Modelele anatomice imprimate tridimensionale (3DPAMS) par a fi un instrument adecvat datorită valorii educaționale și fezabilității lor. Scopul acestei revizuiri este de a descrie și analiza metodele utilizate pentru crearea 3DPAM pentru predarea anatomiei umane și pentru a evalua contribuția sa pedagogică.
O căutare electronică a fost efectuată în PubMed folosind următorii termeni: educație, școală, învățare, predare, instruire, predare, educație, tridimensională, 3D, 3-dimensională, imprimare, imprimare, imprimare, anatomie, anatomie, anatomie și anatomie . . Rezultatele au inclus caracteristicile studiului, proiectarea modelului, evaluarea morfologică, performanța educațională, punctele tari și punctele slabe.
Printre cele 68 de articole selectate, cel mai mare număr de studii s -au concentrat pe regiunea craniană (33 de articole); 51 de articole menționează imprimarea osoasă. În 47 de articole, 3DPAM a fost dezvoltat pe baza tomografiei calculate. Sunt listate cinci procese de imprimare. Materialele plastice și derivații lor au fost utilizate în 48 de studii. Fiecare design variază în preț de la 1,25 USD la 2.800 USD. Treizeci și șapte de studii au comparat 3DPAM cu modele de referință. Treizeci și trei de articole au examinat activitățile educaționale. Principalele beneficii sunt calitatea vizuală și tactilă, eficiența învățării, repetabilitatea, personalizabilitatea și agilitatea, economiile de timp, integrarea anatomiei funcționale, capacitățile de rotație mentală mai bună, retenția de cunoștințe și satisfacția profesorului/elevului. Principalele dezavantaje sunt legate de design: consecvență, lipsă de detaliu sau transparență, culori prea luminoase, timpuri de imprimare lungi și costuri ridicate.
Această revizuire sistematică arată că 3DPAM este rentabil și eficient pentru predarea anatomiei. Modelele mai realiste necesită utilizarea unor tehnologii de imprimare 3D mai scumpe și timpi de proiectare mai lungi, ceea ce va crește semnificativ costul general. Cheia este de a selecta metoda imagistică corespunzătoare. Din punct de vedere pedagogic, 3DPAM este un instrument eficient pentru predarea anatomiei, cu un impact pozitiv asupra rezultatelor și satisfacției învățării. Efectul didactic al 3DPAM este cel mai bun atunci când reproduce regiuni anatomice complexe, iar studenții îl folosesc la începutul pregătirii medicale.
Disecția cadavrelor animale a fost efectuată de la Grecia antică și este una dintre principalele metode de predare a anatomiei. Disecțiile cadaverice efectuate în timpul pregătirii practice sunt utilizate în programa teoretică a studenților de medicină universitară și sunt considerate în prezent standardul de aur pentru studiul anatomiei [1,2,3,4,5]. Cu toate acestea, există multe bariere în calea utilizării exemplarelor cadaverice umane, ceea ce determină căutarea de noi instrumente de instruire [6, 7]. Unele dintre aceste instrumente noi includ realitatea augmentată, instrumentele digitale și imprimarea 3D. Conform unei recenzii recente de literatură de Santos și colab. [8] În ceea ce privește valoarea acestor noi tehnologii pentru predarea anatomiei, imprimarea 3D pare a fi una dintre cele mai importante resurse, atât în ceea ce privește valoarea educațională pentru studenți, cât și în ceea ce privește fezabilitatea implementării [4,9,10] .
Tipărirea 3D nu este nouă. Primele brevete legate de această tehnologie datează din 1984: A Le Méhuté, O de Witte și JC André în Franța și trei săptămâni mai târziu C Hull în SUA. De atunci, tehnologia a continuat să evolueze, iar utilizarea sa s -a extins în multe domenii. De exemplu, NASA a tipărit primul obiect dincolo de Pământ în 2014 [11]. Câmpul medical a adoptat, de asemenea, acest nou instrument, crescând astfel dorința de a dezvolta medicină personalizată [12].
Mulți autori au demonstrat beneficiile utilizării modelelor anatomice tipărite 3D (3DPAM) în educația medicală [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Atunci când predă anatomie umană, sunt necesare modele non-patologice și anatomic normale. Unele recenzii au examinat modelele patologice sau medicale/chirurgicale [8, 20, 21]. Pentru a dezvolta un model hibrid pentru predarea anatomiei umane care încorporează noi instrumente, cum ar fi imprimarea 3D, am efectuat o revizuire sistematică pentru a descrie și analiza modul în care obiectele tipărite 3D sunt create pentru predarea anatomiei umane și a modului în care elevii evaluează eficacitatea învățării folosind aceste obiecte 3D.
