Model anatomi dicetak tiga dimensi (3DPAMs) nampaknya menjadi alat yang sesuai kerana nilai pendidikan dan kelayakan mereka. Tujuan kajian ini adalah untuk menerangkan dan menganalisis kaedah yang digunakan untuk mencipta 3DPAM untuk mengajar anatomi manusia dan untuk menilai sumbangan pedagoginya.
Carian elektronik dijalankan di PubMed menggunakan istilah berikut: pendidikan, sekolah, pembelajaran, pengajaran, latihan, pengajaran, pendidikan, tiga dimensi, 3d, 3-dimensi, percetakan, percetakan, percetakan, anatomi, anatomi, anatomi, dan anatomi . . Penemuan termasuk ciri -ciri kajian, reka bentuk model, penilaian morfologi, prestasi pendidikan, kekuatan dan kelemahan.
Antara 68 artikel yang dipilih, bilangan kajian terbesar yang memberi tumpuan kepada rantau kranial (33 artikel); 51 artikel menyebut percetakan tulang. Dalam 47 artikel, 3DPAM telah dibangunkan berdasarkan tomografi yang dikira. Lima proses percetakan disenaraikan. Plastik dan derivatif mereka digunakan dalam 48 kajian. Setiap reka bentuk berkisar harga dari $ 1.25 hingga $ 2,800. Tiga puluh tujuh kajian berbanding 3DPAM dengan model rujukan. Tiga puluh tiga artikel mengkaji aktiviti pendidikan. Faedah utama adalah kualiti visual dan sentuhan, kecekapan pembelajaran, kebolehulangan, kebolehcapaian dan ketangkasan, penjimatan masa, integrasi anatomi berfungsi, keupayaan putaran mental yang lebih baik, pengekalan pengetahuan dan kepuasan guru/pelajar. Kelemahan utama berkaitan dengan reka bentuk: konsistensi, kekurangan terperinci atau ketelusan, warna yang terlalu terang, masa cetak panjang dan kos yang tinggi.
Kajian sistematik ini menunjukkan bahawa 3DPAM adalah kos efektif dan berkesan untuk mengajar anatomi. Model yang lebih realistik memerlukan penggunaan teknologi percetakan 3D yang lebih mahal dan masa reka bentuk yang lebih lama, yang akan meningkatkan kos keseluruhannya dengan ketara. Kuncinya adalah untuk memilih kaedah pengimejan yang sesuai. Dari sudut pandangan pedagogi, 3DPAM adalah alat yang berkesan untuk mengajar anatomi, dengan kesan positif terhadap hasil pembelajaran dan kepuasan. Kesan pengajaran 3DPAM adalah yang terbaik apabila ia menghasilkan semula kawasan anatomi yang kompleks dan pelajar menggunakannya pada awal latihan perubatan mereka.
Pembedahan mayat haiwan telah dilakukan sejak Yunani kuno dan merupakan salah satu kaedah utama pengajaran anatomi. Pembentangan cadaverik yang dilakukan semasa latihan praktikal digunakan dalam kurikulum teoretikal pelajar perubatan universiti dan kini dianggap standard emas untuk kajian anatomi [1,2,3,4,5]. Walau bagaimanapun, terdapat banyak halangan untuk penggunaan spesimen cadaveric manusia, mendorong pencarian alat latihan baru [6, 7]. Beberapa alat baru ini termasuk realiti tambahan, alat digital, dan percetakan 3D. Menurut kajian literatur baru -baru ini oleh Santos et al. [8] Dari segi nilai teknologi baru ini untuk mengajar anatomi, percetakan 3D nampaknya merupakan salah satu sumber yang paling penting, baik dari segi nilai pendidikan untuk pelajar dan dari segi kemungkinan pelaksanaan [4,9,10] .
Percetakan 3D bukanlah perkara baru. Paten pertama yang berkaitan dengan teknologi ini kembali ke tahun 1984: Le Méhauté, O de Witte dan JC André di Perancis, dan tiga minggu kemudian C hull di Amerika Syarikat. Sejak itu, teknologi terus berkembang dan penggunaannya telah berkembang ke banyak bidang. Sebagai contoh, NASA mencetak objek pertama di luar Bumi pada tahun 2014 [11]. Bidang perubatan juga telah mengadopsi alat baru ini, dengan itu meningkatkan keinginan untuk membangunkan ubat yang diperibadikan [12].
Ramai penulis telah menunjukkan manfaat menggunakan model anatomi bercetak 3D (3DPAM) dalam pendidikan perubatan [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Apabila mengajar anatomi manusia, model bukan patologi dan anatomi diperlukan. Sesetengah ulasan telah mengkaji model latihan patologi atau perubatan/pembedahan [8, 20, 21]. Untuk membangunkan model hibrid untuk mengajar anatomi manusia yang menggabungkan alat -alat baru seperti percetakan 3D, kami menjalankan kajian sistematik untuk menerangkan dan menganalisis bagaimana objek bercetak 3D dicipta untuk mengajar anatomi manusia dan bagaimana pelajar menilai keberkesanan pembelajaran menggunakan objek 3D ini.
