Trimatis atspausdinti anatominiai modeliai (3DPAM), atrodo, yra tinkamas įrankis dėl jų švietimo vertės ir galimybių. Šios apžvalgos tikslas yra aprašyti ir išanalizuoti metodus, naudojamus 3DPAM sukurti žmogaus anatomiją ir įvertinti jo pedagoginį indėlį.
„PubMed“ buvo atlikta elektroninė paieška, naudojant šiuos terminus: švietimas, mokymas, mokymas, mokymas, mokymas, mokymas, švietimas, trijų matmenų, 3D, 3 dimensijų, spausdinimo, spausdinimo, spausdinimo, anatomijos, anatomijos, anatomijos ir anatomijos ir anatomijos. . . Rezultatai apėmė tyrimo charakteristikas, modelio dizainą, morfologinį vertinimą, švietimo rezultatus, stipriąsias ir silpnąsias puses.
Tarp 68 pasirinktų straipsnių daugiausia tyrimų, sutelktų į kaukolės regioną (33 straipsniai); 51 Straipsniuose paminėtas kaulų spausdinimas. 47 straipsniuose 3DPAM buvo sukurtas pagal kompiuterinę tomografiją. Išvardyti penki spausdinimo procesai. Plastikai ir jų dariniai buvo naudojami 48 tyrimuose. Kiekvienas dizainas svyruoja nuo 1,25 USD iki 2 800 USD. Trisdešimt septyni tyrimai palygino 3DPAM su etaloniniais modeliais. Trisdešimt trys straipsniai nagrinėjo edukacinę veiklą. Pagrindinis pranašumas yra vaizdinė ir lytėjimo kokybė, mokymosi efektyvumas, pakartojamumas, pritaikomumas ir judrumas, laiko taupymas, funkcinės anatomijos integracija, geresnės psichinės rotacijos galimybės, žinių išlaikymas ir mokytojo/studentų pasitenkinimas. Pagrindiniai trūkumai yra susiję su dizainu: nuoseklumas, detalių trūkumas ar skaidrumas, per ryškios, ilgo spausdinimo laikas ir didelės išlaidos.
Ši sisteminė apžvalga rodo, kad 3DPAM yra ekonomiškai efektyvi ir veiksminga mokant anatomijos. Realistiškesniems modeliams reikia naudoti brangesnes 3D spausdinimo technologijas ir ilgesnį projektavimo laiką, o tai žymiai padidins bendrąsias sąnaudas. Svarbiausia yra pasirinkti tinkamą vaizdo gavimo metodą. Pedagoginiu požiūriu 3DPAM yra veiksminga anatomijos mokymo priemonė, daranti teigiamą poveikį mokymosi rezultatams ir pasitenkinimui. „3DPAM“ mokymo poveikis yra geriausias, kai jis atkuria sudėtingus anatominius regionus, o studentai jį naudoja anksti savo medicinos mokyme.
Gyvūnų lavonų išpjaustymas buvo atliktas nuo senovės Graikijos ir yra vienas iš pagrindinių anatomijos mokymo būdų. Cadaverino dissekcijos, atliekamos praktinio mokymo metu, naudojami teorinėje universiteto medicinos studentų mokymo programoje ir šiuo metu yra laikomi auksiniu anatomijos tyrimo standartu [1,2,3,4,5]. Tačiau yra daugybė kliūčių naudoti žmogaus kadaverinius egzempliorius, todėl reikia ieškoti naujų mokymo priemonių [6, 7]. Kai kurie iš šių naujų įrankių apima papildytą realybę, skaitmeninius įrankius ir 3D spausdinimą. Remiantis naujausia literatūros apžvalga, kurią pateikė Santos ir kt. [8] Kalbant apie šių naujų anatomijos mokymo technologijų vertę, 3D spausdinimas atrodo vienas iš svarbiausių šaltinių tiek kalbant apie švietimo vertę studentams, tiek atsižvelgiant į įgyvendinimo galimybes [4,9,10] .
3D spausdinimas nėra naujas. Pirmieji patentai, susiję su šia technologija, datuojama 1984 m.: „Le Méhauté“, „O De Witte“ ir „JC André“ Prancūzijoje ir po trijų savaičių C korpuso JAV. Nuo to laiko technologija toliau vystėsi, o jos naudojimas išsiplėtė į daugelį sričių. Pavyzdžiui, NASA atspausdino pirmąjį objektą už Žemės ribų 2014 m. [11]. Medicinos sritis taip pat priėmė šią naują įrankį, taip padidindama norą kurti individualizuotą mediciną [12].
Daugelis autorių pademonstravo 3D atspausdintų anatominių modelių (3DPAM) naudą medicininiame švietime [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 19]. Mokant žmogaus anatomijos, reikalingi nepatologiniai ir anatomiškai normalūs modeliai. Kai kuriose apžvalgose buvo tiriami patologiniai ar medicininiai/chirurginiai mokymo modeliai [8, 20, 21]. Norėdami sukurti hibridinį žmogaus anatomijos mokymo modelį, kuriame yra naujų įrankių, tokių kaip 3D spausdinimas, mes atlikome sistemingą apžvalgą, kad aprašytume ir išanalizuotume, kaip 3D spausdinami objektai yra sukurti mokant žmogaus anatomiją ir kaip studentai vertina mokymosi efektyvumą naudojant šiuos 3D objektus.
