Tridimensiaj presitaj anatomiaj modeloj (3DPAM-oj) ŝajnas esti taŭga ilo pro sia eduka valoro kaj farebleco. La celo de ĉi tiu recenzo estas priskribi kaj analizi la metodojn uzitajn por krei 3DPAM-ojn por instrui homan anatomion kaj taksi ĝian pedagogian kontribuon.
Elektronika serĉo estis farita en PubMed uzante la jenajn terminojn: edukado, lernejo, lernado, instruado, trejnado, instruado, edukado, tridimensia, 3D, tridimensia, presado, presado, anatomio, anatomio, anatomio, kaj anatomio. . La rezultoj inkluzivis studkarakterizaĵojn, modeldezajnon, morfologian taksadon, edukan agadon, fortojn kaj malfortojn.
Inter la 68 elektitaj artikoloj, la plej granda nombro da studoj fokusiĝis al la krania regiono (33 artikoloj); 51 artikoloj mencias ostopresadon. En 47 artikoloj, 3DPAM estis evoluigita surbaze de komputita tomografio. Kvin presprocezoj estas listigitaj. Plastoj kaj iliaj derivaĵoj estis uzitaj en 48 studoj. Ĉiu dezajno varias en prezo de 1.25 ĝis 2,800 dolaroj. Tridek sep studoj komparis 3DPAM kun referencaj modeloj. Tridek tri artikoloj ekzamenis edukajn agadojn. La ĉefaj avantaĝoj estas vida kaj palpa kvalito, lerna efikeco, ripeteblo, adaptebleco kaj facilmoveco, tempoŝparo, integriĝo de funkcia anatomio, pli bonaj mensaj rotaciaj kapabloj, scioretenado kaj instruisto/studento kontento. La ĉefaj malavantaĝoj rilatas al la dezajno: konsistenco, manko de detaloj aŭ travidebleco, tro helaj koloroj, longaj prestempoj kaj alta kosto.
Ĉi tiu sistema revizio montras, ke 3DPAM estas kostefika kaj efika por instrui anatomion. Pli realismaj modeloj postulas la uzon de pli multekostaj 3D-presteknologioj kaj pli longajn dezajntempojn, kio signife pliigos la totalan koston. La ŝlosilo estas elekti la taŭgan bildigan metodon. El pedagogia vidpunkto, 3DPAM estas efika ilo por instrui anatomion, kun pozitiva efiko al lernado-rezultoj kaj kontenteco. La instrua efiko de 3DPAM estas plej bona kiam ĝi reproduktas kompleksajn anatomiajn regionojn kaj studentoj uzas ĝin frue en sia medicina trejnado.
Dissekcio de bestaj kadavroj estis farata ekde antikva Grekio kaj estas unu el la ĉefaj metodoj por instrui anatomion. Kadavraj dissekcioj faritaj dum praktika trejnado estas uzataj en la teoria instruplano de universitataj medicinaj studentoj kaj nuntempe estas konsiderataj la ora normo por la studado de anatomio [1,2,3,4,5]. Tamen, ekzistas multaj baroj al la uzo de homaj kadavraj specimenoj, kio instigas la serĉadon de novaj trejnaj iloj [6, 7]. Kelkaj el ĉi tiuj novaj iloj inkluzivas pliigitan realecon, ciferecajn ilojn kaj 3D-presadon. Laŭ lastatempa literaturrevizio de Santos et al. [8] Rilate al la valoro de ĉi tiuj novaj teknologioj por instrui anatomion, 3D-presado ŝajnas esti unu el la plej gravaj rimedoj, kaj laŭ eduka valoro por studentoj kaj laŭ farebleco de efektivigo [4,9,10].
3D-presado ne estas nova. La unuaj patentoj rilataj al ĉi tiu teknologio datiĝas de 1984: A. Le Méhauté, O. De Witte kaj JC André en Francio, kaj tri semajnojn poste C. Hull en Usono. De tiam, la teknologio daŭre evoluis kaj ĝia uzo disetendiĝis en multajn areojn. Ekzemple, NASA presis la unuan objekton ekster la Tero en 2014 [11]. La medicina kampo ankaŭ adoptis ĉi tiun novan ilon, tiel pliigante la deziron disvolvi personigitan medicinon [12].
