Tredimensjonale trykte anatomiske modeller (3DPAMS) ser ut til å være et passende verktøy på grunn av deres utdanningsverdi og gjennomførbarhet. Hensikten med denne gjennomgangen er å beskrive og analysere metodene som brukes til å lage 3DPAM for å lære menneskelig anatomi og for å evaluere dets pedagogiske bidrag.
Et elektronisk søk ble utført i PubMed ved bruk av følgende begrep: utdanning, skole, læring, undervisning, opplæring, undervisning, utdanning, tredimensjonal, 3D, 3-dimensjonal, utskrift, utskrift, utskrift, anatomi, anatomi, anatomi og anatomi . . Funn inkluderte studieegenskaper, modelldesign, morfologisk vurdering, pedagogisk ytelse, styrker og svakheter.
Blant de 68 utvalgte artiklene er det største antallet studier fokusert på kranialregionen (33 artikler); 51 Artikler nevner beinutskrift. I 47 artikler ble 3DPAM utviklet basert på computertomografi. Fem utskriftsprosesser er listet opp. Plast og deres derivater ble brukt i 48 studier. Hver design varierer i pris fra 1,25 dollar til 2800 dollar. Trettisju studier sammenlignet 3DPAM med referansemodeller. Tretti-tre artikler undersøkte utdanningsaktiviteter. Hovedfordelene er visuell og taktil kvalitet, læringseffektivitet, repeterbarhet, tilpassbarhet og smidighet, tidsbesparelser, integrering av funksjonell anatomi, bedre mental rotasjonsevne, kunnskapsretensjon og lærer/studenttilfredshet. De viktigste ulempene er relatert til utformingen: konsistens, mangel på detaljer eller åpenhet, farger som er for lyse, lange utskriftstider og høye kostnader.
Denne systematiske gjennomgangen viser at 3DPAM er kostnadseffektiv og effektiv for å undervise i anatomi. Mer realistiske modeller krever bruk av dyrere 3D -utskriftsteknologier og lengre designtider, noe som vil øke den totale kostnaden betydelig. Nøkkelen er å velge riktig avbildningsmetode. Fra et pedagogisk synspunkt er 3DPAM et effektivt verktøy for å lære anatomi, med en positiv innvirkning på læringsresultater og tilfredshet. Læreeffekten av 3DPAM er best når den reproduserer komplekse anatomiske regioner og studentene bruker den tidlig i medisinsk trening.
Disseksjon av dyrekår er utført siden det gamle Hellas og er en av hovedmetodene for å lære anatomi. Kadaveriske disseksjoner utført under praktisk trening brukes i den teoretiske læreplanen for universitetsmedisinske studenter og regnes for tiden som gullstandarden for studiet av anatomi [1,2,3,4,5]. Imidlertid er det mange barrierer for bruk av humane kadaveriske prøver, noe som ber om søk etter nye treningsverktøy [6, 7]. Noen av disse nye verktøyene inkluderer augmented reality, digitale verktøy og 3D -utskrift. I følge en fersk litteraturgjennomgang av Santos et al. [8] Når det gjelder verdien av disse nye teknologiene for å undervise i anatomi, ser 3D -utskrift ut til å være en av de viktigste ressursene, både når det gjelder utdanningsverdi for studenter og når det gjelder gjennomførbarhet av implementering [4,9,10] .
3D -utskrift er ikke nytt. De første patentene relatert til denne teknologien er tilbake til 1984: en Le Méhauté, O de Witte og JC André i Frankrike, og tre uker senere C Hull i USA. Siden den gang har teknologien fortsatt å utvikle seg, og bruken har utvidet seg til mange områder. For eksempel trykket NASA det første objektet utenfor Jorden i 2014 [11]. Det medisinske feltet har også tatt i bruk dette nye verktøyet, og øker dermed ønsket om å utvikle personlig medisin [12].
Mange forfattere har vist fordelene ved å bruke 3D -trykte anatomiske modeller (3DPAM) i medisinsk utdanning [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Når du lærer menneskelig anatomi, er det nødvendig med ikke-patologiske og anatomisk normale modeller. Noen anmeldelser har undersøkt patologiske eller medisinske/kirurgiske treningsmodeller [8, 20, 21]. For å utvikle en hybridmodell for å lære menneskelig anatomi som inkluderer nye verktøy som 3D -utskrift, gjennomførte vi en systematisk gjennomgang for å beskrive og analysere hvordan 3D -trykte objekter opprettes for å lære menneskelig anatomi og hvordan studenter evaluerer effektiviteten av læring ved bruk av disse 3D -objektene.
