Čini se da su trodimenzionalni tiskani anatomski modeli (3DPAMS) prikladan alat zbog njihove obrazovne vrijednosti i izvedivosti. Svrha ovog pregleda je opisati i analizirati metode koje se koriste za stvaranje 3DPAM -a za podučavanje ljudske anatomije i za procjenu njegovog pedagoškog doprinosa.
Elektronička pretraga provedena je u PubMedu koristeći sljedeće izraze: obrazovanje, školu, učenje, podučavanje, obuka, podučavanje, obrazovanje, trodimenzionalni, 3D, trodimenzionalni, tisak, tisak, tiskanje, anatomija, anatomija i anatomija i anatomija . . Nalazi su uključivali karakteristike studije, dizajn modela, morfološku procjenu, obrazovne performanse, snage i slabosti.
Među 68 odabranih članaka, najveći broj studija usredotočio se na kranijalnu regiju (33 članka); 51 članci spominju tisak kosti. U 47 članaka, 3DPAM je razvijen na temelju računalne tomografije. Navedeno je pet procesa ispisa. Plastika i njihovi derivati korišteni su u 48 studija. Svaki se dizajn kreće u cijeni od 1,25 do 2800 dolara. Trideset sedam studija uspoređivalo je 3DPAM s referentnim modelima. Trideset tri članka ispitala je obrazovne aktivnosti. Glavne prednosti su vizualna i taktilna kvaliteta, učinkovitost učenja, ponovljivost, prilagodljivost i okretnost, ušteda vremena, integracija funkcionalne anatomije, bolje sposobnosti mentalne rotacije, zadržavanje znanja i zadovoljstvo učitelja/učenika. Glavni nedostaci povezani su s dizajnom: dosljednost, nedostatak detalja ili prozirnost, boje koje su previše svijetle, duge vrijeme ispisa i visoki troškovi.
Ovaj sustavni pregled pokazuje da je 3DPAM isplativ i učinkovit za podučavanje anatomije. Realniji modeli zahtijevaju upotrebu skupljih tehnologija 3D ispisa i duljeg vremena dizajna, što će značajno povećati ukupne troškove. Ključ je odabir odgovarajuće metode snimanja. S pedagoškog stajališta, 3DPAM je učinkovit alat za podučavanje anatomije, s pozitivnim utjecajem na ishode učenja i zadovoljstvo. Nastavni učinak 3DPAM -a je najbolji kada reproducira složene anatomske regije i studenti ga koriste rano u svom medicinskom usavršavanju.
Disekcija životinjskih leševa provedena je od drevne Grčke i jedna je od glavnih metoda podučavanja anatomije. Kadaverične disekcije provedene tijekom praktične obuke koriste se u teorijskom nastavnom planu i programu studenata sveučilišnih medicina i trenutno se smatraju zlatnim standardnim standatom za proučavanje anatomije [1,2,3,4,5]. Međutim, postoje mnoge prepreke za upotrebu ljudskih kadaverskih uzoraka, što potiče potragu za novim alatima za obuku [6, 7]. Neki od ovih novih alata uključuju proširenu stvarnost, digitalne alate i 3D ispis. Prema nedavnom pregledu literature Santos i sur. [8] U smislu vrijednosti ovih novih tehnologija za podučavanje anatomije, čini se da je 3D ispis jedan od najvažnijih resursa, kako u smislu obrazovne vrijednosti za studente, tako i u pogledu izvedivosti provedbe [4,9,10] .
3D ispis nije novo. Prvi patenti koji se odnose na ovu tehnologiju datiraju iz 1984. godine: Le Méhauté, O de Witte i JC André u Francuskoj, a tri tjedna kasnije C Hull u SAD -u. Od tada se tehnologija nastavila razvijati i njegova se upotreba proširila na mnoga područja. Na primjer, NASA je tiskala prvi objekt izvan Zemlje u 2014. [11]. Medicinsko polje je također usvojilo ovaj novi alat, povećavajući tako želju za razvojem personalizirane medicine [12].
Mnogi su autori pokazali prednosti korištenja 3D tiskanih anatomskih modela (3DPAM) u medicinskom obrazovanju [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Prilikom podučavanja ljudske anatomije, potrebni su ne-patološki i anatomski normalni modeli. Neki su pregledi ispitali modele patoloških ili medicinskih/kirurških treninga [8, 20, 21]. Da bismo razvili hibridni model podučavanja ljudske anatomije koji uključuje nove alate kao što je 3D ispis, proveli smo sustavni pregled kako bismo opisali i analizirali kako se stvaraju 3D tiskani objekti za podučavanje ljudske anatomije i kako studenti procjenjuju učinkovitost učenja koristeći ove 3D objekti.
