Model anatomi cetakan tiga dimensi (3DPAM) nampaknya merupakan alat yang sesuai kerana nilai pendidikan dan kebolehlaksanaannya.Tujuan semakan ini adalah untuk menerangkan dan menganalisis kaedah yang digunakan untuk mencipta 3DPAM untuk mengajar anatomi manusia dan untuk menilai sumbangan pedagoginya.
Carian elektronik telah 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 kajian, reka bentuk model, penilaian morfologi, prestasi pendidikan, kekuatan dan kelemahan.
Di antara 68 artikel terpilih, bilangan terbesar kajian tertumpu pada kawasan tengkorak (33 artikel);51 artikel menyebut cetakan tulang.Dalam 47 artikel, 3DPAM telah dibangunkan berdasarkan tomografi yang dikira.Lima proses pencetakan disenaraikan.Plastik dan derivatifnya telah digunakan dalam 48 kajian.Setiap reka bentuk berjulat harga dari $1.25 hingga $2,800.Tiga puluh tujuh kajian membandingkan 3DPAM dengan model rujukan.Tiga puluh tiga artikel mengkaji aktiviti pendidikan.Faedah utama ialah kualiti visual dan sentuhan, kecekapan pembelajaran, kebolehulangan, kebolehubahsuaian dan ketangkasan, penjimatan masa, penyepaduan anatomi berfungsi, keupayaan putaran mental yang lebih baik, pengekalan pengetahuan dan kepuasan guru/pelajar.Kelemahan utama adalah berkaitan dengan reka bentuk: konsistensi, kekurangan perincian atau ketelusan, warna yang terlalu terang, masa cetakan yang 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 pencetakan 3D yang lebih mahal dan masa reka bentuk yang lebih lama, yang akan meningkatkan kos keseluruhan dengan ketara.Perkara utama ialah memilih kaedah pengimejan yang sesuai.Dari sudut pandangan pedagogi, 3DPAM ialah alat yang berkesan untuk mengajar anatomi, dengan kesan positif terhadap hasil pembelajaran dan kepuasan.Kesan pengajaran 3DPAM adalah terbaik apabila ia menghasilkan semula kawasan anatomi yang kompleks dan pelajar menggunakannya pada awal latihan perubatan mereka.
Pembedahan mayat haiwan telah dilakukan sejak zaman Yunani kuno dan merupakan salah satu kaedah utama pengajaran anatomi.Pembedahan kadaver yang dilakukan semasa latihan praktikal digunakan dalam kurikulum teori pelajar perubatan universiti dan kini dianggap sebagai standard emas untuk kajian anatomi [1,2,3,4,5].Walau bagaimanapun, terdapat banyak halangan kepada penggunaan spesimen mayat manusia, mendorong pencarian alat latihan baharu [6, 7].Beberapa alatan baharu ini termasuk realiti tambahan, alatan digital dan pencetakan 3D.Menurut kajian literatur baru-baru ini oleh Santos et al.[8] Dari segi nilai teknologi baharu ini untuk pengajaran anatomi, percetakan 3D nampaknya merupakan salah satu sumber yang paling penting, baik dari segi nilai pendidikan untuk pelajar dan dari segi kebolehlaksanaan pelaksanaan [4,9,10] .
Percetakan 3D bukanlah perkara baru.Paten pertama yang berkaitan dengan teknologi ini bermula pada tahun 1984: A Le Méhauté, O De Witte dan JC André di Perancis, dan tiga minggu kemudian C Hull di Amerika Syarikat.Sejak itu, teknologi ini 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 menggunakan alat baru ini, dengan itu meningkatkan keinginan untuk membangunkan perubatan peribadi [12].
Ramai pengarang telah menunjukkan faedah 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 normal secara anatomi diperlukan.Beberapa ulasan telah mengkaji model latihan patologi atau perubatan/pembedahan [8, 20, 21].Untuk membangunkan model hibrid untuk mengajar anatomi manusia yang menggabungkan alat baharu seperti pencetakan 3D, kami menjalankan semakan sistematik untuk menerangkan dan menganalisis cara objek cetakan 3D dicipta untuk mengajar anatomi manusia dan cara pelajar menilai keberkesanan pembelajaran menggunakan objek 3D ini.
