Се чини дека тридимензионалните печатени анатомски модели (3DPAM) се соодветна алатка поради нивната едукативна вредност и изводливост.Целта на овој преглед е да ги опише и анализира методите што се користат за создавање на 3DPAM за настава по човечка анатомија и да го оцени неговиот педагошки придонес.
Беше спроведено електронско пребарување во PubMed со користење на следните термини: образование, училиште, учење, настава, обука, настава, образование, тридимензионално, 3D, 3-димензионално, печатење, печатење, печатење, анатомија, анатомија, анатомија и анатомија ..Наодите вклучуваат карактеристики на студијата, дизајн на модел, морфолошка проценка, образовни перформанси, силни и слаби страни.
Помеѓу 68-те избрани статии, најголемиот број студии фокусирани на кранијалниот регион (33 статии);Во 51 статија се споменува печатење на коски.Во 47 статии, 3DPAM беше развиен врз основа на компјутерска томографија.Наведени се пет процеси на печатење.Пластиката и нивните деривати се користени во 48 студии.Цената на секој дизајн се движи од 1,25 до 2800 долари.Триесет и седум студии го споредија 3DPAM со референтните модели.Триесет и три статии ги испитуваа образовните активности.Главните придобивки се визуелен и тактилен квалитет, ефикасност во учењето, повторливост, приспособливост и агилност, заштеда на време, интеграција на функционална анатомија, подобри способности за ментална ротација, задржување на знаењето и задоволство на наставникот/ученикот.Главните недостатоци се поврзани со дизајнот: конзистентност, недостаток на детали или транспарентност, бои кои се премногу светли, долго време на печатење и висока цена.
Овој систематски преглед покажува дека 3DPAM е рентабилен и ефективен за настава по анатомија.Пореалните модели бараат употреба на поскапи технологии за 3D печатење и подолго време на дизајнирање, што значително ќе ги зголеми вкупните трошоци.Клучот е да се избере соодветен метод на сликање.Од педагошка гледна точка, 3DPAM е ефективна алатка за настава по анатомија, со позитивно влијание врз резултатите од учењето и задоволството.Наставниот ефект на 3DPAM е најдобар кога репродуцира сложени анатомски региони и студентите го користат на почетокот на нивната медицинска обука.
Дисекција на животински трупови се изведува уште од античка Грција и е еден од главните методи за учење анатомија.Кадаверичните дисекции извршени за време на практичната обука се користат во теоретската наставна програма на универзитетските студенти по медицина и моментално се сметаат за златен стандард за проучување на анатомијата [1,2,3,4,5].Сепак, постојат многу бариери за употребата на човечки кадаверични примероци, што ја поттикнува потрагата по нови алатки за обука [6, 7].Некои од овие нови алатки вклучуваат проширена реалност, дигитални алатки и 3D печатење.Според неодамнешниот преглед на литературата од Сантос и сор.[8] Во однос на вредноста на овие нови технологии за настава по анатомија, 3D печатењето се чини дека е еден од најважните ресурси, како во однос на образовната вредност за учениците, така и во однос на изводливоста за имплементација [4,9,10] .
3D печатењето не е ново.Првите патенти поврзани со оваа технологија датираат од 1984 година: A Le Méhauté, O De Witte и JC André во Франција, а три недели подоцна C Hull во САД.Оттогаш, технологијата продолжи да се развива и нејзината употреба се прошири во многу области.На пример, НАСА го отпечати првиот објект надвор од Земјата во 2014 година [11].Медицинското поле исто така ја усвои оваа нова алатка, а со тоа ја зголеми желбата за развој на персонализирана медицина [12].
Многу автори ги покажаа придобивките од користењето на 3D печатени анатомски модели (3DPAM) во медицинското образование [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19].Кога се предава човечка анатомија, потребни се непатолошки и анатомски нормални модели.Некои прегледи испитуваа патолошки или медицински/хируршки модели на обука [8, 20, 21].За да развиеме хибриден модел за настава по човечка анатомија што вклучува нови алатки како што е 3D печатење, спроведовме систематски преглед за да опишеме и анализираме како се создаваат 3D печатените предмети за учење на човечката анатомија и како учениците ја оценуваат ефективноста на учењето користејќи ги овие 3D објекти.