Ovaj sustavni pregled literature proveden je u lipnju 2022. koristeći PRISMA (preferirane stavke za izvještavanje za sustavne preglede i metaanalize) bez vremenskih ograničenja [22].
Kriteriji za uključivanje bili su svi istraživački radovi koji su koristili 3DPAM u podučavanju/učenju anatomije. Pregledi literature, pisma ili članci usredotočeni na patološke modele, životinjske modele, arheološke modele i modeli medicinskog/kirurškog treninga bili su isključeni. Odabrani su samo članci objavljeni na engleskom jeziku. Članci bez dostupnih internetskih sažetaka bili su isključeni. Uključeni su članci koji su uključivali više modela, od kojih je barem jedan bio anatomski normalan ili su imali manju patologiju koja nije utjecala na nastavnu vrijednost.
Pretraživanje literature provedeno je u elektroničkoj bazi podataka PubMed (Nacionalna biblioteka medicine, NCBI) kako bi se identificirali relevantne studije objavljene do lipnja 2022. godine. Koristite sljedeće izraze pretraživanja: obrazovanje, školu, podučavanje, učenje, učenje, učenje, obrazovanje, tri- Dimenzionalno, 3D, 3D, tisak, tisak, tisak, anatomija, anatomija, anatomija i anatomija. Izvršen je jedan upit: (((obrazovanje [naslov/sažetak] ili škola [naslov/sažetak] orlearning [naslov/sažetak] ili podučavanje [naslov/sažetak] ili obuka [naslov/sažetak] oreach [naslov/sažetak]] ili Obrazovanje [naslov/sažetak]) i (tri dimenzije [naslov] ili 3D [naslov] ili 3d [naslov])) i (tint [naslov] ili tisak [naslov] ili tisak [naslov])) i (Anatomija) [naslov ]]/Abstract] ili anatomija [naslov/sažetak] ili anatomija [naslov/sažetak] ili anatomija [naslov/sažetak]). Dodatni članci identificirani su ručnim pretraživanjem baze podataka PubMed i pregledom referenci drugih znanstvenih članaka. Nisu primijenjena ograničenja datuma, ali korišten je filter "osoba".
Svi dohvaćeni naslovi i sažeci pregledali su kriterije za uključivanje i isključenje od strane dva autora (EBR i AL), a svaka studija koja ne ispunjava sve kriterije prihvatljivosti bila je isključena. Tri autora (EBR, EBR, EBR, EBR, EBR, EBR, EBR, EBR, EBR, EBE i AL). Kad je to potrebno, četvrta osoba (LT) riješila je neslaganja u odabiru članaka. Publikacije koje su ispunile sve kriterije za uključivanje bile su uključene u ovaj pregled.
Izdvajanje podataka obavila su neovisno dva autora (EBR i AL) pod nadzorom trećeg autora (LT).
- Podaci o dizajnu modela: anatomske regije, specifični anatomski dijelovi, početni model za 3D ispis, metodu stjecanja, softver za segmentaciju i modeliranje, vrstu 3D pisača, vrstu materijala i količina, skala ispisa, boja, trošak ispisa.
- Morfološka procjena modela: Modeli koji se koriste za usporedbu, medicinska procjena stručnjaka/nastavnika, broj evaluatora, vrsta procjene.
- Podučavanje 3D modela: Procjena znanja učenika, metoda ocjenjivanja, broj učenika, broj usporednih skupina, randomizacija studenata, obrazovanje/vrsta učenika.
418 studija identificirano je u Medlineu, a 139 članaka isključeno je "ljudski" filter. Nakon pregleda naslova i sažetaka, za čitanje cijelog teksta odabrane su 103 studije. 34 članka su isključena jer su bili ili patološki modeli (9 članaka), modeli medicinskog/kirurškog treninga (4 članka), životinjski modeli (4 članka), 3D radiološki modeli (1 članak) ili nisu bili originalni znanstveni članci (16 poglavlja). ). U pregled je uključeno ukupno 68 članaka. Slika 1 prikazuje postupak odabira kao tablica toka.
Grad toka sažeti identifikaciju, probir i uključivanje članaka u ovaj sustavni pregled
Sve su studije objavljene između 2014. i 2022. godine, s prosječnom godinom objave 2019. godine. Među 68 uključenih članaka, 33 (49%) studija bilo je opisno i eksperimentalno, 17 (25%) bilo je isključivo eksperimentalno, a 18 (26%) eksperimentalno. Čisto opisni. Od 50 (73%) eksperimentalnih studija, 21 (31%) koristio je randomizaciju. Samo 34 studije (50%) uključivalo je statističke analize. Tablica 1 sažima karakteristike svake studije.