Kajian literatur sistematik ini telah dijalankan pada Jun 2022 tanpa sekatan masa menggunakan garis panduan PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) [22].
Kriteria inklusi adalah semua kertas penyelidikan menggunakan 3DPAM dalam pengajaran/pembelajaran anatomi.Ulasan literatur, surat atau artikel yang memfokuskan pada model patologi, model haiwan, model arkeologi dan model latihan perubatan/pembedahan telah dikecualikan.Hanya artikel yang diterbitkan dalam bahasa Inggeris telah dipilih.Artikel tanpa abstrak dalam talian yang tersedia telah dikecualikan.Artikel yang merangkumi berbilang model, sekurang-kurangnya satu daripadanya normal secara anatomi atau mempunyai patologi kecil yang tidak menjejaskan nilai pengajaran, dimasukkan.
Carian literatur telah dijalankan dalam pangkalan data elektronik PubMed (Perpustakaan Perubatan Negara, NCBI) untuk mengenal pasti kajian 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.Satu pertanyaan telah dilaksanakan: (((pendidikan[Tajuk/Abstrak] ATAU sekolah[Tajuk/Abstrak] ATAUpembelajaran[Tajuk/Abstrak] ATAU pengajaran[Tajuk/Abstrak] ATAU latihan[Tajuk/Abstrak] ATAUPencapaian[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 dikenal pasti dengan mencari pangkalan data PubMed secara manual dan menyemak rujukan artikel saintifik lain.Tiada sekatan tarikh digunakan, tetapi penapis "Orang" telah digunakan.
Semua tajuk dan abstrak yang diambil telah disaring terhadap kriteria kemasukan dan pengecualian oleh dua pengarang (EBR dan AL), dan sebarang kajian yang tidak memenuhi semua kriteria kelayakan telah dikecualikan.Penerbitan teks penuh kajian yang selebihnya telah diambil dan disemak oleh tiga pengarang (EBR, EBE dan AL).Apabila perlu, perselisihan pendapat dalam pemilihan artikel diselesaikan oleh orang keempat (LT).Penerbitan yang memenuhi semua kriteria kemasukan dimasukkan dalam ulasan ini.
Pengekstrakan data dilakukan secara bebas oleh dua pengarang (EBR dan AL) di bawah pengawasan pengarang ketiga (LT).
- Data reka bentuk model: kawasan anatomi, bahagian anatomi tertentu, model awal untuk pencetakan 3D, kaedah pemerolehan, pembahagian dan perisian pemodelan, jenis pencetak 3D, jenis dan kuantiti bahan, 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 dikenal pasti dalam MEDLINE, dan 139 artikel telah dikecualikan oleh penapis "manusia".Selepas menyemak tajuk dan abstrak, 103 kajian telah dipilih untuk bacaan teks penuh.34 artikel dikecualikan kerana ia 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 asli (16 bab).).Sebanyak 68 artikel telah dimasukkan dalam ulasan.Rajah 1 membentangkan proses pemilihan sebagai carta alir.
Carta alir yang meringkaskan pengenalpastian, penyaringan dan kemasukan artikel dalam semakan sistematik ini
Semua kajian telah diterbitkan antara 2014 dan 2022, dengan purata tahun penerbitan 2019. Antara 68 artikel yang disertakan, 33 (49%) kajian adalah deskriptif dan eksperimen, 17 (25%) adalah eksperimen semata-mata, dan 18 (26%) adalah percubaan.Deskriptif semata-mata.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%) memeriksa kawasan kepala, 19 artikel (28%) memeriksa kawasan toraks, 17 artikel (25%) memeriksa kawasan abdominopelvis, dan 15 artikel (22%) memeriksa bahagian kaki.Lima puluh satu artikel (75%) menyebut tulang cetakan 3D sebagai model anatomi atau model anatomi berbilang kepingan.
