重塑神经外科培训：基于仿真的结构化技能获取与课程整合新概念

这篇综述创新性地开发了一种高保真、低成本的神经外科模拟器（OSANS评估工具验证），通过模块化设计（PLA/TPU 3D打印）和改良明胶材料（12.5%浓度260 bloom）实现了从开颅到动脉瘤夹闭的全流程仿真。研究证实该模拟器显著提升学员技术熟练度（25%↑）和手术信心（40%↑），为神经外科住院医师培训（n=12）提供了可重复、经济高效的解决方案（3美元/次），填补了传统Halsted模式与虚拟现实（VR）技术间的实践空白。

　　

Abstract
随着神经外科病例减少，基于物理模拟器的替代训练方案成为刚需。本研究开发的新型模拟器通过模块化3D打印技术（PLA头骨/TPU血管）和改良明胶脑组织模型（12.5% 260 bloom），完整复现了神经外科工作流——从患者体位固定、翼点入路开颅，到大脑中动脉分叉部动脉瘤夹闭（Yasargil动脉瘤夹）及小脑肿瘤（幕下病变）切除术。经6名资深神经外科医师触觉验证（Likert 9.2±0.3分），该模型在德国6所大学医院开展的2天课程中，使12名住院医师的OSANS评分提升25%，其中硬脑膜缝合精度进步尤为显著。

Introduction
传统"看-做-教"（Halstedian）模式在当今手术量下降背景下显露出局限性。现有模拟器普遍存在三大缺陷：无法模拟完整手术流程（如遗漏头架固定环节）、材料触觉失真（尤其缺乏活体脑组织的流变特性）、以及高昂成本。本研究突破性地将开源软件（FreeSurfer/Blender）重建的解剖结构与新型生物材料相结合，首次实现神经血管（CoW）与肿瘤病灶（胶质瘤/脑膜瘤）的同步仿真。

Materials and methods
数据采集：基于35岁健康男性的CTA/MRI数据集，使用InVesalius3分割颅骨，FreeSurfer提取脑实质，MeVisLab重建Willis环。材料研究：通过流变学测试对比明胶（10-20%）、PMA和PVA，最终12.5%明胶在6位专家盲评中获最高分（9.5/10触觉反馈）。制造工艺：采用Raise3D Pro2打印机（235°C喷嘴温度）分部件制造，其中可替换颅骨模块（15%填充密度）显著降低耗材成本。

Results
主观评估：95%学员认为模型"高度逼真"，92%认可能提升Sylvian裂解剖理解。客观数据：次日操作时间缩短40%，动脉瘤夹闭角度误差从15°±3°降至7°±2°。成本分析：首套制作费约200美元，后续单次训练仅需3美元（主要消耗明胶和PLA替换件）。

Discussion
相比VR模拟器（缺乏触觉反馈）和尸体标本（无法模拟病理），本模型优势在于：①动态响应（如吸引器对明胶脑的牵拉效应）；②全流程覆盖（含DORO QR3头架固定训练）；③经济可持续性。局限性包括暂未模拟动脉瘤破裂等紧急场景，未来拟整合压力传感器实现出血模拟。

Conclusion
该模拟器通过创新的材料配方（改性明胶）和模块化设计，为神经外科教育提供了符合成本效益的解决方案。其OSANS验证的客观评估体系，为标准化培训建立了新范式，特别适合资源有限地区的医师培养。