Trodimenzionalni tiskani anatomski modeli (3DPams) su pogodan alat zbog svoje obrazovne vrijednosti i izvodljivosti. 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 pubmiku koristeći sljedeće uvjete: obrazovanje, školska, učenje, podučavanje, trening, podučavanje, obrazovanje, trodimenzionalni, 3D, trodimenzionalni, tisak, tisak, ispis, anatomiju, anatomiju, anatomiju i anatomiju . . Nalazi su uključivali studijske karakteristike, dizajn modela, morfološka procjena, obrazovne performanse, snage i slabosti.
Među 68 odabranih članaka, najveći broj studija usredotočenih na kranijalnu regiju (33 članka); 51 Članci Spominju štampanje kostiju. U 47 članaka, 3DPAM je razvijen na osnovu izračunatog tomografije. Navedeni su pet procesa štampanja. Plastika i njihovi derivati korišteni su u 48 studija. Svaki dizajn se kreće u rasponu od 1,25 do 2.800 dolara. Trideset sedam studija u usporedbi 3DPAM sa referentnim modelima. Trideset tri članka ispitala je obrazovne aktivnosti. Glavne prednosti su vizualni i taktilni kvalitet, učinkovitost učenja, ponovljivost, prilagodljivost i okretnost, ušteda vremena, integracija funkcionalne anatomije, bolje mentalne rotacije, zadržavanje znanja i zadovoljstvo učitelja / učenika. Glavni nedostaci povezani su sa dizajnom: konzistentnost, nedostatak detalja ili transparentnosti, boja koje su previše svijetle, dugačka vremena ispisa i visoki troškovi.
Ovaj sistematski pregled pokazuje da je 3DPAM isplativ i efikasan za nastavnu anatomiju. Realniji modeli zahtijevaju upotrebu skuplje tehnologije 3D ispisa i duže vrijeme dizajna, što će značajno povećati ukupni trošak. Ključ je odabrati odgovarajuću metodu slike. Sa pedagoškog stanovišta, 3DPAM je efikasno sredstvo za nastavu anatomiju, sa pozitivnim utjecajem na ishode i zadovoljstvo učenja. Nastavni učinak 3DPAM-a je najbolji kada reproducira složene anatomske regije i studente ga koriste rano u medicinskoj obuci.
Disekcija životinjskih leševa izvedena je od drevne Grčke i jedna je od glavnih metoda nastavne anatomije. Dedaverična disektivna provedena tokom praktične obuke koriste se u teorijskom kurikulumu studentskih studenata i trenutno se smatraju zlatnim standardom za proučavanje anatomije [1,2,3,4,5]. Međutim, postoje mnoge prepreke za upotrebu ljudskih kataveričnih uzoraka, potaknuti potragu za novim alatima za obuku [6, 7]. Neki od ovih novih alata uključuju povećanu stvarnost, digitalni alat i 3D štampanje. Prema nedavnom pregledu literature Santos i sur. [8] U pogledu vrijednosti ovih novih tehnologija za nastavu anatomiju, čini se da je 3D štampanje jedan od najvažnijih resursa, kako u pogledu obrazovne vrijednosti za studente i u smislu izvodljivosti implementacije [4,9,10] .
3D štampanje nije novo. Prvi patenti povezani sa ovom tehnologijom datuma iz 1984. godine: a le méhauté, o de de witte i JC André u Francuskoj i tri tjedna kasnije C Hull u SAD-u. Od tada se tehnologija nastavila razvijati i njegova upotreba proširila se na mnoga područja. Na primjer, NASA je u 2014. ispisala prvi objekt izvan zemlje [11]. Medicinsko polje je takođe usvojilo ovaj novi alat, čime se povećava želja za razvijanjem personalizovane medicine [12].
Mnogi su autori pokazali prednosti korištenja 3D štampanih anatomskih modela (3DPAM) u medicinskom obrazovanju [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Kada se podučava ljudski anatomiji, potrebni su ne patološki i anatomski normalni modeli. Neki pregledi su ispitivali patološke ili medicinske / hirurške modele obuke [8, 20, 21]. Da biste razvili hibridni model za nastavu ljudske anatomije koja uključuje nove alate, kao što su 3D štampanje, sproveli smo sistematski pregled za opisivanje i analizu kako se 3D štampani objekti kreiraju za nastavu ljudske anatomije i kako studenti ocjenjuju učinkovitost učenja koristeći ove 3D objekte.
Ova sustavna recenzija literature provedena je u junu 2022. godine bez vremenskih ograničenja pomoću Prisma (preferirani izvještajni predmeti za sistematske kritike i meta-analize) Smjernice [22].