Mengenai model sumber atau fail yang digunakan untuk membangunkan 3DPAM, 23 artikel (34%) menyebut penggunaan data pesakit, 20 artikel (29%) menyebut penggunaan data kadaver, dan 17 artikel (25%) menyebut penggunaan pangkalan data.telah digunakan, 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%) menayangkan 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 dicipta 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 (Materialise, 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%), Pengiris 3D (Latihan Pembangun Slicer, Boston, MA) (9 kajian, 13%), Blender (Yayasan Blender, Amsterdam, Belanda) (8 kajian, 12%) dan CURA (Geldemarsen, Belanda) (7 kajian, 10%).
Enam puluh tujuh model pencetak berbeza dan lima proses pencetakan disebutkan.Teknologi FDM (Fused Deposition Modeling) telah digunakan dalam 26 produk (38%), letupan bahan dalam 13 produk (19%) dan akhirnya letupan pengikat (11 produk, 16%).Teknologi yang paling kurang digunakan ialah stereolitografi (SLA) (5 artikel, 7%) dan pensinteran 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 menyatakan bahan yang digunakan untuk membuat 3DPAM (51 artikel, 75%), 48 kajian (71%) menggunakan plastik dan terbitannya.Bahan utama yang digunakan ialah PLA (asid polilaktik) (n = 20, 29%), resin (n = 9, 13%) dan ABS (akrilonitril butadiena stirena) (7 jenis, 10%).23 artikel (34%) meneliti 3DPAM yang diperbuat daripada pelbagai bahan, 36 artikel (53%) membentangkan 3DPAM yang dibuat daripada hanya satu bahan, dan 9 artikel (13%) tidak menyatakan bahan.
Dua puluh sembilan artikel (43%) melaporkan nisbah cetakan antara 0.25:1 hingga 2:1, dengan purata 1:1.Dua puluh lima artikel (37%) menggunakan nisbah 1:1.28 3DPAM (41%) terdiri daripada pelbagai warna, dan 9 (13%) dicelup selepas dicetak [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Tiga puluh empat artikel (50%) menyebut kos.9 artikel (13%) menyebut kos pencetak 3D dan bahan mentah.Pencetak dalam julat harga dari $302 hingga $65,000.Apabila dinyatakan, harga model berkisar antara $1.25 hingga $2,800;ekstrem ini sepadan dengan spesimen rangka [47] dan model retroperitoneal kesetiaan tinggi [48].Jadual 2 meringkaskan data model untuk setiap kajian yang disertakan.
Tiga puluh tujuh kajian (54%) membandingkan 3DAPM dengan model rujukan.Di antara kajian-kajian ini, pembanding yang paling biasa ialah model rujukan anatomi, digunakan dalam 14 artikel (38%), persediaan plastina dalam 6 artikel (16%), persediaan plastina dalam 6 artikel (16%).Penggunaan realiti maya, pengimejan tomografi berkomputer satu 3DPAM dalam 5 artikel (14%), 3DPAM lagi dalam 3 artikel (8%), permainan serius dalam 1 artikel (3%), radiograf dalam 1 artikel (3%), model perniagaan dalam 1 artikel (3%) dan realiti tambahan dalam 1 artikel (3%).Tiga puluh empat (50%) kajian menilai 3DPAM.Lima belas (48%) kajian menerangkan pengalaman penilai secara terperinci (Jadual 3).3DPAM dilakukan oleh pakar bedah atau doktor yang merawat dalam 7 kajian (47%), pakar anatomi dalam 6 kajian (40%), pelajar dalam 3 kajian (20%), guru (disiplin tidak dinyatakan) dalam 3 kajian (20%) untuk penilaian dan seorang lagi penilai dalam artikel (7%).Purata bilangan penilai ialah 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 menggunakan penilaian deskriptif semata-mata (48%), 9 menggunakan ujian/penilaian/tinjauan (27%), dan 8 menggunakan skala Likert (24%).Jadual 3 meringkaskan penilaian morfologi model dalam setiap kajian yang disertakan.