Ši sisteminė literatūros apžvalga buvo atlikta 2022 m. Birželio mėn. Be laiko apribojimų, naudojant PRISMA (pageidaujami ataskaitų teikimo elementai sisteminėms apžvalgoms ir metaanalizėms) gairėms [22].
Įtraukimo kriterijai buvo visi tiriamieji darbai, naudojantys 3DPAM anatomijos mokyme/mokyme. Literatūros apžvalgos, laiškai ar straipsniai, kuriuose daugiausia dėmesio skiriama patologiniams modeliams, gyvūnų modeliams, archeologiniams modeliams ir medicinos/chirurgijos mokymo modeliams. Buvo atrinkti tik straipsniai, paskelbti anglų kalba. Straipsniai be prieinamų internetinių santraukų nebuvo įtraukti. Straipsniai, kuriuose buvo keli modeliai, bent vienas iš jų buvo anatomiškai normalus arba turėjo nedidelę patologiją, neturinčią įtakos mokymo vertei.
Literatūros paieška buvo atlikta „Electronic Database PubMed“ (Nacionalinė medicinos biblioteka, NCBI), siekiant nustatyti atitinkamus tyrimus, paskelbtus iki 2022 m. Birželio mėn. Naudokite šias paieškos terminus: švietimas, mokykla, mokymas, mokymas, mokymas, mokymas, mokymas, švietimas, trys Dimensional, 3D, 3D, spausdinimas, spausdinimas, spausdinimas, anatomija, anatomija, anatomija ir anatomija. Buvo įvykdyta viena užklausa: (((švietimas [pavadinimas/santrauka) arba mokykla [pavadinimas/santrauka] OrLearning [pavadinimas/santrauka] arba mokymas [pavadinimas/santrauka] arba mokymas [pavadinimas/santrauka] oreach [title/Santrauka]] arba Išsilavinimas [pavadinimas/santrauka]) ir (trys matmenys [pavadinimas] arba 3D [pavadinimas] arba 3D [pavadinimas])))) ir (spausdinti [pavadinimas] arba spausdinti [pavadinimas] arba spausdinti [pavadinimas]))) ir (anatomija) [pavadinimas ]]/Anotacija] arba anatomija [pavadinimas/santrauka] arba anatomija [pavadinimas/santrauka] arba anatomija [pavadinimas/santrauka]). Papildomi straipsniai buvo nustatyti rankiniu būdu ieškant „PubMed“ duomenų bazės ir peržiūrint kitų mokslinių straipsnių nuorodas. Datos apribojimai nebuvo taikomi, tačiau buvo naudojamas „asmens“ filtras.
Dviejų autorių (EBR ir AL) įtraukimo ir pašalinimo kriterijai buvo tikrinami visi atgauti pavadinimai ir santraukos, o bet koks tyrimas, neatitinkantis visų tinkamumo kriterijų, neatitinkančių visų tinkamumo kriterijų. Likusius tyrimus viso teksto publikacijas surinko ir apžvelgė trys autoriai (EBR, EBE ir AL). Prireikus nesutarimus dėl straipsnių pasirinkimo išsprendė ketvirtasis asmuo (LT). Į šią apžvalgą buvo įtraukti leidiniai, kurie atitiko visus įtraukimo kriterijus.
Duomenų gavimą savarankiškai atliko du autoriai (EBR ir AL), prižiūrimi trečiojo autoriaus (LT).
- Modelio projektavimo duomenys: anatominiai regionai, specifinės anatominės dalys, pradinis 3D spausdinimo modelis, įsigijimo metodas, segmentavimo ir modeliavimo programinė įranga, 3D spausdintuvo tipas, medžiagos tipas ir kiekis, spausdinimo skalė, spalva, spausdinimo kaina.
- Morfologinis modelių vertinimas: palyginimui naudojami modeliai, ekspertų/mokytojų medicininis vertinimas, vertintojų skaičius, vertinimo rūšis.
- 3D modelio mokymas: Studentų žinių įvertinimas, vertinimo metodas, studentų skaičius, palyginimo grupių skaičius, studentų atsitiktinumas, švietimas/studentų rūšis.
Medline buvo nustatyti 418 tyrimai, o 139 straipsniai buvo neįtraukti į „žmogaus“ filtrą. Peržiūrėjus pavadinimus ir santraukas, viso teksto skaitymui buvo atrinkti 103 tyrimai. 34 straipsniai nebuvo įtraukti, nes jie buvo arba patologiniai modeliai (9 straipsniai), medicinos/chirurgijos mokymo modeliai (4 straipsniai), gyvūnų modeliai (4 straipsniai), 3D radiologiniai modeliai (1 straipsnis) arba nebuvo originalūs moksliniai straipsniai (16 skyrių). ). Iš viso į apžvalgą buvo įtraukti 68 straipsniai. 1 paveiksle pateiktas atrankos procesas kaip srauto diagrama.
Srauto diagrama apibendrina straipsnių identifikavimą, atranką ir įtraukimą į šią sisteminę apžvalgą
Visi tyrimai buvo paskelbti 2014–20122 m eksperimentinis. Grynai aprašomasis. Iš 50 (73%) eksperimentinių tyrimų 21 (31%) naudojo atsitiktinumą. Tik 34 tyrimai (50%) apėmė statistinę analizę. 1 lentelėje apibendrintos kiekvieno tyrimo ypatybės.
