三维可视化与打印技术在肺段解剖教学中的应用价值研究

为解决医学生对肺段解剖知识掌握不足的问题，法国里昂路易普拉德尔医院团队开展了一项对比研究，评估传统2D图谱、3D可视化软件(Visible Patient)和3D打印模型(TPU材料)的教学效果。结果显示3D打印组与传统教学组(post-test评分14.2 vs 17.7)均显著提升学习效果(p<0.05)，而3D可视化组未达显著差异(p=0.4347)。该研究为优化胸外科解剖教学提供了实证依据，论文发表于《3D Printing in Medicine》。

　　

肺段解剖作为胸外科手术的基础，其复杂的三维结构常令医学生望而生畏。随着JCOG0802临床试验证实肺段切除术在早期肺癌治疗中的等效性，精准掌握18个肺段的三维解剖关系变得至关重要。然而当前医学教育体系存在明显断层——法国医学院仅在本科前两年设置基础解剖课程，专科阶段的胸外科培训缺乏系统教材。更棘手的是，约40%的支气管-血管变异率使传统2D图谱教学效果受限，这直接影响了支气管镜检查和胸腔镜手术的临床培训质量。

针对这一教育困境，法国里昂路易普拉德尔医院胸外科团队联合CO'Lab 3D平台开展了一项创新研究。研究者将16名医学生随机分为三组：传统组(2D图谱+PPT)、3D可视化组(Visible Patient软件)和3D打印组(TPU材料模型)，通过pre-test/post-test对比评估教学效果。令人振奋的是，使用柔性TPU材料打印的支气管(黄色)-动脉(红色)-静脉(蓝色)嵌套模型，其教学效果(Δscore=+6.7,p=0.0003)媲美传统教学(Δscore=+9.5)，且学生满意度达8/10。这项发表于《3D Printing in Medicine》的研究，为解剖学教育数字化转型提供了重要范本。

研究团队采用三项关键技术：1)基于Visible Patient实验室的CT三维重建技术，提取标准肺段支气管(白色)-动脉(蓝色)-静脉(红色)模型；2)采用Tiertime UP300打印机和Polymaker TPU材料进行柔性打印，通过MeshMixer软件优化模型；3)设计包含2D图谱、CT断层和手术视频的多模态评估体系。样本来自2例标准肺段切除术患者的影像数据。

【研究结果】
背景分析：pre-test平均得分仅7.9/20，证实学生肺段解剖知识薄弱，且第二周期医学生(4.5分)显著低于第三周期(11分)。

教学效果：整体post-test提升至14.2分(p=0.0011)。3D打印组进步幅度最大(+6.7分)，其空间认知优势在识别S¹⁺²
和S⁶
段时尤为突出。传统组虽得分最高(17.7分)，但依赖教师经验。

技术评估：3D可视化组未达显著差异(p=0.4347)，分析认为软件学习曲线影响了效果。3D打印模型因可触摸嵌套结构，更利于理解S⁴
/S⁵
的立体关系。

【结论与意义】
该研究首次系统比较了不同技术对肺段解剖教学的影响，证实3D打印模型兼具教学有效性(Δscore +89%)和操作直觉性。其重要意义在于：1)TPU材料的柔韧性完美模拟真实组织，解决传统树脂模型易破损的问题；2)嵌套式设计直观展示B₁
-A₁
-V₁
的空间关系，特别适合S⁹
/S¹⁰
等复杂段的学习；3)成本可控(单模型约200欧元)，适合推广。研究者建议未来开发融合3D打印、虚拟现实和术中导航的混合教学模式，以应对肺段切除术普及化的培训需求。