Această revizuire sistematică a literaturii a fost realizată în iunie 2022 fără restricții de timp folosind PRISMA (elemente de raportare preferate pentru recenzii sistematice și meta-analize) [22].
Criteriile de incluziune au fost toate lucrările de cercetare folosind 3DPAM în predarea/învățarea anatomiei. Au fost excluse recenzii de literatură, scrisori sau articole care se concentrează pe modele patologice, modele de animale, modele arheologice și modele de antrenament medical/chirurgical. Au fost selectate doar articole publicate în engleză. Articolele fără rezumate online disponibile au fost excluse. Au fost incluse articole care au inclus mai multe modele, cel puțin unul dintre acestea fiind normal anatomic sau au avut o patologie minoră care nu afectează valoarea predării.
O căutare a literaturii a fost efectuată în baza de date electronică PubMed (National Biblioteca de Medicină, NCBI) pentru a identifica studiile relevante publicate până în iunie 2022. Utilizați următorii termeni de căutare: educație, școală, predare, predare, învățare, predare, educație, trei- Dimensional, 3D, 3D, imprimare, imprimare, imprimare, anatomie, anatomie, anatomie și anatomie. O singură interogare a fost executată: ((Educație [Titlu/Rezumat] sau școală [Titlu/Rezumat] Orlearning [Titlu/Rezumat] sau predare [Titlu/Rezumat] sau Instruire [Titlu/Rezumat] Oreach [Titlu/Rezumat]] sau Educație [Titlu/Rezumat]) și (trei dimensiuni [Titlul] sau 3D [Titlu] sau 3D [Titlu])) și (tipărit [Titlu] sau tipărit [Titlu] sau tipărit [Titlu])) și (Anatomie) [titlu ]]/Rezumat] sau Anatomie [Titlu/Rezumat] sau Anatomie [Titlu/Rezumat] sau Anatomie [Titlu/Rezumat]). Articole suplimentare au fost identificate prin căutarea manuală a bazei de date PubMed și revizuind referințele altor articole științifice. Nu s -au aplicat restricții de date, dar a fost utilizat filtrul „persoană”.
Toate titlurile și rezumatele preluate au fost examinate pe criterii de incluziune și excludere de către doi autori (EBR și AL) și orice studiu care nu îndeplinește toate criteriile de eligibilitate a fost exclus. Publicațiile cu text complet ale studiilor rămase au fost preluate și revizuite de trei autori (EBR, EBE și AL). Când este necesar, dezacordurile în selecția de articole au fost rezolvate de o a patra persoană (LT). Publicațiile care au îndeplinit toate criteriile de incluziune au fost incluse în această revizuire.
Extracția datelor a fost efectuată independent de doi autori (EBR și AL) sub supravegherea unui al treilea autor (LT).
- Date de proiectare a modelului: regiuni anatomice, piese anatomice specifice, model inițial pentru imprimare 3D, metodă de achiziție, software de segmentare și modelare, tip de imprimantă 3D, tip de material și cantitate, scala de imprimare, culoare, cost de imprimare.
- Evaluare morfologică a modelelor: modele utilizate pentru comparație, evaluarea medicală a experților/profesorilor, numărul de evaluatori, tipul de evaluare.
- Predarea modelului 3D: evaluarea cunoștințelor studenților, metoda de evaluare, numărul de studenți, numărul de grupuri de comparație, randomizarea studenților, educația/tipul de student.
418 studii au fost identificate în Medline, iar 139 de articole au fost excluse de filtrul „uman”. După examinarea titlurilor și rezumatelor, 103 studii au fost selectate pentru citirea cu text complet. 34 de articole au fost excluse pentru că erau fie modele patologice (9 articole), modele de antrenament medical/chirurgical (4 articole), modele animale (4 articole), modele radiologice 3D (1 articol) sau nu erau articole științifice originale (16 capitole). ). În revizuire au fost incluse în total 68 de articole. Figura 1 prezintă procesul de selecție ca un grafic de flux.
Diagrama fluxului care rezumă identificarea, screeningul și includerea articolelor în această revizuire sistematică
Toate studiile au fost publicate între 2014 și 2022, cu un an mediu de publicare din 2019. Dintre cele 68 de articole incluse, 33 (49%) studii au fost descriptive și experimentale, 17 (25%) au fost pur experimentale, iar 18 (26%) au fost experimental. Pur descriptiv. Din cele 50 (73%) studii experimentale, 21 (31%) au folosit randomizarea. Doar 34 de studii (50%) au inclus analize statistice. Tabelul 1 rezumă caracteristicile fiecărui studiu.