Denne systematiske litteraturgjennomgangen ble gjennomført i juni 2022 uten tidsrestriksjoner ved bruk av PRISMA (foretrukne rapporteringselementer for systematiske anmeldelser og metaanalyser) retningslinjer [22].
Inkluderingskriterier var alle forskningsartikler ved bruk av 3DPAM i anatomiundervisning/læring. Litteraturgjennomganger, brev eller artikler med fokus på patologiske modeller, dyremodeller, arkeologiske modeller og medisinske/kirurgiske treningsmodeller ble ekskludert. Bare artikler publisert på engelsk ble valgt. Artikler uten tilgjengelige abstrakt på nettet ble ekskludert. Artikler som inkluderte flere modeller, hvorav minst en var anatomisk normal eller hadde mindre patologi som ikke påvirket undervisningsverdien, ble inkludert.
Et litteratursøk ble utført i den elektroniske databasen PubMed (National Library of Medicine, NCBI) for å identifisere relevante studier publisert frem til juni 2022. Bruk følgende søkeord: utdanning, skole, undervisning, undervisning, læring, undervisning, utdanning, tre- Dimensjonal, 3D, 3D, Printing, Printing, Printing, Anatomy, Anatomy, Anatomy and Anatomy. En enkelt spørring ble utført: (((((Utdanning [tittel/abstrakt] eller skole [tittel/abstrakt] orlearning [tittel/abstrakt] eller undervisning [tittel/abstrakt] eller opplæring [tittel/abstrakt] oach [tittel/abstrakt]] eller Utdanning [tittel/abstrakt]) og (tre dimensjoner [tittel] eller 3D [tittel] eller 3D [tittel])) og (trykk [tittel] eller trykk [tittel] eller trykk [tittel]) og (anatomi) [tittel ]]/abstrakt] eller anatomi [tittel/abstrakt] eller anatomi [tittel/abstrakt] eller anatomi [tittel/abstrakt]). Ytterligere artikler ble identifisert ved manuelt å søke i PubMed -databasen og gjennomgå referanser til andre vitenskapelige artikler. Ingen datobegrensninger ble brukt, men "personen" -filteret ble brukt.
Alle hentet titler og sammendrag ble vist mot inkludering og eksklusjonskriterier av to forfattere (EBR og AL), og noen studier som ikke oppfyller alle kriterier for valgbarhet ble ekskludert. Publikasjoner for fulltekst av de gjenværende studiene ble hentet og gjennomgått av tre forfattere (EBR, EBE og AL). Når det var nødvendig, ble uenigheter i valg av artikler løst av en fjerde person (LT). Publikasjoner som oppfylte alle inkluderingskriterier ble inkludert i denne gjennomgangen.
Datautvinning ble utført uavhengig av to forfattere (EBR og AL) under tilsyn av en tredje forfatter (LT).
- Modelldesigndata: Anatomiske regioner, spesifikke anatomiske deler, innledende modell for 3D -utskrift, anskaffelsesmetode, segmentering og modelleringsprogramvare, 3D -skrivertype, materialtype og mengde, utskriftsskala, farge, utskriftskostnader.
- Morfologisk vurdering av modeller: Modeller brukt til sammenligning, medisinsk vurdering av eksperter/lærere, antall evaluerere, type vurdering.
- Undervisning i 3D -modell: Vurdering av studentkunnskap, vurderingsmetode, antall studenter, antall sammenligningsgrupper, randomisering av studenter, utdanning/type student.
418 studier ble identifisert i Medline, og 139 artikler ble ekskludert av det "menneskelige" filteret. Etter å ha gjennomgått titler og sammendrag, ble 103 studier valgt for fulltekstlesing. 34 artikler ble ekskludert fordi de enten var patologiske modeller (9 artikler), medisinske/kirurgiske treningsmodeller (4 artikler), dyremodeller (4 artikler), 3D -radiologiske modeller (1 artikkel) eller ikke var originale vitenskapelige artikler (16 kapitler). ). Totalt 68 artikler ble inkludert i gjennomgangen. Figur 1 presenterer utvelgelsesprosessen som et flytskjema.
Flow Chart Oppsummering av identifisering, screening og inkludering av artikler i denne systematiske gjennomgangen
Alle studier ble publisert mellom 2014 og 2022, med et gjennomsnittlig publikasjonsår i 2019. Blant de 68 inkluderte artiklene, var 33 (49%) studier beskrivende og eksperimentelle, 17 (25%) var rent eksperimentelle, og 18 (26%) var eksperimentell. Rent beskrivende. Av de 50 (73%) eksperimentelle studiene brukte 21 (31%) randomisering. Bare 34 studier (50%) inkluderte statistiske analyser. Tabell 1 oppsummerer egenskapene til hver studie.
