研究人员通过3D打印改进未来外科医生的培训模块

当有人折断或骨折骨头时,骨科医生可以通过在受损区域钻孔和放置医疗螺钉来固定和稳定它。这种骨折固定技术能够快速愈合和快速恢复受损骨的功能。

由于需要广泛的专业知识,培训中的外科医生需要住院实习,以磨练他们的技能,并在现实世界中的医生指导下弥合教育和应用之间的差距。

目前,这种训练包括使用尸体和模拟材料,如木头或塑料,或基于虚拟现实的模拟器来练习钻孔和将螺钉放入骨骼。然而,正如Tai博士所解释的,这些方法既不能很好地模仿一个真实的、活着的病人,也不能提供真实的反应,而且虚拟现实系统通常非常昂贵。

“此外,在这两种情况下,对受训者的评估和反馈完全是主观的,”德州农工大学机械工程系J.Mike Walker’66机械工程系助理教授和机械工程行业咨询委员会教员Tai说。我曾经和神经外科医生一起开发3D打印的模拟器,并且总是觉得评估部分很困难(不管他们的模拟器有多好),因为缺乏客观数据。”

合并工程和医学,一组研究人员获得了来自骨科研究和教育基金会(由美国矫形外科医师基金会资助)的模拟研究补助金。他们正致力于通过3D打印模拟器和可视化性能数据来加强骨科住院医师的培训。

该团队的项目旨在通过结合实际物理和客观、数据驱动的虚拟仿真的优势,为未来的外科医生改进这些培训模块。

这是一个高度跨学科的项目,将认知计算、空间用户界面和制造结合起来,以应对医学培训中的现实挑战。对于医学科学,本项目将引导一种整体和客观的方法来教育、培训和评估医学生。”

德克萨斯农工大学机械工程副教授Vinayak Krishnamurthy博士

相关报道:格里菲斯大学黄金海岸生物银行新的PEMF产品教育指南促进了医学研究。新阿尔茨海默病研究中的β淀粉样结构在物理上被绘制出来,受训者将获得第一手经验,在3D打印的解剖复制品上钻孔和操作。f由TAI先前开发的一种仿骨复合材料,由一种特殊的可打印石膏和粘合剂喷射技术组成。这种方法可以产生不同等级的硬度和韧性,其方式类似于不同年龄和条件下的人类骨骼。除了价格低廉之外,3D打印还允许学生打印并与模拟的罕见疾病进行互动——让他们亲身体验可能不存在于现有尸体中的疾病。

实际上,嵌入式传感器捕获的数据将用于分析和评估学生在进行模拟手术时的表现。这些传感器将记录有关钻孔和螺钉放置的两个关键性能指标:力和运动。因此,它将为学生和教师提供一组来自模拟器的客观、实时的数据。然后,由经验丰富的外科医生编写的大型数据集可以交叉引用这些信息,以便客观地确定手术的完成程度。

Krishnamurthy说:“这个项目的成果有可能产生新的智力见解。”我们可以发现更多关于人类如何处理感官信息并在高压和危险任务中应用它的信息。或者深入了解如何设计新类型的人机交互和界面,以实现、扩展和增强此类任务中的人员绩效。最后,该项目还将揭示制造具有各种物理特性的多尺度材料以模拟生物物体的基本技术。”

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