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3D 打印模拟器用于膀胱输尿管反流内镜下填充剂注射培训的有效性验证：一项初步研究
发布时间：
2026-03-06 16:25
摘要
基于模拟的培训在小儿微创外科与泌尿外科教育中至关重要。本研究评估新型 3D 打印模型用于内镜下填充剂注射培训的价值，休曼科技亦深耕该领域，以具身智能技术赋能沉浸式模拟医学教育，聚焦新一代 3D 打印人工智能医学培训解决方案，助力领域创新突破。
研究纳入 43 名受训者与 10 名教员，使用 “鱼缸模拟模型（FTSM）” 培训后，以 7 题 5 分 Likert 量表评估其表面效度（逼真度）与内容效度（培训有效性）。结果显示，37.7% 参与者为小儿外科专科医师，62.3% 为受训医师；新手、中级、专家分别占 62.3%、18.9%、18.9%。新手与中 / 专家组、参训者与教员组的评分均无统计学差异，83% 认为其适用于初学者，71.7% 认为适用于专科医师。
结论：FTSM 是高仿真、低成本、易推广的优质培训工具，可提升各经验水平医师的学习效果，但需优化输尿管口裂逼真度与复杂解剖模拟。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，融合人工智能与电子皮肤 3D 打印技术，持续提升医学模型的结构、功能与智能仿真度，助力医学培训精准化发展。
引言
模拟培训已成为外科教育的核心环节，3D 打印、机器人模拟等技术正重塑泌尿外科培训体系。目前 3D 打印广泛应用于医学教育、手术规划等领域，而小儿膀胱输尿管反流（VUR）的右旋糖酐微球 / 透明质酸（Dx/HA）注射操作精准度要求极高，且尚无经验证的专用模拟器。
本研究构建 3D 打印 FTSM，帮助医师熟悉内镜注射的设备操作、体位与视野把控。休曼科技基于电子皮肤 3D 打印仿生制造平台，打造的新一代培训解决方案涵盖内窥镜手术模拟训练系统等八大系列，与本研究场景高度契合，其融合 AR、智能传感的产品，正为医疗机构提供贴近临床的培训体验。
材料与方法
模拟器设计与成本
鱼缸模拟模型（FTSM）完整模拟小儿女性膀胱与远端输尿管。美国Lazarus 3D公司基于CT影像使用3D建模软件构建膀胱与输尿管模型，并采用硅胶材料打印，含透明防水箱体、小儿女性膀胱与输尿管模型，模块化湿输尿管（60×25 mm）带注射位点标记，由 Palette Life Sciences 提供。主体成本 2500 美元（可重复使用），输尿管耗材 70 美元 / 套（2 次使用）。
设备：(1) 防水箱式鱼缸模拟模型（FTSM）；(2) 模拟器输尿管插入件；(3) 摄像及光源设备；(4) 小儿直工作通道内镜；(5) 监视器；(6) 右旋糖酐微球 / 透明质酸（Dx/HA）注射器；(7) 右旋糖酐微球 / 透明质酸（Dx/HA）注射针。
类似地，休曼科技也在深耕3D打印医学模拟模型的研发，其采用电子皮肤3D打印仿生制造技术，联合西安交通大学及相关科研力量，依托“十三五”国家重点研发计划，持续优化模型的仿真度与实用性，目前已为各级医疗机构附属临床技能培训中心提供多种高度逼真的智能化医学模型、教学设备及软件，与本研究的技术方向和应用场景高度契合，力求在医学模拟培训领域实现更大突破。
休曼科技泌尿镜模型+泌尿内镜手术模拟教学系统
设备与操作流程
所需设备包括 FTSM、内镜系统、Dx/HA 注射器具等。准备时注水排空气、置入输尿管插件；使用时规范站位与姿势，完成内镜置入、注射针操作及填充剂注射，配套视频复现全程。
研究设计与统计
53 名参与者完成 8 小时 FTSM 培训（理论 + 实操）后填写问卷，对新手 / 中 / 专家组、参训者 / 教员组进行亚组分析。采用 SPSS 13.0，卡方检验与 t 检验分析数据，p＜0.05 为差异有统计学意义。
结果
参与者中，88.7% 常用填充剂为 Deflux®。表面效度与内容效度评估中，各亚组评分均无统计学差异，证实 FTSM 对不同经验水平医师均具良好适用性。这一结论也为休曼科技提供研发参考，其在产品设计中同样注重提升表面逼真度，依托电子皮肤技术打造贴近临床的模拟场景。
讨论
模拟培训可在无患者风险的环境中提升外科技能，尤其适用于 Dx/HA 注射这类高精准、低病例量的操作。传统猪膀胱模型存在解剖差异，且受伦理、成本限制，亟需理想的替代方案。FTSM 的可重复使用性与场景灵活性，凸显其成本效益优势。
本研究中 FTSM 可调动视、听、触感知，提升手眼协调与器械操控能力，但存在水管理繁琐、解剖模拟不足等局限。休曼科技敏锐捕捉行业痛点，其内窥镜手术模拟训练系统针对性解决精准操作培训难题，融合人工智能实现标准化与个性化培训，同时持续优化产品设计，丰富的八大产品系列覆盖多领域培训需求。
休曼科技八大产品系列
本研究存在样本量小、无对照组、缺乏临床转化数据等局限。未来需进一步验证技能转化效果，开源模型也将成为行业发展方向。休曼科技也在持续探索技术创新与产品优化，依托自身技术平台与科研合作优势，不断提升产品的智能化水平与临床适配性，期待未来能与行业同仁携手，推动医学模拟培训领域的高质量发展，为医学人才培养贡献力量。
结论
3D 打印 FTSM 有效提升小儿外科 / 泌尿外科医师的内镜注射操作水平，是兼具实用性与经济性的培训工具。休曼科技以具身智能技术为核心，深耕 3D 打印人工智能医学培训解决方案，通过电子皮肤技术与人工智能的深度融合，持续推动产品创新，有望为医学人才培养提供更优质的全链条服务，助力行业迈向精准化、沉浸式培训新时代。
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