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《新創動態》仿生假體高度還原情境 打造微創手術訓練平台
2024-10-25

傳統的醫學訓練常因大體老師資源有限,以及動物實驗的倫理爭議而受到限制。國立成功大學數位健康暨醫用機器人實驗室成功研發出一套多功能高度仿真假體系統,透過匯入2D醫療影像,並運用AI技術自動生成3D器官模型,實現仿生假體的智慧化與客製化製作。該系統不僅能精準模擬人體器官組織的特性,還能模擬各種微創手術情境,如熱消融、切割和縫合等,為醫學生和醫師提供更逼真的微創手術訓練環境...

三項核心技術驅動! 打造逼真微創手術訓練平台

此套系統的關鍵技術包括:

  1. 仿真雙網格人造材料 (BDAM)

BDAM是一種高度仿生的人造材料,讓假體與真實組織一樣具有蛋白質加熱變性的效果。能夠模擬人體組織在手術過程中的各種反應,如切割、縫合、熱消融等,同時保有清晰的超音波影像特性,讓受訓者可以更直觀的了解不同組織的特性,並提升微創手術技巧。

  1. 互動式模擬人體循環系統 (IMHCS)

IMHCS能即時調整心率、血壓等生理參數,模擬病患在術中的呼吸起伏和血液循環等生理狀態,讓訓練場景更接近真實手術外,也能增加手術訓練挑戰性。

  1. 內嵌式軟性感測器 (ESIS)

ESIS是一種柔性的電子感測器,能植入到仿生假體中,即時監測熱消融區域的組織溫度參數。在手術訓練中,ESIS可以提供即時的警示,幫助受訓者掌握熱消融手術的技巧,避免在實際操作時對危險區域(神經、血管等)造成熱損傷。

這三項技術的結合,創造了一個高度仿真、互動性強的微創手術訓練平台。除了能提供醫師進行術前規畫外,也能讓使用者在平台上進行大量且反覆的手術練習,幫助累積經驗並加速對一項新技術的學習曲線。

成大教授杜翌群:打造國際級微創手術訓練平台

杜翌群教授表示:「我們致力於打造一系列醫療手術培訓平台,加速臨床人員的學習曲線,並為全球醫療產業做出貢獻。」杜教授強調,該系統所使用的BDAM仿生材料不含任何動物組織或植物性蛋白質,適用範圍廣。這套系統的開發不僅獲得國內外多家醫療院所及醫療設備廠商的支持,更符合全球3R政策和AI智慧醫療的發展趨勢。

隨著醫療科技日新月異,對醫療人員的培訓需求大幅增長;同時,隨著3R政策的推動,動物實驗的數量逐漸減少。這套仿真微創手術訓練系統能在不犧牲動物的情況下提供醫療培訓,加速培育新一代的醫療人才,從而促進全球健康福祉。未來,團隊將持續優化該系統,拓展至更多手術領域,滿足多樣化的臨床需求,並積極與國際夥伴合作,推動這項技術在全球的應用與普及。


詳細資訊→應用於微創手術訓練之多功能高度仿真假體系統|成功大學杜翌群教授|第21屆國家新創獎

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