3D打印超角度喉镜（sMAC）联合猪喉-人体模型在喉内手术训练中的创新应用与评估

本文推荐一种创新的混合训练模型，将猪喉整合至塑料气道人体模型（Ambu? Airway Management Trainer），结合新型3D打印超角度手术喉镜（sMAC）与传统硬质喉镜，用于喉内手术（如声带切除术和活检）的模拟训练。该模型以低成本、高仿真度解决了临床培训中尸体标本稀缺的问题，尤其适用于解剖结构复杂病例（如颈椎活动受限或口腔狭窄）的微创手术训练。sMAC系统通过集成工作通道和柔性内镜，显著提升手术可视化和操作直觉性，为喉外科教学和技术评估提供了高效平台。

　　

引言

喉部早期肿瘤的治疗主要依赖经口激光显微手术（TLM）或放疗，但约10-20%患者因颈椎活动受限、口腔解剖异常等因素难以通过传统硬质喉镜（如Kleinsasser管）实现声门区暴露。现有机器人系统（如Flex^?
）虽能部分解决该问题，却存在成本高、操作繁琐等缺陷。本研究团队开发的超角度手术喉镜（sMAC）结合了视频喉镜的弯曲设计与3D打印技术，通过集成器械通道实现低成本、个性化适配的喉内手术解决方案。

材料与方法

猪喉-人体模型构建
采用Ambu^?
气道训练模型，切除部分塑料喉结构后植入猪喉（含舌根、食管）。猪喉经-22°C冷冻保存，解冻后修剪周围组织，通过缝线固定于模型金属框架。其声带区用亚甲蓝标记模拟病变，便于精准切除训练。

sMAC系统设计
基于cMAC视频喉镜（Karl Storz）改造，3D打印主体集成三个通道：两侧器械通道（分别置入Lumendi柔性抓钳和单极电刀）及中央内镜通道（0°柔性内镜）。通过关节臂固定于手术台，实现单手操作与实时可视化。

手术操作验证
由经验医师和住院医师分别使用传统喉镜与sMAC完成声带切除及活检。电刀参数设为30W强制凝血模式，配合吸引器维持术野清晰。

结果

1. 解剖暴露：sMAC在所有标本中均实现声门区全景可视化（图4），优于传统喉镜的线性视野限制。
2. 手术可行性：医师团队成功完成标记病变的精准切除（图5-6），尤其sMAC的弯曲设计显著降低口腔结构压力。
3. 训练效能：住院医师在模型上快速掌握器械协调，平均准备时间从60分钟缩短至20分钟。

讨论

模型优势
猪喉的胶原纤维分布与人类声带相似，其前庭襞（rostral folds）更适合模拟声带手术。结合塑料模型的标准化气道，该混合系统以<1%的尸体成本提供近似的组织反馈。

sMAC的创新性
对比达芬奇机器人，sMAC保留了触觉反馈且无需复杂校准。其模块化设计允许适配不同尺寸器械，未来可通过"芯片镜尖"（chip-on-tip）技术进一步优化可视化。

局限性
当前电刀移动度不足，且烟雾吸引需外接设备。猪喉个体差异可能影响固定稳定性，未来需开发3D打印适配器优化定位。

结论

该混合模型为喉内手术培训提供了高性价比的活组织平台，尤其适合sMAC等新器械的临床前验证。下一步需通过纵向研究评估其对初学者手术技能的提升效果。