33 de articole (48%) au examinat regiunea capului, 19 articole (28%) au examinat regiunea toracică, 17 articole (25%) au examinat regiunea abdominopelvică și 15 articole (22%) au examinat extremitățile. Cincizeci și unu de articole (75%) au menționat oasele tipărite 3D ca modele anatomice sau modele anatomice cu mai multe felii.
În ceea ce privește modelele sau fișierele sursă utilizate pentru a dezvolta 3DPAM, 23 de articole (34%) au menționat utilizarea datelor pacientului, 20 de articole (29%) au menționat utilizarea datelor cadaverice și 17 articole (25%) au menționat utilizarea bazelor de date. au fost utilizate și 7 studii (10%) nu au dezvăluit sursa documentelor utilizate.
47 de studii (69%) au dezvoltat 3DPAM pe baza tomografiei calculate, iar 3 studii (4%) au raportat utilizarea microctului. 7 articole (10%) au proiectat obiecte 3D folosind scanere optice, 4 articole (6%) folosind RMN și 1 articol (1%) folosind camere și microscoape. 14 articole (21%) nu au menționat sursa fișierelor sursă de proiectare a modelului 3D. Fișierele 3D sunt create cu o rezoluție spațială medie mai mică de 0,5 mm. Rezoluția optimă este de 30 μm [80], iar rezoluția maximă este de 1,5 mm [32].
Au fost utilizate șaizeci de aplicații software diferite (segmentare, modelare, proiectare sau imprimare). Mimica (Materialize, Leuven, Belgia) a fost utilizată cel mai des (14 studii, 21%), urmată de Meshmixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 studii, 19%), Geomagic (3D System, MO, NC, Leesville) . ) (7 studii, 10%).
Sunt menționate șaizeci și șapte de modele de imprimantă diferite și cinci procese de imprimare. Tehnologia FDM (Modelarea depunerii fuzionate) a fost utilizată în 26 de produse (38%), materialul de material în 13 produse (19%) și, în final, explozie de liant (11 produse, 16%). Cele mai puțin utilizate tehnologii sunt stereolitografia (SLA) (5 articole, 7%) și sinterizarea selectivă laser (SLS) (4 articole, 6%). Cea mai utilizată imprimantă (7 articole, 10%) este Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Israel) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Atunci când se specifică materialele utilizate pentru realizarea 3DPAM (51 de articole, 75%), 48 de studii (71%) au folosit materiale plastice și derivații lor. Principalele materiale utilizate au fost PLA (acid polilactic) (n = 20, 29%), rășină (n = 9, 13%) și ABS (acrilonitril butadienă stiren) (7 tipuri, 10%). 23 de articole (34%) au examinat 3DPAM realizat din mai multe materiale, 36 de articole (53%) au prezentat 3DPAM realizat dintr -un singur material, iar 9 articole (13%) nu au specificat un material.
Douăzeci și nouă de articole (43%) au raportat raporturi de tipărire cuprinse între 0,25: 1 și 2: 1, cu o medie de 1: 1. Douăzeci și cinci de articole (37%) au folosit un raport 1: 1. 28 3DPAM -uri (41%) au constat în mai multe culori, iar 9 (13%) au fost vopsite după imprimare [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Treizeci și patru de articole (50%) au menționat costurile. 9 articole (13%) au menționat costul imprimantelor 3D și al materiilor prime. Imprimantele variază în preț de la 302 USD la 65.000 USD. Când se specifică, prețurile modelului variază de la 1,25 USD la 2.800 USD; Aceste extreme corespund eșantioanelor scheletice [47] și modelelor retroperitoneale de înaltă fidelitate [48]. Tabelul 2 rezumă datele modelului pentru fiecare studiu inclus.
Treizeci și șapte de studii (54%) au comparat 3DAPM cu un model de referință. Printre aceste studii, cel mai frecvent comparator a fost un model de referință anatomică, utilizat în 14 articole (38%), preparate plastinate în 6 articole (16%), preparate plastinate în 6 articole (16%). Utilizarea realității virtuale, tomografia calculată imaginând un 3DPAM în 5 articole (14%), un alt 3DPAM în 3 articole (8%), jocuri serioase în 1 articol (3%), radiografii în 1 articol (3%), modele de afaceri în 1 articol (3%) și realitate augmentată în 1 articol (3%). Treizeci și patru (50%) studii au evaluat 3DPAM. Cincisprezece (48%) studii au descris în detaliu experiențele evaluatorilor (tabelul 3). 3DPAM a fost efectuat de către chirurgi sau medici participanți la 7 studii (47%), specialiști anatomici în 6 studii (40%), studenți în 3 studii (20%), profesori (disciplină nefiind specificate) în 3 studii (20%) pentru evaluare și încă un evaluator din articol (7%). Numărul mediu de evaluatori este de 14 (minim 2, maxim 30). Treizeci și trei de studii (49%) au evaluat calitativ morfologia 3DPAM și 10 studii (15%) au evaluat cantitativ morfologia 3DPAM. Dintre cele 33 de studii care au utilizat evaluări calitative, 16 au folosit evaluări pur descriptive (48%), 9 teste/evaluări/sondaje utilizate (27%) și 8 au utilizat scale Likert (24%). Tabelul 3 rezumă evaluările morfologice ale modelelor din fiecare studiu inclus.