33 članka (48%) ispitala je glavnu regiju, 19 članaka (28%) ispitala je torakalnu regiju, 17 članaka (25%) ispitalo je abdominopelvičku regiju, a 15 članaka (22%) je ispitalo ekstremitete. Pedeset i jedan članci (75%) spomenuli su 3D tiskane kosti kao anatomske modele ili višestruke anatomske modele.
Što se tiče izvornih modela ili datoteka koje se koriste za razvoj 3DPAM -a, 23 članka (34%) spomenula je uporabu podataka o pacijentima, 20 članaka (29%) spomenulo je uporabu kadaveričnih podataka, a 17 članaka (25%) spomenuli su uporabu baza podataka. Upotreba i 7 studija (10%) nisu otkrili izvor korištenih dokumenata.
47 studija (69%) razvijeno je 3DPAM na temelju računalne tomografije, a 3 studije (4%) izvijestile su o korištenju MicroCT -a. 7 članaka (10%) projiciralo je 3D objekate pomoću optičkih skenera, 4 članka (6%) koristeći MRI i 1 članak (1%) koristeći kamere i mikroskope. 14 Članci (21%) nisu spomenuli izvor izvorne datoteke dizajna 3D modela. 3D datoteke su stvorene s prosječnom prostornom razlučivošću manjom od 0,5 mm. Optimalna rezolucija je 30 µM [80], a maksimalna razlučivost je 1,5 mm [32].
Korišteno je šezdeset različitih softverskih aplikacija (segmentacija, modeliranje, dizajn ili ispis). Mimics (Materialize, Leuven, Belgija) najčešće se koristio (14 studija, 21%), a slijedi Meshmixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 studija, 19%), Geomagic (3D System, MO, Leesville) . (10 studija, 15%), 3D Slicer (Slicer Developer Training, Boston, MA) (9 studija, 13%), Blender (Blender Foundation, Amsterdam, Nizozemska) (8 studija, 12%) i CURA (Geldemarsen, Nizozemska) (7 studija, 10%).
Spominje se šezdeset i sedam različitih modela pisača i pet procesa ispisa. FDM (spojena modeliranje taloženja) korištena je u 26 proizvoda (38%), eksploziji materijala u 13 proizvoda (19%) i konačno eksploziji veziva (11 proizvoda, 16%). Najmanje korištene tehnologije su stereolitografija (SLA) (5 članaka, 7%) i selektivno lasersko sintering (SLS) (4 članka, 6%). Najčešće korišteni pisač (7 članaka, 10%) je Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Izrael) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Prilikom određivanja materijala koji se koriste za izradu 3DPAM -a (51 članaka, 75%), 48 studija (71%) koristilo je plastiku i njihove derivate. Glavni korišteni materijali bili su PLA (polilaktična kiselina) (n = 20, 29%), smola (n = 9, 13%) i ABS (stiren akrilonitril butadien) (7 vrsta, 10%). 23 članka (34%) ispitana 3DPAM izrađena od više materijala, 36 članaka (53%) predstavljeno 3DPAM izrađen od samo jednog materijala, a 9 članaka (13%) nije odredilo materijal.
Dvadeset i devet članaka (43%) izvijestilo je o omjerima ispisa u rasponu od 0,25: 1 do 2: 1, s prosjekom 1: 1. Dvadeset i pet članaka (37%) koristilo je omjer 1: 1. 28 3DPAM -a (41%) sastojalo se od više boja, a 9 (13%) obojano je nakon tiskanja [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Trideset i četiri članaka (50%) spomenula je troškove. 9 članaka (13%) spomenulo je troškove 3D pisača i sirovina. Pisači se kreću u rasponu od 302 do 65 000 USD. Kad je navedeno, model cijena kreće se od 1,25 do 2800 dolara; Ove krajnosti odgovaraju skeletnim uzorcima [47] i retroperitonealnim modelima visoke vjernosti [48]. Tablica 2 sažima podatke modela za svaku uključenu studiju.