Kriteriji za uključivanje bili su svi istraživački radovi koji koriste 3DPAM u anatomijskoj nastavi / učenjem. Književne kritike, pisma ili članci koji se fokusiraju na patološke modele, životinjske modele, arheološke modele i modele medicinske / hirurške obuke bili su isključeni. Odabrani su samo članci objavljeni na engleskom jeziku. Članci bez dostupnih mrežnih sažetaka su isključeni. Članci koji su uključivali više modela, od kojih je barem jedan bio anatomski normalan ili je imao manju patologiju koja ne utječe na nastavnu vrijednost.
Pretraživanje literature provedeno je u elektroničkoj bazi podataka (Nacionalna biblioteka medicine, NCBI) za identifikaciju relevantnih studija objavljenih do 2022. godine. Koristite sledeće pojmove za pretraživanje, učitelj, učenje, učenje, podučavanje, obrazovanje, tri- Dimenzionalna, 3D, 3D, štampa, tisak, štampa, anatomija, anatomija, anatomija i anatomija. Pogubljen je jedan upit: (((obrazovanje [naslov / sažetak] ili škola [naslov / apstrakt] ili učenje [naslov / sažetak] ili podučavanje [naslov / apstrakt] ili trening [naslov / sažetak] Oreie [naslov / sažetak]] ili Obrazovanje [naslov / sažetak]) i (tri dimenzije [naslov] ili 3D [naslov] ili 3D [naslov])) i (Ispis [Naslov] ili Ispis [Naslov] ili Ispis [Naslov])) i (anatomija) [Naslov ]] / Sažetak] ili anatomija [naslov / sažetak] ili anatomija [naslov / sažetak] ili anatomija [naslov / sažetak]). Dodatni članci identificirani su ručnim pretragom baza podataka PubMed i pregled referenci drugih naučnih članaka. Nisu primijenjene ograničenja datuma, ali korišten je filter "osoba".
Svi preuzeli titule i sažeci prikazani su protiv kriterija inkluzije i isključenja od strane dva autora (EBR i Al), a bilo kakvo istraživanje ne ispunjavaju sve kriterije prihvatljivosti nisu isključeni. Pune publikacije preostalih studija preuzete su i pregledane od strane tri autora (EBR, EBE i AL). Kada je potrebno, neslaganja u izboru članaka riješena je četvrtom osobom (LT). Publikacije koje su ispunili sve kriterije uključenosti uključene su u ovu pregledu.
Vađenje podataka izvedeno je samostalno dva autora (EBR i Al) pod nadzorom trećeg autora (LT).
- Podaci o dizajnu modela: Anatomske regije, specifični anatomski dijelovi, početni model za 3D štampanje, softver za sticanje, segmentacijski i modeliranje softvera, 3D štampač, vrsta materijala, cijeni tiska, boja, trošak za ispis.
- Morfološka procjena modela: modeli koji se koriste za usporedbu, medicinsku procjenu stručnjaka / nastavnika, broj evaluatora, vrstu procjene.
- Nastava 3D model: Procjena studentskog znanja, metode procjene, broj studenata, broja usporedbih grupa, randomizacija studenata, obrazovanja / vrstu učenika.
418 studija je identificirano u MedLidu, a 139 članaka je isključeno "ljudski" filter. Nakon pregleda naslova i sažetaka, odabrano je 103 studija za čitanje sa punim tekstom. 34 Članci su bili isključeni jer su bili ili patološki modeli (9 članaka), medicinski / hirurški modeli obuke (4 članaka), životinjski modeli (4 članaka), 3D radiološki modeli (1 članak) ili nisu bili originalni naučni članci (16 poglavlja). ). U ukupno 68 članaka bilo je uključeno u pregled. Slika 1 prikazuje postupak odabira kao protočni grafikon.
Grafikon toka sažetak identifikacije, skrininga i uključivanja članaka u ovaj sistematski pregled
Sve su studije objavljene između 2014. i 2022. godine, sa prosječnom objavom 2019. godine. Među 68 su uključenim člancima, 33 (49%) studija opisana i eksperimentalna, 17 (25%) je bila čisto eksperimentalna, a 18 (26%) eksperimentalni. Čisto opisni. Od 50 (73%) eksperimentalnih studija, 21 (31%) koristilo je randomizaciju. Samo 34 studija (50%) uključivale su statističke analize. Tabela 1 sažima karakteristike svakog studija.