Treizeci și trei (48%) articole examinate și au comparat eficacitatea predării 3DPAM către studenți. Dintre aceste studii, 23 (70%) articole au evaluat satisfacția studenților, 17 (51%) au folosit scale Likert, iar 6 (18%) au folosit alte metode. Douăzeci și două de articole (67%) au evaluat învățarea elevilor prin testarea cunoștințelor, dintre care 10 (30%) au folosit preteste și/sau postteste. Unsprezece studii (33%) au folosit întrebări și teste cu alegere multiplă pentru a evalua cunoștințele elevilor, iar cinci studii (15%) au utilizat etichetarea imaginii/identificarea anatomică. În medie, 76 de studenți au participat la fiecare studiu (minim 8, maxim 319). Douăzeci și patru de studii (72%) au avut un grup de control, dintre care 20 (60%) au folosit randomizarea. În schimb, un studiu (3%) a atribuit la întâmplare modele anatomice la 10 studenți diferiți. În medie, au fost comparate 2,6 grupuri (minim 2, maxim 10). Douăzeci și trei de studii (70%) au implicat studenți medicali, dintre care 14 (42%) au fost studenți de medicină din primul an. Șase (18%) studii au implicat rezidenți, 4 (12%) studenți stomatologi și 3 (9%) studenți științifică. Șase studii (18%) au implementat și evaluat învățarea autonomă folosind 3DPAM. Tabelul 4 rezumă rezultatele evaluării eficienței predării 3DPAM pentru fiecare studiu inclus.
Principalele avantaje raportate de autori pentru utilizarea 3DPAM ca instrument de predare pentru anatomia umană normală sunt caracteristicile vizuale și tactile, inclusiv realismul [55, 67], precizia [44, 50, 72, 85] și variabilitatea de consistență [34, 45 ]. , 48, 64], culoare și transparență [28, 45], durabilitate [24, 56, 73], efect educațional [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], cost [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], reproductibilitate [80], posibilitatea de îmbunătățire sau personalizare [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], capacitatea de a manipula studenții [30, 49], economisind timpul de predare [61, 80], ușurința de stocare [61], capacitatea de a integra anatomia funcțională sau de a crea structuri specifice [51, 53], 67] , Proiectarea rapidă a modelelor scheletice [81], capacitatea de a co-creează modele și de a le duce acasă [49, 60, 71], de a îmbunătăți abilitățile de rotație mentală [23] și retenția de cunoștințe [32], precum și asupra profesorului [ 25, 63] și satisfacția studenților [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Principalele dezavantaje sunt legate de proiectare: rigiditate [80], consistență [28, 62], lipsa de detaliu sau transparență [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], culori prea strălucitoare [45]. și fragilitatea podelei [71]. Alte dezavantaje includ pierderea informațiilor [30, 76], necesară mult timp pentru segmentarea imaginii [36, 52, 57, 58, 74], timpul de imprimare [57, 63, 66, 67], lipsa de variabilitate anatomică [25], și cost. Înalt [48].
Această revizuire sistematică rezumă 68 de articole publicate pe parcursul a 9 ani și evidențiază interesul comunității științifice pentru 3DPAM ca instrument pentru predarea anatomiei umane normale. Fiecare regiune anatomică a fost studiată și tipărită 3D. Dintre aceste articole, 37 de articole au comparat 3DPAM cu alte modele, iar 33 de articole au evaluat relevanța pedagogică a 3DPAM pentru studenți.
Având în vedere diferențele în proiectarea studiilor de imprimare 3D anatomică, nu am considerat că este adecvat să efectuăm o meta-analiză. O meta-analiză publicată în 2020 s-a concentrat în principal pe testele de cunoștințe anatomice după antrenament, fără a analiza aspectele tehnice și tehnologice ale proiectării și producției 3DPAM [10].