Trideset i sedam studija (54%) uspoređivalo je 3DAPM s referentnim modelom. Među tim studijama, najčešći komparator bio je anatomski referentni model, koji se koristi u 14 članaka (38%), plastificiranim pripravcima u 6 članaka (16%) i plastičnim pripravcima u 6 članaka (16%). Upotreba virtualne stvarnosti, računalna tomografija snimanje jednog 3DPAM -a u 5 članaka (14%), još 3DPAM u 3 članka (8%), ozbiljnih igara u 1 članku (3%), Radiografima u 1 članku (3%), poslovnim modelima u 1 članak (3%) i povećana stvarnost u 1 članku (3%). Trideset i četiri (50%) studija procijenjeno je 3DPAM. Petnaest (48%) studija detaljnih iskustava ratera (tablica 3). 3DPAM su izveli kirurzi ili su prisustvovali liječnicima u 7 studija (47%), anatomskim stručnjacima u 6 studija (40%), studentima u 3 studije (20%), nastavnicima (disciplina nije navedena) u 3 studije (20%) za procjenu za procjenu i još jedan evaluator u članku (7%). Prosječni broj evaluatora je 14 (minimalno 2, maksimalno 30). Trideset tri studije (49%) kvalitativno je procijenilo morfologiju 3DPAM-a, a 10 studija (15%) kvantitativno je procijenilo morfologiju 3DPAM-a. Od 33 studije koje su koristile kvalitativne procjene, 16 koristila je čisto opisne procjene (48%), 9 korištenih testova/ocjene/ankete (27%), a 8 koristi Likertove ljestvice (24%). Tablica 3 sažima morfološke procjene modela u svakoj uključenoj studiji.
Trideset tri (48%) članaka ispitala je i uspoređivala učinkovitost podučavanja 3DPAM-a sa studentima. Od ovih studija, 23 (70%) članaka procijenilo je zadovoljstvo učenika, 17 (51%) koristio je Likertove ljestvice, a 6 (18%) koristili su druge metode. Dvadeset i dva članka (67%) procijenilo je učenje učenika testiranjem znanja, od kojih je 10 (30%) koristilo preteste i/ili posttestove. Jedanaest studija (33%) koristilo je pitanja i testove s više izbora za procjenu znanja učenika, a pet studija (15%) koristilo je označavanje slike/anatomsku identifikaciju. U svakoj studiji sudjelovalo je prosječno 76 učenika (najmanje 8, maksimalno 319). Dvadeset i četiri studije (72%) imalo je kontrolnu skupinu, od kojih je 20 (60%) koristilo randomizaciju. Suprotno tome, jedna studija (3%) nasumično je dodijelila anatomske modele 10 različitih učenika. U prosjeku je uspoređeno 2,6 skupina (minimalno 2, maksimalno 10). Dvadeset i tri studije (70%) uključivalo je studente medicine, od kojih je 14 (42%) bili studenti prve godine medicine. Šest (18%) studija uključivalo je stanovnike, 4 (12%) stomatološkog studenta i 3 (9%) studenta znanosti. Šest studija (18%) implementiralo je i procijenilo autonomno učenje pomoću 3DPAM -a. Tablica 4 sažima rezultate procjene učinkovitosti poučavanja 3DPAM -a za svaku uključenu studiju.
Glavne prednosti korištenja 3DPAM -a kao nastavnog alata za podučavanje normalne ljudske anatomije koje su autori izvijestili su vizualne i taktilne karakteristike, uključujući realizam [55, 67], točnost [44, 50, 72, 85] i varijabilnost dosljednosti [34] . , 45, 48, 64], boja i transparentnost [28, 45], pouzdanost [24, 56, 73], obrazovni učinak [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], troškovi [ 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], obnovljivost [80], mogućnost poboljšanja ili personalizacije [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], Sposobnost manipuliranja studentima [30, 49], ušteda vremena nastavne osobe [61, 80], lakoća skladištenja [61], sposobnost integriranja funkcionalne anatomije ili stvaranja specifičnih struktura [51, 53], 67], Brzi dizajn modela Skeleton [81], Sposobnost zajedničkog stvaranja i korištenja kućnih modela [49, 60, 71], poboljšanih sposobnosti mentalne rotacije [23] i zadržavanja znanja [32], kao i kod učitelja [ 25, 63] i zadovoljstvo učenika [25, 63]. 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Glavni nedostaci povezani su s dizajnom: krutost [80], dosljednost [28, 62], nedostatak detalja ili prozirnost [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], previše svijetle boje [45]. i krhkost poda [71]. Ostali nedostaci uključuju gubitak informacija [30, 76], dugo vremena potreban za segmentaciju slike [36, 52, 57, 58, 74], vrijeme ispisa [57, 63, 66, 67], nedostatak anatomske varijabilnosti [25], i trošak. Visoko [48].
Ovaj sustavni pregled sažima 68 članaka objavljenih tijekom 9 godina i ističe interes znanstvene zajednice za 3DPAM kao alat za podučavanje normalne ljudske anatomije. Svaka anatomska regija proučavana je i 3D ispisana. Od ovih članaka, 37 članaka uspoređivalo je 3DPAM s drugim modelima, a 33 članka procijenilo je pedagošku relevantnost 3DPAM -a za studente.