Multaj aŭtoroj montris la avantaĝojn de uzado de 3D-presitaj anatomiaj modeloj (3DPAM) en medicina edukado [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Dum instruado de homa anatomio, necesas nepatologiaj kaj anatomie normalaj modeloj. Kelkaj recenzoj ekzamenis patologiajn aŭ medicinajn/kirurgiajn trejnadmodelojn [8, 20, 21]. Por disvolvi hibridan modelon por instruado de homa anatomio, kiu inkluzivas novajn ilojn kiel 3D-presado, ni faris sisteman revizion por priskribi kaj analizi kiel 3D-presitaj objektoj estas kreitaj por instrui homan anatomion kaj kiel studentoj taksas la efikecon de lernado uzante ĉi tiujn 3D-objektojn.
Ĉi tiu sistema literaturrevizio estis farita en junio 2022 sen tempolimoj uzante la gvidliniojn PRISMA (Preferataj Raportaj Eroj por Sistemaj Revizioj kaj Metaanalizoj) [22].
Inkludkriterioj estis ĉiuj esplorartikoloj uzantaj 3DPAM en anatomia instruado/lernado. Literaturrecenzoj, leteroj aŭ artikoloj temigantaj patologiajn modelojn, bestajn modelojn, arkeologiajn modelojn kaj medicinajn/kirurgiajn trejnadmodelojn estis ekskluditaj. Nur artikoloj publikigitaj en la angla lingvo estis elektitaj. Artikoloj sen haveblaj interretaj resumoj estis ekskluditaj. Artikoloj kiuj inkluzivis plurajn modelojn, el kiuj almenaŭ unu estis anatomie normala aŭ havis negravan patologion ne influantan la instruan valoron, estis inkluzivitaj.
Literaturserĉo estis farita en la elektronika datumbazo PubMed (Nacia Biblioteko de Medicino, NCBI) por identigi koncernajn studojn publikigitajn ĝis junio 2022. Uzu la jenajn serĉterminojn: edukado, lernejo, instruado, instruado, lernado, instruado, edukado, tridimensia, 3D, 3D, presado, presado, presado, anatomio, anatomio kaj anatomio. Unuopa serĉmendo estis plenumita: (((edukado[Titolo/Abstraktaĵo] AŬ lernejo[Titolo/Abstraktaĵo] AŬ lernado[Titolo/Abstraktaĵo] AŬ instruado[Titolo/Abstraktaĵo] AŬ trejnado[Titolo/Abstraktaĵo] O Reach[Titolo/Abstraktaĵo] ] AŬ Edukado [Titolo/Abstraktaĵo]) KAJ (Tri Dimensioj [Titolo] AŬ 3D [Titolo] AŬ 3D [Titolo])) KAJ (Presi [Titolo] AŬ Presi [Titolo] AŬ Presi [Titolo])) KAJ (Anatomio) [Titolo] ]/abstraktaĵo] aŭ anatomio [titolo/abstraktaĵo] aŭ anatomio [titolo/abstraktaĵo] aŭ anatomio [titolo/abstraktaĵo]). Pliaj artikoloj estis identigitaj per mana serĉado en la PubMed-datumbazo kaj revizio de referencoj de aliaj sciencaj artikoloj. Neniuj datlimigoj estis aplikitaj, sed la filtrilo "Persono" estis uzata.
Ĉiuj prenitaj titoloj kaj resumoj estis kontrolitaj laŭ inkluzivaj kaj ekskludaj kriterioj fare de du aŭtoroj (EBR kaj AL), kaj ĉiu studo ne plenumanta ĉiujn kvalifikajn kriteriojn estis ekskludita. Plentekstaj publikaĵoj de la ceteraj studoj estis prenitaj kaj reviziitaj de tri aŭtoroj (EBR, EBE kaj AL). Kiam necese, malkonsentoj pri la elekto de artikoloj estis solvitaj de kvara persono (LT). Publikaĵoj kiuj plenumis ĉiujn inkluzivajn kriteriojn estis inkluditaj en ĉi tiu revizio.
Datenekstraktado estis farita sendepende de du aŭtoroj (EBR kaj AL) sub la superrigardo de tria aŭtoro (LT).