Kajian literatur sistematik ini dijalankan pada bulan Jun 2022 menggunakan Prisma (item pelaporan pilihan untuk ulasan sistematik dan meta-analisis) tanpa sekatan masa [22].
Kriteria inklusi adalah semua kertas penyelidikan menggunakan 3DPAM dalam pengajaran/pembelajaran anatomi. Tinjauan kesusasteraan, surat, atau artikel yang memberi tumpuan kepada model patologi, model haiwan, model arkeologi, dan model latihan perubatan/pembedahan dikecualikan. Hanya artikel yang diterbitkan dalam bahasa Inggeris yang dipilih. Artikel tanpa abstrak dalam talian yang tersedia dikecualikan. Artikel yang termasuk pelbagai model, sekurang -kurangnya satu daripadanya adalah normal secara anatomi atau mempunyai patologi kecil yang tidak menjejaskan nilai pengajaran, dimasukkan.
Carian sastera dijalankan di pangkalan data elektronik PubMed (Perpustakaan Perubatan Negara, NCBI) untuk mengenal pasti kajian yang berkaitan yang diterbitkan sehingga Jun 2022. Gunakan istilah carian berikut: pendidikan, sekolah, pengajaran, pengajaran, pembelajaran, pengajaran, pendidikan, tiga- Dimensi, 3d, 3d, percetakan, percetakan, percetakan, anatomi, anatomi, anatomi dan anatomi. Pertanyaan tunggal telah dilaksanakan: (((Pendidikan [Tajuk/Abstrak] atau Sekolah [Tajuk/Abstrak] Orlearning [Tajuk/Abstrak] atau Pengajaran [Tajuk/Abstrak] atau Latihan [Tajuk/Abstrak] Oreach [Tajuk/Abstrak]] atau Pendidikan [Tajuk/Abstrak]) dan (Tiga Dimensi [Tajuk] atau 3D [Tajuk] atau 3D [Tajuk]))) dan (Cetak [Tajuk] atau Cetak [Tajuk] atau Cetak [Tajuk])) dan (Anatomi) [Tajuk ]]/Abstrak] atau anatomi [Tajuk/Abstrak] atau Anatomi [Tajuk/Abstrak] atau Anatomi [Tajuk/Abstrak]). Artikel tambahan telah dikenalpasti dengan mencari pangkalan data PubMed secara manual dan mengkaji rujukan artikel saintifik yang lain. Tiada sekatan tarikh digunakan, tetapi penapis "orang" digunakan.
Semua tajuk dan abstrak yang diambil telah ditayangkan terhadap kriteria kemasukan dan pengecualian oleh dua penulis (EBR dan AL), dan mana -mana kajian yang tidak memenuhi semua kriteria kelayakan dikecualikan. Penerbitan teks penuh kajian yang masih diambil dan dikaji semula oleh tiga penulis (EBR, EBE dan AL). Apabila perlu, perselisihan dalam pemilihan artikel telah diselesaikan oleh orang keempat (LT). Penerbitan yang memenuhi semua kriteria inklusi dimasukkan dalam kajian ini.
Pengekstrakan data dilakukan secara bebas oleh dua penulis (EBR dan AL) di bawah pengawasan pengarang ketiga (LT).
- Data reka bentuk model: Kawasan anatomi, bahagian anatomi khusus, model awal untuk percetakan 3D, kaedah pengambilalihan, perisian segmentasi dan pemodelan, jenis pencetak 3D, jenis bahan dan kuantiti, skala percetakan, warna, kos percetakan.
- Penilaian morfologi model: Model yang digunakan untuk perbandingan, penilaian perubatan pakar/guru, bilangan penilai, jenis penilaian.
- Pengajaran Model 3D: Penilaian pengetahuan pelajar, kaedah penilaian, bilangan pelajar, bilangan kumpulan perbandingan, rawak pelajar, pendidikan/jenis pelajar.
418 kajian telah dikenalpasti dalam MEDLINE, dan 139 artikel dikecualikan oleh penapis "manusia". Selepas mengkaji tajuk dan abstrak, 103 kajian telah dipilih untuk bacaan teks penuh. 34 artikel dikecualikan kerana mereka sama ada model patologi (9 artikel), model latihan perubatan/pembedahan (4 artikel), model haiwan (4 artikel), model radiologi 3D (1 artikel) atau bukan artikel saintifik asal (16 bab). ). Sebanyak 68 artikel dimasukkan dalam semakan. Rajah 1 membentangkan proses pemilihan sebagai carta aliran.
Carta aliran meringkaskan pengenalan, pemeriksaan, dan kemasukan artikel dalam kajian sistematik ini
Semua kajian diterbitkan antara 2014 dan 2022, dengan purata tahun penerbitan tahun 2019. Antara 68 artikel termasuk, 33 (49%) kajian adalah deskriptif dan eksperimen, 17 (25%) adalah semata -mata eksperimen, dan 18 (26%) adalah eksperimen. Semata -mata deskriptif. Daripada 50 (73%) kajian eksperimen, 21 (31%) menggunakan rawak. Hanya 34 kajian (50%) termasuk analisis statistik. Jadual 1 meringkaskan ciri -ciri setiap kajian.