Tiga puluh tiga (48%) artikel meneliti 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 ujian pra dan/atau ujian pasca.Sebelas kajian (33%) menggunakan soalan dan ujian aneka 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 memberikan model anatomi kepada 10 pelajar yang berbeza.Secara purata, 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 satu.Enam (18%) kajian melibatkan penduduk, 4 (12%) pelajar pergigian, dan 3 (9%) pelajar sains.Enam kajian (18%) melaksanakan dan menilai pembelajaran autonomi menggunakan 3DPAM.Jadual 4 meringkaskan keputusan penilaian keberkesanan pengajaran 3DPAM bagi setiap kajian yang disertakan.
Kelebihan utama yang dilaporkan oleh pengarang untuk menggunakan 3DPAM sebagai alat pengajaran untuk anatomi manusia normal adalah 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], ketahanan [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 penambahbaikan 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 mencipta struktur khusus [51, 53], 67] , reka bentuk pantas model rangka [81], keupayaan untuk mencipta model bersama dan membawanya pulang [49, 60, 71], meningkatkan kebolehan putaran mental [23] dan pengekalan pengetahuan [32], serta pada guru [ 25, 63] dan kepuasan pelajar [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Kelemahan utama adalah berkaitan dengan reka bentuk: ketegaran [80], ketekalan [28, 62], kekurangan perincian 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 pembahagian imej [36, 52, 57, 58, 74], masa pencetakan [57, 63, 66, 67], kekurangan kebolehubahan anatomi [25], dan kos.Tinggi[48].
Kajian sistematik ini meringkaskan 68 artikel yang diterbitkan selama 9 tahun dan menyerlahkan minat komuniti saintifik dalam 3DPAM sebagai alat untuk mengajar anatomi manusia biasa.Setiap kawasan anatomi dikaji dan dicetak 3D.Daripada artikel ini, 37 artikel membandingkan 3DPAM dengan model lain, dan 33 artikel menilai perkaitan 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 tertumpu terutamanya pada ujian pengetahuan anatomi selepas latihan tanpa menganalisis aspek teknikal dan teknologi reka bentuk dan pengeluaran 3DPAM [10].
Kawasan kepala adalah yang paling banyak dikaji, mungkin kerana kerumitan anatominya menyukarkan pelajar untuk menggambarkan kawasan anatomi ini dalam ruang tiga dimensi berbanding dengan anggota badan atau badan.CT setakat ini merupakan modaliti pengimejan 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 imbasan CT tidak sesuai untuk pembahagian dan pemodelan sistem saraf.Sebaliknya, tomografi yang dikira lebih sesuai untuk pembahagian/pemodelan tisu tulang;Kontras tulang/tisu lembut membantu melengkapkan langkah ini sebelum mencetak model anatomi 3D.Sebaliknya, microCT dianggap sebagai 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 kelicinan permukaan tulang dan mengekalkan kehalusan struktur anatomi [59].Pilihan model juga mempengaruhi resolusi spatial: sebagai contoh, model plasticization mempunyai resolusi yang lebih rendah [45].Pereka grafik perlu mencipta model 3D tersuai, yang meningkatkan kos ($25 hingga $150 sejam) [43].Mendapatkan fail .STL berkualiti tinggi tidak mencukupi untuk mencipta model anatomi berkualiti tinggi.Ia adalah perlu untuk menentukan parameter percetakan, seperti orientasi model anatomi pada plat cetakan [29].Sesetengah pengarang mencadangkan bahawa teknologi percetakan canggih seperti SLS harus digunakan di mana mungkin untuk meningkatkan ketepatan 3DPAM [38].Pengeluaran 3DPAM memerlukan bantuan profesional;pakar yang paling dicari ialah jurutera [72], ahli radiologi, [75], pereka grafik [43] dan ahli anatomi [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Perisian pembahagian dan pemodelan adalah faktor penting dalam mendapatkan model anatomi yang tepat, tetapi kos pakej perisian ini dan kerumitannya menghalang penggunaannya.Beberapa kajian telah membandingkan penggunaan pakej perisian dan teknologi percetakan yang berbeza, menonjolkan kelebihan dan kekurangan setiap teknologi [68].Selain perisian pemodelan, perisian pencetakan yang serasi dengan pencetak yang dipilih juga diperlukan;sesetengah pengarang lebih suka menggunakan percetakan 3D dalam talian [75].Jika cukup objek 3D dicetak, pelaburan boleh membawa kepada pulangan kewangan [72].