33 Članci (48%) pregledali su glavnu regiju, 19 članaka (28%) pregledali su torakalnu regiju, 17 članaka (25%) pregledali su regiju Abdominopelvic, a 15 članaka (22%) ispitaju ekstremitete. Pedeset i jedan članke (75%) spomenuli su 3D štampane kosti kao anatomske modele ili multi-kriške anatomske modele.
Što se tiče izvornih modela ili datoteka koje se koriste za razvoj 3DPAM-a, 23 članaka (34%) spomenuli su upotrebu podataka o pacijentima, 20 članaka (29%) spomenulo je korištenje kataveričnih podataka, a 17 članaka (25%) spomenuto je korištenje baza podataka. korišćene su, a 7 studija (10%) nije otkrilo izvor koji se koriste dokumenti.
47 studija (69%) razvijeno je 3DPAM na osnovu računarske tomografije, a 3 studija (4%) prijavilo je upotrebu mikrokrata. 7 članaka (10%) predviđalo je 3D objekte koristeći optičke skenere, 4 članaka (6%) koristeći MRI i 1 članak (1%) koristeći kamere i mikroskope. 14 Članci (21%) nisu spomenuli izvor 3D datoteka iz dizajna modela. 3D datoteke su kreirane prosječnom prostornom rezolucijom manjim od 0,5 mm. Optimalna rezolucija je 30 μm [80], a maksimalna rezolucija je 1,5 mm [32].
Korištene su šezdeset različitih softverskih aplikacija (segmentacija, modeliranje, dizajn ili ispis). Mimics (materijaliziranje, leuven, Belgija) korištena je najčešće (14 studija, 21%), a slijedi Meshmixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 studija, 19%), Geomagic (3D sistem, MO, NC, Leesville) . (10 studija, 15%), 3D Slicer (Slicer Obuka za razvojne programere, Boston, MA) (9 studija, 13%), Blender (Blender Fondacija, Amsterdam, Holandija (8 studija) i Cura (Geldemarsen, Holandija) (7 studija, 10%).
Spominju se šezdeset i sedam različitih modela pisača i pet procesa tiska. FDM (modeliranje spojenih uloga) tehnologija korištena je u 26 proizvoda (38%), materijal za miniranje u 13 proizvoda (19%) i na kraju Binder eksplozija (11 proizvoda, 16%). Najmanje rabljene tehnologije su stereolitografija (SLA) (5 članaka, 7%) i selektivna laserska sinterija (SLS) (4 članaka, 6%). Najčešće korišteni pisač (7 članaka, 10%) je Connex 500 (Stratasciys, Rehotot, Izrael) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Prilikom određivanja materijala koji se koriste za izradu 3DPAM-a (51 članke, 75%), 48 studija (71%) rabljene plastike i njihove derivate. Glavni korišteni materijali bili su PLA (polilaktička kiselina) (n = 20, 29%), smola (n = 9, 13%) i ABS (ACRYLONITRILE BUTADIENE STYRENE) (7 vrsta, 10%). 23 Članci (34%) ispitali su 3DPam napravljene od više materijala, 36 članaka (53%) predstavljene su 3DPam napravljene od samo jednog materijala, a 9 članaka (13%) nije odredio materijal.
Dvadeset devet članaka (43%) prijavilo je omjere ispisa u rasponu od 0,25: 1 do 2: 1, sa prosjekom 1: 1. Dvadeset i pet članaka (37%) koristilo je omjer 1: 1. 28 3DPams (41%) sastojalo se od više boja, a 9 (13%) obojeno nakon štampanja [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Trideset četiri članka (50%) spomenute troškove. 9 Članci (13%) spomenuli su troškove 3D pisača i sirovina. Printeri raspone u cijeni od 302 do 65,000 USD. Kada je specificirano, cijene modela kreću se od 1,25 do 2.800 dolara; Ove krajnosti odgovaraju skeletnim uzorcima [47] i visoke vjernosti retroperitoneal modela [48]. Tablica 2 sažima podatke modela za svako uključeno istraživanje.
