奥本团队3D打印低成本摄像头喉镜

频道:案例 日期: 浏览:13

       奥本大学(Auburn University)兽医学院与 Samuel Ginn 工程学院的一个团队,开发出了一种配备摄像头的 3D 打印喉镜,旨在帮助兽医学生学习为山羊、猪等大型动物插管。该设备制造成本约 150 美元,可实时在屏幕上显示操作过程,填补了一个长期存在的教学空白 —— 由于动物口小、气道窄,成组的学生一直难以观察插管操作。

     这个项目源于课堂上的一个实际问题,而非正式的研究计划;从自制原型到成品设备,兽医学人员与工程专业学生前后合作了大约一年时间。

内窥镜摄像头与继续教育的截止日期

        这个想法始于兽医技师 Katie Ray。多年来,她一直使用传统金属喉镜,指导数百名学生完成人生中第一次大型动物插管。看到视频喉镜改善了人医领域的可视性后,她想知道类似的技术是否也能帮助兽医学生,却发现市场上没有针对反刍动物的同类产品。由于需要为一场继续教育讲座准备影像素材,Ray 买了一台 30 美元的内窥镜摄像头,连接到手机上,配合标准喉镜拍下了一次插管过程。这个临时方案效果不错,她开始在实验课中经常使用。

       麻醉住院医师 Nassim Bouhabib 博士加入了这项工作,并将装置加以改进:把摄像头直接固定在喉镜上。这一改进让 Ray 和 Bouhabib 确信这个想法值得认真开发,于是他们邀请工程学院加入,打造一款专门满足他们需求的设备。

3D 打印低成本摄像喉镜。图片来源:奥本大学。

3D 打印低成本摄像喉镜。图片来源:奥本大学。

在 ME3D 实验室制造设备

        兽医团队与机械工程专业学生 Will Jones 和 Cooper Rice 合作,在学院的机械聚合物增材制造(ME3D)实验室将这一构想变成了可用的工具。对于已在该实验室工作三年的高年级学生 Jones 来说,这个项目让他早早接触到了带着真实约束的真实客户:"在我们这个求学阶段就能有这样的经历非常有帮助,因为它让我们提前尝到了未来工作的滋味。" 他说。

     开发过程经历了多轮设计迭代,Jones 和 Rice 多次前往奥本大学兽医校区,观察工具的实际使用情况,收集教师的反馈,并不断改进各个版本。Rice 已于 2026 年 5 月毕业,他说这个项目是他实验室生涯中的亮点之一,并借此掌握了新的建模技术、CAD 功能和 3D 打印材料方面的技能。ME3D 实验室主任 Jordan Roberts 认为这次合作是互利的:工程专业学生得以接触一个 "完全超出我们常规实践领域" 的领域,同时与经验丰富的兽医从业者并肩工作。

一款面向视觉学习者的 150 美元教学工具

        成品设备配备一个由杠杆控制的摄像头,用户可调节视角以更清晰地观察气道;一块大显示屏实时显示插管画面;还有一个可调节的叶片,以适应不同体型的动物 —— 整套设备造价约 150 美元。学生们仍会在传统喉镜上学习基础技术,但 Ray 认为带摄像头的版本是补充而非替代:"如果你是视觉型学习者 —— 我们的很多学生都是 —— 这个工具能让他们亲眼看到,而不是只听我们讲解。"团队已提交一篇论文以供发表,其中将包含 3D 打印该设备所需的文件。论文发表后,其他兽医教学项目也能据此复制这款低成本工具。Ray 帮助推动了这个想法从概念到资金、开发再到发表的全过程,她指出这个项目证明兽医技师可以在研究中发挥更大的作用:"兽医技师参与研究的空间肯定还很大。"

解剖模型

解剖模型。图片来源:马萨里克大学。

一个反复出现的解法:医学教育的成本问题

        奥本大学的喉镜针对的是医学和兽医培训中反复出现的空白:商用模拟器和任务训练器往往过于昂贵或过于通用,教学项目难以批量采购,因此当市场无法满足某项特定的教学需求时,学校就会转向内部自制更便宜、更有针对性的版本。其他大学团队也沿着同样的路径追求同样的目标。阿拉巴马大学(University of Alabama)的工程专业学生使用开源设计文件,制作了 3D 打印的医疗培训模拟器,包括环甲膜切开训练器、静脉显影器和拔甲训练器,成本仅 6 美元。他们在公开发布这些文件前明确追问 "我们能把它做得有多便宜?",并将文件发布在 Thingiverse 上供其他项目使用。

     最近,马萨里克大学(Masaryk University)在发现商业供应商无法提供适合其教学需求的模拟器后,以远低于通常成本的价格自行构建了一个。

      奥本大学的项目遵循了同样的 "内部自制、发布共享" 模式,只是将其应用到了兽医培训的一个角落 —— 大型动物插管,这个领域此前完全没有专用的商业工具。

来源:中国3D打印网编译文章!


0 留言

评论

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。