33 straipsniuose (48%) buvo tiriami galvos regionas, 19 straipsnių (28%) buvo tiriami krūtinės ląstos regionas, 17 straipsnių (25%) buvo tiriami pilvo pomėgių regionas, o 15 straipsnių (22%) buvo tiriami galūnės. Penkiasdešimt viename straipsniuose (75%) 3D atspausdinti kaulai buvo minimi kaip anatominiai modeliai arba daugiakampiai anatominiai modeliai.
Kalbant apie šaltinio modelius ar failus, naudojamus kuriant 3DPAM, 23 straipsniuose (34%) paminėjo pacientų duomenų naudojimą, 20 straipsnių (29%) paminėjo kadaveriškų duomenų naudojimą, o 17 straipsnių (25%) paminėjo duomenų bazių naudojimą. buvo naudojami, o 7 tyrimai (10%) neatskleidė naudojamų dokumentų šaltinio.
47 tyrimai (69%) sukūrė 3DPAM, pagrįstą kompiuterine tomografija, o 3 tyrimai (4%) pranešė apie mikroCT naudojimą. 7 straipsniuose (10%) numatomi 3D objektai, naudojant optinius skaitytuvus, 4 straipsnius (6%), naudojant MRT ir 1 straipsnį (1%), naudojant fotoaparatas ir mikroskopai. 14 straipsnių (21%) nepaminėjo 3D modelio dizaino šaltinio šaltinio šaltinio. 3D failai sukuriami, kurių vidutinė erdvinė skiriamoji geba yra mažesnė kaip 0,5 mm. Optimali skiriamoji geba yra 30 μm [80], o didžiausia skiriamoji geba yra 1,5 mm [32].
Buvo naudojamos šešiasdešimt skirtingų programinės įrangos programų (segmentų, modeliavimas, dizainas ar spausdinimas). Mimika (materializuoti, Leuvenas, Belgija) dažniausiai buvo naudojama (14 tyrimų, 21%), po to seka Meshmixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 tyrimų, 19%), geomaginė (3D sistema, MO, NC, Leesville). . (10 tyrimų, 15%), 3D pjaustyklės („Slicer Developer Training“, Bostonas, MA) (9 tyrimai, 13%), „Blender“ (Blender Foundation, Amsterdam, Nyderlandai) (8 tyrimai, 12%) ir Cura (Geldemarsen, Nyderlandai) (7 tyrimai, 10%).
Minimi šešiasdešimt septyni skirtingi spausdintuvo modeliai ir penki spausdinimo procesai. FDM (sulydyto nusodinimo modeliavimo) technologija buvo naudojama 26 produktuose (38%), medžiagų pūtimas iš 13 produktų (19%) ir galiausiai segtuvų sprogdinimas (11 produktų, 16%). Mažiausiai naudojamos technologijos yra stereolitografija (SLA) (5 straipsniai, 7%) ir selektyvus lazerio sukepinimas (SLS) (4 straipsniai, 6%). Dažniausiai naudojamas spausdintuvas (7 straipsniai, 10%) yra „Connex 500“ („Stratasys“, „Rehovot“, Izraelis) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Nurodant medžiagas, naudojamas 3DPAM gaminti (51 straipsnis, 75%), 48 tyrimai (71%) naudojo plastiką ir jų darinius. Pagrindinės naudojamos medžiagos buvo PLA (polakto rūgštis) (n = 20, 29%), derva (n = 9, 13%) ir ABS (akrilonitrilo buadienės stirenas) (7 tipai, 10%). 23 straipsniai (34%) ištirti 3DPAM, pagaminti iš kelių medžiagų, 36 straipsniai (53%), pateikti 3dPAM, pagaminti iš tik vienos medžiagos, ir 9 straipsniai (13%) nenurodė medžiagos.
Dvidešimt devyni straipsniai (43%) pranešė, kad spausdinimo santykiai svyravo nuo 0,25: 1 iki 2: 1, vidutiniškai 1: 1. Dvidešimt penki straipsniai (37%) naudojo santykį 1: 1. 28 3DPAM (41%) sudarė kelios spalvos, o po spausdinimo buvo dažyti 9 (13%) [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Trisdešimt keturi straipsniai (50%) paminėtos išlaidos. 9 straipsniuose (13%) paminėjo 3D spausdintuvų ir žaliavų kainą. Spausdintuvų kaina svyruoja nuo 302 USD iki 65 000 USD. Kai nurodyta, modelio kainos svyruoja nuo 1,25 USD iki 2 800 USD; Šie kraštutinumai atitinka skeleto pavyzdžius [47] ir aukštą tikslumą retroperitoninius modelius [48]. 2 lentelėje apibendrinti kiekvieno įtraukto tyrimo modelio duomenys.