Setakat ini, plastik adalah bahan yang paling biasa digunakan.Pelbagai tekstur dan warna menjadikannya bahan pilihan untuk 3DPAM.Sesetengah pengarang telah memuji kekuatannya yang tinggi berbanding model kadaverik atau plastinasi tradisional [24, 56, 73].Sesetengah plastik mempunyai sifat lentur atau regangan.Sebagai contoh, Filaflex dengan teknologi FDM boleh meregangkan sehingga 700%.Sesetengah pengarang menganggapnya sebagai bahan pilihan untuk replikasi otot, tendon dan ligamen [63].Sebaliknya, dua kajian telah menimbulkan persoalan tentang orientasi gentian semasa percetakan.Malah, orientasi gentian 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 sebagai standard, penulis mungkin memilih untuk tidak menyebutnya.Walaupun penskalaan akan berguna untuk pembelajaran terarah dalam kumpulan besar, kemungkinan penskalaan masih belum diterokai, terutamanya dengan saiz kelas yang semakin meningkat dan saiz fizikal model menjadi faktor penting.Sudah tentu, skala bersaiz penuh memudahkan untuk mengesan dan menyampaikan pelbagai elemen anatomi kepada pesakit, yang mungkin menjelaskan mengapa ia sering digunakan.
Daripada banyak pencetak yang tersedia di pasaran, pencetak yang menggunakan teknologi PolyJet (bahan atau binder inkjet) untuk menyediakan kos pencetakan definisi tinggi warna dan berbilang lapisan (dan oleh itu berbilang tekstur) antara AS$20,000 dan AS$250,000 (https: //www .aniwaa.com/).Kos yang tinggi ini mungkin mengehadkan promosi 3DPAM di sekolah perubatan.Sebagai tambahan kepada kos pencetak, kos bahan yang diperlukan untuk pencetakan inkjet adalah lebih tinggi daripada pencetak SLA atau FDM [68].Harga untuk pencetak SLA atau FDM juga lebih berpatutan, antara €576 hingga €4,999 dalam artikel yang disenaraikan dalam ulasan ini.Menurut Tripodi dan rakan sekerja, setiap bahagian rangka boleh dicetak dengan harga AS$1.25 [47].Sebelas kajian menyimpulkan bahawa percetakan 3D adalah lebih murah daripada model plastikisasi atau komersial [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83].Selain itu, model komersial ini direka untuk menyediakan maklumat pesakit tanpa perincian yang mencukupi untuk pengajaran anatomi [80].Model komersial 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 ini, skala bersaiz penuh lebih diutamakan [37].
Hanya satu kajian membandingkan 3DPAM dengan model anatomi yang tersedia secara komersial [72].Sampel kadaver adalah pembanding yang paling biasa digunakan untuk 3DPAM.Walaupun batasannya, model kadaver kekal sebagai alat yang berharga untuk mengajar anatomi.Perbezaan mesti dibuat antara bedah siasat, pembedahan dan tulang kering.Berdasarkan ujian latihan, dua kajian menunjukkan bahawa 3DPAM adalah lebih berkesan daripada pembedahan plastina [16, 27].Satu kajian membandingkan satu jam latihan menggunakan 3DPAM (ekstrem bahagian bawah) dengan satu jam pembedahan kawasan anatomi yang sama [78].Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara kedua-dua kaedah pengajaran.Berkemungkinan terdapat sedikit kajian mengenai topik ini kerana perbandingan sedemikian sukar dibuat.Pembedahan adalah persediaan yang memakan masa untuk pelajar.Kadangkala berpuluh-puluh jam penyediaan diperlukan, bergantung kepada apa yang sedang disediakan.Perbandingan ketiga boleh dibuat dengan tulang kering.Kajian oleh Tsai dan Smith mendapati bahawa markah ujian adalah lebih baik secara signifikan dalam kumpulan menggunakan 3DPAM [51, 63].Chen dan rakan sekerja menyatakan bahawa pelajar yang menggunakan model 3D menunjukkan prestasi yang lebih baik dalam mengenal pasti struktur (tengkorak), tetapi tiada perbezaan dalam skor MCQ [69].Akhirnya, Tanner dan rakan sekerja menunjukkan keputusan ujian pasca yang lebih baik dalam kumpulan ini menggunakan 3DPAM fossa pterygopalatine [46].Alat pengajaran baharu yang lain telah dikenal pasti dalam kajian literatur ini.Yang paling biasa di antara mereka ialah realiti tambahan, realiti maya dan permainan serius [43].Menurut Mahrous dan rakan sekerja, keutamaan untuk model anatomi bergantung pada bilangan jam pelajar bermain permainan video [31].Sebaliknya, kelemahan utama alat pengajaran anatomi baharu ialah maklum balas haptik, terutamanya untuk alat maya semata-mata [48].