S obzirom na razlike u dizajnu anatomskih studija 3D ispisa, nismo smatrali prikladnim provoditi metaanalizu. Metaanaliza objavljena 2020. godine uglavnom se usredotočila na anatomska testova znanja nakon treninga bez analize tehničkih i tehnoloških aspekata dizajna i proizvodnje 3DPAM-a [10].
Područje glave je najviše proučavano, vjerojatno zato što složenost njegove anatomije otežava studentima da prikažu ovu anatomsku regiju u trodimenzionalnom prostoru u usporedbi s udovima ili torzom. CT je daleko najčešće korišteni modalitet snimanja. Ova se tehnika široko koristi, posebno u medicinskim okruženjima, ali ima ograničenu prostornu rezoluciju i nizak kontrast mekog tkiva. Ova ograničenja čine CT skeniranje neprikladnim za segmentaciju i modeliranje živčanog sustava. S druge strane, računalna tomografija je prikladnija za segmentaciju/modeliranje koštanog tkiva; Kontrast kostiju/mekog tkiva pomaže dovršiti ove korake prije anatomskih modela 3D ispisa. S druge strane, MicroCT se smatra referentnom tehnologijom u smislu prostorne rezolucije u kostiju [70]. Optički skeneri ili MRI mogu se koristiti i za dobivanje slika. Veća razlučivost sprječava izglađivanje koštanih površina i čuva suptilnost anatomskih struktura [59]. Izbor modela također utječe na prostornu rezoluciju: na primjer, modeli plastilizacije imaju nižu rezoluciju [45]. Grafički dizajneri moraju stvoriti prilagođene 3D modele, koji povećavaju troškove (25 do 150 USD na sat) [43]. Dobivanje visokokvalitetnih .stl datoteka nije dovoljno za stvaranje visokokvalitetnih anatomskih modela. Potrebno je odrediti parametre ispisa, poput orijentacije anatomskog modela na tiskanoj ploči [29]. Neki autori sugeriraju da se napredne tehnologije tiskanja poput SLS -a trebaju koristiti kad god je to moguće kako bi se poboljšala točnost 3DPAM -a [38]. Proizvodnja 3DPAM -a zahtijeva profesionalnu pomoć; Najtraženiji stručnjaci su inženjeri [72], radiolozi, [75], grafički dizajneri [43] i anatomisti [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Softver za segmentaciju i modeliranje važni su čimbenici u dobivanju točnih anatomskih modela, ali troškovi ovih softverskih paketa i njihova složenost ometaju njihovu upotrebu. Nekoliko studija uspoređivalo je upotrebu različitih softverskih paketa i tehnologija tiskanja, ističući prednosti i nedostatke svake tehnologije [68]. Pored modeliranja softvera, potrebno je i za ispis softvera kompatibilan s odabranim pisačem; Neki autori radije koriste internetski 3D ispis [75]. Ako se tiska dovoljno 3D objekata, ulaganje može dovesti do financijskih povrata [72].
Plastika je daleko najčešće korišteni materijal. Njegov širok raspon tekstura i boja čini ga materijalom izbora za 3DPAM. Neki su autori pohvalili njegovu visoku snagu u usporedbi s tradicionalnim kadaveričnim ili pozlaćenim modelima [24, 56, 73]. Neke plastike čak imaju i svojstva savijanja ili istezanja. Na primjer, filaflex s FDM tehnologijom može se protezati do 700%. Neki autori smatraju to materijalom izbora za replikaciju mišića, tetive i ligamenta [63]. S druge strane, dvije su studije postavile pitanja o orijentaciji na vlakna tijekom tiskanja. U stvari, orijentacija mišićnih vlakana, umetanje, inervacija i funkcija kritični su u modeliranju mišića [33].
Iznenađujuće, malo studija spominje razmjere tiskanja. Budući da mnogi ljudi smatraju da je omjer 1: 1 standardni, autor ga je možda odlučio da ga ne spominje. Iako je povećanje korisno za usmjereno učenje u velikim skupinama, izvedivost skaliranja još nije dobro istražena, pogotovo s rastućim veličinama klase, a fizička veličina modela važan faktor. Naravno, vaga pune veličine olakšava lociranje i komuniciranje različitih anatomskih elemenata pacijentu, što može objasniti zašto se često koriste.