Trisdešimt septyni tyrimai (54%) palygino 3DAPM su etaloniniu modeliu. Tarp šių tyrimų labiausiai paplitęs palyginimas buvo anatominis etaloninis modelis, naudojamas 14 straipsnių (38%), plastintų preparatų iš 6 straipsnių (16%), plastintų preparatų 6 straipsniuose (16%). Virtualios realybės, kompiuterinės tomografijos vaizdavimo vaizdas vienas 3DPAM iš 5 straipsnių (14%), kitas 3DPAM iš 3 straipsnių (8%), rimti žaidimai 1 straipsnyje (3%), rentgenografija 1 straipsnyje (3%), verslo modeliai IN 1 straipsnis (3%) ir padidinta realybė 1 straipsnyje (3%). Trisdešimt keturi (50%) tyrimai įvertino 3DPAM. Penkiolika (48%) tyrimų išsamiai aprašyta vertintojų patirtis (3 lentelė). „3DPAM“ atliko chirurgai arba lankantys gydytojai 7 tyrimuose (47%), anatominiai specialistai 6 tyrimuose (40%), 3 tyrimų studentai (20%), mokytojai (disciplinos nenurodyta) 3 tyrimuose (20%) vertinimui. ir dar vienas straipsnio vertintojas (7%). Vidutinis vertintojų skaičius yra 14 (mažiausiai 2, daugiausia 30). Trisdešimt trys tyrimai (49%) įvertino 3DPAM morfologiją kokybiškai, o 10 tyrimų (15%) kiekybiškai įvertino 3DPAM morfologiją. Iš 33 tyrimų, kuriuose buvo naudojami kokybiniai vertinimai, 16 naudojo grynai aprašomuosius vertinimus (48%), 9 naudotus testus/reitingus/apklausas (27%) ir 8 naudotos Likerto skalės (24%). 3 lentelėje apibendrinti kiekvieno įtraukto tyrimo modelių morfologiniai vertinimai.
Tiriami trisdešimt trys (48%) straipsniai ir palygino 3DPAM mokymo veiksmingumą su studentais. Iš šių tyrimų 23 (70%) straipsniai įvertino studentų pasitenkinimą, 17 (51%) naudojo Likerto skalę, o 6 (18%) naudojo kitus metodus. Dvidešimt du straipsniai (67%) įvertino studentų mokymąsi atliekant žinių testavimą, iš kurių 10 (30%) naudojo pretestus ir (arba) posttestus. Vienuolika tyrimų (33%) panaudojo klausimus su atsakymų variantais ir testus, kad įvertintų studentų žinias, o penki tyrimai (15%) naudojo vaizdų žymėjimo/anatominį identifikavimą. Kiekviename tyrime dalyvavo vidutiniškai 76 studentai (mažiausiai 8, ne daugiau kaip 319). Dvidešimt keturi tyrimai (72%) turėjo kontrolinę grupę, iš kurios 20 (60%) naudojo atsitiktinumą. Priešingai, vienas tyrimas (3%) atsitiktinai priskyrė anatominius modelius 10 skirtingų studentų. Vidutiniškai buvo lyginamos 2,6 grupės (mažiausiai 2, ne daugiau kaip 10). Dvidešimt trys tyrimai (70%) dalyvavo medicinos studentams, iš kurių 14 (42%) buvo pirmakursių medicinos studentai. Šešiuose (18%) tyrimuose dalyvavo gyventojai, 4 (12%) odontologijos studentai ir 3 (9%) mokslo studentai. Šeši tyrimai (18%) įgyvendino ir įvertino autonominį mokymąsi naudojant 3DPAM. 4 lentelėje apibendrinti kiekvieno įtraukto tyrimo 3DPAM mokymo efektyvumo įvertinimo rezultatai.
Pagrindiniai autorių pranašumai, kaip naudoti 3DPAM kaip normalios žmogaus anatomijos mokymo įrankį, yra vaizdinės ir lytėjimo charakteristikos, įskaitant realizmą [55, 67], tikslumą [44, 50, 72, 85] ir nuoseklumo kintamumą [34, 45 ]. , 48, 64], spalva ir skaidrumas [28, 45], patvarumas [24, 56, 73], švietimo efektas [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], kaina [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], atkuriamumas [80], tobulėjimo ar personalizavimo galimybė [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], gebėjimas manipuliuoti studentais [30, 49], taupant mokymo laiką [61, 80], Lengvą saugojimo lengvumą [61], gebėjimas integruoti funkcinę anatomiją ar sukurti specifines struktūras [51, 53], 67] , greitas skeleto modelių projektavimas [81], gebėjimas kartu kurti modelius ir parvežti juos namo [49, 60, 71], pagerinti psichinės rotacijos sugebėjimus [23] ir žinių išlaikymą [32], taip pat mokytojui [ 25, 63] ir studentų pasitenkinimas [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Pagrindiniai trūkumai yra susiję su dizainu: nelankstumu [80], nuoseklumu [28, 62], detalių ar skaidrumo trūkumas [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], spalvomis per ryški [45]. ir grindų trapumas [71]. Kiti trūkumai apima informacijos praradimą [30, 76], ilgą laiką, reikalingą vaizdo segmentavimui [36, 52, 57, 58, 74], spausdinimo laikas [57, 63, 66, 67], anatominio kintamumo trūkumas [25], ir kaina. Aukštas [48].