Овој систематски преглед на литературата беше спроведен во јуни 2022 година со користење на насоки PRISMA (претпочитани известувачки ставки за систематски прегледи и мета-анализи) без временски ограничувања [22].
Критериуми за вклучување беа сите истражувачки трудови кои користат 3DPAM во наставата/учењето по анатомија.Прегледи на литература, писма или написи кои се фокусираат на патолошки модели, животински модели, археолошки модели и модели за медицинска/хируршка обука беа исклучени.Беа избрани само статиите објавени на англиски јазик.Написите без достапни онлајн апстракти беа исклучени.Вклучени беа написи што вклучуваа повеќе модели, од кои барем еден беше анатомски нормален или имаше мала патологија што не влијае на вредноста на наставата.
Беше спроведено пребарување на литература во електронската база на податоци PubMed (Национална библиотека за медицина, NCBI) за да се идентификуваат релевантните студии објавени до јуни 2022 година. Користете ги следните термини за пребарување: образование, училиште, настава, настава, учење, настава, образование, три- димензионални, 3D, 3D, печатење, печатење, печатење, анатомија, анатомија, анатомија и анатомија.Беше извршено едно барање: (((образование[Наслов/Апстракт] ИЛИ училиште[Наслов/Апстракт] ИЛИ учење[Наслов/Апстракт] ИЛИ настава[Наслов/Апстракт] ИЛИ обука[Наслов/Апстракт] ИЛИ[Наслов/Апстракт] ИЛИ Образование [Наслов/Апстракт]) И (Три димензии [Наслов] ИЛИ 3Д [Наслов] ИЛИ 3Д [Наслов])) И (Печати [Наслов] ИЛИ Печати [Наслов] ИЛИ Печати [Наслов])) И (Анатомија) [Наслов ] ]/апстракт] или анатомија [наслов/апстракт] или анатомија [наслов/апстракт] или анатомија [наслов/апстракт]).Дополнителни статии беа идентификувани со рачно пребарување на базата на податоци на PubMed и прегледување на референци на други научни статии.Не беа применети ограничувања за датум, но се користеше филтерот „Лице“.
Сите преземени наслови и апстракти беа проверени според критериумите за вклучување и исклучување од двајца автори (EBR и AL), а секоја студија што не ги исполнуваше сите критериуми за подобност беше исклучена.Публикациите со целосен текст на преостанатите студии беа преземени и прегледани од тројца автори (EBR, EBE и AL).По потреба, несогласувањата во изборот на написите ги решаваше четврто лице (ЛТ).Публикациите што ги исполнуваа сите критериуми за вклучување беа вклучени во овој преглед.
Извлекувањето на податоците беше извршено независно од двајца автори (EBR и AL) под надзор на трет автор (LT).
- Податоци за дизајн на модел: анатомски региони, специфични анатомски делови, почетен модел за 3D печатење, метод на аквизиција, софтвер за сегментација и моделирање, тип на 3D печатач, тип и количина на материјал, скала за печатење, боја, цена на печатење.
- Морфолошка проценка на модели: модели кои се користат за споредба, медицинска проценка на експерти/наставници, број на оценувачи, тип на оценување.
- Наставен 3Д модел: оценување на знаењето на ученикот, метод на оценување, број на ученици, број на споредбени групи, рандомизација на ученици, образование/тип на ученик.
Во MEDLINE беа идентификувани 418 студии, а 139 статии беа исклучени од филтерот „човечки“.По прегледувањето на насловите и апстрактите, беа избрани 103 студии за читање на целосниот текст.34 статии беа исклучени бидејќи тие беа или патолошки модели (9 статии), медицински/хируршки модели на обука (4 статии), животински модели (4 статии), 3Д радиолошки модели (1 статија) или не беа оригинални научни статии (16 поглавја).).Во прегледот беа вклучени вкупно 68 статии.Слика 1 го прикажува процесот на селекција како дијаграм на тек.
Дијаграм на тек кој ги сумира идентификацијата, скринингот и вклучувањето на написите во овој систематски преглед
Сите студии беа објавени помеѓу 2014 и 2022 година, со просечна година на објавување од 2019 година. Меѓу 68 вклучени статии, 33 (49%) студии беа описни и експериментални, 17 (25%) беа чисто експериментални, а 18 (26%) беа експериментален.Чисто описно.Од 50 (73%) експериментални студии, 21 (31%) користеле рандомизација.Само 34 студии (50%) вклучија статистички анализи.Табела 1 ги сумира карактеристиките на секоја студија.