33 artikler (48%) undersøkte hovedregionen, 19 artikler (28%) undersøkte thoraxregionen, 17 artikler (25%) undersøkte abdominopelvic -regionen, og 15 artikler (22%) undersøkte ekstremitetene. Femti-en-artikler (75%) nevnte 3D-trykte bein som anatomiske modeller eller anatomiske modeller med flere skiver.
Når det gjelder kildemodellene eller filene som ble brukt til å utvikle 3DPAM, nevnte 23 artikler (34%) bruken av pasientdata, 20 artikler (29%) nevnte bruk av kadaveriske data, og 17 artikler (25%) nevnte bruken av databaser. ble brukt, og 7 studier (10%) avslørte ikke kilden til dokumentene som ble brukt.
47 studier (69%) utviklet 3DPAM basert på beregnet tomografi, og 3 studier (4%) rapporterte bruken av mikroct. 7 artikler (10%) projiserte 3D -objekter ved bruk av optiske skannere, 4 artikler (6%) ved bruk av MR, og 1 artikkel (1%) ved bruk av kameraer og mikroskop. 14 artikler (21%) nevnte ikke kilden til 3D -modelldesignkildefilene. 3D -filer opprettes med en gjennomsnittlig romlig oppløsning på mindre enn 0,5 mm. Den optimale oppløsningen er 30 μm [80] og den maksimale oppløsningen er 1,5 mm [32].
Seksti forskjellige programvare (segmentering, modellering, design eller utskrift) ble brukt. Mimikk (materialiserende, Leuven, Belgia) ble brukt oftest (14 studier, 21%), fulgt av Meshmixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 studier, 19%), Geomagic (3D System, MO, NC, Leesville) . (10 studier, 15%), 3D Slicer (Slicer Developer Training, Boston, MA) (9 studier, 13%), Blender (Blender Foundation, Amsterdam, Nederland) (8 studier, 12%) og Cura (Geldemarsen, Nederland) (7 studier, 10%).
Sekstisju forskjellige skrivermodeller og fem utskriftsprosesser er nevnt. FDM (Fused Deposition Modelling) -teknologi ble brukt i 26 produkter (38%), materialblåsing i 13 produkter (19%) og til slutt bindemiddel sprengning (11 produkter, 16%). De minst brukte teknologiene er stereolitografi (SLA) (5 artikler, 7%) og selektiv laser sintring (SLS) (4 artikler, 6%). Den mest brukte skriveren (7 artikler, 10%) er Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Israel) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Ved spesifisering av materialene som ble brukt til å lage 3DPAM (51 artikler, 75%), brukte 48 studier (71%) plast og derivater. Hovedmaterialene som ble brukt var PLA (polylaktsyre) (n = 20, 29%), harpiks (n = 9, 13%) og ABS (akrylonitrilbutadienestyren) (7 typer, 10%). 23 Artikler (34%) undersøkte 3DPAM laget av flere materialer, 36 artikler (53%) presenterte 3DPAM laget av bare ett materiale, og 9 artikler (13%) spesifiserte ikke et materiale.
22 artikler (43%) rapporterte utskriftsforhold fra 0,25: 1 til 2: 1, med et gjennomsnitt på 1: 1. Tjuefem artikler (37%) brukte et forhold på 1: 1. 28 3dpams (41%) besto av flere farger, og 9 (13%) ble farget etter utskrift [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Trettifire artikler (50%) nevnte kostnader. 9 artikler (13%) nevnte kostnadene for 3D -skrivere og råvarer. Printers varierer i pris fra $ 302 til $ 65.000. Når de er spesifisert, varierer modellprisene fra $ 1,25 til $ 2800; Disse ytterpunktene tilsvarer skjelettprøver [47] og høykvalitets retroperitoneale modeller [48]. Tabell 2 oppsummerer modelldataene for hver inkludert studie.