Šioje sisteminėje apžvalgoje apibendrinami 68 straipsniai, paskelbti per 9 metus, ir pabrėžiamas mokslo bendruomenės susidomėjimas 3DPAM kaip įrankiu, skirtu mokyti normalią žmogaus anatomiją. Kiekvienas anatominis regionas buvo ištirtas ir atspausdintas 3D. Iš šių straipsnių 37 straipsniuose buvo lyginami 3DPAM su kitais modeliais, o 33 straipsniuose buvo įvertintas pedagoginis 3DPAM aktualumas studentams.
Atsižvelgiant į anatominių 3D spausdinimo tyrimų projektavimo skirtumus, mes nemanėme, kad tikslinga atlikti metaanalizę. 2020 m. Išleista metaanalizė daugiausia dėmesio skyrė anatominių žinių testams po treniruotės neišanalizavus 3DPAM projektavimo ir gamybos techninių ir technologinių aspektų [10].
Galvos regionas yra labiausiai tiriamas, tikriausiai todėl, kad dėl jos anatomijos sudėtingumo studentams sunkiau pavaizduoti šį anatominį regioną trimatėje erdvėje, palyginti su galūnėmis ar liemeniu. CT yra pats dažniausiai naudojamas vaizdo gavimo būdas. Ši technika yra plačiai naudojama, ypač medicininėje aplinkoje, tačiau turi ribotą erdvinę skiriamąją gebą ir žemą minkštųjų audinių kontrastą. Dėl šių apribojimų KT nuskaitymas netinkamas segmentavimui ir nervų sistemos modeliavimui. Kita vertus, kompiuterinė tomografija geriau tinka kaulų audinių segmentavimui/modeliavimui; Kaulų/minkštųjų audinių kontrastas padeda atlikti šiuos veiksmus prieš 3D spausdinant anatominius modelius. Kita vertus, mikroCT yra laikoma etalonine technologija, atsižvelgiant į erdvinę skiriamąją gebą kaulų vaizdavime [70]. Vaizdams gauti taip pat gali būti naudojami optiniai skaitytuvai arba MRT. Didesnė skiriamoji geba neleidžia išlyginti kaulų paviršių ir išsaugo anatominių struktūrų subtilumą [59]. Modelio pasirinkimas taip pat turi įtakos erdvinei skiriamąja geba: pavyzdžiui, plastifikavimo modeliai turi mažesnę skiriamąją gebą [45]. Grafikos dizaineriai turi sukurti pasirinktinius 3D modelius, o tai padidina išlaidas (nuo 25 iki 150 USD per valandą) [43]. Aukštos kokybės .stl failų gavimo nepakanka norint sukurti aukštos kokybės anatominius modelius. Būtina nustatyti spausdinimo parametrus, tokius kaip anatominio modelio orientacija ant spausdinimo plokštės [29]. Kai kurie autoriai teigia, kad norint pagerinti 3DPAM tikslumą, turėtų būti naudojamos tokios patobulintos spausdinimo technologijos, kaip SLS [38]. 3DPAM gamybai reikia profesionalios pagalbos; Ganomiausi specialistai yra inžinieriai [72], radiologai, [75], grafikos dizaineriai [43] ir anatomistai [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Segmentavimo ir modeliavimo programinė įranga yra svarbūs veiksniai, gaunant tikslius anatominius modelius, tačiau šių programinės įrangos paketų ir jų sudėtingumo išlaidos trukdo jų naudojimui. Keletas tyrimų palygino skirtingų programinės įrangos paketų ir spausdinimo technologijų naudojimą, pabrėžiant kiekvienos technologijos pranašumus ir trūkumus [68]. Be modeliavimo programinės įrangos, taip pat reikalingas spausdinimo programinė įranga, suderinama su pasirinktu spausdintuvu; Kai kurie autoriai nori naudoti 3D spausdinimą internetu [75]. Jei atspausdinami pakankamai 3D objektų, investicija gali sukelti finansinę grąžą [72].
Plastikas iki šiol yra dažniausiai naudojama medžiaga. Dėl platų tekstūrų ir spalvų asortimentą 3DPAM pasirinkta medžiaga. Kai kurie autoriai gyrė didelį jo stiprumą, palyginti su tradiciniais kadaveriškais ar plastiniais modeliais [24, 56, 73]. Kai kurie plastikai turi net lenkimo ar tempimo savybes. Pavyzdžiui, „Filaflex“ su FDM technologija gali trukti iki 700%. Kai kurie autoriai mano, kad raumenų, sausgyslių ir raiščių replikacijos pasirinkta medžiaga [63]. Kita vertus, du tyrimai kėlė klausimus apie pluošto orientaciją spausdinimo metu. Tiesą sakant, raumenų pluošto orientacija, įterpimas, inervacija ir funkcija yra kritiški raumenų modeliavimui [33].
Keista, bet nedaugelis tyrimų mini spausdinimo mastą. Kadangi daugelis žmonių mano, kad santykis 1: 1 yra standartinis, autorius galbūt pasirinko jo neminėti. Nors mastelio keitimas būtų naudingas nukreipiant mokymąsi didelėse grupėse, mastelio keitimo galimybė dar nebuvo ištirta, ypač augančiam klasių dydžiui ir fiziniam modelio dydžiui, kuris yra svarbus veiksnys. Žinoma, pilno dydžio skalės leidžia lengviau nustatyti ir perduoti įvairius anatominius elementus pacientui, o tai gali paaiškinti, kodėl jie dažnai naudojami.
