內華達大學拉斯維加斯分校以3D列印與軟體機器人技術革新海獅獸醫培訓

编辑者: Olga Samsonova

內華達大學拉斯維加斯分校(UNLV)的研究團隊正透過整合先進製造技術與軟體機器人學,對海洋哺乳動物的獸醫培訓方法進行革新。該項研究的重點在於利用電腦斷層掃描(CT)和核磁共振成像(MRI)等醫學影像數據,為加州海獅的骨盆區域創建極度逼真的3D列印模型,專門用於外科手術的實踐演練。

這些合成模型在結構上力求精確,並透過材料科學模擬真實組織的彈性、密度,甚至血液流動的特性,為獸醫學員提供近乎真實的侵入性操作訓練,例如採血等關鍵程序。研究人員利用這些高擬真度模型,使學員得以在反覆練習中顯著提升臨床技能的熟練度,同時也為特定個體動物提供精確的手術規劃輔助。

此項研究的核心創新在於融入了軟體機器人(Soft Robotics)的原理,旨在模仿天然肌肉的韌性與收縮能力,使模型在操作時能展現動態的物理反應。機械工程學教授、軟體機器人領域專家Kwang Kim強調,儘管研究聚焦於海獅,但所開發的軟體機器人技術在社會上具有廣泛的應用價值,有助於改善人類與動物的生活及環境保護。

此項工作為傳統醫學訓練提供了合乎倫理的替代方案,避免了使用真實動物屍體進行模擬練習,這在野生動物保護領域具有重要意義。研究成果已發表於《Scientific Reports》期刊,該研究由UNLV工程學研究生研究員Daniel Fisher主導,共同作者還包括Nazanin Minaian和Abby McClain,並獲得美國海軍海洋哺乳動物計畫等機構的支持。

此項研究成果標誌著野生動物保育、機器人工程學與生物醫學創新領域的深度融合。透過將醫學影像資料(DICOM資料)轉換為可操作的3D模型,該技術使外科醫生和獸醫能在實際操作前,精確掌握手術器械的進針深度與身體的反應,將術前準備的標準提升至新的層次。

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來源

  • Scienmag: Latest Science and Health News

  • Scientific Reports

  • Bioengineer.org

  • UNLV

  • ResearchGate

  • MRSEC News

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