33 artikel (48%) mengkaji rantau kepala, 19 artikel (28%) meneliti rantau toraks, 17 artikel (25%) mengkaji kawasan abdominopelvic, dan 15 artikel (22%) mengkaji hujungnya. Lima puluh satu artikel (75%) disebutkan tulang bercetak 3D sebagai model anatomi atau model anatomi multi-slice.
Mengenai model atau fail sumber yang digunakan untuk membangunkan 3DPAM, 23 artikel (34%) menyebutkan penggunaan data pesakit, 20 artikel (29%) menyebutkan penggunaan data cadaveric, dan 17 artikel (25%) menyebutkan penggunaan pangkalan data. penggunaan, dan 7 kajian (10%) tidak mendedahkan sumber dokumen yang digunakan.
47 kajian (69%) membangunkan 3DPAM berdasarkan tomografi yang dikira, dan 3 kajian (4%) melaporkan penggunaan microct. 7 artikel (10%) yang diunjurkan objek 3D menggunakan pengimbas optik, 4 artikel (6%) menggunakan MRI, dan 1 artikel (1%) menggunakan kamera dan mikroskop. 14 artikel (21%) tidak menyebut sumber fail sumber reka bentuk model 3D. Fail 3D dibuat dengan resolusi spatial purata kurang daripada 0.5 mm. Resolusi optimum ialah 30 μm [80] dan resolusi maksimum ialah 1.5 mm [32].
Enam puluh aplikasi perisian yang berbeza (segmentasi, pemodelan, reka bentuk atau percetakan) telah digunakan. Mimics (Materialize, Leuven, Belgium) digunakan paling kerap (14 kajian, 21%), diikuti oleh Meshmixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 kajian, 19%), Geomagic (Sistem 3D, MO, NC, Leesville) . (10 kajian, 15%), Slicer 3d (Latihan Pemaju Slicer, Boston, MA) (9 kajian, 13%), Blender (Blender Foundation, Amsterdam, Belanda) (8 kajian, 12%) dan Cura (Geldemarsen, Belanda) (7 kajian, 10%).
Enam puluh tujuh model pencetak yang berbeza dan lima proses percetakan disebut. Teknologi pemodelan FDM (pemodelan pemendapan) digunakan dalam 26 produk (38%), letupan bahan dalam 13 produk (19%) dan akhirnya pengikat Binder (11 produk, 16%). Teknologi yang paling kurang digunakan ialah stereolitografi (SLA) (5 artikel, 7%) dan sintering laser terpilih (SLS) (4 artikel, 6%). Pencetak yang paling biasa digunakan (7 artikel, 10%) ialah Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Israel) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Apabila menentukan bahan yang digunakan untuk membuat 3DPAM (51 artikel, 75%), 48 kajian (71%) menggunakan plastik dan derivatif mereka. Bahan utama yang digunakan adalah PLA (asid polilaktik) (n = 20, 29%), resin (n = 9, 13%) dan ABS (acrylonitrile butadiene styrene) (7 jenis, 10%). 23 artikel (34%) diperiksa 3DPAM yang dibuat dari pelbagai bahan, 36 artikel (53%) membentangkan 3DPAM yang dibuat dari hanya satu bahan, dan 9 artikel (13%) tidak menentukan bahan.
Dua puluh sembilan artikel (43%) melaporkan nisbah cetak antara 0.25: 1 hingga 2: 1, dengan purata 1: 1. Dua puluh lima artikel (37%) menggunakan nisbah 1: 1. 28 3DPAMS (41%) terdiri daripada pelbagai warna, dan 9 (13%) telah dicelup selepas percetakan [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Tiga puluh empat artikel (50%) yang disebutkan kos. 9 artikel (13%) menyebut kos pencetak 3D dan bahan mentah. Pencetak terdiri daripada harga dari $ 302 hingga $ 65,000. Apabila ditentukan, harga model berkisar antara $ 1.25 hingga $ 2,800; Ekstrem ini sesuai dengan spesimen rangka [47] dan model retroperitoneal tinggi kesetiaan [48]. Jadual 2 meringkaskan data model untuk setiap kajian termasuk.