Trettisju studier (54%) sammenlignet 3DAPM med en referansemodell. Blant disse studiene var den vanligste komparatoren en anatomisk referansemodell, brukt i 14 artikler (38%), plastinerte preparater i 6 artikler (16%), plastinerte preparater i 6 artikler (16%). Bruk av virtual reality, Computert Tomography Imaging One 3DPAM i 5 artikler (14%), ytterligere 3DPAM i 3 artikler (8%), seriøse spill i 1 artikkel (3%), røntgenbilder i 1 artikkel (3%), forretningsmodeller i 1 artikkel (3%) og forsterket virkelighet i 1 artikkel (3%). Trettifire (50%) studier vurderte 3DPAM. Femten (48%) studier beskrev raters opplevelser i detalj (tabell 3). 3DPAM ble utført av kirurger eller deltakende leger i 7 studier (47%), anatomiske spesialister i 6 studier (40%), studenter i 3 studier (20%), lærere (disiplin ikke spesifisert) i 3 studier (20%) for vurdering og en evaluerer til i artikkelen (7%). Gjennomsnittlig antall evaluerere er 14 (minimum 2, maksimalt 30). Tretti-tre studier (49%) vurderte 3DPAM-morfologi kvalitativt, og 10 studier (15%) vurderte 3DPAM-morfologi kvantitativt. Av de 33 studiene som brukte kvalitative vurderinger, brukte 16 rent beskrivende vurderinger (48%), 9 brukte tester/rangeringer/undersøkelser (27%) og 8 brukte Likert -skalaer (24%). Tabell 3 oppsummerer de morfologiske vurderingene av modellene i hver inkluderte studie.
Tretti-tre (48%) artikler som ble undersøkt og sammenlignet effektiviteten av undervisning 3DPAM med studenter. Av disse studiene vurderte 23 (70%) artikler studenttilfredshet, 17 (51%) brukte Likert -skalaer, og 6 (18%) brukte andre metoder. Tjueto artikler (67%) vurderte studentlæring gjennom kunnskapstesting, hvorav 10 (30%) brukte pretest og/eller posttester. Elleve studier (33%) brukte flervalgsspørsmål og tester for å vurdere studentenes kunnskap, og fem studier (15%) brukte bildemerking/anatomisk identifikasjon. I gjennomsnitt 76 studenter deltok i hver studie (minimum 8, maksimalt 319). 24 studier (72%) hadde en kontrollgruppe, hvorav 20 (60%) brukte randomisering. I kontrast tildelte en studie (3%) tilfeldig anatomiske modeller til 10 forskjellige studenter. I gjennomsnitt ble 2,6 grupper sammenlignet (minimum 2, maksimalt 10). Tjuetre studier (70%) involverte medisinstudenter, hvorav 14 (42%) var førsteårs medisinstudenter. Seks (18%) studier involverte innbyggere, 4 (12%) tannlegestudenter og 3 (9%) vitenskapsstudenter. Seks studier (18%) implementerte og evaluerte autonom læring ved bruk av 3DPAM. Tabell 4 oppsummerer resultatene fra 3DPAM -undervisningseffektivitetsvurderingen for hver inkluderte studie.
De viktigste fordelene rapportert av forfatterne for å bruke 3DPAM som et undervisningsverktøy for normal menneskelig anatomi er visuelle og taktile egenskaper, inkludert realisme [55, 67], nøyaktighet [44, 50, 72, 85], og konsistensvariabilitet [34, 45 ]. , 48, 64], farge og åpenhet [28, 45], holdbarhet [24, 56, 73], utdanningseffekt [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], kostnad [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], reproduserbarhet [80], mulighet for forbedring eller personalisering [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], muligheten til å manipulere studenter [30, 49], og spare undervisningstid [61, 80], enkel lagring [61], muligheten til å integrere funksjonell anatomi eller lage spesifikke strukturer [51, 53], 67] , Rask utforming av skjelettmodeller [81], evnen til å co-create Models og ta dem med hjem [49, 60, 71], forbedre mentale rotasjonsevner [23] og kunnskapsretensjon [32], så vel som på læreren [ 25, 63] og studenttilfredshet [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
De viktigste ulempene er relatert til design: stivhet [80], konsistens [28, 62], mangel på detaljer eller åpenhet [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], farger for lyse [45]. og skjørheten i gulvet [71]. Andre ulemper inkluderer tap av informasjon [30, 76], lang tid som kreves for bildesegmentering [36, 52, 57, 58, 74], utskriftstid [57, 63, 66, 67], mangel på anatomisk variabilitet [25], og kostnad. Høy [48].
Denne systematiske gjennomgangen oppsummerer 68 artikler publisert over 9 år og fremhever det vitenskapelige samfunnets interesse for 3DPAM som et verktøy for å lære normal menneskelig anatomi. Hver anatomisk region ble studert og 3D -trykt. Av disse artiklene sammenlignet 37 artikler 3DPAM med andre modeller, og 33 artikler vurderte den pedagogiske relevansen av 3DPAM for studenter.