Iš daugelio rinkoje esančių spausdintuvų, kurie naudoja „PolyJet“ (medžiagos ar rišamojo rašalinio) technologiją .aniwaa.com/). Šios didelės išlaidos gali apriboti „3DPam“ reklamą medicinos mokyklose. Be spausdintuvo kainos, medžiagų, reikalingų rašaliniams spausdinimui, išlaidos yra didesnės nei SLA ar FDM spausdintuvams [68]. SLA ar FDM spausdintuvų kainos taip pat yra prieinamesnės - nuo 576 iki 4 999 eurų šioje apžvalgoje išvardytuose straipsniuose. Anot tripodi ir kolegų, kiekviena skeleto dalis gali būti atspausdinta už 1,25 USD [47]. Vienuolika tyrimų padarė išvadą, kad 3D spausdinimas yra pigesnis nei plastifikacija ar komerciniai modeliai [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Be to, šie komerciniai modeliai yra skirti suteikti pacientui informaciją, neturinčią pakankamai detalių anatomijos mokymui [80]. Šie komerciniai modeliai laikomi prastesniais už 3DPAM [44]. Verta paminėti, kad be naudojamos spausdinimo technologijos, galutinės išlaidos yra proporcingos mastui, taigi ir galutiniam 3DPAM dydžiui [48]. Dėl šių priežasčių pirmenybė teikiama viso dydžio skalei [37].
Tik vienas tyrimas palygino 3DPAM su komerciškai prieinamais anatominiais modeliais [72]. Cadaveric mėginiai yra dažniausiai naudojami 3DPAM lygintuvas. Nepaisant jų apribojimų, kadaveriniai modeliai išlieka vertinga anatomijos mokymo priemonė. Turi būti atskirtas tarp skrodimo, išpjaustymo ir sauso kaulo. Remiantis treniruočių testais, du tyrimai parodė, kad 3DPAM buvo žymiai efektyvesnis nei plastintas išpjaustymas [16, 27]. Viename tyrime buvo palyginta valanda treniruočių, naudojant 3DPAM (apatinę galūnę) su vienos valandos to paties anatominio regiono išpjaustymo valanda [78]. Tarp dviejų mokymo metodų reikšmingų skirtumų nebuvo. Tikėtina, kad šia tema yra mažai tyrimų, nes tokius palyginimus sunku atlikti. Skirstymas yra daug laiko reikalaujantis pasiruošimas studentams. Kartais reikalinga dešimtys valandų ruošimo, atsižvelgiant į tai, kas ruošiama. Trečią palyginimą galima atlikti su sausais kaulais. TSAI ir Smitho tyrimas nustatė, kad testų balai buvo žymiai geresni grupėje, naudojant 3DPAM [51, 63]. Chenas ir kolegos pažymėjo, kad 3D modeliai, naudojantys 3D modelius, geriau nustatė struktūras (kaukoles), tačiau MCQ balai nesiskyrė [69]. Galiausiai Tanneris ir kolegos pademonstravo geresnius šios grupės rezultatus po testo, naudodamiesi pterygopalatine fossa 3DPAM [46]. Šioje literatūros apžvalgoje buvo nustatytos kitos naujos mokymo priemonės. Dažniausiai pasitaiko papildytos realybės, virtualios realybės ir rimtų žaidimų [43]. Anot Mahrouso ir kolegų, anatominių modelių pirmenybė priklauso nuo to, kiek valandų studentai žaidžia vaizdo žaidimus [31]. Kita vertus, didelis naujų anatomijos mokymo priemonių trūkumas yra haptic atsiliepimai, ypač dėl grynai virtualių įrankių [48].
Daugelyje tyrimų, vertinančių naująjį 3DPAM, buvo naudojami žinių išankstiniai testai. Šie išankstiniai testai padeda išvengti vertinimo šališkumo. Kai kurie autoriai, prieš atlikdami eksperimentinius tyrimus, neįtraukia visų studentų, kurių preliminaraus testo vidurkis pelnė daugiau nei vidurkį [40]. Tarp minėtų šališkumo Garas ir kolegos buvo modelio spalva ir savanorių pasirinkimas studentų klasėje [61]. Dažymas palengvina anatominių struktūrų identifikavimą. Chen ir kolegos nustatė griežtas eksperimentines sąlygas, neturėdami pradinių skirtumų tarp grupių, ir tyrimas buvo apakintas kiek įmanomu mastu [69]. Lim ir kolegos rekomenduoja įvertinti po testą trečioji šalis, kad būtų išvengta vertinimo šališkumo [16]. Kai kuriuose tyrimuose buvo naudojamos Likerto skalės, kad būtų galima įvertinti 3DPAM įgyvendinamumą. Ši priemonė tinka pasitenkinimui įvertinti, tačiau vis dar yra svarbių šališkumų, kuriuos reikia žinoti [86].