Trideset sedam studija (54%) uporedilo je 3Dapm na referentni model. Među tim studijama, najčešći komparator bio je anatomski referentni model, koji se koristi u 14 članaka (38%), plastirani preparati u 6 članaka (16%), plastirani preparati u 6 članaka (16%). Upotreba virtualne stvarnosti, izračunata tomografija imanje jedan 3DPAM u 5 članaka (14%), još jedan 3DPAM u 3 članaka (8%), ozbiljne igre u 1 članku (3%), radiografije u 1 članu (3%), poslovni modeli u 1 Članak (3%) i povećana stvarnost u 1 članu (3%). Trideset četiri (50%) studije ocijenilo je 3DPAM. Petnaest (48%) studija je detaljno opisano ratersera (Tabela 3). 3DPAM su izveli hirurzi ili prisustvovali ljekarima u 7 studija (47%), anatomskim stručnjacima u 6 studija (40%), studenti u 3 studije (20%), nastavnici (disciplina) u 3 studije (20%) za procjenu i još jedan evaluator u članku (7%). Prosječan broj evaluatora je 14 (najmanje 2, maksimalno 30). Trideset tri studije (49%) je ocijenilo 3dpam morfologiju kvalitativno, a 10 studija (15%) zamijenjeno je kvantitativno 3dpam morfologiju. Od 33 studije koje su koristile kvalitativne procjene, 16 korištene čisto opisne procjene (48%), 9 korištenih testova / ocjena / anketa (27%), te 8 korištenih likertnih vaga (24%). Tablica 3 sažima morfološke procjene modela u svakom uključenom studiju.
Trideset tri (48%) članaka ispitala je i uporedila učinkovitost nastave 3DPAM studentima. Od ovih studija, 23 (70%) članaka ocijenjeno zadovoljstvo studenata, 17 (51%) koristile su likertske vage, a 6 (18%) koristile su druge metode. Dvadeset dva članaka (67%) ocijenilo je učeništvo učenja kroz testiranje znanja, od kojih 10 (30%) koristile su pretest i / ili postteste. Jedanaest studija (33%) koristilo je pitanja i testove sa višestrukim izborom za procjenu znanja učenika i pet studija (15%) korišteno označavanje slike / anatomske identifikacije. U svakom istraživanju učestvovalo je prosječno 76 učenika (najmanje 8, maksimalno 319). Dvadeset i četiri studije (72%) imalo je kontrolnu grupu, od kojih 20 (60%) koristi randomizaciju. Suprotno tome, jedna studija (3%) nasumično dodijeli anatomske modele 10 različitih studenata. U prosjeku su upoređene 2,6 skupina (najmanje 2, maksimalno 10). Dvadeset i tri studija (70%) uključivalo je medicinske studente, od kojih su 14 (42%) bile studenti za prve godine. Šest (18%) studija uključivalo je stanovnike, 4 (12%) stomatološke studente i 3 (9%) studente nauke. Šest studija (18%) implementirano i ocijenjeno autonomno učenje koristeći 3DPAM. Tablica 4 sažima rezultate 3DPAM-a za učinkovitost učiteljstva za svako uključeno istraživanje.
Glavne prednosti koje su izvijestili autori za korištenje 3DPAM-a kao nastavnog alata za normalnu ljudsku anatomiju su vizuelne i taktilne karakteristike, uključujući realizam [55, 67], tačnost [44, 50, 72, 85] i varijabilnost konzistencije [34, 45 ]. , 48, 64], boja i transparentnost [28, 45], izdržljivost [24, 56, 73], obrazovni efekat [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], Trošak [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], reproduktivnost [80], Mogućnost poboljšanja ili personalizacije [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], mogućnost manipulacije studentima [30, 49], ušteda nastavnog vremena [61, 80], jednostavnost skladištenja [61], sposobnost integriranja funkcionalne anatomije ili stvaranje određenih konstrukcija [51, 53], 67] , brzi dizajn skeletnih modela [81], mogućnost suzbijanja modela i odvode ih kući [49, 60, 71], poboljšavaju sposobnosti mentalne rotacije [23] i zadržavanje znanja [32], kao i na učitelju [32], kao i na učitelju [32] 25, 63] i zadovoljstvo studenata [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Glavni nedostaci su povezani sa dizajnom: Rigity [80], konzistentnost [28, 62], nedostatak detalja ili transparentnosti [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], Boje suviše svijetle [45]. i krhkost poda [71]. Ostali nedostaci uključuju gubitak informacija [30, 76], dugo vremena potrebno za segmentaciju slike [36, 52, 57, 58, 74], vrijeme ispisa [57, 63, 66, 67], nedostatak anatomske varijabilnosti [25], i trošak. Visok [48].
Ovaj sistematski pregled sažima 68 članaka objavljenih u 9 godina i ističe interese naučne zajednice za 3DPAM kao alat za nastavu normalne ljudske anatomije. Svaka anatomska regija proučavana je i 3D tiskano. Od ovih članaka, 37 članaka u poređenju 3DPam s drugim modelima, a 33 članka ocijenilo je pedagošku relevantnost 3DPAM-a za studente.