Regiunea capului este cea mai studiată, probabil pentru că complexitatea anatomiei sale face mai dificil pentru studenți să înfățișeze această regiune anatomică în spațiul tridimensional în comparație cu membrele sau torsul. CT este de departe cea mai des utilizată modalitate de imagistică. Această tehnică este utilizată pe scară largă, în special în mediul medical, dar are o rezoluție spațială limitată și un contrast scăzut de țesuturi moi. Aceste limitări fac scanările CT improprii pentru segmentarea și modelarea sistemului nervos. Pe de altă parte, tomografia calculată este mai potrivită pentru segmentarea/modelarea țesuturilor osoase; Contrastul osului/țesutului moale ajută la finalizarea acestor pași înainte de imprimarea 3D a modelelor anatomice. Pe de altă parte, Microct este considerat tehnologia de referință în ceea ce privește rezoluția spațială în imagistica osoasă [70]. Scanare optice sau RMN pot fi, de asemenea, utilizate pentru a obține imagini. O rezoluție mai mare previne netezirea suprafețelor osoase și păstrează subtilitatea structurilor anatomice [59]. Alegerea modelului afectează, de asemenea, rezoluția spațială: de exemplu, modelele de plasticizare au o rezoluție mai mică [45]. Proiectanții grafici trebuie să creeze modele 3D personalizate, ceea ce crește costurile (25 până la 150 USD pe oră) [43]. Obținerea fișierelor .stl de înaltă calitate nu este suficientă pentru a crea modele anatomice de înaltă calitate. Este necesar să se determine parametrii de imprimare, cum ar fi orientarea modelului anatomic pe placa de imprimare [29]. Unii autori sugerează că tehnologiile de imprimare avansate, cum ar fi SLS, ar trebui utilizate acolo unde este posibil pentru îmbunătățirea preciziei 3DPAM [38]. Producția de 3DPAM necesită asistență profesională; Cei mai căutați specialiști sunt ingineri [72], radiologi, [75], designeri grafici [43] și anatomiști [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Software -ul de segmentare și modelare sunt factori importanți în obținerea de modele anatomice precise, dar costul acestor pachete software și complexitatea acestora împiedică utilizarea lor. Mai multe studii au comparat utilizarea diferitelor pachete software și tehnologii de imprimare, subliniind avantajele și dezavantajele fiecărei tehnologii [68]. Pe lângă software -ul de modelare, este necesar și software de imprimare compatibil cu imprimanta selectată; Unii autori preferă să utilizeze tipărirea 3D online [75]. Dacă sunt tipărite suficiente obiecte 3D, investiția poate duce la profituri financiare [72].
Plasticul este de departe cel mai des utilizat material. Gama sa largă de texturi și culori îl fac materialul ales pentru 3DPAM. Unii autori și -au lăudat puterea ridicată în comparație cu modelele tradiționale cadaverice sau plastinate [24, 56, 73]. Unele materiale plastice au chiar proprietăți de îndoire sau întindere. De exemplu, filaflex cu tehnologia FDM se poate întinde până la 700%. Unii autori consideră că este materialul ales pentru replicarea mușchilor, tendonului și ligamentului [63]. Pe de altă parte, două studii au ridicat întrebări despre orientarea fibrelor în timpul imprimării. De fapt, orientarea, introducerea, inervația și funcția fibrelor musculare sunt critice în modelarea musculară [33].
Surprinzător, puține studii menționează amploarea tipăririi. Întrucât mulți oameni consideră că raportul 1: 1 este standard, autorul ar fi putut alege să nu -l menționeze. Deși scalarea ar fi utilă pentru învățarea direcționată în grupuri mari, fezabilitatea scalărilor nu a fost încă explorată, în special cu dimensiunile în creștere a clasei și dimensiunea fizică a modelului fiind un factor important. Desigur, scările de dimensiuni complete facilitează localizarea și comunicarea diverselor elemente anatomice pacientului, ceea ce poate explica de ce sunt adesea utilizate.
