que los paramédicos usaron el modesto objeto, llamado cinta Broselow de emergencia pediátrica, para medir la altura de un paciente joven y usar ese número para estimar su peso y calcular la dosis adecuada de medicamento para administrar.

La cinta se acercaba a una estimación del peso en lugar de una medición confiable, particularmente durante emergencias médicas de alto estrés. A partir de esa visión, nació una idea, dijo Tanara Morrell, estudiante de ingeniería biomecánica.

“[Sam Schroeder] notó la necesidad de una báscula para pesar con mayor precisión a los pacientes pediátricos”, dijo Morrell.

Después de completar el Programa de Inmersión Clínica, Schroeder presentó con éxito ese desafío de ingeniería como diseño de proyecto del último año, dijo Morrell, quien formó parte de un grupo de cinco miembros que solicitó trabajar en él.  Morrell y sus compañeros de equipo tuvieron éxito y se dispusieron a desarrollar una báscula pediátrica de emergencia que pudiera disminuir el riesgo de errores dañinos en la dosificación de medicamentos.

Después de meses de trabajo, los cinco, todos ellos ahora graduados, completaron el trabajo y obtuvieron un premio de tercer lugar en Ingeniería Biomédica en CSU ‘s Engineering Days (E Days) de CSU, sucedió el 19 de abril.

Una forma práctica de mejorar la seguridad del paciente pediátrico

Era un proyecto con un propósito importante, dijo Maddie Shafer, miembro del equipo.

“Estamos en 2024, estamos en la era de la tecnología y los pacientes pediátricos son una de nuestras poblaciones más vulnerables”, dijo. “Son uno de los más protegidos en el ámbito de las directrices de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA, por sus siglas en inglés) y, sin embargo, no hay una métrica o directriz sobre la precisión que deben tener estos métodos [de pesaje]”.

La investigación de los estudiantes mostró que la falta de precisión tenía resultados nocivos, añadió Shafer. Por ejemplo, un estudio de 2022 mostró que el método Broselow para estimar el peso tenía una precisión del 10 % de solo el 51,3 % de los pacientes pediátricos.

“Hemos tolerado el viejo método de calcular el peso porque es mejor que adivinar”, dijo Nick Nudell, quien asesoró a los estudiantes como gerente del Departamento de Investigación de Trauma de UCHealth. “Mejorar la precisión de la dosificación de los medicamentos era una causa noble y podría conducir a una mejora de los resultados de los pacientes”.

La necesidad de una solución era clara, pero los estudiantes tenían el reto de diseñar el camino hacia ella. La idea más sencilla fue usar una buena báscula anticuada, como la que está en tu baño, para pesar a los pacientes, por lo que se dieron a la tarea de aprender cómo funcionan realmente.

Tiempo para las pruebas

El grupo produjo un par de prototipos: una serie de básculas dentro de una longitud de material plástico de alta resistencia que se podía plegar y desplegar para adaptarse al paciente. Pero para sentar las bases de ese trabajo, Nudell les ayudó a obtener la perspectiva clínica de los paramédicos que, en última instancia, utilizarían el nuevo dispositivo.

Trabajando con Kevin Waters, Director Senior de Servicios de Emergencia 911 de UCHealth para el Norte de Colorado, y James Robinson, Jefe de EMS de Thompson Valley, Nudell organizó un viaje para los estudiantes a la sede de los Servicios Médicos de Emergencia de UCHealth en Windsor. Allí se subieron a una ambulancia para tener una idea del ambiente de trabajo de los paramédicos y el equipo que utilizaban.

“Ese viaje produjo algunos de los momentos de aprendizaje más importantes”, dijo Nudell. Los estudiantes salieron entendiendo los obstáculos que enfrenta un paramédico al cuidar a pacientes que necesitan rápidamente un medicamento que potencialmente puede salvarles la vida, como la epinefrina para un paro cardíaco.

Para empezar, una báscula tendría que acomodar a pacientes enfermos y lesionados que vienen en todas las formas y tamaños. El espacio de trabajo de un paramédico también es impredecible, muy lejos de una sala de emergencias limpia y bien iluminada, dijo Nudell. Una llamada podría convocarlos al costado de una carretera, una sala de estar oscura, un parque cubierto de hierba o el piso de un salón de clases.

“Cuidamos a las personas en la oscuridad, bajo la lluvia y la nieve y con un calor de 100 grados”, dijo Nudell. “Los estudiantes necesitaban un diseño especialmente para abordar estos desafíos”.

Sugerencias y comentarios

Morrell dijo que la visita a la sede de EMS fue crucial para los estudiantes. “Ir allí prácticamente determinó todos nuestros objetivos”, dijo. “Creo que teníamos una idea aproximada de lo que queríamos hacer desde el punto de vista de la ingeniería, pero ir a UCHealth nos ayudó a determinar qué tipo de producto tenía que ser y cómo iba a ser realmente algo que la gente pudiera usar para satisfacer la necesidad”.

Después de desarrollar el primer prototipo de la nueva báscula, los estudiantes regresaron a la sede, esta vez en el cambio de turno, donde los paramédicos aprendieron cómo funcionaba, lo probaron en un maniquí de simulación y ofrecieron comentarios para las mejoras, que el equipo implementó con la ayuda de Struck.

Después de completar un segundo prototipo de la escala, los estudiantes se reunieron con los paramédicos para otra ronda de comentarios. Eso llevó a más sugerencias de mejoras y a la decisión de crear un tercer prototipo, dijo Shafer.

Una nueva característica prometedora

El cambio clave, realizado poco antes de los E Days, fue una aplicación móvil cargada con medicamentos pediátricos comunes y dosis. La aplicación recibe el peso de la báscula digital a través de Bluetooth, el paramédico elige el medicamento y la aplicación calcula automáticamente la dosis.

Shafer, quien enfatizó que la aplicación necesita más desarrollo, dijo que utilizó información del sitio web de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC, por sus siglas en inglés) para construir la base de datos de medicamentos y dosis.

Una aplicación que libera a los paramédicos de escanear y leer una tarjeta cubierta con letra pequeña para encontrar la dosis correcta de medicamentos podría ser una “enorme descarga cognitiva” para los paramédicos que hacen malabarismos con múltiples responsabilidades en entornos difíciles, dijo Nudell.

Es una característica que podría mejorar la comercialidad del dispositivo para una empresa que invierte recursos adicionales para producirlo a gran escala, añadió Morrell.

“Pensamos que el segundo prototipo era fantástico y que cumplía con todos nuestros objetivos”, dijo Shafer. La experiencia fue un recordatorio de que “el mejor diseño de ingeniería no siempre es el mejor diseño de usuario. Así que los comentarios fueron invaluables”, agregó.

Un producto muy prometedor

El proyecto puede ser un trabajo en progreso, pero Shafer señaló que los asesores de la industria que juzgaron los diseños del E Day, quedaron impresionados por el éxito del equipo al pasar de un concepto a un “producto casi comercializable” con un modelo de negocio en un año.

“Muchos productos no llegan a donde nosotros llegamos hasta quizás su segundo año”, dijo Shafer.

Nudell dijo que estaba agradecido por la oportunidad de ayudar al equipo a obtener y utilizar conocimientos clínicos cruciales de los paramédicos en el diseño del nuevo dispositivo.

“Obtener opiniones y experiencias de una variedad de paramédicos fue una oportunidad única para que [los estudiantes] hicieran un producto final que está mucho más cerca de ser comercializado”, dijo. “Hicieron mucho para llegar al punto en que una empresa pudiera hacerse cargo. Eso demuestra su valor, y estoy impresionado por la calidad del trabajo que realizaron”.