33 статии (48%) ја испитувале пределот на главата, 19 статии (28%) ја испитувале торакалната регија, 17 статии (25%) ја испитувале абдоминопелвичната регија и 15 статии (22%) ги испитувале екстремитетите.Педесет и еден напис (75%) спомнаа 3D печатени коски како анатомски модели или повеќекратни анатомски модели.
Во однос на изворните модели или датотеки што се користат за развивање на 3DPAM, 23 статии (34%) ја споменуваат употребата на податоци за пациентите, 20 статии (29%) ја споменуваат употребата на кадаверични податоци и 17 статии (25%) ја споменуваат употребата на бази на податоци.употреба, а 7 студии (10%) не го открија изворот на користените документи.
47 студии (69%) развиле 3DPAM врз основа на компјутерска томографија, а 3 студии (4%) пријавиле употреба на микроКТ.7 статии (10%) проектирале 3Д објекти користејќи оптички скенери, 4 статии (6%) користејќи МРИ и 1 статија (1%) користејќи камери и микроскопи.14 статии (21%) не го спомнаа изворот на изворните датотеки за дизајн на 3D модел.3D-датотеките се креираат со просечна просторна резолуција помала од 0,5 mm.Оптималната резолуција е 30 μm [80], а максималната резолуција е 1,5 mm [32].
Беа користени шеесет различни софтверски апликации (сегментација, моделирање, дизајн или печатење).Најчесто се користеле Mimics (Materialise, Leuven, Белгија) (14 студии, 21%), потоа MeshMixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 студии, 19%), Geomagic (3D систем, MO, NC, Leesville) .(10 студии, 15%), 3D Slicer (обука за развивачи на Slicer, Бостон, м-р) (9 студии, 13%), Blender (Фондација Blender, Амстердам, Холандија) (8 студии, 12%) и CURA (Гелдемарсен, Холандија) (7 студии, 10%).
Се споменуваат шеесет и седум различни модели на печатачи и пет процеси на печатење.Технологијата FDM (Fused Deposition Modeling) е користена во 26 производи (38%), минирање на материјали во 13 производи (19%) и на крајот минирање со врзиво (11 производи, 16%).Најмалку користени технологии се стереолитографија (SLA) (5 статии, 7%) и селективно ласерско синтерување (SLS) (4 статии, 6%).Најчесто користен печатач (7 статии, 10%) е Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Израел) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
При специфицирање на материјалите користени за изработка на 3DPAM (51 напис, 75%), 48 студии (71%) користеле пластика и нивни деривати.Главните употребени материјали беа PLA (полилактична киселина) (n = 20, 29%), смола (n = 9, 13%) и ABS (акрилонитрил бутадиен стирен) (7 видови, 10%).23 статии (34%) испитувале 3DPAM направен од повеќе материјали, 36 статии (53%) презентирале 3DPAM направен од само еден материјал, а 9 статии (13%) не специфицирале материјал.
Дваесет и девет статии (43%) објавија сооднос на печатење во опсег од 0,25:1 до 2:1, со просек од 1:1.Дваесет и пет статии (37%) користеле сооднос 1:1.28 3DPAM (41%) се состоеле од повеќе бои, а 9 (13%) биле обоени по печатењето [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Триесет и четири статии (50%) ги спомнаа трошоците.9 статии (13%) ги спомнаа трошоците за 3Д принтери и суровини.Цените на печатачите се движат од 302 до 65.000 долари.Кога е наведено, цените на моделите се движат од 1,25 до 2800 долари;овие екстреми одговараат на скелетни примероци [47] и ретроперитонеални модели со висока верност [48].Табела 2 ги сумира податоците за моделот за секоја вклучена студија.