Tiga puluh tujuh kajian (54%) berbanding 3dapm kepada model rujukan. Antara kajian ini, komparator yang paling biasa adalah model rujukan anatomi, yang digunakan dalam 14 artikel (38%), persiapan plastinated dalam 6 artikel (16%), dan persiapan plastinated dalam 6 artikel (16%). Penggunaan realiti maya, pengimejan tomografi yang dikira satu 3dpam dalam 5 artikel (14%), 3dpam lain dalam 3 artikel (8%), permainan serius dalam 1 artikel (3%), radiografi dalam 1 artikel (3%), model perniagaan dalam 1 artikel (3%) dan realiti tambahan dalam 1 artikel (3%). Kajian tiga puluh empat (50%) menilai 3DPAM. Lima belas (48%) mengkaji pengalaman pengatur terperinci (Jadual 3). 3DPAM dilakukan oleh pakar bedah atau menghadiri doktor dalam 7 kajian (47%), pakar anatomi dalam 6 kajian (40%), pelajar dalam 3 kajian (20%), guru (disiplin tidak ditentukan) dalam 3 kajian (20%) untuk penilaian dan satu lagi penilai dalam artikel (7%). Bilangan purata penilai adalah 14 (minimum 2, maksimum 30). Tiga puluh tiga kajian (49%) menilai morfologi 3DPAM secara kualitatif, dan 10 kajian (15%) menilai morfologi 3DPAM secara kuantitatif. Daripada 33 kajian yang menggunakan penilaian kualitatif, 16 penilaian deskriptif semata -mata (48%), 9 ujian/penilaian/tinjauan yang digunakan (27%), dan 8 skala Likert yang digunakan (24%). Jadual 3 meringkaskan penilaian morfologi model dalam setiap kajian termasuk.
Artikel tiga puluh tiga (48%) diperiksa dan membandingkan keberkesanan pengajaran 3DPAM kepada pelajar. Daripada kajian ini, 23 (70%) artikel menilai kepuasan pelajar, 17 (51%) menggunakan skala Likert, dan 6 (18%) menggunakan kaedah lain. Dua puluh dua artikel (67%) menilai pembelajaran pelajar melalui ujian pengetahuan, di mana 10 (30%) menggunakan pretests dan/atau posttests. Sebelas kajian (33%) menggunakan soalan dan ujian pelbagai pilihan untuk menilai pengetahuan pelajar, dan lima kajian (15%) menggunakan pelabelan imej/pengenalan anatomi. Purata 76 pelajar mengambil bahagian dalam setiap kajian (minimum 8, maksimum 319). Dua puluh empat kajian (72%) mempunyai kumpulan kawalan, di mana 20 (60%) menggunakan rawak. Sebaliknya, satu kajian (3%) secara rawak diberikan model anatomi kepada 10 pelajar yang berbeza. Rata -rata, 2.6 kumpulan telah dibandingkan (minimum 2, maksimum 10). Dua puluh tiga kajian (70%) melibatkan pelajar perubatan, di mana 14 (42%) adalah pelajar perubatan tahun pertama. Kajian enam (18%) melibatkan penduduk, 4 (12%) pelajar pergigian, dan 3 (9%) pelajar sains. Enam kajian (18%) melaksanakan dan menilai pembelajaran autonomi menggunakan 3DPAM. Jadual 4 meringkaskan hasil penilaian keberkesanan pengajaran 3DPAM bagi setiap kajian termasuk.
Manfaat utama menggunakan 3DPAM sebagai alat pengajaran untuk mengajar anatomi manusia biasa yang dilaporkan oleh penulis adalah ciri -ciri visual dan sentuhan, termasuk realisme [55, 67], ketepatan [44, 50, 72, 85], dan kebolehubahan konsistensi [34] . , 45, 48, 64], warna dan ketelusan [28, 45], kebolehpercayaan [24, 56, 73], kesan pendidikan [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], kos [ 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], kebolehulangan [80], kemungkinan peningkatan atau pemperibadian [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59. 61, 67, 80], keupayaan untuk memanipulasi pelajar [30, 49], menjimatkan masa pengajaran [61, 80], kemudahan penyimpanan [61], keupayaan untuk mengintegrasikan anatomi berfungsi atau membuat struktur tertentu [51, 53]. 67], Reka bentuk Rapid Model Skeleton [81], keupayaan untuk secara kolaboratif membuat dan menggunakan model rumah [49, 60, 71], kebolehan putaran mental yang lebih baik [23] dan pengekalan pengetahuan [32], serta dalam guru [ 25, 63] dan kepuasan pelajar [25, 63]. 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Kelemahan utama berkaitan dengan reka bentuk: ketegaran [80], konsistensi [28, 62], kekurangan terperinci atau ketelusan [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], warna terlalu terang [45]. dan kerapuhan lantai [71]. Kelemahan lain termasuk kehilangan maklumat [30, 76], masa yang lama diperlukan untuk segmentasi imej [36, 52, 57, 58, 74], masa percetakan [57, 63, 66, 67], kekurangan variasi anatomi [25], dan kos. Tinggi [48].
Kajian sistematik ini meringkaskan 68 artikel yang diterbitkan selama 9 tahun dan menyoroti kepentingan komuniti saintifik dalam 3DPAM sebagai alat untuk mengajar anatomi manusia biasa. Setiap rantau anatomi telah dikaji dan dicetak 3D. Daripada artikel -artikel ini, 37 artikel berbanding 3DPAM dengan model lain, dan 33 artikel menilai kaitan pedagogi 3DPAM untuk pelajar.
Memandangkan perbezaan dalam reka bentuk kajian percetakan 3D anatomi, kami tidak menganggapnya sesuai untuk menjalankan analisis meta. Meta-analisis yang diterbitkan pada tahun 2020 terutamanya memberi tumpuan kepada ujian pengetahuan anatomi selepas latihan tanpa menganalisis aspek teknikal dan teknologi 3DPAM reka bentuk dan pengeluaran [10].