S obzirom na razlike u dizajnu anatomske 3D studije štampanja, nismo smatrali prikladnim za provođenje meta-analize. Meta-analiza objavljena u 2020. godini uglavnom se fokusirala na anatomske testove znanja nakon obuke bez analize tehničkih i tehnoloških aspekata dizajna i proizvodnje 3DPAM-a [10].
Glavna regija je najčešće proučavana, vjerovatno zato što složenost njene anatomije čini da studentima učenici prikazuju ovu anatomsku regiju u trodimenzionalnom prostoru u odnosu na udove ili torzo. CT je daleko najčešće korišteni modalitet slike. Ova se tehnika široko koristi, posebno u medicinskim postavkama, ali ima ograničenu prostornu rezoluciju i niski meki kontrast tkiva. Ova ograničenja čine da CT skeniraju neprikladno za segmentaciju i modeliranje nervnog sistema. S druge strane, izračunata tomografija je bolja za segmentaciju / modeliranje kostiju tkiva; Kontrast kostiju / mekih tkiva pomaže u ispunjavanju ovih koraka prije 3D štampanja anatomskih modela. S druge strane, Microct se smatra referentnom tehnologijom u pogledu prostorne rezolucije u smanjenju kosti [70]. Optički skeneri ili MRI mogu se koristiti i za dobivanje slika. Veća rezolucija sprječava zaglađivanje kostiju i zadržava suptilnost anatomskih struktura [59]. Izbor modela utječe i na prostornu rezoluciju: Na primjer, modeli plastifikacije imaju nižu rezoluciju [45]. Grafički dizajneri moraju kreirati prilagođene 3D modele, što povećava troškove (25 do 150 dolara na sat) [43]. Dobivanje visokokvalitetnih .stl datoteka nije dovoljno za stvaranje visokokvalitetnih anatomskih modela. Potrebno je odrediti parametre ispisa, kao što su orijentacija anatomskog modela na ploči za štampanje [29]. Neki autori sugeriraju da se napredne tehnologije ispisa poput SLS-a trebaju koristiti kad god je to moguće poboljšati tačnost 3DPAM [38]. Proizvodnja 3DPAM-a zahtijeva stručnu pomoć; Najtraženiji stručnjaci su inženjeri [72], radiolozi, [75], grafički dizajneri [43] i anatomi [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Softver za segmentaciju i modeliranje važni su faktori u dobijanju preciznih anatomskih modela, ali troškovi ovih softverskih paketa i njihova složenost ometaju njihovu upotrebu. Nekoliko studija usporedilo je upotrebu različitih softverskih paketa i tehnologija ispisa, ističući prednosti i nedostatke svake tehnologije [68]. Pored modeliranja softvera, potreban je i tisak softvera kompatibilan s odabranim pisačem; Neki autori radije koriste online 3D štampanje [75]. Ako se ispisuju dovoljno 3D objekata, investicija može dovesti do financijskih prinosa [72].
Plastika je daleko najčešće korišteni materijal. Njegova širok raspon tekstura i boja čini ga materijalom izbora za 3DPAM. Neki su autori pohvalili svoju veliku snagu u odnosu na tradicionalne kataveričke ili plastirane modele [24, 56, 73]. Neka plastika ima čak i svojstva savijanja ili istezanja. Na primjer, Filaflex s FDM tehnologijom može se protezati do 700%. Neki autori smatraju da je to materijal izbora za replikaciju mišića, tetiva i ligamenta [63]. S druge strane, dvije su studije postavile pitanja o orijentaciji vlakana tokom tiskanja. U stvari, mišićna vlakna orijentacija, umetanje, unutrašnjost i funkcija kritični su u modeliranju mišića [33].
Iznenađujuće, nekoliko studija spominje razmjere štampanja. Budući da mnogi ljudi smatraju da je omjer 1: 1 standardni, autor je možda odabrao da ga ne spominje. Iako bi se smanjilo za smanjenje za režirano učenje u velikim grupama, izvodljivost skaliranja još nije istražena, posebno sa povećanjem veličina klase i fizičke veličine modela biti važan faktor. Naravno, vage pune veličine olakšavaju lociranje i komuniciranje raznih anatomskih elemenata pacijentu, što može objasniti zašto se često koriste.
