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胃肠黏膜损伤检测及ESD培训模型优化研究。通过电化学传感器实时监测黏膜损伤生物标志物，结合离体猪胃模型与活体模型对比，验证两者在提升新手ESD操作技能方面等效性，同时证明离体模型更适用于新手培训。
夏阳|林胜利|王贵军|梅英|龚瑶瑶|方希国|李全林|周平红
复旦大学中山医院内镜中心和内镜研究所，上海200000，中国
摘要
精确监测胃肠道黏膜损伤和标准化的内镜黏膜下剥离（ESD）培训是消化内镜领域的研究重点。电化学传感器凭借其高灵敏度和实时定量优势，已成为检测胃肠道黏膜损伤生物标志物及发出损伤警报的核心医疗检测工具。将这些传感器与ESD培训模型相结合，为提高培训的准确性和科学性提供了分子生物医学支持。本研究基于电化学传感器在检测胃肠道黏膜损伤中的应用，旨在验证猪胃离体ESD培训模型的培训效果，并将其与猪胃活体模型在提升缺乏经验的ESD培训者操作技能方面的效果进行比较。选取了10名没有ESD操作经验的消化内镜医师，随机分为实验组（猪胃离体模型培训）和对照组（猪胃活体模型培训）。通过基于电化学传感器的黏膜损伤相关生物标志物检测原理，结合操作时间、切除速度和穿孔率等传统指标，从分子和操作层面全面评估了两组的培训效果。通过满意度评分分析模型的实用性，并使用卡方检验（chi-square test）和Mann-Whitney U检验（Mann-Whitney U test）进行了统计分析。结果显示，两组通过电化学传感器检测到的黏膜损伤相关生物标志物表达没有显著差异，且在模拟操作和真实患者操作中，两组培训者的各项性能指标也没有统计学差异。整块切除率和完全切除率均达到100%。离体模型对初学者的适用性评分更为优越。研究结论表明，猪胃离体ESD培训模型与活体模型培训具有相同的效果，能够有效提升缺乏经验的培训者的ESD操作技能。作为重要的医疗检测技术，电化学传感器可以为ESD培训效果的分子层面评估提供客观的定量证据。将其与离体培训模型结合，可以推动ESD培训向更精确的分子生物医学方向发展，为优化消化内镜培训系统提供新的技术思路。
引言
对于胃部的表浅肿瘤，内镜黏膜下剥离（ESD）已成为标准治疗方法[1]。进行胃ESD需要精细的操作和高水平的技术能力。此外，由于胃肠道的独特解剖结构以及病变位置的多样性，胃ESD需要采取多种方法，如精确控制器械、保持内镜适当位置以及根据病变情况细致控制胃内空气量[2]、[3]、[4]。因此，ESD培训者的学习曲线较长，需要高效的培训方法[5]、[6]。
传统上，ESD培训采用两种方式。首先是在有经验的内镜医师监督下对真实患者进行ESD操作。然而，培训过程中可能会产生伦理问题。ESD相关的并发症和较长的麻醉时间可能导致患者受伤并引发医疗纠纷。同时，病变位置多样，难以在短时间内进行足够的重复操作练习[7]、[8]。因此，培训效果可能会受到很大影响。其次是在体外和体内动物模型上进行ESD操作。但体内模型成本较高，需要麻醉，并可能造成污染；而体外模型无法模拟多样的病变位置和血流[9]、[10]。
电化学传感器是基于电化学反应原理的分析设备，可将生物分子识别事件转化为可量化的电信号。其核心组成部分包括分子识别元件、换能器和信号处理系统。在医疗检测领域，它们已被应用于早期疾病筛查、生物标志物检测和组织损伤监测等多个方面。在检测胃肠道黏膜损伤时，电化学传感器能够高度敏感地检测乳酸脱氢酶、基质金属蛋白酶和白细胞介素-6等特定生物标志物。通过电信号强度的变化，可以定量确定损伤程度和范围。与传统病理检测方法相比，电化学传感器具有实时、无创和原位检测的优势，能够实现胃肠道黏膜损伤的早期预警。内镜黏膜下剥离（ESD）是治疗表浅胃肠道肿瘤的标准方法。操作过程中对黏膜的精确剥离和损伤控制直接影响治疗效果。电化学传感器对黏膜损伤生物标志物的实时监测能力，可以为评估ESD操作的标准化和减少术中并发症提供重要技术支持。同时，在ESD培训系统中引入电化学传感器检测技术，能够定量检测培训者在模拟训练中造成的黏膜微损伤，为操作技能的评估提供客观、量化的分子生物医学指标，弥补了传统培训方法仅依赖形态学观察的局限性。传统的ESD培训模型存在伦理争议、成本高昂以及难以模拟复杂临床场景的问题。将电化学传感器与新的体外培训模型结合，不仅可以通过生物标志物检测实现培训过程中黏膜损伤的实时监测，还为培训效果的定量评估提供科学依据，推动ESD培训模型向分子生物医学整合方向发展，对缩短培训者的学习曲线和提高ESD操作的准确性与安全性具有重大实际意义。
我们开发了一种新的猪胃离体培训模型，可以在胃的多个位置模拟ESD操作。ESD培训者可以低成本自由进行ESD程序。然而，该模型对培训者的实际价值仍有待验证。在本研究中，测量了使用该模型的培训者的表现，并将其与使用猪胃活体模型培训的培训者的表现进行了比较。
研究设计
临床试验编号：不适用。本研究共有5名缺乏经验的ESD培训者参与。他们被随机分为对照组（n=5，猪胃活体）和实验组（n=5，猪胃离体）。缺乏经验的ESD培训者是指之前从未进行过ESD操作的内镜医师。完成培训计划前需要经历三个步骤。
在第一阶段，培训者应观察大约25例胃ESD病例。之后，培训者……
培训者的经验
共有10名ESD培训者参与了该计划。他们都完成了3000例以上的内镜检查。他们被随机分为对照组（n=5）和实验组（n=5）。所有培训者之前均未进行过胃ESD操作。两组在食管胃十二指肠镜检查数量和工作年限方面没有差异（表1）。
培训者的培训经验和表现（第二阶段）见图3。
培训者的表现
第一阶段
讨论
本研究描述了一种可以在体外复制胃部多个位置ESD操作的培训模型。该模型使用猪胃离体组织构建。两组培训者在真实患者身上的表现相似。因此，研究表明新开发的模型能够以更低的成本、更高的便利性和相同的培训效果模拟真实的猪胃。
电化学传感器的持续发展和技术创新……
结论
电化学传感器在检测胃肠道黏膜损伤生物标志物和评估ESD培训效果方面展现了显著的技术优势和应用价值。将其与猪胃离体ESD培训模型结合，推动了ESD培训系统向更精确和综合的分子生物医学研究方向发展。通过定量检测与黏膜损伤相关的生物标志物……
CRediT作者贡献声明
夏阳：撰写——初稿撰写，资金获取。林胜利：验证，监督。王贵军：数据可视化，方法学设计。梅英：撰写——审稿与编辑，验证。龚瑶瑶：方法学设计，数据管理。方希国：撰写——审稿与编辑，数据管理。李全林：撰写——初稿撰写，数据分析。周平红：数据可视化，调查。
伦理审批和参与同意
本研究获得了复旦大学中山医院伦理委员会的批准（批准编号：ZSEAA 2021101001），并符合赫尔辛基宣言的要求。所有参与者均签署了知情同意书。
资助
本研究得到了山东省自然科学基金（编号：ZR2021MH139）的支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。