Kebanyakan kajian yang menilai 3DPAM baharu telah menggunakan praujian pengetahuan.Ujian pra ini membantu mengelakkan berat sebelah dalam penilaian.Sesetengah pengarang, sebelum menjalankan kajian eksperimen, mengecualikan semua pelajar yang mendapat markah melebihi purata pada ujian awal [40].Antara bias Garas dan rakan-rakan yang disebutkan ialah warna model dan pemilihan sukarelawan dalam kelas pelajar [61].Pewarnaan memudahkan pengecaman struktur anatomi.Chen dan rakan sekerja menetapkan syarat eksperimen yang ketat tanpa perbezaan awal antara kumpulan dan kajian itu dibutakan ke tahap maksimum yang mungkin [69].Lim dan rakan sekerja mengesyorkan agar penilaian pasca ujian diselesaikan oleh pihak ketiga untuk mengelakkan berat sebelah dalam penilaian [16].Beberapa kajian telah menggunakan skala Likert untuk menilai kebolehlaksanaan 3DPAM.Instrumen ini sesuai untuk menilai kepuasan, tetapi masih terdapat berat sebelah penting yang perlu diketahui [86].
Perkaitan pendidikan 3DPAM dinilai terutamanya dalam kalangan pelajar perubatan, termasuk pelajar perubatan tahun pertama, dalam 14 daripada 33 kajian.Dalam kajian rintis mereka, Wilk dan rakan sekerja melaporkan bahawa pelajar perubatan percaya bahawa percetakan 3D harus dimasukkan dalam pembelajaran anatomi mereka [87].87% pelajar yang dikaji dalam kajian Cercenelli percaya bahawa tahun kedua pengajian adalah masa terbaik untuk menggunakan 3DPAM [84].Keputusan Tanner dan rakan sekerja juga menunjukkan bahawa pelajar menunjukkan prestasi yang lebih baik jika mereka tidak pernah mempelajari bidang tersebut [46].Data ini mencadangkan bahawa tahun pertama sekolah perubatan adalah masa yang optimum untuk memasukkan 3DPAM ke dalam pengajaran anatomi.Meta-analisis Ye menyokong idea ini [18].Dalam 27 artikel yang dimasukkan dalam kajian, terdapat perbezaan yang signifikan dalam skor ujian antara 3DPAM dan model tradisional untuk pelajar perubatan, tetapi bukan untuk 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 ini berguna [37, 42, 49, 81, 82], dan dua kajian mendapati kepuasan guru dengan 3DPAM [25, 63].Daripada semua sumber, Backhouse dan rakan sekerja menganggap percetakan 3D sebagai alternatif terbaik kepada model anatomi tradisional [49].Dalam meta-analisis pertama mereka, Ye dan rakan sekerja mengesahkan bahawa pelajar yang menerima arahan 3DPAM mempunyai markah ujian pasca yang lebih baik daripada pelajar yang menerima arahan 2D atau mayat [10].Walau bagaimanapun, mereka membezakan 3DPAM bukan dengan kerumitan, tetapi hanya dengan jantung, 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 meta-analisis mereka, Salazar dan rakan sekerja membuat kesimpulan bahawa penggunaan 3DPAM secara khusus meningkatkan pemahaman tentang anatomi kompleks [17].Konsep ini konsisten dengan surat Hitas kepada editor [88].Sesetengah kawasan anatomi yang dianggap kurang kompleks tidak memerlukan penggunaan 3DPAM, manakala kawasan anatomi yang lebih kompleks (seperti leher atau sistem saraf) akan menjadi pilihan logik untuk 3DPAM.Konsep ini mungkin menjelaskan mengapa sesetengah 3DPAM tidak dianggap lebih baik daripada model tradisional, terutamanya apabila pelajar kurang pengetahuan dalam domain di mana prestasi model didapati lebih unggul.Oleh itu, mempersembahkan model mudah kepada pelajar yang sudah mempunyai sedikit pengetahuan tentang subjek (pelajar perubatan atau penduduk) tidak membantu dalam meningkatkan prestasi pelajar.