„3DPAM“ išsilavinimo aktualumas pirmiausia buvo įvertintas tarp medicinos studentų, įskaitant pirmakursių medicinos studentus, per 14 iš 33 tyrimų. Bandomojoje tyrime Wilkas ir jo kolegos pranešė, kad medicinos studentai mano, kad 3D spausdinimas turėtų būti įtrauktas į jų anatomijos mokymąsi [87]. 87% Cercenelli tyrime apklaustų studentų manė, kad antri tyrimų metai buvo geriausias laikas naudoti 3DPAM [84]. Tannerio ir kolegų rezultatai taip pat parodė, kad studentai geriau sekėsi, jei niekada nebuvo studijavę lauko [46]. Šie duomenys rodo, kad pirmieji medicinos mokyklos metai yra optimalus laikas įtraukti 3DPAM į anatomijos mokymą. Ye metaanalizė palaikė šią idėją [18]. Į 27 straipsnius, įtrauktus į tyrimą, buvo labai skirtingi testų balų skirtumai tarp 3DPAM ir tradicinių modelių medicinos studentams, bet ne gyventojams.
3DPAM kaip mokymosi priemonė pagerina akademinius pasiekimus [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], ilgalaikės žinios [32] ir studentų pasitenkinimas [25, 45, 46, 52, 57, 63 , 66]. , 69, 84]. Ekspertų grupės taip pat nustatė, kad šie modeliai buvo naudingi [37, 42, 49, 81, 82], o du tyrimai nustatė, kad mokytojų pasitenkinimas 3DPAM [25, 63]. Iš visų šaltinių „Backhouse“ ir kolegos mano, kad 3D spausdinimas yra geriausia tradicinių anatominių modelių alternatyva [49]. Pirmajame metaanalizėje YE ir kolegos patvirtino, kad studentams, gavusiems 3DPAM instrukcijas, buvo geresni balai po bandymo nei studentai, gavę 2D ar kardos instrukcijas [10]. Tačiau jie diferencijavo 3DPAM ne pagal sudėtingumą, o tiesiog širdyje, nervų sistemoje ir pilvo ertmėje. Septyniuose tyrimuose 3DPAM nepraleido kitų modelių, pagrįstų studentams atlikti žinių testus [32, 66, 69, 77, 78, 84]. Savo metaanalizėje Salazaras ir kolegos padarė išvadą, kad 3DPAM naudojimas ypač pagerina sudėtingos anatomijos supratimą [17]. Ši koncepcija atitinka „Hitas“ laišką redaktoriui [88]. Kai kurioms anatominėms sritims, laikomoms mažiau sudėtingoms, nereikia naudoti 3DPAM, tuo tarpu sudėtingesnės anatominės sritys (tokios kaip kaklas ar nervų sistema) būtų logiškas 3DPAM pasirinkimas. Ši koncepcija gali paaiškinti, kodėl kai kurie 3DPAM nėra laikomi pranašesniais už tradicinius modelius, ypač kai studentams trūksta žinių srityje, kur modelio atlikimas yra pranašesnis. Taigi, pristatyti paprastą modelį studentams, kurie jau turi žinių apie šią temą (medicinos studentus ar gyventojus), nėra naudinga pagerinti studentų rezultatus.
Iš visų išvardytų švietimo privalumų 11 tyrimų pabrėžė modelių vaizdines ar lytėjimo savybes [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], o 3 tyrimai pagerino stiprumą ir ilgaamžiškumą (33 , 50 -52, 63, 79, 85, 86). Kiti pranašumai yra tai, kad studentai gali manipuliuoti struktūromis, mokytojai gali sutaupyti laiko, juos lengviau išsaugoti nei kadavus, projektą galima baigti per 24 valandas, jis gali būti naudojamas kaip namų mokymo įrankis ir jis gali būti naudojamas mokyti didelių sumų. informacijos. grupės [30, 49, 60, 61, 80, 81]. Pakartotinis 3D spausdinimas didelės apimties anatomijos mokymui daro 3D spausdinimo modelius ekonomiškesnius [26]. 3DPAM naudojimas gali pagerinti psichinės sukimosi galimybes [23] ir pagerinti skerspjūvio vaizdų aiškinimą [23, 32]. Dviejuose tyrimuose nustatyta, kad studentams, veikiantiems 3DPAM, labiau linkę atlikti operaciją [40, 74]. Metalinės jungtys gali būti įterptos, kad būtų sukurtas judesys, reikalingas funkcinei anatomijai tirti [51, 53], arba modelius galima atspausdinti naudojant gaiduko dizainus [67].