Mnogih pisača na tržištu, oni koji koriste polijet (materijal ili vezivar inkjet) tehnologiju za pružanje boja i višeslojnog (i stoga multi-teksture) trošak visokog rezolucije između 20.000 američkih dolara (https: // www .aniwaa.com /). Ovaj visoki trošak može ograničiti promociju 3DPAM-a u medicinskim školama. Pored troškova pisača, troškovi materijala potrebnih za inkjet tisak veće je od SLA ili FDM pisača [68]. Cijene za SLA ili FDM štampače također su pristupačnijom, u rasponu od 576 do 4,999 € u člancima navedenim u ovom pregledu. Prema Tripodi i kolegama, svaki skeletni dio može se ispisati za 1,25 američkih dolara [47]. Jedanaest studija zaključeno je da je 3D štampanje jeftinije od plastificiranja ili komercijalnih modela [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Štaviše, ovi komercijalni modeli dizajnirani su tako da pružaju informacije o pacijentu bez dovoljno detalja za nastavu anatomije [80]. Ovi komercijalni modeli smatraju se inferiornim od 3DPAM [44]. Vrijedi napomenuti da, pored korištenog tehnologije ispisa, konačni trošak proporcionalan je skali i samim tim i konačna veličina 3DPAM-a [48]. Iz tih razloga, preferira se ljestvica pune veličine [37].
Samo jedna studija u usporedbi 3DPAM sa komercijalno dostupnim anatomskim modelima [72]. Cadaveric uzorci su najčešće korišteni komparator za 3DPAM. Uprkos ograničenjima, modeli kadverike ostaju vrijedan alat za nastavu anatomiju. Mora se razlikovati između obdukcije, disekcije i suve kosti. Na osnovu testova obuke, dvije su studije pokazale da je 3DPAM bio znatno efikasniji od plastirane disekcije [16, 27]. Jedna studija u poređenju u odnosu na jedan sat treninga koristeći 3DPAM (donji ekstremitet) sa jednim satom disekcije istog anatomskog regiona [78]. Nije bilo značajnih razlika između dvije metode podučavanja. Vjerojatno je da postoji malo istraživanja o ovoj temi, jer su takve usporedbe teško napraviti. Disekcija je dugotrajna priprema za studente. Ponekad su potrebne desetine sati pripreme, ovisno o tome što se priprema. Treća usporedba može se izvršiti suvim kostima. Studija TSAI-a i Smitha otkrili su da su testni rezultati značajno bolji u grupi koristeći 3DPAM [51, 63]. Chen i kolege primijetile su da studenti koriste 3D modele bolje na identifikacijskim strukturama (lubanja), ali nije bilo razlike u MCQ rezultatima [69]. Konačno, tanner i kolege pokazali su bolje rezultate nakon testa u ovoj grupi koristeći 3DPam pterygopalatine fossa [46]. Ostali novi nastavni alati identificirani su u ovoj recenziji literature. Najčešće su među njima povećana stvarnost, virtualna stvarnost i ozbiljne igre [43]. Prema mahrous i kolegama, sklonost anatomskim modelima ovisi o broju sati studenata igraju video igre [31]. S druge strane, glavni nedostatak novih alata za nastavu anatomije su Haptički povratne informacije, posebno za čisto virtualne alate [48].
Većina studija procjenjuje novi 3DPAM koristili su pretest znanja. Ovi pretest pomažu u izbjegavanju pristranosti u procjeni. Neki autori, prije provođenja eksperimentalnih studija, isključuju sve studente koji su postigli iznad prosjeka na preliminarnom testu [40]. Među pristrasom su ga Garas i kolege spomenuli bila boja modela i izbor volontera u klasi učenika [61]. Bojenje olakšava identifikaciju anatomskih struktura. Chen i kolege uspostavljeni strogi eksperimentalni uvjeti bez početnih razlika između grupa i studija je zaslijepljena u najvećoj mjeri [69]. Lim i kolege preporučuju da nakon procjene treće strane nakon izvedbe post testiraju kako bi se izbjegla pristranost u procjeni [16]. Neke su studije koristile likertnu vagu za procjenu izvodljivosti 3DPAM-a. Ovaj je instrument pogodan za procjenu zadovoljstva, ali još uvijek postoje važne pristranosti za svjesnost [86].
Obrazovna relevantnost 3DPAM-a prvenstveno je procijenjena među studentima medicine, uključujući studente prve godine, u 14 od 33 studija. U njihovoj pilot studiji, Wilk i kolege su izvijestili da su medicinski studenti vjerovali da 3D štampanje treba uključiti u njihov anatomijski učenje [87]. 87% učenika anketiranih u studiji Cercenelli vjerovalo je da je druga godina studija najbolja vremena za upotrebu 3DPAM-a [84]. Rezultati tannera i kolega takođe su pokazali da su studenti bolji da li nikada nisu proučavali polje [46]. Ti podaci sugeriraju da je prva godina medicinske škole optimalno vrijeme za uključivanje 3DPAM-a u anatomijsku nastavu. Meta-analiza YE podržala je ovu ideju [18]. U 27 članaka uključenih u studiju, postojale su značajne razlike u testnim rezultatima između 3DPAM-a i tradicionalnih modela za studente medicine, ali ne i za stanovnike.
