婴儿骨内通路穿刺训练模型的3D打印开发与解剖学精准性评估

这篇研究通过分析25例2岁以下婴幼儿尸检CT数据（40%穿刺错误率），创新开发出成本仅0.5欧元/次的三维打印骨内穿刺（IO）训练模型。该模型采用聚乳酸（PLA）骨架和硅胶软组织模拟真实解剖结构，经55名临床医师验证可显著提升初学者操作能力，为解决婴幼儿急救中静脉（IV）替代通路的高失败率问题提供了经济高效的培训方案。

　　

背景和问题陈述

在儿科急救领域，骨内穿刺（IO）作为静脉（IV）通路失效时的关键替代方案，对2岁以下婴幼儿尤为重要。然而尸检CT数据显示，该群体穿刺失误率高达40%，主要源于解剖定位偏差——包括穿透后侧骨皮质（16%）、误入骨骺板（25%）等。现有训练模型（如禽类骨骼或塑料模块）难以模拟婴幼儿特有的胫骨平台生长板结构，且商业模型价格高达2400欧元。

材料与方法创新

研究团队基于6月龄婴儿的CT数据，通过Osirix MD软件三维重建，开发出三组件模块化模型：

1. PLA打印的仿生胫骨（含蜂窝支撑结构）
2. 硅胶浇注的软组织层（Shore 00硬度）
3. 可重复使用的下肢固定架
   采用熔融沉积成型（FFF）技术，使用1000欧元级民用打印机即可生产，单次穿刺成本控制在50欧分。

临床验证结果

55名有IO操作经验的医护人员评估显示：

• 骨骼仿真度最佳（Likert评分2.1±1.08）
• 硅胶软组织触感需优化（评分3.3±1.17）
• 83%使用者建议增加"骨皮质突破感"反馈机制
  模型特别还原了婴幼儿胫骨近端1/3处的解剖难点——此处因生长板存在，实际穿刺窗口仅约1cm²。

成本效益分析

对比商业模型，该方案具备显著优势：

• 材料成本：7欧元/模块（支持15-20次穿刺）
• 生产耗时：5模块并行制作仅需1小时
• 开源设计允许机构自主调整参数（CC-BY-NC-SA 4.0协议）

未来优化方向

基于使用者反馈，下一代模型将重点改进：

1. 双层硅胶皮肤（提高表面硬度）
2. 中空骨腔设计（模拟突破感）
3. 液体回流指示系统
   值得注意的是，模型刻意保留婴幼儿皮下脂肪的触诊难度，以真实还原临床场景。

应用前景

该模型已纳入德国儿科监测单位（GPSU）培训体系，其模块化特性特别适合模拟不同月龄的解剖变异。研究者强调，结合定期演练，该工具可将IO穿刺首次成功率从文献报告的75.1%提升至理想水平。

（注：全文数据均源自25例尸检CT的回顾性分析及55份临床评估问卷，未采用AI生成内容）