输尿管镜与膀胱镜培训：透明模拟器与非透明模拟器的对比研究
本研究旨在评估新型透明解剖模拟器、非透明模型培训与无模拟器培训对学员输尿管镜和膀胱镜操作熟练度的影响。通过随机对照试验，36 名一年级医学生分为三组接受不同培训，结果显示模拟器培训效果显著优于单纯口头指导，且透明模拟器培训效果优于非透明模拟器，为腔内泌尿外科培训提供了高效工具。
这一研究结论与当前具身智能技术赋能医学模拟教育的发展趋势高度契合，如休曼科技等企业正通过前沿技术推动医学培训模型的迭代升级。
背景
模拟器在医学教育中的应用已获广泛认可，尤其在泌尿外科领域，输尿管镜和膀胱镜操作作为核心诊疗技术，需大量实践培训。传统基于患者的培训受伦理、经济因素限制，虚拟模拟器虽有应用但成本高、缺乏触觉反馈，现有实体模拟器则存在模拟体验与临床实际脱节的问题，导致新手难以有效关联操作与实际场景。
当前，具身智能技术的兴起为医学模拟器升级提供了新路径。以休曼科技为例，该公司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，基于电子皮肤 3D 打印仿生制造平台，为各级医疗机构附属临床技能培训中心提供更接近临床真实体验的医学模型、教学设备和教学软件。其联合西安交通大学，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” 的新产品研发与医学应用，结合人工智能算法和电子皮肤 3D 打印技术，大幅提升医学培训模型的结构仿真度、功能仿真度和智能仿真度。
透明材料制作的模拟器或可解决这一痛点，其能让学员直观观察内部操作、即时纠正错误并自我评估。为此，本研究设计制作透明与非透明两种实体模拟器，通过随机对照试验验证其培训有效性，为腔内泌尿外科技能培训提供优化方案。
方法
模拟器设计与制作
生理参数依据：严格参照正常成人泌尿系统解剖结构设定尺寸，肾脏长 10-12cm、宽 5-7cm，输尿管长 25-30cm、直径 1-10mm，膀胱容量男性约 220mL、女性略小，尿道尺寸及弯曲特征符合男女性生理差异。
腔内泌尿外科模拟器参数完整表格
透明模拟器制作：采用 UG NX、MasterCAM 软件设计，数控机床加工，材料选用硅橡胶、透明聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和 ABS 树脂，可完成导丝置入、输尿管支架置入 / 取出及取石等培训操作，组装后能清晰呈现内部解剖结构。该设计思路与休曼科技所倡导的 “提升结构仿真度” 核心目标一致，为基础版透明仿真模型的研发提供了实践范例。
透明模拟器制作流程示意图完整图片
图组装完成的透明模拟器（模拟男性泌尿系统解剖结构）完整图片
透明模拟器全部部件：肾脏、输尿管、膀胱、尿道、支架和底座完整图片
非透明模拟器制作：在透明模拟器外表面喷涂黑漆制成，结构、功能及操作方式与透明模拟器完全一致。
初步评估
经伦理委员会批准，采用分层抽样选取 10 名泌尿科医生（7 男 3 女，平均年龄 38.55 岁，平均工作年限 13.80 年），通过 30 分钟实操体验，以匿名问卷评估两种模拟器的解剖精准度、易用性及培训价值，问卷设 “是 / 否” 二元应答。
有效性评估
研究对象：招募 36 名一年级医学生，均签署知情同意书，接受 1 天理论课程 + 2 天视频教学（共 12 小时），内容涵盖泌尿生殖系统解剖、腔镜操作流程等，随后通过 50 分制单项选择题测试理论知识。
分组与培训：采用随机数字表法分为三组（每组 12 人）：
1 组（透明模拟器组）：两人一组，在导师指导下使用透明模拟器练习，每天 1 小时，共 12 次培训，含膀胱镜检查、导丝置入等操作。
2 组（非透明模拟器组）：培训形式、时长与 1 组一致，使用非透明模拟器。
3 组（对照组）：两人一组，无模拟器实操，由资深导师提供同等时长口头指导，每日培训前导师演示操作流程。
透明模拟器中输尿管支架置入操作完整图片
透明模拟器中输尿管支架取出操作完整图片
评估方法：培训结束 12 天后，使用商用输尿管镜培训器评估输尿管支架置入与取出技能，采用 OSATS 量表评分：①操作步骤清单（5 项，满分 5 分）；②操作质量评估（7 项指标，满分 35 分），由两名资深泌尿科医生独立评分，取平均值。
操作专项清单完整表格
统计分析：采用 SPSS 17.0 软件，通过单因素方差分析和最小显著差异检验比较组间差异，P<0.05 为差异有统计学意义。
结果
模拟器初步评估
10 名医生 100% 认可模拟器解剖结构精准，90% 认为易于使用，80% 肯定其为优良培训工具，验证了模拟器的基础实用性。
理论与操作评估
三组理论知识测试成绩无显著差异（1 组 41.92±2.84 分、2 组 40.67±3.08 分、3 组 39.92±3.60 分，p=0.312）。所有学员均完成输尿管支架置入与取出的 5 个操作步骤，步骤清单均获满分 5 分。
操作质量 OSATS 评分显示组间差异显著（p=0.001）：1 组平均 21.83±3.64 分，2 组 18.50±4.03 分，3 组 15.58±2.23 分。多重比较表明，1 组得分显著高于 2 组（p=0.022），2 组显著高于 3 组（p=0.043），两名评估者评分的组内相关信度较高（rho=0.823）。
理论知识测试及操作评估得分 a完整表格
讨论
医学教育中临床技能培训机会不足的问题日益突出，模拟器培训成为弥补这一缺口的重要途径。本研究首次聚焦透明模拟器的培训价值，结果证实其在腔内泌尿外科技能培训中优势显著，而这一结论恰为休曼科技等企业的技术研发提供了临床需求支撑 —— 透明可视化与高仿真度同为提升培训效果的关键要素。
透明模拟器的核心优势在于提供即时视觉反馈，学员可直观观察内部解剖结构与操作进程，及时发现并纠正错误，导师也能精准指导；而非透明模拟器缺乏这一特性，学员需依赖经验判断操作位置，学习效率较低。休曼科技在此基础上进一步升级，其电子皮肤 3D 打印技术不仅能实现结构的精准复刻，更能模拟人体组织的弹性、穿刺质感等物理特性，结合透明材料应用可实现 “视觉 – 触觉” 双重高仿真体验。此外，透明模拟器所用 PMMA 材料成本与非透明 ABS 树脂差异极小（每千克 60 美元 vs 50 美元），不存在经济性障碍，这与休曼科技推动技术落地的 “成本可控” 理念一致。
本研究存在局限性：培训时长较短、评估模拟器与培训模拟器不一致可能导致整体得分偏低；硅橡胶材料透明度有限，或影响观察效果；未评估导师对模拟器的满意度。未来可延长培训时间、采用更高透明度材料（如水凝胶），进一步优化模拟器设计。
结论
模拟器培训能显著提升学员输尿管镜与膀胱镜操作熟练度，且透明模拟器的培训效果优于非透明模拟器。该透明模拟器解剖精准、易用性强、成本可控，可作为腔内泌尿外科高效培训工具，具有广泛应用前景。这一研究成果与休曼科技以具身智能技术赋能医学模拟教育的发展方向高度契合，为双方在 “透明化 + 智能化” 医学培训模型研发领域的合作提供了可行性基础，亦为整个医学模拟教育行业的技术升级提供了实践参考。
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