- Datumoj pri modeldezajno: anatomiaj regionoj, specifaj anatomiaj partoj, komenca modelo por 3D-presado, akirmetodo, segmentado kaj modeligado, tipo de 3D-printilo, materialtipo kaj kvanto, presskalo, koloro, preskosto.
- Morfologia takso de modeloj: modeloj uzataj por komparo, medicina takso de fakuloj/instruistoj, nombro de taksantoj, tipo de takso.
- Instruado de 3D-modelo: takso de studenta scio, taksmetodo, nombro de studentoj, nombro de kompargrupoj, hazardigo de studentoj, edukado/tipo de studento.
418 studoj estis identigitaj en MEDLINE, kaj 139 artikoloj estis ekskluditaj per la "homa" filtrilo. Post revizio de titoloj kaj resumoj, 103 studoj estis elektitaj por plena teksto. 34 artikoloj estis ekskluditaj ĉar ili estis aŭ patologiaj modeloj (9 artikoloj), medicinaj/kirurgiaj trejnadmodeloj (4 artikoloj), bestaj modeloj (4 artikoloj), 3D radiologiaj modeloj (1 artikolo) aŭ ne estis originalaj sciencaj artikoloj (16 ĉapitroj). Entute 68 artikoloj estis inkluzivitaj en la revizio. Figuro 1 prezentas la elektoprocezon kiel fludiagramon.
Fludiagramo resumanta la identigon, rastrumon kaj inkluzivon de artikoloj en ĉi tiu sistema revizio
Ĉiuj studoj estis publikigitaj inter 2014 kaj 2022, kun averaĝa publikigjaro de 2019. Inter la 68 inkluzivitaj artikoloj, 33 (49%) studoj estis priskribaj kaj eksperimentaj, 17 (25%) estis pure eksperimentaj, kaj 18 (26%) estis eksperimentaj. Pure priskribaj. El la 50 (73%) eksperimentaj studoj, 21 (31%) uzis hazardigon. Nur 34 studoj (50%) inkluzivis statistikajn analizojn. Tabelo 1 resumas la karakterizaĵojn de ĉiu studo.
33 artikoloj (48%) ekzamenis la kapregionon, 19 artikoloj (28%) ekzamenis la torakan regionon, 17 artikoloj (25%) ekzamenis la abdomeno-pelvan regionon, kaj 15 artikoloj (22%) ekzamenis la ekstremaĵojn. Kvindek unu artikoloj (75%) menciis 3D-presitajn ostojn kiel anatomiajn modelojn aŭ plurtranĉajn anatomiajn modelojn.
Koncerne la fontajn modelojn aŭ dosierojn uzitajn por disvolvi 3DPAM, 23 artikoloj (34%) menciis la uzon de pacientaj datumoj, 20 artikoloj (29%) menciis la uzon de kadavraj datumoj, kaj 17 artikoloj (25%) menciis la uzon de datumbazoj. Do pluraj dokumentoj estis uzitaj, kaj 7 studoj (10%) ne malkaŝis la fonton de la uzitaj dokumentoj.
47 studoj (69%) evoluigis 3DPAM bazitan sur komputita tomografio, kaj 3 studoj (4%) raportis la uzon de mikroKT. 7 artikoloj (10%) projekciis 3D-objektojn uzante optikajn skanilojn, 4 artikoloj (6%) uzante MRI-on, kaj 1 artikolo (1%) uzante fotilojn kaj mikroskopojn. 14 artikoloj (21%) ne menciis la fonton de la fontdosieroj de la 3D-modeldezajno. 3D-dosieroj estas kreitaj kun averaĝa spaca rezolucio malpli ol 0,5 mm. La optimuma rezolucio estas 30 μm [80] kaj la maksimuma rezolucio estas 1,5 mm [32].
Sesdek malsamaj programaroj (segmentado, modelado, dezajno aŭ presado) estis uzitaj. Mimics (Materialise, Loveno, Belgio) estis plej ofte uzita (14 studoj, 21%), sekvata de MeshMixer (Autodesk, San Rafael, Kalifornio) (13 studoj, 19%), Geomagic (3D System, Misurio, Norda Karolino, Leesville) (10 studoj, 15%), 3D Slicer (Slicer Developer Training, Bostono, Masaĉuseco) (9 studoj, 13%), Blender (Blender Foundation, Amsterdamo, Nederlando) (8 studoj, 12%) kaj CURA (Geldemarsen, Nederlando) (7 studoj, 10%).