Daripada semua faedah 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 boleh memanipulasi struktur, guru dapat menjimatkan masa, lebih mudah dipelihara daripada mayat, projek boleh disiapkan dalam masa 24 jam, ia boleh digunakan sebagai alat persekolahan di rumah, dan ia boleh digunakan untuk mengajar jumlah yang besar. maklumat.kumpulan [30, 49, 60, 61, 80, 81].Pencetakan 3D berulang untuk pengajaran anatomi volum tinggi menjadikan model cetakan 3D lebih kos efektif [26].Penggunaan 3DPAM boleh meningkatkan keupayaan putaran mental [23] dan meningkatkan tafsiran imej keratan rentas [23, 32].Dua kajian mendapati bahawa pelajar yang terdedah kepada 3DPAM lebih cenderung untuk menjalani pembedahan [40, 74].Penyambung logam boleh dibenamkan untuk mencipta pergerakan yang diperlukan untuk mengkaji anatomi berfungsi [51, 53], atau model boleh dicetak menggunakan reka bentuk pencetus [67].
Pencetakan 3D membolehkan penciptaan model anatomi boleh laras dengan menambah baik aspek tertentu semasa peringkat pemodelan, [48, 80] mencipta asas yang sesuai, [59] menggabungkan berbilang model, [36] menggunakan ketelusan, (49) warna, [45] atau menjadikan struktur dalaman tertentu kelihatan [30].Tripodi dan rakan sekerja menggunakan tanah liat memahat untuk melengkapkan model tulang cetakan 3D mereka, menekankan nilai model ciptaan bersama sebagai alat pengajaran [47].Dalam 9 kajian, warna digunakan selepas mencetak [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], tetapi pelajar menggunakannya sekali sahaja [49].Malangnya, kajian itu tidak menilai kualiti latihan model atau urutan latihan.Ini harus dipertimbangkan dalam konteks pendidikan anatomi, kerana faedah pembelajaran gabungan dan penciptaan bersama sudah mantap [89].Untuk mengatasi aktiviti pengiklanan yang semakin meningkat, pembelajaran kendiri telah digunakan berkali-kali untuk menilai model [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Satu kajian menyimpulkan bahawa warna bahan plastik terlalu terang[45], kajian lain menyimpulkan bahawa model itu terlalu rapuh[71], dan dua kajian lain menunjukkan kekurangan kebolehubahan anatomi dalam reka bentuk model individu[25, 45]. ]..Tujuh kajian menyimpulkan bahawa butiran anatomi 3DPAM tidak mencukupi [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Untuk model anatomi yang lebih terperinci bagi kawasan yang besar dan kompleks, seperti retroperitoneum atau tulang belakang serviks, masa segmentasi dan pemodelan dianggap sangat panjang dan kosnya sangat tinggi (kira-kira AS$2000) [27, 48].Hojo dan rakan sekerja menyatakan dalam kajian mereka bahawa ia mengambil masa 40 jam untuk mencipta model anatomi pelvis [42].Masa segmentasi terpanjang ialah 380 jam dalam kajian oleh Weatherall dan rakan sekerja, di mana pelbagai model digabungkan untuk mencipta model saluran pernafasan kanak-kanak yang lengkap [36].Dalam sembilan kajian, pembahagian dan masa pencetakan dianggap sebagai kelemahan [36, 42, 57, 58, 74].Walau bagaimanapun, 12 kajian mengkritik sifat fizikal model mereka, terutamanya ketekalannya, [28, 62] kekurangan ketelusan, [30] kerapuhan dan monokromatik, [71] kekurangan tisu lembut, [66] atau kekurangan perincian [28, 34]., 45, 48, 62, 63, 81].Kelemahan ini boleh diatasi dengan meningkatkan masa segmentasi atau simulasi.Kehilangan dan mendapatkan maklumat yang berkaitan adalah masalah yang dihadapi oleh tiga pasukan [30, 74, 77].Menurut laporan pesakit, agen kontras beryodium tidak memberikan penglihatan vaskular yang optimum disebabkan oleh had dos [74].Suntikan model kadaverik nampaknya merupakan kaedah ideal yang menjauhkan diri daripada prinsip "sedikit mungkin" dan had dos agen kontras yang disuntik.
