《Perioperative Care and Operating Room Management》：3D printing for difficult airway management: A systematic review of realism, cost-effectiveness, and clinical relevance
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系统回顾分析2010-2025年文献，探讨3D打印在气道管理模拟训练中的应用。结果显示，3D打印模型在解剖学真实性和教育效果上优于传统方法，提升学习者信心和技能，成本效益显著。但存在材料限制和标准化不足问题，需进一步研究。
拉维·亚达夫（Ravi Yadav）| 德巴斯里塔·巴纳吉（Debasrita Banerjee）
印度锡金邦辛格坦（Singtam）Medhavi Skills大学健康科学与技术学院麻醉学系
摘要
背景
麻醉医师、重症监护医师和急诊医生必须有效管理气道。由于模拟的真实性不足和接触机会有限，针对罕见且具有挑战性的气道情况的培训仍然受到限制。一种创新的解决方案是三维（3D）打印技术，它能够创建解剖结构精确、针对患者的气道模型，用于基于模拟的学习。
技术
根据PRISMA指南进行了系统评价。在2010年至2025年间，使用“3D打印”、“困难气道”和“模拟培训”等关键词在PubMed、Scopus和Web of Science中进行了搜索。符合条件研究报道了3D打印气道应用的成本效益、真实感或教育效果。
结果
共有14项研究被纳入评估（总学习者人数n = 547人，每项研究的学习者人数在12至102人之间）。3D打印技术始终与更高的解剖真实感相关联，尤其是在用于创建罕见异常情况时。教育研究表明，与常规人体模型和尸体模型相比，使用3D打印模型可以提高学习者的满意度、操作信心和技能转移。成本分析显示，与高保真模拟器相比，3D打印模型具有显著的成本优势。然而，也存在一些问题，如产品寿命有限、材料性能不均匀以及缺乏标准化的验证方法。
结论
因此，3D打印技术提供了真实感、定制化和成本优势，增强了其在困难气道培训中的应用潜力。尽管初步结果令人鼓舞，但广泛采用该技术仍需要多中心验证和标准化的评估方法。
引言
麻醉学、急诊医学和重症监护都依赖于气道管理，包括环甲切开术、气管切开术和气管插管等技术。尽管气道设备和协议有所进步，但插管失败或困难仍然是全球范围内导致发病率和死亡率的主要原因[1]。在择期手术患者中，1-4%会出现意外困难气道情况，在急诊室中这一比例高达10%[2,3]。儿童患者以及具有先天性或后天性气道异常的患者并发症发生率更高[4]。有效的培训策略对于使临床医生能够应对罕见和复杂的气道情况至关重要，因为气道失败可能导致低氧血症和心脏骤停，进而引发长期神经系统损伤。
气道管理技能发展的一个重要支柱是基于模拟的教育。传统上，使用尸体模型和高保真人体模型在无风险的环境中进行重复练习，以提高技术熟练度和压力下的决策能力[5]。然而，许多因素限制了这些传统方法的应用。尽管这些模型被广泛使用，但商业人体模型往往无法完全捕捉到气道的全部解剖变异，例如先天性畸形、术后变化或肿瘤引起的变形[6]。尽管尸体模型在解剖学上非常准确，但其成本高昂、需要专门设施，以及后勤和伦理问题限制了其频繁或广泛的使用[7]。这些限制使得受训者更难以练习在紧急情况下可能遇到的罕见气道异常。
三维（3D）打印技术为解决这些问题提供了可能，利用计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI）等成像技术可以创建针对患者的个性化气道模型[8]。这些模型能够准确描绘气道直径、曲率和病理阻塞等复杂解剖结构。为每位患者定制气道模型可以模拟临床实践中不常见的情况，让学生在安全的环境中接触低频高风险的场景[8]。为了进一步提高操作培训的效果，除了视觉识别外，还可以使用多种材料组合（弹性树脂、硅胶、热塑性聚氨酯）制造3D打印气道模型，以模拟类似组织的触觉反馈和解剖精度。虽然这些材料提供了真实的触觉体验，但它们仍未达到与生物组织的完全等同；目前的材料硬度仍远高于生物软组织（100-10,000倍），并且缺乏粘弹性和细胞反应性等复杂生物特性。尽管存在这些限制，3D打印模型可在多次培训中使用，并且成本远低于高保真商业人体模型[9,10]。
越来越多的研究，包括观察性研究、初步试验和叙述性报告，支持在气道教育中使用3D打印技术。这些模型似乎可以提高学习者的信心、操作能力以及应对困难气道的准备程度[11,12]。此外，3D打印模拟器比高保真人体模型更经济实惠，这在资源有限和传统模拟基础设施不足的环境中具有优势[13]。尽管如此，目前仍缺乏关于3D打印在教育课程中应用的标准指南，模型设计、所用材料和评估方法也存在显著差异。
需要总结现有数据，以综合当前证据并指导临床教育工作者。本文旨在从三个主要方面对相关文献进行系统评价：
(1)3D打印气道模型的解剖真实感和保真度
(2)在基于模拟的教育中的成本效益和可行性
(3)教育成果和学习者体验
通过结合这些结果，本综述旨在指导临床教育工作者使用3D打印气道模拟器，为未来的研究提供方向，并最终促进更安全、更高效的气道管理培训。
尽管3D打印技术在气道教育方面具有潜力，但直接比较患者特定模型与商业模拟器的研究仍较少。由于大多数现有研究的样本量小、设计多样、结果短期以及缺乏标准化验证，关于其长期有效性、可扩展性和临床影响仍存在不确定性。
方法
本叙述性系统评价遵循了PRISMA（系统评价和荟萃分析的优先报告项目）指南[14]。评价重点关注解剖真实感、教育成果和成本效益，旨在汇总有关3D打印技术在困难气道管理培训中应用的最新研究。
结果与评价
共有14项研究符合纳入标准，参与者总数约为547人（每项研究的学习者人数在12至102人之间）。这些研究涉及麻醉学、耳鼻喉科和急诊医学领域，参与者包括医学生和专科临床医生。大多数研究为观察性或初步试验；随机对照试验较少（表1和图1）。
研究结果从三个主要方面进行了综合分析
结论
作为一种解剖学上真实、可定制且经济实惠的替代方案，三维打印技术已成为困难气道管理培训中的有前景的辅助工具。本综述提供的证据表明，3D打印模型使学习者能够接触难以复制的罕见和复杂的气道情况，同时提高他们的信心、操作技能和满意度。
未来方向
•随机对照试验（RCTs）：需要开展将3D打印模型与人体模型、尸体模型和虚拟模拟平台进行直接比较的有效性研究。
•标准化：制定统一的评估标准和工具，以评估成本效益、教育影响和解剖真实度。
•材料创新：研究先进的生物相容性和多材料打印技术，以提高触觉真实感和耐用性
资金声明
本研究未获得公共、商业或非营利部门的任何特定资助。
知情同意声明
由于本研究使用的是模拟模型，无需获取书面知情同意。数据可用性声明
本研究生成和分析的数据可应要求向相应作者索取。CRediT作者贡献声明
拉维·亚达夫（Ravi Yadav）：概念构思、数据整理、项目管理、初稿撰写、监督。德巴斯里塔·巴纳吉（Debasrita Banerjee）：修订与编辑、正式分析、资源协调、方法论制定。利益冲突声明
声明作者与本手稿内容无关的财务或个人关系，不存在可能影响或偏倚内容的利益冲突。致谢
作者感谢锡金邦辛格坦Medhai Skills大学手术室和麻醉技术系的工作人员和学生的支持。