Триесет и седум студии (54%) го споредија 3DAPM со референтен модел.Меѓу овие студии, најчестиот споредувач беше анатомски референтен модел, користен во 14 статии (38%), пластинирани препарати во 6 статии (16%) и пластинирани препарати во 6 статии (16%).Употреба на виртуелна реалност, компјутеризирана томографија, еден 3DPAM во 5 статии (14%), друг 3DPAM во 3 статии (8%), сериозни игри во 1 статија (3%), радиографија во 1 статија (3%), деловни модели во 1 статија (3%) и зголемена реалност во 1 член (3%).Триесет и четири (50%) студии го оценија 3DPAM.Петнаесет (48%) ги проучуваат деталните искуства на оценувачите (Табела 3).3DPAM го извршиле хирурзи или лекари присутни во 7 студии (47%), анатомски специјалисти во 6 студии (40%), студенти во 3 студии (20%), наставници (дисциплина не е наведена) во 3 студии (20%) за оценување и уште еден оценувач во написот (7%).Просечниот број на оценувачи е 14 (минимум 2, максимум 30).Триесет и три студии (49%) ја процениле морфологијата на 3DPAM квалитативно, а 10 студии (15%) ја проценувале морфологијата на 3DPAM квантитативно.Од 33 студии кои користеле квалитативни проценки, 16 користеле чисто описни проценки (48%), 9 користеле тестови/оценки/анкети (27%) и 8 користеле Ликерт скали (24%).Табелата 3 ги сумира морфолошките проценки на моделите во секоја вклучена студија.
Триесет и три (48%) статии ја испитуваа и споредија ефективноста на предавањето 3DPAM на учениците.Од овие студии, 23 (70%) статии го оценуваат задоволството на студентите, 17 (51%) користеле Ликерт скали, а 6 (18%) користеле други методи.Дваесет и две статии (67%) го оценуваа учењето на учениците преку тестирање на знаењето, од кои 10 (30%) користеа предтестови и/или посттестови.Единаесет студии (33%) користеле прашања и тестови со повеќекратен избор за да го проценат знаењето на учениците, а пет студии (15%) користеле означување на слики/анатомска идентификација.Во секоја студија учествуваа просечно 76 студенти (минимум 8, максимум 319).Дваесет и четири студии (72%) имале контролна група, од кои 20 (60%) користеле рандомизација.Спротивно на тоа, една студија (3%) по случаен избор додели анатомски модели на 10 различни студенти.Во просек беа споредувани 2,6 групи (минимум 2, максимум 10).Дваесет и три студии (70%) опфатиле студенти по медицина, од кои 14 (42%) биле студенти по медицина од прва година.Шест (18%) студии вклучија резиденти, 4 (12%) студенти по стоматологија и 3 (9%) студенти по наука.Шест студии (18%) имплементирале и оценувале автономно учење користејќи 3DPAM.Табела 4 ги сумира резултатите од проценката на ефективноста на наставата 3DPAM за секоја вклучена студија.
Главните придобивки од користењето на 3DPAM како наставна алатка за предавање на нормалната човечка анатомија пријавени од авторите се визуелни и тактилни карактеристики, вклучувајќи реализам [55, 67], точност [44, 50, 72, 85] и варијабилност на конзистентност [34] ., 45, 48, 64], боја и транспарентност [28, 45], сигурност [24, 56, 73], едукативен ефект [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], цена [ 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], репродуктивност [80], можност за подобрување или персонализација [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], способност за манипулирање со учениците [30, 49], заштеда на наставно време [61, 80], леснотија на складирање [61], способност за интегрирање на функционална анатомија или создавање специфични структури [51, 53], 67], брз дизајн на скелетот на модели [81], способност за заедничко креирање и користење на модели на куќи [49, 60, 71], подобрени способности за ментална ротација [23] и задржување на знаењето [32], како и кај наставникот [ 25, 63] и задоволството на учениците [25, 63].45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Главните недостатоци се поврзани со дизајнот: ригидност [80], конзистентност [28, 62], недостаток на детали или транспарентност [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], премногу светли бои [45].и кревкоста на подот[71].Други недостатоци вклучуваат губење на информации [30, 76], долго време потребно за сегментација на сликата [36, 52, 57, 58, 74], време на печатење [57, 63, 66, 67], недостаток на анатомска варијабилност [25], и трошоците.Високо[48].
Овој систематски преглед резимира 68 статии објавени во текот на 9 години и го истакнува интересот на научната заедница за 3DPAM како алатка за учење на нормалната човечка анатомија.Секој анатомски регион беше проучуван и 3Д печатен.Од овие статии, 37 статии го споредуваа 3DPAM со други модели, а 33 статии ја оценуваа педагошката релевантност на 3DPAM за студентите.