Gitt forskjellene i utformingen av anatomiske 3D-utskriftsstudier, anså vi ikke det som hensiktsmessig å utføre en metaanalyse. En metaanalyse publisert i 2020 fokuserte hovedsakelig på anatomiske kunnskapstester etter trening uten å analysere de tekniske og teknologiske aspektene ved 3DPAM-design og produksjon [10].
Hovedregionen er den mest studerte, sannsynligvis fordi kompleksiteten i dens anatomi gjør det vanskeligere for studentene å skildre denne anatomiske regionen i tredimensjonalt rom sammenlignet med lemmene eller overkroppen. CT er den desidert mest brukte bildemodaliteten. Denne teknikken er mye brukt, spesielt i medisinske omgivelser, men har begrenset romlig oppløsning og lav bløtvevskontrast. Disse begrensningene gjør CT -skanninger uegnet for segmentering og modellering av nervesystemet. På den annen side er beregnet tomografi bedre egnet for segmentering/modellering av beinvev; Ben/bløtvevskontrast hjelper til med å fullføre disse trinnene før 3D -utskriftsanatomiske modeller. På den annen side regnes mikroct som referanseteknologi når det gjelder romlig oppløsning i beinavbildning [70]. Optiske skannere eller MR kan også brukes til å skaffe bilder. Høyere oppløsning forhindrer utjevning av beinoverflater og bevarer subtiliteten til anatomiske strukturer [59]. Valget av modell påvirker også den romlige oppløsningen: for eksempel har plastiseringsmodeller en lavere oppløsning [45]. Grafiske designere må lage tilpassede 3D -modeller, noe som øker kostnadene ($ 25 til $ 150 per time) [43]. Å skaffe høykvalitets .stl-filer er ikke nok til å lage anatomiske modeller av høy kvalitet. Det er nødvendig å bestemme utskriftsparametere, for eksempel orienteringen til den anatomiske modellen på trykkeriet [29]. Noen forfattere antyder at avanserte utskriftsteknologier som SLS bør brukes der det er mulig for å forbedre nøyaktigheten til 3DPAM [38]. Produksjonen av 3DPAM krever profesjonell hjelp; De mest etterspurte spesialistene er ingeniører [72], radiologer, [75], grafiske designere [43] og anatomister [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Segmentering og modelleringsprogramvare er viktige faktorer for å oppnå nøyaktige anatomiske modeller, men kostnadene for disse programvarepakkene og deres kompleksitet hindrer bruken av dem. Flere studier har sammenlignet bruken av forskjellige programvarepakker og utskriftsteknologier, og fremhever fordelene og ulempene med hver teknologi [68]. I tillegg til modelleringsprogramvare, er det også nødvendig å skrive ut programvare som er kompatibel med den valgte skriveren; Noen forfattere foretrekker å bruke online 3D -utskrift [75]. Hvis nok 3D -objekter skrives ut, kan investeringen føre til økonomisk avkastning [72].
Plast er det klart mest brukte materialet. Det brede spekteret av teksturer og farger gjør det til det valgte materialet for 3DPAM. Noen forfattere har berømmet sin høye styrke sammenlignet med tradisjonelle kadaveriske eller plastinerte modeller [24, 56, 73]. Noen plast har til og med bøyende eller strekkegenskaper. For eksempel kan filaflex med FDM -teknologi strekke seg opptil 700%. Noen forfattere anser det som det valgte materialet for muskel, sene og ligamentreplikasjon [63]. På den annen side har to studier reist spørsmål om fiberorientering under utskrift. Faktisk er muskelfiberorientering, innsetting, innervasjon og funksjon kritisk i muskelmodellering [33].
Overraskende nok er det få studier som nevner skalaen for utskrift. Siden mange mennesker anser 1: 1 -forholdet som standard, kan forfatteren ha valgt å ikke nevne det. Selv om oppskalering ville være nyttig for rettet læring i store grupper, er muligheten for skalering ennå ikke blitt utforsket, spesielt med voksende klassestørrelser og den fysiske størrelsen på modellen som en viktig faktor. Selvfølgelig gjør skalaer i full størrelse det lettere å lokalisere og kommunisere forskjellige anatomiske elementer til pasienten, noe som kan forklare hvorfor de ofte brukes.
