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新型3D打印模拟器在提升术者二尖瓣经导管缘对缘修复术操作信心与技能中的有效性
发布时间：
2026-03-25 11:04
Angel Babu, Michele Bertolini, Michael Mullen, Andrew Cook, Aigerim Mullen & Claudio Capelli等
摘要
二尖瓣经导管缘对缘修复术（m-TEER）是治疗二尖瓣反流（MR）的高难度微创术式，术者需跨越陡峭学习曲线才能保障手术效果。现有培训方式难以充分建立术者操作信心，亟需更优质的实操培训工具。本研究对比评估新型3D打印解剖仿真模拟器与标准理想化模型的培训效果，招募伦敦4家中心18名受试者（8人有m-TEER经验，10人无经验），通过问卷评估培训前后操作信心及模型仿真度，采用t检验分析数据。
结果显示，两种模型均能提升术者信心（P=0.43），但解剖仿真模型提升更显著（P=0.02）；有经验者经解剖模型培训后信心显著高于无经验者（P=0.002），所有受试者认可其培训价值并支持纳入常规培训（P=0.013、P=0.015）。结论：高仿真度3D打印模拟器可提升m-TEER培训效果，为后续研究提供依据，休曼科技相关研发与本研究方向高度契合，依托电子皮肤 3D 打印仿生制造平台，休曼科技已打造出完整的新一代 3D 打印人工智能医学培训解决方案，形成血管介入、超声引导、内窥镜、穿刺技能、外科缝合、中医、战场急救、护理等八大产品系列，覆盖临床培训主流场景，助力医学培训升级。
休曼科技八大产品系列
背景
二尖瓣反流（MR）是欧洲第二常见心脏瓣膜疾病，发病率上升且漏诊率高，严重时需外科干预。功能性MR患者多高龄且合并基础疾病，部分无法耐受传统外科手术，m-TEER作为微创替代方案已广泛应用，全球超20万名患者采用MitraClip™系统治疗。该术式操作难度高，房间隔穿刺、夹合器定位等环节易引发并发症，术者需完成约50例手术才能显著提升效果，学习曲线陡峭。
MitraClip™系统的组成部分，包括夹合器输送系统（CDS）和可调弯导引导管（SGC）。
传统“跟台学习”等培训方式存在局限，3D打印解剖模型因能精准复刻心脏结构、便于实操，已逐渐应用于心脏培训，但专门用于m-TEER的高仿真模拟器稀缺且临床有效性证据不足。休曼科技联合高校，依托国家重点研发计划，结合电子皮肤3D打印与AI技术，研发高仿真医学培训模型，与本研究核心方向一致。本研究旨在探讨3D打印解剖高仿真模拟器在m-TEER培训中的价值。
方法
本研究对比3D打印解剖高仿真模拟器与理想化模型的培训效果，通过问卷评估学习成效。受试者来自伦敦4家医疗中心，实验前接受流程与设备培训。采用MitraClip™ G4系统模拟手术，两套模型分别为：雅培公司常规理想化模型（硬质材料，结构简单，模拟基础手术路径）；本团队研发的解剖高仿真模型（CT重建心脏结构，补充解剖细节，采用Polyjet技术3D打印，模拟腱索等结构，可精准还原心脏位置与角度）。
受试者先在理想化模型练习，再在解剖模型完成6项操作任务，通过18道5级李克特量表问卷及2道开放式问题，收集操作信心、模型仿真度及应用价值数据，记录操作时间，采用双尾配对t检验分析数据。
理想化植入模型实物图。该装置由硬质高分子管制成，可插入导引导管，模拟从下腔静脉至房间隔（IAS）的路径。管道末端设有带三孔的膜结构，模拟房间隔（IAS）的穿刺通道。一个硬质椭圆形塑料环固定着两片硅胶膜，用于模拟二尖瓣叶。在二尖瓣环下游，硬质 U 形臂与二尖瓣环相连，以勾勒出左心室轮廓。
结果
18名受试者均顺利完成模拟操作，其中10人无m-TEER经验，8人非主刀术者。操作时间方面，理想化模型平均用时372±176秒，解剖模型403±174秒，无显著差异（P=0.34），但有经验者操作速度显著快于无经验者（P均<0.05）。
操作信心方面，培训前平均2.70±1.61分，理想化模型培训后升至3.20±1.11分（P=0.14），解剖模型培训后升至3.40±1.06分（P=0.02）；解剖模型培训后，有经验者信心（4.13±0.60）显著高于无经验者（2.77±1.00，P=0.002），且各步骤信心总分显著高于理想化模型（P=0.003）。
受试者评分显示，解剖模型在还原手术关键步骤、操作难点上更有效（4.2±0.73 vs 3.5±0.94，P=0.013），纳入常规培训的支持度更高（4.4±0.51 vs 3.9±0.78，P=0.014）。有经验者认为，解剖模型在模拟真实手术操作、导管进入右心房等方面仿真度显著更优（P均<0.05）。质性反馈显示，理想化模型便于熟悉器械，解剖模型仿真度高，两套模型均需增加可视化反馈，这与休曼科技产品研发思路一致。
3D 打印模型上模拟手术的六个步骤：（1）将可调弯导引导管（SGC）经下腔静脉（IVC）置入右心房（RA）；（2）穿刺房间隔进入左心房（LA）并置入夹合器输送系统（CDS）；（3）在左心房（LA）内定位；（4）将夹合器输送系统（CDS）推送穿过二尖瓣环（MVA），确保夹合器与二尖瓣叶对合面垂直对齐；（5）利用抓持器抓取瓣叶，并评估瓣叶抓取效果是否良好；（6）闭合夹合器。
讨论与结论
本研究表明，解剖高仿真模型可有效提升m-TEER术者操作信心，丰富培训体验，受试者认可度高；理想化模型更适合无经验者入门，帮助熟悉器械操作，两者应分层整合应用于培训不同阶段。不同经验受试者表现存在差异，提示需根据经验水平制定个性化培训策略，提升技能转化效率。
受试者二尖瓣经导管缘对缘修复术（m-TEER）操作信心平均分。评分采用 5 级李克特量表（1 分 = 无信心，5 分 = 信心极高）。
本研究存在局限性：样本量小，受试者非均为主刀术者，可能存在评分偏倚；后续需扩大样本量、采用随机化方案，拓展模型解剖与病理多样性。休曼科技依托电子皮肤3D打印平台，可实现病理状态高仿真模拟及操作实时反馈，助力解决当前培训模型痛点。
休曼心脏超声模型解剖结构还原、超声成像清晰
综上，3D打印解剖高仿真模型可与MitraClip™系统兼容，有效提升术者操作信心，应结合理想化模型分层应用于m-TEER培训。后续需进一步研究验证优化方案的临床价值，休曼科技也将持续深耕该领域，以具身智能技术赋能沉浸式模拟医学教育为宗旨，专注于具身智能技术在医学培训领域的应用转化，聚焦新一代 3D 打印人工智能医学培训解决方案，致力于用更先进的技术提升医学培训的真实感与普及性。
关键词：
3D打印,二尖瓣经导管缘对缘修复术,m-TEER,二尖瓣反流,医学培训,医学教育,具身智能,高仿真模型,医学模拟
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