Со оглед на разликите во дизајнот на студиите за анатомско 3D печатење, не сметавме дека е соодветно да се спроведе мета-анализа.Мета-анализа објавена во 2020 година главно се фокусираше на тестови за анатомско знаење по обуката без да се анализираат техничките и технолошките аспекти на дизајнот и производството на 3DPAM [10].
Регионот на главата е најпроучен, веројатно затоа што сложеноста на неговата анатомија им отежнува на студентите да го прикажат овој анатомски регион во тридимензионален простор во споредба со екстремитетите или торзото.КТ е убедливо најчесто користениот модалитет за снимање.Оваа техника е широко користена, особено во медицински услови, но има ограничена просторна резолуција и низок контраст на меките ткива.Овие ограничувања ги прават КТ скеновите несоодветни за сегментација и моделирање на нервниот систем.Од друга страна, компјутерската томографија е подобро прилагодена за сегментација/моделирање на коскеното ткиво;Контрастот на коските/меките ткива помага да се завршат овие чекори пред 3D печатење на анатомски модели.Од друга страна, microCT се смета за референтна технологија во однос на просторната резолуција при снимање на коските [70].Може да се користат и оптички скенери или МРИ за да се добијат слики.Поголемата резолуција спречува измазнување на коскените површини и ја зачувува суптилноста на анатомските структури [59].Изборот на модел влијае и на просторната резолуција: на пример, моделите за пластификација имаат помала резолуција [45].Графичките дизајнери треба да креираат сопствени 3D модели, што ги зголемува трошоците (од 25 до 150 долари на час) [43].Добивањето висококвалитетни .STL-датотеки не е доволно за да се создадат висококвалитетни анатомски модели.Неопходно е да се одредат параметрите за печатење, како што е ориентацијата на анатомскиот модел на плочата за печатење [29].Некои автори сугерираат дека напредните технологии за печатење како што е SLS треба да се користат секогаш кога е можно за да се подобри точноста на 3DPAM [38].Производството на 3DPAM бара стручна помош;најбарани специјалисти се инженери [72], радиолози, [75], графички дизајнери [43] и анатомисти [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Софтверот за сегментирање и моделирање се важни фактори за добивање точни анатомски модели, но цената на овие софтверски пакети и нивната сложеност ја попречуваат нивната употреба.Неколку студии ја споредија употребата на различни софтверски пакети и технологии за печатење, истакнувајќи ги предностите и недостатоците на секоја технологија [68].Покрај софтверот за моделирање, потребен е и софтвер за печатење компатибилен со избраниот печатач;некои автори претпочитаат да користат онлајн 3D печатење [75].Ако се испечатат доволно 3D објекти, инвестицијата може да доведе до финансиски принос [72].
Пластиката е убедливо најчесто користениот материјал.Неговиот широк опсег на текстури и бои го прави материјал на избор за 3DPAM.Некои автори ја пофалија неговата висока јачина во споредба со традиционалните кадаверични или обложени модели [24, 56, 73].Некои пластики имаат дури и својства на свиткување или истегнување.На пример, Filaflex со FDM технологија може да се протега до 700%.Некои автори го сметаат за материјал на избор за репликација на мускулите, тетивите и лигаментите [63].Од друга страна, две студии покренаа прашања за ориентацијата на влакната за време на печатењето.Всушност, ориентацијата, вметнувањето, инервацијата и функцијата на мускулните влакна се клучни во моделирањето на мускулите [33].
Изненадувачки, неколку студии го спомнуваат обемот на печатење.Бидејќи многу луѓе сметаат дека односот 1:1 е стандарден, авторот можеби избрал да не го спомнува.Иако зголемувањето би било корисно за насочено учење во големи групи, изводливоста на скалирањето сè уште не е истражена, особено со растечката големина на часовите и физичката големина на моделот како важен фактор.Се разбира, вагите со целосна големина го олеснуваат лоцирањето и соопштувањето на различни анатомски елементи на пациентот, што може да објасни зошто тие често се користат.