Av de mange skriverne som er tilgjengelige på markedet, bruker de som bruker polyjet (material- eller bindemiddel inkjet) teknologi for å gi farge og flerlag (og derfor multitekst) HD .aniwaa.com/). Denne høye kostnaden kan begrense promoteringen av 3DPAM på medisinskoler. I tillegg til kostnadene for skriveren, er kostnadene for materialer som kreves for blekkutskrift høyere enn for SLA- eller FDM -skrivere [68]. Prisene for SLA- eller FDM -skrivere er også rimeligere, alt fra € 576 til € 4.999 i artiklene som er oppført i denne gjennomgangen. I følge Tripodi og kolleger kan hver skjelettdel skrives ut for 1,25 dollar [47]. Elleve studier konkluderte med at 3D -utskrift er billigere enn plastisering eller kommersielle modeller [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Dessuten er disse kommersielle modellene designet for å gi pasientinformasjon uten tilstrekkelig detaljer for anatomiundervisning [80]. Disse kommersielle modellene anses som dårligere enn 3DPAM [44]. Det er verdt å merke seg at i tillegg til utskriftsteknologien som brukes, er den endelige kostnaden proporsjonal med skalaen og derfor den endelige størrelsen på 3DPAM [48]. Av disse grunner foretrekkes skalaen i full størrelse [37].
Bare en studie sammenlignet 3DPAM med kommersielt tilgjengelige anatomiske modeller [72]. Kadaveriske prøver er den mest brukte komparatoren for 3DPAM. Til tross for sine begrensninger, er kadaveriske modeller fortsatt et verdifullt verktøy for å lære anatomi. Det må skilles mellom obduksjon, disseksjon og tørt bein. Basert på treningstester viste to studier at 3DPAM var betydelig mer effektiv enn plastinert disseksjon [16, 27]. En studie sammenlignet en times trening ved bruk av 3DPAM (nedre ekstremitet) med en times disseksjon av den samme anatomiske regionen [78]. Det var ingen signifikante forskjeller mellom de to undervisningsmetodene. Det er sannsynlig at det er lite forskning på dette emnet fordi slike sammenligninger er vanskelige å gjøre. Disseksjon er et tidkrevende forberedelse for studenter. Noen ganger er det nødvendig med flere titalls forberedelser, avhengig av hva som blir utarbeidet. En tredje sammenligning kan gjøres med tørre bein. En studie av Tsai og Smith fant at testresultater var betydelig bedre i gruppen ved bruk av 3DPAM [51, 63]. Chen og kolleger bemerket at studenter som brukte 3D -modeller presterte bedre på å identifisere strukturer (hodeskaller), men det var ingen forskjell i MCQ -score [69]. Til slutt demonstrerte Tanner og kolleger bedre resultat etter at denne gruppen ved bruk av 3DPAM av Pterygopalatine Fossa [46]. Andre nye undervisningsverktøy ble identifisert i denne litteraturgjennomgangen. De vanligste blant dem er utvidet virkelighet, virtual reality og seriøse spill [43]. I følge Mahrous og kolleger avhenger preferanse for anatomiske modeller av antall timer studenter spiller videospill [31]. På den annen side er en stor ulempe med nye anatomi -undervisningsverktøy haptisk tilbakemelding, spesielt for rent virtuelle verktøy [48].
De fleste studier som evaluerer den nye 3DPAM har brukt pretests av kunnskap. Disse pretests er med på å unngå skjevhet i vurderingen. Noen forfattere, før de gjennomførte eksperimentelle studier, utelukker alle studenter som scoret over gjennomsnittet på den foreløpige testen [40]. Blant skjevhetene var Garas og kolleger som ble nevnt fargen på modellen og utvalget av frivillige i studentklassen [61]. Farging letter identifisering av anatomiske strukturer. Chen og kolleger etablerte strenge eksperimentelle forhold uten innledende forskjeller mellom grupper, og studien ble blendet i den maksimale grad mulig [69]. Lim og kolleger anbefaler at vurderingen etter testen blir fullført av en tredjepart for å unngå skjevhet i vurderingen [16]. Noen studier har brukt Likert -skalaer for å vurdere gjennomførbarheten av 3DPAM. Dette instrumentet er egnet for å vurdere tilfredshet, men det er fremdeles viktige skjevheter å være klar over [86].