Dintre numeroasele imprimante disponibile pe piață, cele care folosesc tehnologie Polyjet (Material sau Binder Ink Jet) pentru a oferi costul de imprimare de înaltă definiție, cu mai multe straturi (și, prin urmare, multi-textură), între 20.000 USD și 250.000 USD (https: // www .aniwaa.com/). Acest cost ridicat poate limita promovarea 3DPAM în școlile medicale. Pe lângă costul imprimantei, costul materialelor necesare pentru imprimarea cu jet de cerneală este mai mare decât pentru imprimantele SLA sau FDM [68]. Prețurile pentru imprimantele SLA sau FDM sunt, de asemenea, mai accesibile, variind de la 576 EUR la 4.999 EUR în articolele enumerate în această recenzie. Potrivit Tripodi și colegii săi, fiecare parte scheletică poate fi tipărită pentru 1,25 USD [47]. Unsprezece studii au ajuns la concluzia că imprimarea 3D este mai ieftină decât plastizarea sau modelele comerciale [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Mai mult, aceste modele comerciale sunt concepute pentru a furniza informații despre pacienți fără detalii suficiente pentru predarea anatomiei [80]. Aceste modele comerciale sunt considerate inferioare 3DPAM [44]. Este demn de remarcat faptul că, pe lângă tehnologia de imprimare folosită, costul final este proporțional cu scara și, prin urmare, dimensiunea finală a 3DPAM [48]. Din aceste motive, este preferată scala de dimensiuni complete [37].
Un singur studiu a comparat 3DPAM cu modelele anatomice disponibile comercial [72]. Probele cadaverice sunt cel mai utilizat comparator pentru 3DPAM. În ciuda limitărilor lor, modelele cadaverice rămân un instrument valoros pentru predarea anatomiei. Trebuie făcută o distincție între autopsie, disecție și os uscat. Pe baza testelor de instruire, două studii au arătat că 3DPAM a fost semnificativ mai eficient decât disecția plastinată [16, 27]. Un studiu a comparat o oră de antrenament folosind 3DPAM (extremitatea inferioară) cu o oră de disecție a aceleiași regiuni anatomice [78]. Nu au existat diferențe semnificative între cele două metode de predare. Este probabil să existe puține cercetări pe acest subiect, deoarece astfel de comparații sunt dificil de făcut. Disecția este o pregătire care necesită timp pentru studenți. Uneori sunt necesare zeci de ore de pregătire, în funcție de ceea ce este pregătit. O a treia comparație poate fi făcută cu oase uscate. Un studiu realizat de Tsai și Smith a constatat că scorurile testelor au fost semnificativ mai bune în grup folosind 3DPAM [51, 63]. Chen și colegii săi au remarcat că studenții care foloseau modele 3D s -au comportat mai bine pe structurile de identificare (cranii), dar nu a existat nicio diferență în scorurile MCQ [69]. În cele din urmă, Tanner și colegii săi au demonstrat rezultate mai bune post-test în acest grup folosind 3DPAM al fosei pterygopalatine [46]. În această revizuire a literaturii au fost identificate și alte instrumente de predare noi. Cele mai frecvente dintre ele sunt realitatea augmentată, realitatea virtuală și jocurile serioase [43]. Potrivit lui Mahrous și colegii săi, preferința pentru modelele anatomice depinde de numărul de ore pe care studenții joacă jocuri video [31]. Pe de altă parte, un dezavantaj major al noilor instrumente de predare a anatomiei este feedback -ul haptic, în special pentru instrumentele pur virtuale [48].
Majoritatea studiilor care evaluează noul 3DPAM au folosit preteste ale cunoștințelor. Aceste preteste ajută la evitarea prejudecății în evaluare. Unii autori, înainte de a efectua studii experimentale, exclud toți studenții care au obținut peste media testului preliminar [40]. Printre prejudecățile Garas și colegii menționați au fost culoarea modelului și selecția voluntarilor din clasa de studenți [61]. Colorarea facilitează identificarea structurilor anatomice. Chen și colegii săi au stabilit condiții experimentale stricte, fără diferențe inițiale între grupuri, iar studiul a fost orbit în măsura maximă posibilă [69]. Lim și colegii săi recomandă finalizarea evaluării post-test de către un terț pentru a evita prejudecățile în evaluare [16]. Unele studii au utilizat scale Likert pentru a evalua fezabilitatea 3DPAM. Acest instrument este potrivit pentru evaluarea satisfacției, dar există încă prejudecăți importante de care trebuie să fie conștienți de [86].
Relevanța educațională a 3DPAM a fost evaluată în principal în rândul studenților medicali, inclusiv studenților de medicină din primul an, în 14 din 33 de studii. În studiul lor pilot, Wilk și colegii săi au raportat că studenții medicali au considerat că tipărirea 3D ar trebui inclusă în învățarea lor de anatomie [87]. 87% dintre studenții chestionați în studiul Cercenelli au considerat că al doilea an de studiu a fost cel mai bun moment pentru a utiliza 3DPAM [84]. Rezultatele lui Tanner și colegii au arătat, de asemenea, că elevii s -au comportat mai bine dacă nu au studiat niciodată terenul [46]. Aceste date sugerează că primul an de școală medicală este momentul optim pentru a încorpora 3DPAM în predarea anatomiei. Metaanaliza lui Ye a susținut această idee [18]. În cele 27 de articole incluse în studiu, au existat diferențe semnificative în scorurile de testare între 3DPAM și modelele tradiționale pentru studenții medicali, dar nu și pentru rezidenți.