Од многуте печатачи достапни на пазарот, оние што користат технологија PolyJet (материјал инк-џет или врзиво инк-џет) за да обезбедат печатење во боја со висока дефиниција и повеќе материјали (а со тоа и со повеќе текстура) чинат помеѓу 20.000 и 250.000 американски долари ( https:/ /www.aniwaa.com/).Оваа висока цена може да ја ограничи промоцијата на 3DPAM во медицинските училишта.Покрај цената на печатачот, цената на материјалите потребни за инк-џет печатење е повисока отколку за SLA или FDM печатачите [68].Цените за SLA или FDM печатачите се исто така попристапни, кои се движат од 576 € до 4.999 € во написите наведени во овој преглед.Според Триподи и колегите, секој скелетен дел може да се испечати за 1,25 УСД [47].Единаесет студии заклучија дека 3D печатењето е поевтино од пластификацијата или комерцијалните модели [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83].Покрај тоа, овие комерцијални модели се дизајнирани да обезбедат информации за пациентот без доволно детали за наставата по анатомија [80].Овие комерцијални модели се сметаат за инфериорни во однос на 3DPAM [44].Вреди да се напомене дека, покрај користената технологија за печатење, конечниот трошок е пропорционален на скалата и затоа конечната големина на 3DPAM [48].Поради овие причини, се претпочита скалата со целосна големина [37].
Само една студија го спореди 3DPAM со комерцијално достапните анатомски модели [72].Кадаверичните примероци се најчесто користениот компаратор за 3DPAM.И покрај нивните ограничувања, кадаверичните модели остануваат вредна алатка за предавање анатомија.Мора да се направи разлика помеѓу обдукција, дисекција и сува коска.Врз основа на тестовите за обука, две студии покажаа дека 3DPAM е значително поефективен од пластинираната дисекција [16, 27].Една студија спореди еден час тренинг со користење на 3DPAM (долни екстремитети) со еден час дисекција на истиот анатомски регион [78].Немаше значителни разлики помеѓу двата наставни методи.Многу е веројатно дека има малку истражувања на оваа тема бидејќи таквите споредби е тешко да се направат.Дисекцијата е подготовка која одзема многу време за студентите.Понекогаш се потребни десетици часови подготовка, во зависност од тоа што се подготвува.Трета споредба може да се направи со суви коски.Студијата на Тсаи и Смит покажа дека резултатите од тестовите се значително подобри во групата што користи 3DPAM [51, 63].Чен и колегите забележаа дека учениците кои користат 3D модели имаат подобри резултати при идентификувањето на структурите (черепите), но немаше разлика во резултатите од MCQ [69].Конечно, Танер и колегите покажаа подобри резултати од пост-тестот во оваа група користејќи 3DPAM на птеригопалатинската јама [46].Други нови наставни алатки беа идентификувани во овој преглед на литературата.Најчести меѓу нив се проширената реалност, виртуелната реалност и сериозните игри [43].Според Mahrous и неговите колеги, претпочитањето за анатомски модели зависи од бројот на часови на кои учениците играат видео игри [31].Од друга страна, главен недостаток на новите алатки за настава по анатомија е хаптичката повратна информација, особено за чисто виртуелни алатки [48].
Повеќето студии кои го оценуваат новиот 3DPAM користеле предтестови на знаење.Овие предтестови помагаат да се избегне пристрасност во оценувањето.Некои автори, пред да спроведат експериментални студии, ги исклучуваат сите студенти кои постигнале резултати над просекот на прелиминарниот тест [40].Меѓу предрасудите споменати Гарас и колегите беа бојата на моделот и изборот на волонтери во студентската класа [61].Боењето го олеснува идентификацијата на анатомските структури.Чен и неговите колеги воспоставија строги експериментални услови без првични разлики меѓу групите и студијата беше заслепена до максималниот можен степен [69].Лим и колегите препорачуваат проценката по тестот да биде завршена од трето лице за да се избегне пристрасност во оценувањето [16].Некои студии користеле Ликертови скали за да ја проценат изводливоста на 3DPAM.Овој инструмент е погоден за проценка на задоволството, но сè уште има важни предрасуди за кои треба да се знае [86].
Образовната релевантност на 3DPAM беше првенствено проценета меѓу студентите по медицина, вклучително и студентите од прва година по медицина, во 14 од 33 студии.Во нивната пилот студија, Вилк и неговите колеги објавија дека студентите по медицина веруваат дека 3Д печатењето треба да биде вклучено во нивното учење за анатомија [87].87% од студентите анкетирани во студијата Cercenelli веруваат дека втората година на студирање е најдобро време за користење 3DPAM [84].Резултатите на Танер и неговите колеги, исто така, покажаа дека учениците имаат подобри резултати ако никогаш не го проучувале полето [46].Овие податоци сугерираат дека првата година од медицинското училиште е оптимално време за да се вгради 3DPAM во наставата по анатомија.Мета-анализата на Је ја поддржа оваа идеја [18].Во 27-те статии вклучени во студијата, имаше значителни разлики во перформансите на 3DPAM во споредба со традиционалните модели кај студентите по медицина, но не и кај резидентите.