3D spausdinimas leidžia sukurti reguliuojamus anatominius modelius, pagerinant tam tikrus aspektus modeliavimo etape [48, 80], sukuriant tinkamą bazę, [59], derinant kelis modelius, [36], naudojant skaidrumą, (49) spalva, [45] arba Tam tikros vidinės struktūros matomos [30]. Tripodi ir kolegos naudojo skulptūrą molio, kad papildytų savo 3D spausdintų kaulų modelius, pabrėždami kartu sukurtų modelių, kaip mokymo priemonių, vertę [47]. 9 tyrimuose spausdinant buvo taikoma spalva [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], tačiau studentai tai pritaikė tik vieną kartą [49]. Deja, tyrimas neįvertino modelio mokymo kokybės ar mokymo sekos. Tai turėtų būti laikoma anatomijos švietimo kontekste, nes mišraus mokymosi ir bendro sukūrimo pranašumai yra gerai žinomi [89]. Siekiant susidoroti su augančia reklamos veikla, savarankiškas mokymasis buvo naudojamas daugybę kartų įvertinti modelius [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Viename tyrime padaryta išvada, kad plastikinės medžiagos spalva buvo per ryški [45], kitame tyrime padaryta išvada, kad modelis buvo per daug trapus [71], o dar du tyrimai parodė, kad anatominio kintamumo trūkumas yra atskirų modelių projektavimo kintamumas [25, 45 ]. . Septyniuose tyrimuose padaryta išvada, kad anatominė 3DPAM detalė yra nepakankama [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Išsamesniems didelių ir sudėtingų regionų anatominiams modeliams, tokiems kaip retroperitoneum ar gimdos kaklelio stuburas, segmentavimo ir modeliavimo laikas laikomas labai ilgu, o kaina yra labai didelė (apie 2000 USD) [27, 48]. Hojo ir kolegos savo tyrime teigė, kad anatominiam dubens modeliui sukurti prireikė 40 valandų [42]. Ilgiausias segmentavimo laikas buvo 380 valandų Weatherall ir kolegų tyrime, kuriame buvo sujungti keli modeliai, kad būtų sukurtas visas vaikų kvėpavimo takų modelis [36]. Devyniuose tyrimuose segmentų ir spausdinimo laikas buvo laikomi trūkumais [36, 42, 57, 58, 74]. Tačiau 12 tyrimų kritikavo jų modelių fizines savybes, ypač jų nuoseklumą, [28, 62] skaidrumo trūkumas, [30] trapumas ir monochromatiškumas, [71] minkštųjų audinių trūkumas, [66] arba detalių trūkumas [28, 34]. , 45, 48, 62, 63, 81]. Šiuos trūkumus galima įveikti padidinus segmentavimo ar modeliavimo laiką. Prarasti ir gauti tinkamą informaciją buvo problema, su kuria susidūrė trys komandos [30, 74, 77]. Remiantis pacientų pranešimais, joduoti kontrastiniai agentai nesuteikė optimalaus kraujagyslių matomumo dėl dozės apribojimų [74]. Cadaveric modelio injekcija atrodo idealus metodas, kuris atitolina nuo „kiek įmanoma mažiau“ principo ir įšvirkščiamos kontrastinės medžiagos dozės apribojimų.
Deja, daugelyje straipsnių neminima kai kurių pagrindinių „3DPam“ funkcijų. Mažiau nei pusė straipsnių aiškiai pareiškė, ar jų 3DPAM buvo tonuoti. Spausdinimo apimties aprėptis buvo nenuosekli (43% straipsnių) ir tik 34% paminėjo kelių laikmenų naudojimą. Šie spausdinimo parametrai yra kritiški, nes jie daro įtaką 3DPAM mokymosi savybėms. Daugelyje straipsnių nepateikiama pakankamai informacijos apie 3DPAM gavimo sudėtingumą (projektavimo laikas, personalo kvalifikacija, programinės įrangos išlaidos, spausdinimo išlaidos ir kt.). Ši informacija yra kritinė ir turėtų būti svarstoma prieš pradedant kurti projektą, skirtą sukurti naują 3DPAM.
Ši sisteminė apžvalga rodo, kad įprastų anatominių modelių projektavimas ir 3D spausdinimas yra įmanomas mažomis sąnaudomis, ypač naudojant FDM ar SLA spausdintuvus ir nebrangias vienos spalvos plastikines medžiagas. Tačiau šiuos pagrindinius dizainus galima patobulinti pridedant spalvą arba pridedant dizaino į skirtingas medžiagas. Realistiškesni modeliai (atspausdinti naudojant įvairias skirtingų spalvų ir faktūrų medžiagas, kad būtų galima atidžiai atkartoti lytėjimo savybes, susijusias su „Cadaver“ etaloninio modelio savybėmis), reikia brangesnių 3D spausdinimo technologijų ir ilgesnio projektavimo laiko. Tai žymiai padidins bendras sąnaudas. Nesvarbu, kuris spausdinimo procesas pasirinktas, tinkamo vaizdo gavimo metodo pasirinkimas yra raktas į 3DPAM sėkmę. Kuo didesnė erdvinė skiriamoji geba, tuo realistiškesnis modelis tampa ir gali būti naudojamas pažengusiems tyrimams. Pedagoginiu požiūriu 3DPAM yra veiksminga anatomijos mokymo priemonė, kurią patvirtina studentams atlikti žinių testai ir jų pasitenkinimas. „3DPAM“ mokymo poveikis yra geriausias, kai jis atkuria sudėtingus anatominius regionus, o studentai jį naudoja anksti savo medicinos mokyme.
Dabartiniame tyrime sugeneruoti ir (arba) analizuojami duomenų rinkiniai nėra viešai prieinami dėl kalbos kliūčių, tačiau juos galima įsigyti iš atitinkamo autoriaus pagrįsto prašymo.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. Bendrosios anatomijos, mikroanatomijos, neurobiologijos ir embriologijos kursų apžvalga JAV medicinos mokyklos programose. Anat rec. 2002; 269 (2): 118–22.
„Ghosh SK“ kadaveriškasis išpjaustymas kaip edukacinė priemonė anatominiam mokslui XXI amžiuje: dissekcija kaip edukacinė priemonė. Mokslo švietimo analizė. 2017; 10 (3): 286–99.
Pašto laikas: 2012-09-09