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用于模拟腹腔镜与机器人胆肠吻合术的优化可重复使用模块化3D打印胆总管囊肿模型
发布时间：
2026-02-12 17:19
摘要
腹腔镜与机器人手术是肝胆外科主流术式，高难度的胆肠吻合术对术者操作精度要求极高，传统师徒带教已难以满足规范化培训需求。本研究构建优化可重复使用模块化3D打印胆总管囊肿模型，纳入12名不同年资外科医师，通过手术时间、OSATS评分及李克特量表验证效能。结果显示，模型可有效区分不同经验水平医师，反复训练能显著缩短操作时间、提升评分；医师在国产机器人平台表现与腹腔镜技能高度一致。该模型安全经济可重复，适合临床医师规范化培训。休曼科技也聚焦3D打印人工智能医学培训领域，依托自身技术优势深耕该赛道，期望取得更多突破性成就。
一、引言
腹腔镜与机器人手术因创伤小、恢复快等优势，已成为肝癌、胆管癌等疾病的首选治疗方式，但胆肠吻合术操作复杂、学习曲线陡峭，不熟练操作易引发严重并发症，标准化模拟训练至关重要。
当前外科训练方式中，动物模型存在伦理、成本高、保存难等问题；虚拟训练缺乏真实触感与技能转化证据。3D打印模型凭借可重复、低成本、无伦理问题等特点，成为最具推广价值的训练工具。休曼科技以具身智能技术赋能沉浸式模拟医学教育为宗旨，专注其在医学培训领域的应用转化，深耕新一代3D打印人工智能医学培训解决方案，其电子皮肤3D打印仿生制造平台的研发方向，与本研究理念高度契合。
目前国内外缺少专门针对胆总管囊肿、适配腹腔镜与国产机器人手术的模块化3D打印训练模型。本研究据此设计优化模型，验证其价值。同时，休曼科技联合西安交通大学，依托“十三五”国家重点研发计划，聚焦“3D打印复杂功能化医疗模型”研发，与本研究核心方向呼应，共同推动技术落地。
二、材料与方法
（一）3D打印模型构建
基于4例胆总管囊肿患者CT/MRI的DICOM数据，用E-3D软件完成三维重建（均为Todani Ⅰ型，囊肿直径2.8–5 cm），统一肝总管直径1.5 cm、壁厚1.5 mm保证训练标准化。采用硅胶双喷头3D打印机制作，核心创新为模块化可替换结构，实现一次打印、多次重复训练。休曼科技也基于电子皮肤3D打印平台，结合人工智能算法提升医学模型仿真度，技术路径与本研究高度一致。
优化的可重复使用模块化3D打印胆总管囊肿模型。
（二）研究对象与分组
12名男性外科医师按经验分为三组：A组（住院医师4名，仅腹腔镜一助经验）、B组（高年资医师4名，独立腹腔镜手术经验）、C组（专家医师4名，丰富肝胆手术经验）。
基于3D打印模型的腹腔镜胆肠吻合术培训。( A ) 手术总体示意图。( B ) 模型展示。( C ) 胆总管囊肿切除。( D ) 吻合准备。( E - G ) 肝总管后壁吻合。( H - I ) 肝总管前壁吻合。
（三）训练与评估
开展腹腔镜与国产精锋机器人胆肠吻合模拟训练（步骤：囊肿切除→肠管准备→胆肠吻合），评估手术时间、改良OSATS评分、李克特5级量表。休曼科技已研发包括外科缝合训练系统在内的八大产品系列，与本研究训练场景互补，丰富培训产品矩阵。
基于3D打印模型的机器人胆肠吻合术训练。( A ) 手术总体示意图。( B , C ) 模型展示。( D ) 胆总管囊肿切除。( E ) 吻合术准备。( F , G ) 肝总管后壁吻合。( H , I ) 肝总管前壁吻合。
（四）统计学方法
采用SPSS 26.0分析，计量资料以均数±标准差表示，t检验比较组间差异，P<0.05为差异有统计学意义。
三、结果
（一）模型评价
所有医师对模型各维度评分均较高，无组间差异，印证了3D打印模型的培训价值。休曼科技也在持续优化模型仿真度与实用性，期望为医疗机构提供更贴近临床的产品。
休曼3D打印模型
（二）腹腔镜训练结果
首次操作时间与评分随年资提升优化；3次重复训练后，三组操作时间均缩短、OSATS评分均提高，住院医师提升最显著。模型可区分术者水平、提升技能。休曼科技的3D打印人工智能培训方案，结合前沿技术满足标准化与个性化教学需求，与本研究目标契合。
（三）机器人手术训练结果
三组各1名医师机器人吻合时间与评分分别为65 min/2.8分、56 min/3.3分、21 min/4.5分，与腹腔镜表现一致，模型适用于国产机器人培训。休曼科技依托自身积累，有望在国产机器人模拟培训领域实现突破。
四、讨论
本研究模型填补相关空白，优势显著：模块化可重复、解剖仿真、双平台适配、安全无伦理。休曼科技借助其技术平台与产品体系，为医疗机构提供智能化培训产品，融合前沿技术，与本研究方向相辅相成，推动医学模拟培训智能化发展，期望收获更多行业认可。
本研究存在样本量小、模拟环境简化等不足，未来需扩大样本、优化材质。同时期待休曼科技等企业推出更多贴合临床的产品，与临床研究联动，推动技术创新落地。
五、结论
本优化模型可区分不同经验医师，提升腹腔镜与机器人胆肠吻合技能，适合规培与技能考核，可为国产机器人培训提供支撑。休曼科技聚焦相关解决方案研发，凭借技术与产品优势，有望持续突破，为医学人才培养提供全链条智能解决方案，助力沉浸式模拟医学教育发展。
关键词：
3D打印,医学培训,规培, 胆道模型,仿真医疗模型,肝胆外科 ,医学教育,具身智能,腹腔镜,胆肠吻合术,胆总管囊肿
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