3DPAM kao alat za učenje poboljšava akademsko postignuće [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], dugoročno zadržavanje znanja [32] i zadovoljstvo učenika [25, 45, 46, 52, 57, 63 , 66]. , 69, 84]. Paneli stručnjaka također su pronašli ove modele korisne [37, 42, 49, 81, 82], a dvije studije su pronašle zadovoljstvo nastavnika 3dpam [25, 63]. Od svih izvora, povratne kuće i kolege smatraju da 3D štampanje bude najbolja alternativa tradicionalnim anatomskim modelima [49]. U svojoj prvoj meta-analizi, vi i kolege potvrdili su da su studenti koji su dobili 3DPAM upute imali bolje rezultate nakon testa od studenata koji su dobili 2D ili utovarivačke upute [10]. Međutim, oni su razlikovali 3DPAM ne po složenosti, već jednostavno srcem, nervnim sistemom i trbušnom šupljinom. U sedam studija 3DPAM nije nadmašio druge modele na osnovu testova znanja koji se daju studentima [32, 66, 69, 77, 78, 84]. U njihovoj metaanalizi, Salazar i kolege zaključili su da upotreba 3DPAM-a posebno poboljšava razumijevanje složene anatomije [17]. Ovaj koncept je u skladu sa Hitasovim pismom uređivaču [88]. Neka anatomska područja koja se smatraju manje kompleksom ne zahtijevaju upotrebu 3DPAM-a, dok bi složenija anatomska područja (poput vrata ili nervnog sistema) bila logičan izbor za 3DPAM. Ovaj koncept može objasniti zašto se neki 3DPAM-ovi ne smatraju superiornim od tradicionalnih modela, pogotovo kada studentima nedostaju znanje u domenu gdje se nađe model superiorni. Dakle, predstavljajući jednostavan model studentima koji već imaju neke znanje o subjektu (medicinski studenti ili stanovnici) ne može biti korisno u poboljšanju učinka učenika.
Od svih navedenih prednosti obrazovanja, 11 studija naglasilo je vizualne ili taktilne kvalitete modela [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], a 3 studija poboljšana snaga i izdržljivost (33 , 50 -52, 63, 79, 85, 86). Ostale prednosti su što studenti mogu manipulirati strukturama, nastavnici mogu uštedjeti vrijeme, oni su lakši za očuvanje od kadavera, projekt se može završiti u roku od 24 sata, a može se koristiti kao alat za kućno-mogućnost, a može se koristiti za kućno sredstvo, a može se koristiti za podučavanje velikih količina informacija. Grupe [30, 49, 60, 61, 80, 81]. Ponavljani 3D štampanje za nastavu anatomiju velike količine čini 3D modeli ispisa isplativijim [26]. Upotreba 3DPAM-a može poboljšati mogućnosti mentalne rotacije [23] i poboljšati tumačenje slika presjeka [23, 32]. Dvije studije otkrile su da su studenti izloženi 3DPAM-u veću vjerojatnost da će podvrgnuti operaciji [40, 74]. Metalni konektori mogu se ugraditi u stvaranje pokreta potrebnog za učenje funkcionalne anatomije [51, 53], ili se modeli mogu ispisati pomoću dizajna okidača [67].