Rantau kepala adalah yang paling dikaji, mungkin kerana kerumitan anatominya menjadikannya lebih sukar bagi pelajar untuk menggambarkan rantau anatomi ini di ruang tiga dimensi berbanding dengan anggota badan atau batang badan. CT adalah modaliti pencitraan yang paling biasa digunakan. Teknik ini digunakan secara meluas, terutamanya dalam tetapan perubatan, tetapi mempunyai resolusi spatial yang terhad dan kontras tisu lembut yang rendah. Keterbatasan ini menjadikan CT mengimbas tidak sesuai untuk segmentasi dan pemodelan sistem saraf. Sebaliknya, tomografi yang dikira lebih sesuai untuk segmentasi/pemodelan tisu tulang; Kontras tisu tulang/lembut membantu melengkapkan langkah -langkah ini sebelum mencetak model anatomi 3D. Sebaliknya, Microct dianggap teknologi rujukan dari segi resolusi spatial dalam pengimejan tulang [70]. Pengimbas optik atau MRI juga boleh digunakan untuk mendapatkan imej. Resolusi yang lebih tinggi menghalang pelepasan permukaan tulang dan mengekalkan kehalusan struktur anatomi [59]. Pilihan model juga mempengaruhi resolusi spatial: Sebagai contoh, model plastik mempunyai resolusi yang lebih rendah [45]. Pereka grafik perlu membuat model 3D tersuai, yang meningkatkan kos ($ 25 hingga $ 150 per jam) [43]. Mendapatkan fail .STL berkualiti tinggi tidak mencukupi untuk mencipta model anatomi berkualiti tinggi. Adalah perlu untuk menentukan parameter percetakan, seperti orientasi model anatomi pada plat percetakan [29]. Sesetengah penulis mencadangkan bahawa teknologi percetakan maju seperti SLS harus digunakan di mana mungkin untuk meningkatkan ketepatan 3DPAM [38]. Pengeluaran 3DPAM memerlukan bantuan profesional; Pakar yang paling dicari adalah jurutera [72], ahli radiologi, [75], pereka grafik [43] dan anatomi [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Perisian segmentasi dan pemodelan adalah faktor penting dalam mendapatkan model anatomi yang tepat, tetapi kos pakej perisian ini dan kerumitan mereka menghalang penggunaannya. Beberapa kajian telah membandingkan penggunaan pakej perisian dan teknologi percetakan yang berbeza, menonjolkan kelebihan dan kekurangan setiap teknologi [68]. Sebagai tambahan kepada perisian pemodelan, perisian percetakan yang serasi dengan pencetak yang dipilih juga diperlukan; Sesetengah penulis lebih suka menggunakan percetakan 3D dalam talian [75]. Jika objek 3D yang cukup dicetak, pelaburan boleh membawa kepada pulangan kewangan [72].
Plastik adalah bahan yang paling biasa digunakan. Pelbagai tekstur dan warna menjadikannya bahan pilihan untuk 3dpam. Sesetengah penulis telah memuji kekuatannya yang tinggi berbanding dengan model tradisional cadaveric atau bersalut [24, 56, 73]. Sesetengah plastik juga mempunyai sifat lenturan atau peregangan. Sebagai contoh, Filaflex dengan teknologi FDM boleh meregangkan sehingga 700%. Sesetengah penulis menganggapnya sebagai bahan pilihan untuk replikasi otot, tendon dan ligamen [63]. Sebaliknya, dua kajian telah menimbulkan persoalan mengenai orientasi serat semasa percetakan. Malah, orientasi serat otot, penyisipan, pemuliharaan, dan fungsi adalah kritikal dalam pemodelan otot [33].
Anehnya, beberapa kajian menyebut skala percetakan. Oleh kerana ramai orang menganggap nisbah 1: 1 menjadi standard, penulis mungkin memilih untuk tidak menyebutnya. Walaupun penskalaan akan berguna untuk pembelajaran yang diarahkan dalam kumpulan besar, kemungkinan skala belum diterokai, terutama dengan saiz kelas yang semakin meningkat dan saiz fizikal model menjadi faktor penting. Sudah tentu, skala bersaiz penuh menjadikannya lebih mudah untuk mencari dan menyampaikan pelbagai elemen anatomi kepada pesakit, yang mungkin menjelaskan mengapa mereka sering digunakan.