3dpam ca instrument de învățare îmbunătățește realizarea academică [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], păstrarea cunoștințelor pe termen lung [32] și satisfacția studenților [25, 45, 46, 52, 57, 63 , 66]. , 69, 84]. Panourile de experți au găsit, de asemenea, aceste modele utile [37, 42, 49, 81, 82], iar două studii au găsit satisfacția profesorului cu 3DPAM [25, 63]. Dintre toate sursele, backhouse și colegii consideră că imprimarea 3D este cea mai bună alternativă la modelele anatomice tradiționale [49]. În prima lor meta-analiză, Ye și colegii au confirmat că studenții care au primit instrucțiuni 3DPAM au avut scoruri mai bune post-test decât studenții care au primit instrucțiuni 2D sau cadavre [10]. Cu toate acestea, au diferențiat 3DPAM nu prin complexitate, ci pur și simplu prin inimă, sistemul nervos și cavitatea abdominală. În șapte studii, 3DPAM nu a depășit alte modele pe baza testelor de cunoștințe administrate studenților [32, 66, 69, 77, 78, 84]. În metaanaliza lor, Salazar și colegii au ajuns la concluzia că utilizarea 3DPAM îmbunătățește în mod specific înțelegerea anatomiei complexe [17]. Acest concept este în concordanță cu scrisoarea lui Hitas către editor [88]. Unele zone anatomice considerate mai puțin complexe nu necesită utilizarea 3DPAM, în timp ce zonele anatomice mai complexe (cum ar fi gâtul sau sistemul nervos) ar fi o alegere logică pentru 3DPAM. Acest concept poate explica de ce unele 3DPAM -uri nu sunt considerate superioare modelelor tradiționale, mai ales atunci când elevii nu au cunoștințe în domeniul în care se constată că performanța modelului este superioară. Astfel, prezentarea unui model simplu pentru studenții care au deja cunoștințe despre subiect (studenți medicali sau rezidenți) nu este utilă în îmbunătățirea performanței studenților.
Dintre toate beneficiile educaționale enumerate, 11 studii au subliniat calitățile vizuale sau tactile ale modelelor [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], iar 3 studii au îmbunătățit puterea și durabilitatea (33 50 -52, 63, 79, 85, 86). Alte avantaje sunt că elevii pot manipula structurile, profesorii pot economisi timp, sunt mai ușor de păstrat decât cadavrele, proiectul poate fi finalizat în 24 de ore, acesta poate fi folosit ca instrument de școlarizare și poate fi folosit pentru a preda cantități mari de informații. Grupuri [30, 49, 60, 61, 80, 81]. Imprimarea 3D repetată pentru predarea anatomiei cu volum mare face ca modelele de imprimare 3D să fie mai rentabile [26]. Utilizarea 3DPAM poate îmbunătăți capacitățile de rotație mentală [23] și poate îmbunătăți interpretarea imaginilor în secțiune transversală [23, 32]. Două studii au descoperit că studenții expuși la 3DPAM au fost mai susceptibili să fie supuși unei intervenții chirurgicale [40, 74]. Conectorii metalici pot fi încorporați pentru a crea mișcarea necesară pentru a studia anatomia funcțională [51, 53] sau modelele pot fi tipărite folosind proiecte de declanșare [67].