Den pedagogiske relevansen av 3DPAM ble først og fremst vurdert blant medisinstudenter, inkludert førsteårs medisinstudenter, i 14 av 33 studier. I sin pilotstudie rapporterte Wilk og kolleger at medisinstudenter mente at 3D -utskrift skulle inkluderes i deres anatomi -læring [87]. 87% av studentene som ble undersøkt i Cercenelli -studien, mente at det andre studiåret var den beste tiden å bruke 3DPAM [84]. Tanner og kollegers resultater viste også at studentene presterte bedre hvis de aldri hadde studert feltet [46]. Disse dataene antyder at det første året av medisinsk skole er det optimale tidspunktet å innlemme 3DPAM i anatomiundervisning. Yes metaanalyse støttet denne ideen [18]. I de 27 artiklene som ble inkludert i studien, var det signifikante forskjeller i testresultater mellom 3DPAM og tradisjonelle modeller for medisinstudenter, men ikke for innbyggere.
3DPAM som læringsverktøy forbedrer akademisk prestasjon [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], langsiktig kunnskapsoppbevaring [32], og studenttilfredshet [25, 45, 46, 52, 57, 63 , 66]. , 69, 84]. Paneler av eksperter fant også disse modellene nyttige [37, 42, 49, 81, 82], og to studier fant lærertilfredshet med 3DPAM [25, 63]. Av alle kilder anser backhouse og kolleger 3D -utskrift som det beste alternativet til tradisjonelle anatomiske modeller [49]. I sin første metaanalyse bekreftet dere og kollegene at studenter som fikk 3DPAM-instruksjoner hadde bedre score etter test enn studenter som fikk 2D- eller kadaverinstruksjoner [10]. Imidlertid differensierte de 3DPAM ikke av kompleksitet, men ganske enkelt av hjertet, nervesystemet og bukhulen. I syv studier overgikk ikke 3DPAM andre modeller basert på kunnskapstester som ble administrert til studenter [32, 66, 69, 77, 78, 84]. I sin metaanalyse konkluderte Salazar og kolleger med at bruken av 3DPAM forbedrer forståelsen av kompleks anatomi [17]. Dette konseptet er i samsvar med Hitas 'brev til redaktøren [88]. Noen anatomiske områder som anses som mindre komplekse krever ikke bruk av 3DPAM, mens mer komplekse anatomiske områder (for eksempel nakken eller nervesystemet) ville være et logisk valg for 3DPAM. Dette konseptet kan forklare hvorfor noen 3DPAM -er ikke anses som overlegne i forhold til tradisjonelle modeller, spesielt når studenter mangler kunnskap på domenet der modellytelsen blir funnet å være overlegen. Å presentere en enkel modell for studenter som allerede har en viss kunnskap om emnet (medisinstudenter eller innbyggere) er ikke nyttig for å forbedre studentprestasjonen.
Av alle de utdannelsesmessige fordelene som er oppført, understreket 11 studier de visuelle eller taktile egenskapene til modeller [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], og 3 studier forbedret styrke og holdbarhet (33 , 50 -52, 63, 79, 85, 86). Andre fordeler er at studenter kan manipulere strukturene, lærere kan spare tid, de er lettere å bevare enn kadavre, prosjektet kan fullføres innen 24 timer, det kan brukes som et hjemmeundervisningsverktøy, og det kan brukes til å undervise i store mengder av informasjon. Grupper [30, 49, 60, 61, 80, 81]. Gjentatt 3D-utskrift for anatomi-undervisning med høyt volum gjør 3D-utskriftsmodeller mer kostnadseffektiv [26]. Bruken av 3DPAM kan forbedre mentale rotasjonsevner [23] og forbedre tolkningen av tverrsnittsbilder [23, 32]. To studier fant at studenter som ble utsatt for 3DPAM var mer sannsynlig å gjennomgå kirurgi [40, 74]. Metallkontakter kan være innebygd for å lage den bevegelsen som er nødvendig for å studere funksjonell anatomi [51, 53], eller modeller kan skrives ut ved hjelp av triggerdesign [67].