Od mnogih pisača dostupnih na tržištu, oni koji koriste tehnologiju PolyJet (materijal inkjet ili vezivni inkjet) za pružanje boje visoke razlučivosti i multi-materijalnog (i samim tim multi-tekstura) trošak tiska između 20 000 i 250 000 USD (https:/ /www.aniwaa.com/). Ovaj visoki trošak može ograničiti promociju 3DPAM -a u medicinskim školama. Pored troškova pisača, troškovi materijala potrebnih za tintni ispis veći su nego za SLA ili FDM pisače [68]. Cijene za SLA ili FDM pisače također su pristupačnije, u rasponu od 576 do 4.999 eura u člancima navedenim u ovom pregledu. Prema Tripodi i kolegama, svaki skeletni dio može se ispisati za 1,25 USD [47]. Jedanaest studija zaključilo je da je 3D ispis jeftiniji od plastilizacije ili komercijalnih modela [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Nadalje, ovi komercijalni modeli dizajnirani su tako da pružaju informacije o pacijentima bez dovoljno detalja za podučavanje anatomije [80]. Ovi komercijalni modeli smatraju se inferiornim od 3DPAM -a [44]. Vrijedno je napomenuti da je, pored korištene tehnologije ispisa, konačni trošak proporcionalan skali, a samim tim i konačna veličina 3DPAM -a [48]. Iz tih razloga preferira se skala pune veličine [37].
Samo je jedna studija uspoređivala 3DPAM s komercijalno dostupnim anatomskim modelima [72]. Kadaverski uzorci su najčešće korišteni komparator za 3DPAM. Unatoč njihovim ograničenjima, kadaverični modeli ostaju dragocjeno sredstvo za podučavanje anatomije. Mora se razlikovati između obdukcije, disekcije i suhe kosti. Na temelju testova treninga, dvije su studije pokazale da je 3DPAM značajno učinkovitiji od plastinirane disekcije [16, 27]. Jedna studija uspoređivala je jedan sat treninga koristeći 3DPAM (donji ekstremitet) s jednim satom disekcije iste anatomske regije [78]. Nije bilo značajnih razlika između dviju nastavnih metoda. Vjerojatno je malo istraživanja o ovoj temi jer je takve usporedbe teško napraviti. Disekcija je dugotrajna priprema za studente. Ponekad su potrebni deseci sati pripreme, ovisno o tome što se priprema. Treća usporedba može se napraviti sa suhim kostima. Studija TSAI -ja i Smitha otkrila je da su rezultati ispitivanja znatno bolji u skupini koristeći 3DPAM [51, 63]. Chen i kolege primijetili su da su studenti koji su koristili 3D modele bolje postigli identifikaciju struktura (lubanje), ali nije bilo razlike u MCQ rezultatima [69]. Konačno, Tanner i kolege pokazali su bolje rezultate nakon ispitivanja u ovoj skupini koristeći 3DPAM pterygopalatine fossa [46]. U ovom su pregledu literature identificirani ostali novi alati za nastavu. Najčešća među njima su proširena stvarnost, virtualna stvarnost i ozbiljne igre [43]. Prema mahrous i kolegama, sklonost anatomskim modelima ovisi o broju sati da studenti igraju videoigre [31]. S druge strane, glavni nedostatak novih alata za nastavu anatomije su haptičke povratne informacije, posebno za čisto virtualne alate [48].
Većina studija koje procjenjuju novi 3DPAM koristila je preteste znanja. Ovi pretesti pomažu u izbjegavanju pristranosti u procjeni. Neki autori, prije provođenja eksperimentalnih studija, isključuju sve studente koji su postigli prosjek na preliminarnom testu [40]. Među pristranostima koje su spomenuli Garas i kolege bili su boja modela i odabir volontera u razredu učenika [61]. Bojenje olakšava identifikaciju anatomskih struktura. Chen i kolege uspostavili su stroge eksperimentalne uvjete bez početnih razlika između skupina i studija je zaslijepljena u maksimalnoj mjeri [69]. LIM i kolege preporučuju da procjena nakon ispitivanja završi treća strana kako bi se izbjegla pristranost u procjeni [16]. Neke su studije koristile Likertove ljestvice za procjenu izvedivosti 3DPAM -a. Ovaj je instrument prikladan za procjenu zadovoljstva, ali još uvijek postoje važne pristranosti koje treba biti svjesna [86].
Obrazovna relevantnost 3DPAM-a prvenstveno je procijenjena među studentima medicine, uključujući studente prve godine, u 14 od 33 studije. U svojoj pilot studiji, Wilk i njegovi kolege izvijestili su da studenti medicine vjeruju da 3D ispis treba biti uključen u njihovo učenje anatomije [87]. 87% učenika anketiranih u studiji Cercenelli vjerovalo je da je druga godina studija najbolje vrijeme za korištenje 3DPAM -a [84]. Rezultati Tannera i kolega također su pokazali da su studenti bolje imali ako nikada nisu proučavali polje [46]. Ovi podaci sugeriraju da je prva godina medicinskog fakulteta optimalno vrijeme za uključivanje 3DPAM -a u nastavu o anatomiji. Ye-ova metaanaliza podržala je ovu ideju [18]. U 27 članaka koji su uključeni u studiju postojale su značajne razlike u uspješnosti 3DPAM -a u usporedbi s tradicionalnim modelima kod studenata medicine, ali ne i kod stanovnika.