Malangnya, banyak artikel tidak menyebut beberapa ciri utama 3DPAM.Kurang daripada separuh artikel menyatakan secara jelas sama ada 3DPAM mereka diwarnakan.Liputan skop cetakan adalah tidak konsisten (43% daripada artikel), dan hanya 34% yang menyebut penggunaan berbilang media.Parameter pencetakan ini adalah kritikal kerana ia mempengaruhi sifat pembelajaran 3DPAM.Kebanyakan artikel tidak memberikan maklumat yang mencukupi tentang kerumitan mendapatkan 3DPAM (masa reka bentuk, kelayakan kakitangan, kos perisian, kos percetakan, dll.).Maklumat ini penting dan harus dipertimbangkan sebelum mempertimbangkan untuk memulakan projek untuk membangunkan 3DPAM baharu.
Semakan sistematik ini menunjukkan bahawa mereka bentuk dan mencetak 3D model anatomi biasa boleh dilaksanakan pada kos yang rendah, terutamanya apabila menggunakan pencetak FDM atau SLA dan bahan plastik satu warna yang murah.Walau bagaimanapun, reka bentuk asas ini boleh dipertingkatkan dengan menambah warna atau menambah reka bentuk dalam bahan yang berbeza.Model yang lebih realistik (dicetak menggunakan berbilang bahan dengan warna dan tekstur yang berbeza untuk meniru kualiti sentuhan model rujukan mayat) memerlukan teknologi pencetakan 3D yang lebih mahal dan masa reka bentuk yang lebih lama.Ini akan meningkatkan kos keseluruhan dengan ketara.Tidak kira proses pencetakan yang dipilih, memilih kaedah pengimejan yang sesuai adalah kunci kejayaan 3DPAM.Lebih tinggi resolusi spatial, model menjadi lebih realistik dan boleh digunakan untuk penyelidikan lanjutan.Dari sudut pandangan pedagogi, 3DPAM ialah alat yang berkesan untuk mengajar anatomi, seperti yang dibuktikan oleh ujian pengetahuan yang diberikan kepada pelajar dan kepuasan mereka.Kesan pengajaran 3DPAM adalah terbaik apabila ia menghasilkan semula kawasan anatomi yang kompleks dan pelajar menggunakannya pada awal latihan perubatan mereka.
Set data yang dijana dan/atau dianalisis dalam kajian semasa tidak tersedia secara terbuka kerana halangan bahasa tetapi tersedia daripada pengarang yang sepadan atas permintaan yang munasabah.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM.Kajian semula kursus anatomi kasar, mikroanatomi, neurobiologi dan embriologi dalam kurikulum sekolah perubatan AS.Anat Rec.2002;269(2):118-22.
Ghosh SK Cadaveric dissection sebagai alat pendidikan untuk sains anatomi pada abad ke-21: Disection sebagai alat pendidikan.Analisis pendidikan sains.2017;10(3):286–99.
Masa siaran: Apr-09-2024