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提升儿科麻醉学员神经轴超声模拟训练的可及性:低成本稳定凝胶体模的构建与验证
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月06日 来源:JMIR Medical Education 3.2
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为解决儿科患者超声引导/辅助(USGA)神经轴技术训练机会稀缺的问题,研究人员开发了一种基于合成弹道凝胶的低成本、可重复且长期稳定的超声体模。该研究通过嵌入脊柱模型的全浸没设计,成功模拟了包括骶部解剖在内的关键超声视图,经10位儿科麻醉专家验证其图像与真实患者高度相似。这项技术显著降低了模拟训练成本(单个体模仅需92-219美元),为儿科区域麻醉教育提供了高保真、无风险的训练方案。
在儿科麻醉领域,超声引导/辅助(USGA)神经轴技术如骶管阻滞对婴幼儿手术镇痛至关重要,但训练机会却极其有限。由于儿童患者解剖结构微小、操作容错率低,直接在患儿身上练习存在高风险。虽然模拟训练能有效提升操作技能,但市售超声体模价格高达数千美元且图像保真度不足,而现有低成本模型又普遍存在易腐败、便携性差等问题。这种供需矛盾使得许多麻醉医师不得不"在患者身上学习",凸显出开发经济实用训练工具的迫切需求。
为突破这一困境,某研究团队在《JMIR Medical Education》发表研究,创新性地采用合成弹道凝胶(synthetic ballistic gelatin)构建全浸没式脊柱超声体模。研究通过三个关键技术环节:1)选用可重复熔铸的10% FBI标准弹道凝胶作为基质材料;2)将包含骶骨的腰椎脊柱模型(L3-Sacrum)完全包埋于凝胶中;3)优化熔铸工艺控制气泡形成。通过10位资深儿科麻醉医师的Likert量表评估,验证体模图像与真实患儿超声的相似性。
研究方法部分显示,团队采用阶梯式凝胶灌注技术:先将熔化的凝胶注入模具形成1-3英寸基础层,冷却后植入脊柱模型(棘突朝下),再完全覆盖第二层凝胶。关键创新在于:1)选用商用固体泡沫脊柱模型(1340-1型号)或经济型替代品;2)通过便携烤箱(270°F/132°C)实现凝胶可控熔化;3)设计可模拟俯卧/侧卧体位的平整扫描面。材料成本分析表明,每个体模造价仅92-219美元,且弹道凝胶可反复回收利用。
研究结果部分通过多维度验证体模效能:
讨论部分指出,该研究突破现有体模三大局限:1)首次整合骶部解剖,满足儿科特有的骶管阻滞训练需求;2)全浸没设计实现多体位模拟;3)弹道凝胶的化学稳定性解决传统琼脂/明胶模型的腐败问题。虽然模型尚缺椎管内结构(如硬膜囊)和某些韧带,但研究者建议可通过3D打印儿科专用脊柱模型、添加硅胶韧带等方式升级。值得注意的是,透明凝胶虽便于教学演示,但添加遮光剂(如Tone dye)可进一步提升真实感。
这项研究的意义在于:1)为资源有限机构提供高性价比训练方案,单块弹道凝胶(76美元)可制作≥4个体模;2)推动儿科USGA技术标准化教学,特别有助于处理解剖异常的综合征患儿;3)建立的模块化构建方法可扩展至其他区域麻醉技术训练。未来研究可聚焦两个方向:评估体模对学员操作技能的提升效果,以及结合3D打印技术开发个性化解剖变异模型。该成果标志着儿科麻醉教育向"零风险、高保真"模拟训练迈出关键一步。
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