צ'יטונג "לילי" לי מעולם לא יצא להמציא מחדש כלים כירורגיים, אך סקרנותה, הדיוק והיצירתיות שלה הובילו אותה לעשות בדיוק את זה.
בוגר אוניברסיטת רייס של 2025 זכה לאחרונה במקום השני בקטגוריה לתארים מתקדמים בכנס ASME SB3C בקיץ ביו -הנדסה, תחרות בהנחיית האגודה האמריקאית למהנדסי מכונות. לי הוזמנה כאחת המצגות המובילות מתוך למעלה מ- 200 הגשות, הוזמנה לי להשתתף בוועידה הלאומית בניו מקסיקו, שם בלטה על עבודתה לשיפור התוצאות הכירורגיות עבור חולים העוברים הליך עמוד שדרה נפוץ.
מחקריה, שכותרתו "חקירת גיאומטריה של להב הנסיגה על לחץ ועיוות של הוושט במהלך דיסקקטומיה צוואר הרחם הקדמית ואיחוי", בוחן כיצד שינויים בעיצוב קטן בחומרה כירורגית עלולים לעשות את ההבדל הגדול בהחלמת המטופלים.
"התואר הראשון שלי היה בהנדסה אזרחית, שם פיתחתי עניין חזק במודלים חישוביים וביישומי העולם האמיתי שלו, במיוחד במשאבי מים", אמר לי. עם זאת, לאחר שלקחתי שיעור בניתוח אלמנטים סופיים, הוקסמתי מהיישומים הרפואיים שלה. להיות קרוב למרכז הרפואי בטקסס הקל על ההסתבכות, וזה היה הפרויקט הראשון שבאמת שילב את רקע הדוגמנות שלי למחקר רפואי. "
דיסקקטומיה קדמית של צוואר הרחם ואיחוי (ACDF) היא ניתוח עמוד השדרה הצווארי הנפוץ ביותר בארה"ב עם למעלה מ -150,000 נהלים בכל שנה. בעוד שהניתוח לרוב מצליח בהקלה על דחיסת עצבים ושחזור יציבות עמוד השדרה, הוא נושא סיכון גבוה לדיספגיה לאחר הניתוח, המוגדרת כקושי בבליעה עקב גירוי בוושט או נזק שנגרם במהלך הניתוח.
עבודתו של לי, שנערכה בשיתוף פעולה עם המחלקה לנוירוכירורגיה במכללת ביילור לרפואה, נועדה לזהות כיצד גיאומטריה של סטרקטור להב תורמת למתח רקמות במהלך ACDF. נסיגות משמשות כדי להחזיק את האתר הכירורגי פתוח, וצורתם, החומר והמיקום שלהם יכולים להשפיע באופן משמעותי על הרקמות הסובבות כמו הוושט.
"סוג זה של ניתוחי עמוד השדרה הוא תקן הזהב ונמצא בשימוש נרחב ברחבי העולם, אך לעתים קרובות חולים חווים כאבים מתמשכים וקושי בבליעה אחר כך", אמר לי. "למרות שלא מסכנת חיים, זה משפיע על איכות החיים. מרבית המחקרים בתחום זה התמקדו בתוצאות קליניות, אך תפקידה של חומרה כירורגית התעלמו ברובו. זהו אחד המחקרים הראשונים שמשתמשים במודלים חישוביים כדי לבחון כיצד הגיאומטריה והמאפיינים החומריים של הנסיגה יכולים לסייע בהפחתת הדוגמאות והסיבוכים לאחר הניתוח."
בעזרת דוגמנות חישובית, LEE ערכה מחקר פרמטרי שהדמה את ההשפעות המכניות של גיאומטריות להב שונה, חומרי ציפוי ועומק הכניסה. הדגמים שלה הראו כי להבים הכוללים ציפויים רכים וביו -תואמים הפחיתו משמעותית את ריכוזי הלחץ בוושט. להבים מצופים אלה חילקו גם כוח באופן שווה יותר, מה שעלול להוביל לפחות טראומה ולתוצאות פוסט -כירורגיות טובות יותר.
"פרויקט זה משלב באלגנטיות מכניקה הנדסית – שילוב של תיאוריה, חישוב וניסויים – כדי לטפל באתגר קליני פוסט -כירורגי, בכך שהוא מאפשר לחומרה כירורגית להתאים באופן מכני לאנטומיה של המטופל ועל ידי בדיקת ההשפעות של נסיגה כירורגית ברקמות רכות, מבלי שינה את המנחה של המנחה, אמר לייקר, על פי המנחה של המנחה.
זה היה ועידת ההנדסה הראשונה שלי, והיה מדהים להיות מוקף בכל כך הרבה אנשים חכמים ומונעים שעושים עבודה מרגשת. זה היה מעורר השראה לפגוש חוקרים המקדמים את תחום המכניקה הלא לינארית ומודלים ספציפיים למטופלים בדרכים חדשניות כל כך. המחקר הראשון שלי בתחום זה שהוכר בפרס היה משמעותי, אך החלק הטוב ביותר היה ללמוד מאחרים, לראות טכניקות חדשות ולחשוב כיצד הם יכולים לעצב את העבודה העתידית שלי ולעזור בשיפור תוצאות המטופלים. "
צ'יטונג "לילי" לי, סטודנטית, אוניברסיטת רייס
הפרויקט של לי נתמך על ידי מענק בוגרים של הנדסת אורז, שאיפשר לתארים מתקדמים ללמוד הנדסת מכונות וגם בהנדסה ביולוגית להשתתף, כולל מרט צ'ולקו, קתרין סטידהאם, אלה לופז וקומל טאלו. למרות שהעבודה טרם פורסמה, לי אמרה שהיא מקווה להכין אותה להגשה שנבדקה על ידי עמיתים בחודשים הקרובים. היא גם מתכננת להמשיך את מחקריה בבית הספר לתארים מתקדמים: בסתיו הקרוב היא תתחיל לעבוד על הדוקטורט שלה בהנדסת מכונות בארייס, לנהל מחקר במעבדה של אבילה ולהתמקד בביומכניקה חישובית ובעיצוב מכשירים ביו -רפואיים.
"אני נרגש להמשיך במחקר בינתחומי בצומת הבריאות והמכניקה", אמר לי. "הקבוצה שלנו מתמקדת בפיתוח מסגרת תיאורטית וחישובית לפיתוח עיצובים ביו-אלקטרוניים, ואני מעוניין להבין טוב יותר התנהגויות מכניות-אלקטרומגנטיות משולבות כדי ליידע את תכנון המכשירים היעיל יותר ליישומי בריאות. זה פרק הבא מרגש, ואני נרגש להמשיך אותו כאן באורז."