Daripada banyak pencetak yang terdapat di pasaran, mereka yang menggunakan teknologi percetakan polyjet (bahan inkjet atau pengikat bahan) untuk menyediakan warna percetakan warna dan multi-material (dan oleh itu pelbagai tekstur) antara AS $ 20,000 dan AS $ 250,000 (https:// /www.aniwaa.com/). Kos yang tinggi ini boleh mengehadkan promosi 3DPAM di sekolah perubatan. Sebagai tambahan kepada kos pencetak, kos bahan yang diperlukan untuk percetakan inkjet lebih tinggi daripada pencetak SLA atau FDM [68]. Harga untuk pencetak SLA atau FDM juga lebih murah, dari € 576 hingga € 4,999 dalam artikel yang disenaraikan dalam kajian ini. Menurut Tripodi dan rakan sekerja, setiap bahagian rangka boleh dicetak untuk US $ 1.25 [47]. Sebelas kajian menyimpulkan bahawa percetakan 3D lebih murah daripada model plastik atau komersial [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Selain itu, model komersil ini direka untuk memberikan maklumat pesakit tanpa perincian yang mencukupi untuk pengajaran anatomi [80]. Model komersil ini dianggap lebih rendah daripada 3DPAM [44]. Perlu diingat bahawa, sebagai tambahan kepada teknologi percetakan yang digunakan, kos akhir adalah berkadar dengan skala dan oleh itu saiz akhir 3DPAM [48]. Atas sebab-sebab ini, skala bersaiz penuh lebih disukai [37].
Hanya satu kajian berbanding 3DPAM dengan model anatomi yang tersedia secara komersil [72]. Sampel cadaveric adalah komparator yang paling biasa digunakan untuk 3DPAM. Walaupun batasan mereka, model cadaveric tetap menjadi alat yang berharga untuk mengajar anatomi. Perbezaan mesti dibuat antara autopsi, pembedahan dan tulang kering. Berdasarkan ujian latihan, dua kajian menunjukkan bahawa 3DPAM jauh lebih berkesan daripada pembedahan plastinated [16, 27]. Satu kajian berbanding satu jam latihan menggunakan 3DPAM (hujung bawah) dengan satu jam pembedahan rantau anatomi yang sama [78]. Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara kedua -dua kaedah pengajaran. Mungkin terdapat sedikit penyelidikan mengenai topik ini kerana perbandingan sedemikian sukar dibuat. Pembedahan adalah persediaan yang memakan masa untuk pelajar. Kadang -kadang berpuluh -puluh jam penyediaan diperlukan, bergantung kepada apa yang sedang disediakan. Perbandingan ketiga boleh dibuat dengan tulang kering. Satu kajian oleh Tsai dan Smith mendapati bahawa skor ujian jauh lebih baik dalam kumpulan menggunakan 3DPAM [51, 63]. Chen dan rakan sekerja menyatakan bahawa pelajar menggunakan model 3D dilakukan dengan lebih baik untuk mengenal pasti struktur (tengkorak), tetapi tidak ada perbezaan dalam skor MCQ [69]. Akhirnya, Tanner dan rakan sekerja menunjukkan hasil pasca ujian yang lebih baik dalam kumpulan ini menggunakan 3dpam pterygopalatine fossa [46]. Alat pengajaran baru yang lain telah dikenalpasti dalam kajian literatur ini. Yang paling biasa di kalangan mereka adalah realiti tambahan, realiti maya dan permainan yang serius [43]. Menurut Mahrous dan rakan sekerja, keutamaan untuk model anatomi bergantung kepada bilangan jam pelajar bermain permainan video [31]. Sebaliknya, kelemahan utama alat pengajaran anatomi baru adalah maklum balas haptik, terutamanya untuk alat maya semata -mata [48].
Kebanyakan kajian yang menilai 3DPAM baru telah menggunakan pengetahuan pretest. Pretests ini membantu mengelakkan kecenderungan dalam penilaian. Sesetengah penulis, sebelum menjalankan kajian eksperimen, tidak termasuk semua pelajar yang menjaringkan di atas purata pada ujian awal [40]. Antara Biases Garas dan rakan -rakan yang disebutkan adalah warna model dan pemilihan sukarelawan dalam kelas pelajar [61]. Pewarnaan memudahkan pengenalpastian struktur anatomi. Chen dan rakan sekerja menubuhkan keadaan eksperimen yang ketat tanpa perbezaan awal antara kumpulan dan kajian itu dibutakan pada tahap maksimum yang mungkin [69]. Lim dan rakan sekerja mengesyorkan bahawa penilaian pasca ujian diselesaikan oleh pihak ketiga untuk mengelakkan kecenderungan dalam penilaian [16]. Sesetengah kajian telah menggunakan skala Likert untuk menilai kemungkinan 3DPAM. Instrumen ini sesuai untuk menilai kepuasan, tetapi masih ada kecenderungan penting untuk mengetahui [86].
Kaitan pendidikan 3DPAM terutamanya dinilai di kalangan pelajar perubatan, termasuk pelajar perubatan tahun pertama, dalam 14 daripada 33 kajian. Dalam kajian perintis mereka, Wilk dan rakan -rakan melaporkan bahawa pelajar perubatan percaya bahawa percetakan 3D harus dimasukkan dalam pembelajaran anatomi mereka [87]. 87% pelajar yang ditinjau dalam kajian Cercenelli percaya bahawa tahun kedua pengajian adalah masa terbaik untuk menggunakan 3DPAM [84]. Keputusan Tanner dan rakan sekerja juga menunjukkan bahawa pelajar melakukan lebih baik jika mereka tidak pernah mempelajari bidang [46]. Data -data ini mencadangkan bahawa tahun pertama sekolah perubatan adalah masa yang optimum untuk menggabungkan 3DPAM ke dalam pengajaran anatomi. Meta-analisis Ye menyokong idea ini [18]. Di sepanjang 27 artikel yang termasuk dalam kajian ini, terdapat perbezaan yang signifikan dalam prestasi 3DPAM berbanding dengan model tradisional dalam pelajar perubatan, tetapi tidak di kalangan penduduk.