3DPAM kao alat za učenje poboljšava akademska postignuća [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], dugoročno zadržavanje znanja [32], i zadovoljstvo studenata [25, 45, 46, 52, 57, 63 , 66]. , 69, 84]. Ploče stručnjaka također su smatrali da su ovi modeli korisni [37, 42, 49, 81, 82], a dvije studije otkrile su zadovoljstvo učitelja s 3DPAM -om [25, 63]. Od svih izvora, backhouse i kolege smatraju da je 3D ispis najbolja alternativa tradicionalnim anatomskim modelima [49]. U svojoj prvoj metaanalizi, YE i kolege potvrdili su da su studenti koji su dobili 3DPAM upute imali bolje rezultate nakon ispitivanja od učenika koji su dobili upute za 2D ili kadaver [10]. Međutim, oni su diferencirali 3DPAM ne složeno, već jednostavno srčanim, živčanim sustavom i trbušnom šupljinom. U sedam studija 3DPAM nije nadmašio druge modele na temelju testova znanja koji su primijenjeni studentima [32, 66, 69, 77, 78, 84]. U svojoj metaanalizi, Salazar i kolege zaključili su da upotreba 3DPAM-a posebno poboljšava razumijevanje složene anatomije [17]. Ovaj je koncept u skladu s Hitasovim pismom uredniku [88]. Neka anatomska područja koja se smatraju manje složenim ne zahtijevaju uporabu 3DPAM -a, dok bi složenija anatomska područja (poput vrata ili živčanog sustava) bila logičan izbor za 3DPAM. Ovaj koncept može objasniti zašto se neki 3DPAM -ovi ne smatraju superiornim od tradicionalnih modela, pogotovo kada studentima nedostaje znanje u domeni u kojoj se utvrdi da je izvedba modela superiorna. Stoga, predstavljanje jednostavnog modela studentima koji već imaju znanje o temi (studenti medicine ili stanovnici) nije korisno u poboljšanju učinka učenika.
Od svih navedenih obrazovnih prednosti, 11 studija naglasilo je vizualne ili taktilne kvalitete modela [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], a 3 studije su poboljšale snagu i trajnost (33 , 50 -52, 63, 79, 85, 86). Ostale prednosti su da studenti mogu manipulirati strukturama, nastavnici mogu uštedjeti vrijeme, lakše ih je sačuvati od trupaca, projekt se može završiti u roku od 24 sata, može se koristiti kao alat za školovanje u kući, a može se koristiti za podučavanje velikih količina informacija. grupe [30, 49, 60, 61, 80, 81]. Ponavljani 3D ispis za visoko volumen anatomijske nastave čini modele 3D ispisa isplativija [26]. Upotreba 3DPAM-a može poboljšati sposobnosti mentalne rotacije [23] i poboljšati interpretaciju slika poprečnog presjeka [23, 32]. Dvije studije otkrile su da su studenti izloženi 3DPAM -u vjerojatnije da će podvrgnuti operaciji [40, 74]. Metalni konektori mogu se ugraditi kako bi se stvorio pokret potreban za proučavanje funkcionalne anatomije [51, 53] ili se modeli mogu ispisati pomoću dizajna okidača [67].