3D štampanje omogućava stvaranje prilagodljivih anatomskih modela poboljšavajući određene aspekte tokom faze modeliranja, [48, 80] stvarajući odgovarajuću bazu, [59] Kombiniranje više modela, [36] koristeći prozirnost, (49), [45] ili Izrada određenih unutrašnjih struktura vidljivih [30]. Tripodi i kolege koristili su skulptirajuću glinu da nadopunjuju svoje 3D tiskane modele kostiju, naglašavajući vrijednost suigraničnih modela kao nastavnog alata [47]. U 9 studija, boja je primijenjena nakon štampanja [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], ali studenti su ga primijenili samo jednom [49]. Nažalost, studija nije procijenila kvalitetu treninga modela ili slijed treninga. To bi trebalo uzeti u obzir u kontekstu anatomijskog obrazovanja, jer su prednosti izmiješanog učenja i ko-kreacije dobro uspostavljene [89]. Da se suoči sa rastućom reklamnom aktivnošću, samoučenje je više puta korišteno za procjenu modela [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Jedna je studija zaključila da je boja plastičnog materijala bila previše svijetla [45], još jedna studija zaključila je da je model previše krhki [71], a dvije druge studije ukazile su na nedostatak anatomske varijabilnosti u dizajnu pojedinačnih modela [25, 45 ]. . Sedam studija zaključilo je da je anatomski detalj 3DPAM-a nedovoljan [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Za detaljnije anatomske modele velikih i složenih regija, kao što su retroperitoneum ili grlića kralježnica, segmentacija i modeliranje vremena smatraju se vrlo dugim, a trošak vrlo visok (oko 2000 USD) [27, 48]. Hojo i kolege navode u svom istraživanju da je bilo potrebno 40 sati da se stvori anatomski model karlice [42]. Najduže vrijeme segmentacije bilo je 380 sati u studiji od strane Weatherell i kolega, u kojima su u kombinaciji više modela stvorit će kompletan model pedijatrijskog dišnog puteva [36]. U devet studija, vremenski segmentacija i vrijeme ispisa smatrali su se nepovoljnim umanjima [36, 42, 57, 58, 74]. Međutim, 12 studija kritiziralo je fizička svojstva svojih modela, posebno njihove dosljednosti, [28, 62] nedostatak transparentnosti, [30] krhkosti i jednobojnosti, [71] Nedostatak mekog tkiva, [66] ili nedostatak detalja [28, 34]. , 45, 48, 62, 63, 81]. Ove su nedostatke mogu prevladati povećanjem segmentacije ili vremena simulacije. Gubitak i dohvaćanje relevantnih informacija bio je problem sa kojima se suočava tri tima [30, 74, 77]. Prema izvještajima o pacijentima, Iodinirani kontrastni agenti nisu pružili optimalnu vaskularnu vidljivost zbog ograničenja doze [74]. Čini se da je ubrizgavanje kataverijskog modela idealna metoda koja se odmakne od principa "što je manje moguće" i ograničenja doze ubrizgavanja kontrasta.
Nažalost, mnogi članci ne spominju neke ključne karakteristike 3DPAM-a. Manje od polovine članaka izričito je navedeno jesu li njihov 3DPAM zatamnjen. Pokrivanje opsega tiska bilo je nedosljedno (43% članaka), a samo 34% spomenulo je upotrebu više medija. Ovi parametri štampanja su kritični jer utječu na svojstva učenja 3DPAM-a. Većina članaka ne pruža dovoljne informacije o složenosti dobivanja 3DPAM-a (dizajnersko vrijeme, kvalifikacije za osoblje, softverski troškovi, troškovi ispisa itd.). Ove su informacije kritične i treba ih razmotriti prije razmatranja započinjanja projekta za razvoj novog 3DPAM-a.
Ovaj sistematski pregled pokazuje da su dizajniranje i 3D štampanje normalnih anatomskih modela izvedivo po niskim troškovima, posebno kada se koriste FDM ili SLA pisači i jeftine jednobojne plastične materijale. Međutim, ovi osnovni dizajni mogu se poboljšati dodavanjem boja ili dodavanja dizajna u različite materijale. Realniji modeli (tiskano pomoću više materijala različitih boja i tekstura da biste usko replicirali taktilne kvalitete referentnog modela kadaverskog referentnog modela) zahtijevaju skuplje 3D tehnologije ispisa i duže vrijeme dizajna. To će značajno povećati ukupni trošak. Bez obzira koji se odabere proces štampanja, odabir odgovarajućeg načina slike ključna je za uspjeh 3DPAM-a. Što je veća prostorna rezolucija, realniji model postaje i može se koristiti za napredne istraživanje. Sa pedagoškog stanovišta, 3DPAM je efikasno sredstvo za nastavu anatomiju, o čemu svjedoči testovima znanja koji se daju studentima i njihovo zadovoljstvo. Nastavni učinak 3DPAM-a je najbolji kada reproducira složene anatomske regije i studente ga koriste rano u medicinskoj obuci.
Generirane skupove podataka i / ili analizirani u trenutnom istraživanju nisu javno dostupne zbog jezičnih barijera, ali su dostupni od odgovarajućeg autora na razumnom zahtjevu.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. Pregled bruto anatomije, mikroanatomije, neurobiologije i tečajeva za embriologiju u američkim medicinskim školskim programima. ANAT REC. 2002; 269 (2): 118-22.
Ghosh SK kataverična disekcija kao obrazovni alat za anatomsku nauku u 21. stoljeću: disekcija kao obrazovni alat. Analiza naučnog obrazovanja. 2017; 10 (3): 286-99.
Pošta: Apr-09-2024