3D -utskrift tillater å lage justerbare anatomiske modeller ved å forbedre visse aspekter i modelleringstrinnet, [48, 80] skape en passende base, [59] som kombinerer flere modeller, [36] ved bruk av gjennomsiktighet, (49) farge, [45] eller gjøre visse interne strukturer synlige [30]. Tripodi og kolleger brukte skulpturelle leire for å utfylle sine 3D-trykte beinmodeller, og understreket verdien av samopprettede modeller som undervisningsverktøy [47]. I 9 studier ble fargen brukt etter utskrift [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], men studentene brukte det bare en gang [49]. Dessverre evaluerte ikke studien kvaliteten på modelltrening eller treningssekvensen. Dette bør vurderes i sammenheng med anatomiutdanning, ettersom fordelene med blandet læring og samskaping er godt etablert [89]. For å takle den voksende reklameaktiviteten har selvlæring blitt brukt mange ganger for å evaluere modeller [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
En studie konkluderte med at fargen på plastmaterialet var for lyst [45], en annen studie konkluderte med at modellen var for skjør [71], og to andre studier indikerte mangel på anatomisk variabilitet i utformingen av individuelle modeller [25, 45 ]. . Syv studier konkluderte med at den anatomiske detaljene i 3DPAM er utilstrekkelig [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
For mer detaljerte anatomiske modeller av store og komplekse regioner, for eksempel retroperitoneum eller cervical ryggraden, anses segmenteringen og modelleringstiden veldig lang og kostnadene er veldig høy (ca. US $ 2000) [27, 48]. Hojo og kolleger uttalte i studien at det tok 40 timer å lage den anatomiske modellen til bekkenet [42]. Den lengste segmenteringstiden var 380 timer i en studie av Weatherall og kolleger, der flere modeller ble kombinert for å lage en komplett pediatrisk luftveismodell [36]. I ni studier ble segmentering og utskriftstid betraktet som ulemper [36, 42, 57, 58, 74]. Imidlertid kritiserte 12 studier de fysiske egenskapene til modellene deres, særlig deres konsistens, [28, 62] mangel på åpenhet, [30] skjørhet og monokromatiskhet, [71] mangel på bløtvev, [66] eller mangel på detaljer [28, 34]. , 45, 48, 62, 63, 81]. Disse ulempene kan overvinnes ved å øke segmenteringen eller simuleringstiden. Å miste og hente relevant informasjon var et problem som tre lag står overfor [30, 74, 77]. I følge pasientrapporter ga joderte kontrastmidler ikke optimal vaskulær synlighet på grunn av dosebegrensninger [74]. Injeksjon av en kadaverisk modell ser ut til å være en ideell metode som beveger seg bort fra prinsippet om "så lite som mulig" og begrensningene for dosen av kontrastmidler som er injisert.
Dessverre nevner ikke mange artikler noen viktige funksjoner i 3DPAM. Mindre enn halvparten av artiklene uttalte eksplisitt om deres 3DPAM var tonet. Dekningen av utskriftsområdet var inkonsekvent (43% av artiklene), og bare 34% nevnte bruken av flere medier. Disse utskriftsparametrene er kritiske fordi de påvirker læringsegenskapene til 3DPAM. De fleste artikler gir ikke tilstrekkelig informasjon om kompleksitetene ved å skaffe 3DPAM (designtid, personellkvalifikasjoner, programvarekostnader, utskriftskostnader osv.). Denne informasjonen er kritisk og bør vurderes før du vurderer å starte et prosjekt for å utvikle en ny 3DPAM.
Denne systematiske gjennomgangen viser at design og 3D-utskrift normale anatomiske modeller er mulig til lave kostnader, spesielt når du bruker FDM- eller SLA-skrivere og billige enkeltfargede plastmaterialer. Imidlertid kan disse grunnleggende designene forbedres ved å legge til farge eller legge til design i forskjellige materialer. Mer realistiske modeller (trykt ved hjelp av flere materialer i forskjellige farger og teksturer for å gjenskape de taktile egenskapene til en kadaverreferansemodell) krever dyrere 3D -utskriftsteknologier og lengre designtider. Dette vil øke den totale kostnaden betydelig. Uansett hvilken utskriftsprosess som er valgt, er det å velge riktig avbildningsmetode nøkkelen til 3DPAMs suksess. Jo høyere den romlige oppløsningen, jo mer realistisk blir modellen og kan brukes til avansert forskning. Fra et pedagogisk synspunkt er 3DPAM et effektivt verktøy for å undervise i anatomi, noe som fremgår av kunnskapstestene administrert til studenter og deres tilfredshet. Læreeffekten av 3DPAM er best når den reproduserer komplekse anatomiske regioner og studentene bruker den tidlig i medisinsk trening.
Datasettene generert og/eller analysert i den aktuelle studien er ikke offentlig tilgjengelige på grunn av språkbarrierer, men er tilgjengelige fra den tilsvarende forfatteren på rimelig forespørsel.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. En gjennomgang av grov anatomi, mikroanatomi, nevrobiologi og embryologikurs i amerikanske medisinsk skoleplaner. Anat Rec. 2002; 269 (2): 118-22.
Ghosh SK Cadaveric disseksjon som et pedagogisk verktøy for anatomisk vitenskap i det 21. århundre: disseksjon som et pedagogisk verktøy. Analyse av naturfagundervisning. 2017; 10 (3): 286–99.
Post Time: Apr-09-2024