3dpam sebagai alat pembelajaran meningkatkan pencapaian akademik [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], pengekalan pengetahuan jangka panjang [32], dan kepuasan pelajar [25, 45, 46, 52, 57, 63 , 66]. , 69, 84]. Panel pakar juga mendapati model -model ini berguna [37, 42, 49, 81, 82], dan dua kajian mendapati kepuasan guru dengan 3DPAM [25, 63]. Dari semua sumber, Backhouse dan rakan sekerja menganggap percetakan 3D menjadi alternatif terbaik untuk model anatomi tradisional [49]. Dalam meta-analisis pertama mereka, Ye dan rakan sekerja mengesahkan bahawa pelajar yang menerima arahan 3DPAM mempunyai skor pasca ujian yang lebih baik daripada pelajar yang menerima arahan 2D atau mayat [10]. Walau bagaimanapun, mereka membezakan 3DPAM bukan dengan kerumitan, tetapi hanya dengan hati, sistem saraf, dan rongga perut. Dalam tujuh kajian, 3DPAM tidak mengatasi model lain berdasarkan ujian pengetahuan yang diberikan kepada pelajar [32, 66, 69, 77, 78, 84]. Dalam analisis meta mereka, Salazar dan rakan sekerja menyimpulkan bahawa penggunaan 3DPAM secara khusus meningkatkan pemahaman anatomi kompleks [17]. Konsep ini selaras dengan surat Hitas kepada editor [88]. Sesetengah kawasan anatomi dianggap kurang kompleks tidak memerlukan penggunaan 3DPAM, sedangkan kawasan anatomi yang lebih kompleks (seperti leher atau sistem saraf) akan menjadi pilihan logik untuk 3DPAM. Konsep ini mungkin menjelaskan mengapa beberapa 3DPAM tidak dianggap lebih tinggi daripada model tradisional, terutamanya apabila pelajar kurang pengetahuan dalam domain di mana prestasi model didapati lebih baik. Oleh itu, membentangkan model mudah kepada pelajar yang sudah mempunyai pengetahuan tentang subjek (pelajar perubatan atau penduduk) tidak membantu dalam meningkatkan prestasi pelajar.
Daripada semua manfaat pendidikan yang disenaraikan, 11 kajian menekankan kualiti visual atau sentuhan model [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], dan 3 kajian meningkatkan kekuatan dan ketahanan (33 , 50 -52, 63, 79, 85, 86). Kelebihan lain ialah pelajar dapat memanipulasi struktur, guru dapat menjimatkan masa, mereka lebih mudah untuk memelihara daripada mayat, projek itu dapat diselesaikan dalam masa 24 jam, ia dapat digunakan sebagai alat homeschooling, dan dapat digunakan untuk mengajar jumlah besar maklumat. kumpulan [30, 49, 60, 61, 80, 81]. Percetakan 3D berulang untuk pengajaran anatomi volum tinggi menjadikan model percetakan 3D lebih efektif [26]. Penggunaan 3DPAM dapat meningkatkan keupayaan putaran mental [23] dan meningkatkan tafsiran imej keratan rentas [23, 32]. Dua kajian mendapati bahawa pelajar yang terdedah kepada 3DPAM lebih cenderung menjalani pembedahan [40, 74]. Penyambung logam boleh tertanam untuk mewujudkan pergerakan yang diperlukan untuk mengkaji anatomi berfungsi [51, 53], atau model boleh dicetak menggunakan reka bentuk pencetus [67].