3DPAM како алатка за учење ги подобрува академските достигнувања [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], долгорочното задржување на знаењето [32] и задоволството на учениците [25, 45, 46, 52, 57, 63 , 66]., 69, 84].Панелите од експерти, исто така, ги најдоа овие модели корисни [37, 42, 49, 81, 82], а две студии покажаа задоволство на наставниците со 3DPAM [25, 63].Од сите извори, Backhouse и колегите сметаат дека 3D печатењето е најдобрата алтернатива на традиционалните анатомски модели [49].Во нивната прва мета-анализа, Је и колегите потврдија дека учениците кои добиле инструкции од 3DPAM имале подобри резултати по тестот од учениците кои добиле 2D или кадавер инструкции [10].Сепак, тие го разликуваа 3DPAM не според сложеноста, туку едноставно според срцето, нервниот систем и абдоминалната празнина.Во седум студии, 3DPAM не ги надмина другите модели засновани на тестови на знаење спроведени на студентите [32, 66, 69, 77, 78, 84].Во нивната мета-анализа, Салазар и колегите заклучија дека употребата на 3DPAM конкретно го подобрува разбирањето на сложената анатомија [17].Овој концепт е во согласност со писмото на Хитас до уредникот [88].Некои анатомски области кои се сметаат за помалку сложени не бараат употреба на 3DPAM, додека посложените анатомски области (како што се вратот или нервниот систем) би биле логичен избор за 3DPAM.Овој концепт може да објасни зошто некои 3DPAM не се сметаат за супериорни во однос на традиционалните модели, особено кога на учениците им недостасува знаење во доменот каде што се смета дека перформансите на моделот се супериорни.Така, презентирањето на едноставен модел на студентите кои веќе имаат одредено знаење за предметот (студенти по медицина или резиденти) не е корисно за подобрување на перформансите на студентите.
Од сите наведени образовни придобивки, 11 студии ги нагласија визуелните или тактилните квалитети на моделите [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], а 3 студии ја подобрија силата и издржливоста (33 , 50 -52, 63, 79, 85, 86).Други предности се што учениците можат да манипулираат со структурите, наставниците можат да заштедат време, тие се полесни за зачувување од трупови, проектот може да се заврши во рок од 24 часа, може да се користи како алатка за домашно школување и може да се користи за предавање на големи количини. на информации.групи [30, 49, 60, 61, 80, 81].Повтореното 3D печатење за настава по анатомија со голем волумен ги прави моделите за 3D печатење поекономични [26].Употребата на 3DPAM може да ги подобри способностите за ментална ротација [23] и да ја подобри интерпретацијата на сликите со пресек [23, 32].Две студии покажаа дека студентите изложени на 3DPAM имаат поголема веројатност да подлежат на операција [40, 74].Металните конектори може да се вградат за да се создаде движење потребно за проучување на функционалната анатомија [51, 53] или моделите може да се печатат со помош на дизајни за активирање [67].