Imprimarea 3D permite crearea de modele anatomice reglabile prin îmbunătățirea anumitor aspecte în timpul etapei de modelare, [48, 80] creând o bază adecvată, [59] combinând mai multe modele, [36] folosind transparență, (49) culoare, [45] sau făcând anumite structuri interne vizibile [30]. Tripodi și colegii au folosit argila de sculptură pentru a-și completa modelele osoase tipărite 3D, subliniind valoarea modelelor co-create ca instrumente de predare [47]. În 9 studii, culoarea a fost aplicată după imprimare [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], dar studenții au aplicat -o o singură dată [49]. Din păcate, studiul nu a evaluat calitatea antrenamentului modelului sau secvența de antrenament. Acest lucru ar trebui să fie luat în considerare în contextul educației anatomiei, deoarece beneficiile învățării amestecate și co-crearea sunt bine stabilite [89]. Pentru a face față activității de publicitate în creștere, auto-învățarea a fost folosită de mai multe ori pentru a evalua modelele [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Un studiu a concluzionat că culoarea materialului plastic a fost prea strălucitoare [45], un alt studiu a concluzionat că modelul era prea fragil [71], iar alte două studii au indicat lipsa unei variabilitate anatomică în proiectarea modelelor individuale [25, 45 ]. . Șapte studii au concluzionat că detaliul anatomic al 3DPAM este insuficient [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Pentru modele anatomice mai detaliate ale regiunilor mari și complexe, cum ar fi retroperitoneul sau coloana vertebrală cervicală, timpul de segmentare și modelare este considerat foarte lung, iar costul este foarte mare (aproximativ 2000 USD) [27, 48]. Hojo și colegii săi au declarat în studiul lor că a fost nevoie de 40 de ore pentru a crea modelul anatomic al pelvisului [42]. Cel mai lung timp de segmentare a fost de 380 de ore într -un studiu realizat de Weatherall și colegii săi, în care au fost combinate mai multe modele pentru a crea un model complet de căi respiratorii pediatrice [36]. În nouă studii, segmentarea și timpul de imprimare au fost considerate dezavantaje [36, 42, 57, 58, 74]. Cu toate acestea, 12 studii au criticat proprietățile fizice ale modelelor lor, în special consistența lor, [28, 62] lipsa de transparență, [30] fragilitatea și monocromaticitatea, [71] lipsa de țesut moale, [66] sau lipsa de detalii [28, 34]. , 45, 48, 62, 63, 81]. Aceste dezavantaje pot fi depășite prin creșterea timpului de segmentare sau de simulare. Pierderea și preluarea informațiilor relevante a fost o problemă cu care se confruntă trei echipe [30, 74, 77]. Conform rapoartelor pacientului, agenții de contrast iodat nu au oferit o vizibilitate vasculară optimă din cauza limitărilor dozei [74]. Injecția unui model cadaveric pare a fi o metodă ideală care se îndepărtează de principiul „cât mai puțin posibil” și limitările dozei de agent de contrast injectat.
Din păcate, multe articole nu menționează unele caracteristici cheie ale 3DPAM. Mai puțin de jumătate din articole au declarat în mod explicit dacă 3DPAM -ul lor a fost nuanțat. Acoperirea domeniului de imprimare a fost inconsistentă (43% din articole) și doar 34% au menționat utilizarea mai multor medii. Acești parametri de imprimare sunt critici, deoarece influențează proprietățile de învățare ale 3DPAM. Majoritatea articolelor nu oferă informații suficiente despre complexitățile obținerii 3DPAM (timp de proiectare, calificări ale personalului, costuri software, costuri de imprimare etc.). Aceste informații sunt critice și ar trebui luate în considerare înainte de a lua în considerare începerea unui proiect pentru a dezvolta un nou 3DPAM.
Această revizuire sistematică arată că proiectarea și imprimarea 3D a modelelor anatomice normale este posibilă la costuri reduse, mai ales atunci când se utilizează imprimante FDM sau SLA și materiale plastice ieftine cu o singură culoare. Cu toate acestea, aceste modele de bază pot fi îmbunătățite prin adăugarea de culoare sau adăugarea de modele în diferite materiale. Modele mai realiste (tipărite folosind mai multe materiale de culori și texturi diferite pentru a reproduce îndeaproape calitățile tactile ale unui model de referință de cadavru) necesită tehnologii de imprimare 3D mai scumpe și timpi de proiectare mai lungi. Acest lucru va crește semnificativ costul general. Indiferent de ce proces de imprimare este ales, alegerea metodei imagistice adecvate este esențială pentru succesul 3DPAM. Cu cât este mai mare rezoluția spațială, cu atât modelul este mai realist și poate fi utilizat pentru cercetări avansate. Din punct de vedere pedagogic, 3DPAM este un instrument eficient pentru predarea anatomiei, așa cum demonstrează testele de cunoștințe administrate elevilor și satisfacția lor. Efectul didactic al 3DPAM este cel mai bun atunci când reproduce regiuni anatomice complexe, iar studenții îl folosesc la începutul pregătirii medicale.
Seturile de date generate și/sau analizate în studiul curent nu sunt disponibile public din cauza barierelor lingvistice, dar sunt disponibile de la autorul corespunzător la o cerere rezonabilă.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. O revizuire a cursurilor de anatomie brută, microanatomie, neurobiologie și embriologie în programele școlii medicale din SUA. ANAT REC. 2002; 269 (2): 118-22.
Ghosh SK Disecția cadaverică ca instrument educațional pentru știința anatomică în secolul XXI: disecția ca instrument educațional. Analiza educației științifice. 2017; 10 (3): 286–99.
Timpul post: 09-2024 aprilie