Percetakan 3D membolehkan penciptaan model anatomi boleh laras dengan meningkatkan aspek tertentu semasa peringkat pemodelan, [48, 80] mewujudkan asas yang sesuai, [59] menggabungkan pelbagai model, [36] menggunakan ketelusan, (49) warna, [45] atau menjadikan struktur dalaman tertentu kelihatan [30]. Tripodi dan rakan sekerja menggunakan tanah liat untuk melengkapkan model tulang bercetak 3D mereka, menekankan nilai model yang dicipta bersama sebagai alat pengajaran [47]. Dalam 9 kajian, warna telah digunakan selepas percetakan [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], tetapi pelajar menggunakannya hanya sekali [49]. Malangnya, kajian ini tidak menilai kualiti latihan model atau urutan latihan. Ini harus dipertimbangkan dalam konteks pendidikan anatomi, kerana manfaat pembelajaran dan penciptaan bersama adalah mantap [89]. Untuk mengatasi aktiviti pengiklanan yang semakin meningkat, pembelajaran diri telah digunakan banyak kali untuk menilai model [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Satu kajian menyimpulkan bahawa warna bahan plastik terlalu terang [45], satu lagi kajian menyimpulkan bahawa model itu terlalu rapuh [71], dan dua kajian lain menunjukkan kekurangan variasi anatomi dalam reka bentuk model individu [25, 45 ]. . Tujuh kajian menyimpulkan bahawa terperinci anatomi 3DPAM tidak mencukupi [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Untuk model anatomi yang lebih terperinci di kawasan besar dan kompleks, seperti retroperitoneum atau rantau serviks, segmentasi dan masa pemodelan dianggap sangat panjang dan kosnya sangat tinggi (kira -kira AS $ 2000) [27, 48]. Hojo dan rakan sekerja melaporkan dalam kajian mereka bahawa penciptaan model anatomi pelvis mengambil 40 jam [42]. Masa segmentasi terpanjang adalah 380 jam dalam kajian oleh Weatherall dan rakan sekerja, di mana pelbagai model digabungkan untuk mencipta model saluran udara pediatrik lengkap [36]. Dalam sembilan kajian, segmentasi dan masa percetakan dianggap kelemahan [36, 42, 57, 58, 74]. Walau bagaimanapun, 12 kajian mengkritik sifat fizikal model mereka, terutamanya konsistensi mereka, [28, 62] kekurangan ketelusan, [30] kerapuhan dan monokromatik, [71] kekurangan tisu lembut, [66] atau kekurangan detail [28, 34]. , 45, 48, 62, 63, 81]. Kelemahan ini dapat diatasi dengan meningkatkan masa segmentasi atau simulasi. Kehilangan dan pengambilan maklumat yang relevan adalah masalah yang dihadapi oleh tiga pasukan [30, 74, 77]. Menurut laporan pesakit, agen kontras iodinated tidak memberikan penglihatan vaskular yang optimum kerana batasan dos [74]. Suntikan model cadaveric nampaknya merupakan kaedah yang ideal yang bergerak dari prinsip "sesedikit mungkin" dan batasan dos agen kontras yang disuntik.
Malangnya, banyak artikel tidak menyebut beberapa ciri utama 3DPAM. Kurang daripada separuh daripada artikel secara eksplisit menyatakan sama ada 3DPAM mereka berwarna. Liputan skop cetakan tidak konsisten (43% daripada artikel), dan hanya 34% menyebutkan penggunaan pelbagai media. Parameter percetakan ini adalah kritikal kerana ia mempengaruhi sifat pembelajaran 3DPAM. Kebanyakan artikel tidak memberikan maklumat yang mencukupi mengenai kerumitan mendapatkan 3DPAM (masa reka bentuk, kelayakan kakitangan, kos perisian, kos percetakan, dll.). Maklumat ini adalah kritikal dan harus dipertimbangkan sebelum mempertimbangkan memulakan projek untuk membangunkan 3DPAM baru.
Kajian sistematik ini menunjukkan bahawa reka bentuk dan percetakan 3D model anatomi normal boleh dilaksanakan pada kos rendah, terutamanya apabila menggunakan pencetak FDM atau SLA dan bahan plastik tunggal warna yang murah. Walau bagaimanapun, reka bentuk asas ini boleh dipertingkatkan dengan menambahkan warna atau menambah reka bentuk dalam bahan yang berbeza. Model yang lebih realistik (dicetak menggunakan pelbagai bahan warna dan tekstur yang berbeza untuk meniru kualiti sentuhan model rujukan mayat) memerlukan teknologi percetakan 3D yang lebih mahal dan masa reka bentuk yang lebih lama. Ini akan meningkatkan kos keseluruhan dengan ketara. Tidak kira proses percetakan yang dipilih, memilih kaedah pengimejan yang sesuai adalah kunci kejayaan 3DPAM. Semakin tinggi resolusi spatial, model yang lebih realistik menjadi dan boleh digunakan untuk penyelidikan lanjutan. Dari sudut pandang pedagogi, 3DPAM adalah alat yang berkesan untuk mengajar anatomi, seperti yang dibuktikan oleh ujian pengetahuan yang diberikan kepada pelajar dan kepuasan mereka. Kesan pengajaran 3DPAM adalah yang terbaik apabila ia menghasilkan semula kawasan anatomi yang kompleks dan pelajar menggunakannya pada awal latihan perubatan mereka.
Dataset yang dihasilkan dan/atau dianalisis dalam kajian semasa tidak tersedia secara terbuka kerana halangan bahasa tetapi boleh didapati dari pengarang yang sepadan dengan permintaan yang munasabah.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. Kajian semula anatomi kasar, mikroanatomi, neurobiologi, dan kursus embriologi dalam kurikulum sekolah perubatan AS. Anat Rec. 2002; 269 (2): 118-22.
Pembedahan Cadaverik Ghosh SK sebagai alat pendidikan untuk sains anatomi pada abad ke -21: pembedahan sebagai alat pendidikan. Analisis Pendidikan Sains. 2017; 10 (3): 286-99.
Masa Post: Nov-13-2023