3D печатењето овозможува создавање на прилагодливи анатомски модели преку подобрување на одредени аспекти за време на фазата на моделирање, [48, 80] создавање соодветна основа, [59] комбинирање на повеќе модели, [36] користење на транспарентност, (49) боја, [45] или правејќи одредени внатрешни структури видливи [30].Триподи и колегите користеа глина за скулптура за да ги надополнат нивните 3Д печатени модели на коски, нагласувајќи ја вредноста на ко-креираните модели како наставни алатки [47].Во 9 студии, бојата била применета по печатењето [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], но студентите ја применувале само еднаш [49].За жал, студијата не го процени квалитетот на обуката за модели или редоследот на обуката.Ова треба да се земе предвид во контекст на образованието за анатомија, бидејќи придобивките од мешаното учење и кокреирањето се добро воспоставени [89].За да се справи со растечката рекламна активност, самоучењето е користено многу пати за евалуација на моделите [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Една студија заклучи дека бојата на пластичниот материјал е премногу светла[45], друга студија заклучи дека моделот е премногу кревок[71], а две други студии покажаа недостаток на анатомска варијабилност во дизајнот на поединечни модели[25, 45 ]..Седум студии заклучија дека анатомските детали на 3DPAM се недоволни [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
За подетални анатомски модели на големи и сложени региони, како што е ретроперитонеумот или цервикалниот регион, времето на сегментација и моделирање се смета за многу долго, а цената е многу висока (околу 2000 УСД) [27, 48].Хоџо и неговите колеги објавија во нивната студија дека создавањето на анатомски модел на карлицата траеше 40 часа [42].Најдолгото време на сегментација беше 380 часа во студијата на Weatherall и неговите колеги, во која повеќе модели беа комбинирани за да се создаде комплетен модел на дишни патишта за педијатри [36].Во девет студии, сегментацијата и времето на печатење се сметаа за недостатоци [36, 42, 57, 58, 74].Сепак, 12 студии ги критикуваа физичките својства на нивните модели, особено нивната конзистентност, [28, 62] недостаток на транспарентност, [30] кревкост и монохроматичност, [71] недостаток на меко ткиво, [66] или недостаток на детали [28, 34]., 45, 48, 62, 63, 81].Овие недостатоци може да се надминат со зголемување на времето на сегментација или симулација.Губењето и добивањето релевантни информации беше проблем со кој се соочија три тима [30, 74, 77].Според извештаите на пациентите, јодираните контрастни агенси не обезбедуваат оптимална васкуларна видливост поради ограничувањата на дозата [74].Се чини дека инјектирањето на кадаверичен модел е идеален метод кој се оддалечува од принципот „што е можно помалку“ и ограничувањата на дозата на инјектираното контрастно средство.
За жал, многу статии не спомнуваат некои клучни карактеристики на 3DPAM.Помалку од половина од написите експлицитно наведоа дали нивниот 3DPAM е затемнет.Покриеноста на обемот на печатениот материјал беше неконзистентна (43% од написите), а само 34% споменаа употреба на повеќе медиуми.Овие параметри за печатење се критични бидејќи влијаат на својствата за учење на 3DPAM.Повеќето статии не даваат доволно информации за сложеноста на добивањето 3DPAM (време на дизајн, квалификации на персоналот, трошоци за софтвер, трошоци за печатење итн.).Оваа информација е критична и треба да се земе предвид пред да се размислува за започнување на проект за развој на нов 3DPAM.
Овој систематски преглед покажува дека дизајнирањето и 3D печатењето на нормални анатомски модели е изводливо по ниска цена, особено кога се користат печатачи FDM или SLA и евтини пластични материјали со една боја.Сепак, овие основни дизајни може да се подобрат со додавање боја или додавање дизајни во различни материјали.Пореалистични модели (печатени со користење на повеќе материјали со различни бои и текстури за внимателно да се реплицираат тактилните квалитети на референтниот модел на кадавер) бараат поскапи технологии за 3D печатење и подолго време на дизајнирање.Ова значително ќе ги зголеми вкупните трошоци.Без разлика кој процес на печатење е избран, изборот на соодветен метод на сликање е клучот за успехот на 3DPAM.Колку е поголема просторната резолуција, толку моделот станува пореален и може да се користи за напредно истражување.Од педагошка гледна точка, 3DPAM е ефективна алатка за настава по анатомија, за што сведочат тестовите на знаење што им се спроведуваат на учениците и нивното задоволство.Наставниот ефект на 3DPAM е најдобар кога репродуцира сложени анатомски региони и студентите го користат на почетокот на нивната медицинска обука.
Збирките на податоци генерирани и/или анализирани во тековната студија не се јавно достапни поради јазичните бариери, но се достапни од соодветниот автор на разумно барање.
Дрејк РЛ, Диџеј на Лори, Пруит ЦМ.Преглед на бруто курсеви по анатомија, микроанатомија, невробиологија и ембриологија во наставните програми на американските медицински училишта.Анат Реч.2002; 269 (2): 118-22.
Кадаверичната дисекција на Ghosh SK како едукативна алатка за анатомската наука во 21 век: Дисекцијата како едукативна алатка.Анализа на научното образование.2017; 10 (3): 286-99.
Време на објавување: 13-13-2023 година