3D ispis omogućuje stvaranje podesivih anatomskih modela poboljšavajući određene aspekte tijekom faze modeliranja, [48, 80] stvarajući prikladnu bazu, [59] kombinirajući više modela, [36] koristeći transparentnost, (49) boja, [45] ili čineći određene unutarnje strukture vidljivim [30]. Tripodi i kolege koristili su kiparsku glinu kako bi nadopunili svoje 3D tiskane modele kosti, naglašavajući vrijednost ko-stvorenih modela kao nastavnih alata [47]. U 9 studija primijenjena je boja nakon tiskanja [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], ali studenti su je primijenili samo jednom [49]. Nažalost, studija nije procijenila kvalitetu treninga modela ili redoslijed treninga. To bi trebalo razmotriti u kontekstu obrazovanja o anatomiji, jer su dobro uspostavljene prednosti kombiniranog učenja i stvaranja [89]. Da bi se nosili s rastućom oglašavanjem, samoučenje se koristilo za procjenu modela [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Jedno je istraživanje zaključilo da je boja plastičnog materijala previše svijetla [45], druga studija zaključila je da je model previše krhki [71], a dvije druge studije ukazivale su na nedostatak anatomske varijabilnosti u dizajnu pojedinih modela [25, 45 ] . Sedam studija zaključilo je da anatomski detalj 3DPAM -a nije dovoljan [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Za detaljnije anatomske modele velikih i složenih regija, poput retroperitoneuma ili cervikalne regije, vrijeme segmentacije i modeliranja smatraju se vrlo dugim, a trošak je vrlo visok (oko 2000 USD) [27, 48]. Hojo i kolege izvijestili su u svojoj studiji da je stvaranje anatomskog modela zdjelice trajalo 40 sati [42]. Najduže vrijeme segmentacije bilo je 380 sati u studiji Weatherall -a i kolega, u kojoj je kombinirano više modela kako bi se stvorio kompletan model pedijatrijskog dišnog putova [36]. U devet studija, vrijeme segmentacije i ispisa smatrali su se nedostacima [36, 42, 57, 58, 74]. Međutim, 12 studija kritiziralo je fizička svojstva svojih modela, posebno njihovu dosljednost, [28, 62] nedostatak transparentnosti, [30] krhkosti i monokromatičnosti, [71] nedostatak mekog tkiva, [66] ili nedostatak detalja [28, 34]. , 45, 48, 62, 63, 81]. Ovi nedostaci mogu se prevladati povećanjem vremena segmentacije ili simulacije. Gubitak i dohvaćanje relevantnih podataka bio je problem s kojima se suočavaju tri tima [30, 74, 77]. Prema izvješćima o pacijentima, jodirana kontrastna sredstva nisu osigurala optimalnu vaskularne vidljivosti zbog ograničenja doze [74]. Čini se da je ubrizgavanje trunskog modela idealna metoda koja se odmiče od principa „što je manje moguće“ i ograničenja doze kontrastnog sredstva.
Nažalost, mnogi članci ne spominju neke ključne značajke 3DPAM -a. Manje od polovice članaka izričito je navelo je li njihov 3DPAM zatamnjen. Pokrivenost opsega tiska bila je nedosljedna (43% članaka), a samo 34% spomenulo je upotrebu više medija. Ovi parametri ispisa su kritični jer utječu na svojstva učenja 3DPAM -a. Većina članaka ne pruža dovoljno podataka o složenostima dobivanja 3DPAM -a (vrijeme dizajna, kvalifikacije za osoblje, troškovi softvera, troškovi ispisa itd.). Te su informacije kritične i treba ih uzeti u obzir prije nego što razmislite o pokretanju projekta za razvoj novog 3DPAM -a.
Ovaj sustavni pregled pokazuje da je dizajniranje i 3D ispis normalnih anatomskih modela izvedivo uz niske cijene, posebno kada se koristi FDM ili SLA pisači i jeftini jednobojni plastični materijali. Međutim, ovi osnovni dizajni mogu se poboljšati dodavanjem boje ili dodavanjem dizajna u različitim materijalima. Realniji modeli (ispisani pomoću više materijala različitih boja i tekstura za usko repliciranje taktilnih kvaliteta referentnog modela trupa) zahtijevaju skuplje tehnologije 3D ispisa i duže vrijeme dizajna. To će značajno povećati ukupne troškove. Bez obzira koji je postupak ispisa odabran, odabir odgovarajuće metode snimanja ključan je za uspjeh 3DPAM -a. Što je veća prostorna rezolucija, to je realniji model postaje i može se koristiti za napredna istraživanja. S pedagoškog stajališta, 3DPAM je učinkovit alat za podučavanje anatomije, o čemu svjedoče testovi znanja koji su primijenjeni studentima i njihovo zadovoljstvo. Nastavni učinak 3DPAM -a je najbolji kada reproducira složene anatomske regije i studenti ga koriste rano u svom medicinskom usavršavanju.
Skupovi podataka generirani i/ili analizirani u trenutnoj studiji nisu javno dostupni zbog jezičnih barijera, već su dostupni od odgovarajućeg autora na razumnu zahtjev.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. Pregled bruto anatomije, mikroanatomije, neurobiologije i tečaja embriologije u nastavnim programima američkog medicinskog fakulteta. Anat rec. 2002; 269 (2): 118-22.
Ghosh SK kadaverička disekcija kao obrazovni alat za anatomsku znanost u 21. stoljeću: Disekcija kao obrazovni alat. Analiza znanstvenog obrazovanja. 2017; 10 (3): 286–99.
Post Vrijeme: NOV-01-2023