Sesdek sep malsamaj modeloj de presiloj kaj kvin presprocezoj estas menciitaj. FDM (Fused Deposition Modeling) teknologio estis uzita en 26 produktoj (38%), materiala sabloblovado en 13 produktoj (19%) kaj fine bindaĵa sabloblovado (11 produktoj, 16%). La malplej uzataj teknologioj estas stereolitografio (SLA) (5 artikoloj, 7%) kaj selektiva lasera sinterizado (SLS) (4 artikoloj, 6%). La plej ofte uzata presilo (7 artikoloj, 10%) estas la Connex 500 (Stratasys, Reĥovot, Israelo) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Kiam oni specifis la materialojn uzatajn por fari 3DPAM (51 artikoloj, 75%), 48 studoj (71%) uzis plastojn kaj iliajn derivaĵojn. La ĉefaj uzataj materialoj estis PLA (polilakta acido) (n = 20, 29%), rezino (n = 9, 13%) kaj ABS (akrilonitrila butadiena stireno) (7 tipoj, 10%). 23 artikoloj (34%) ekzamenis 3DPAM faritan el pluraj materialoj, 36 artikoloj (53%) prezentis 3DPAM faritan el nur unu materialo, kaj 9 artikoloj (13%) ne specifis materialon.
Dudek naŭ artikoloj (43%) raportis presproporciojn intervalantajn de 0,25:1 ĝis 2:1, kun averaĝo de 1:1. Dudek kvin artikoloj (37%) uzis proporcion de 1:1. 28 3DPAM-oj (41%) konsistis el pluraj koloroj, kaj 9 (13%) estis tinkturitaj post presado [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Tridek kvar artikoloj (50%) menciis kostojn. Naŭ artikoloj (13%) menciis la koston de 3D-printiloj kaj krudmaterialoj. Printiloj varias en prezo de 302 ĝis 65 000 dolaroj. Kiam specifite, modelprezoj varias de 1,25 ĝis 2 800 dolaroj; ĉi tiuj ekstremoj respondas al skeletaj specimenoj [47] kaj altfidelaj retroperitoneaj modeloj [48]. Tabelo 2 resumas la modeldatumojn por ĉiu inkluzivita studo.
Tridek sep studoj (54%) komparis la 3DAPM kun referenca modelo. Inter ĉi tiuj studoj, la plej ofta komparilo estis anatomia referenca modelo, uzita en 14 artikoloj (38%), plastinitaj preparoj en 6 artikoloj (16%), plastinitaj preparoj en 6 artikoloj (16%). Uzo de virtuala realeco, komputita tomografia bildigo, unu 3DPAM en 5 artikoloj (14%), alia 3DPAM en 3 artikoloj (8%), seriozaj ludoj en 1 artikolo (3%), rentgenaj fotoj en 1 artikolo (3%), komercaj modeloj en 1 artikolo (3%) kaj pliigita realeco en 1 artikolo (3%). Tridek kvar (50%) studoj taksis 3DPAM. Dek kvin (48%) studoj detale priskribis la spertojn de taksantoj (Tabelo 3). 3DPAM-on plenumis kirurgoj aŭ ĉeestantaj kuracistoj en 7 studoj (47%), anatomiaj specialistoj en 6 studoj (40%), studentoj en 3 studoj (20%), instruistoj (fako ne specifita) en 3 studoj (20%) por taksado kaj unu plia taksanto en la artikolo (7%). La averaĝa nombro de taksantoj estas 14 (minimumo 2, maksimumo 30). Tridek tri studoj (49%) taksis 3DPAM-morfologion kvalite, kaj 10 studoj (15%) taksis 3DPAM-morfologion kvante. El la 33 studoj kiuj uzis kvalitajn taksojn, 16 uzis pure priskribajn taksojn (48%), 9 uzis testojn/rangigojn/enketojn (27%), kaj 8 uzis Likert-skalojn (24%). Tabelo 3 resumas la morfologiajn taksojn de la modeloj en ĉiu inkludita studo.
Tridek tri (48%) artikoloj ekzamenis kaj komparis la efikecon de instruado de 3DPAM al studentoj. El ĉi tiuj studoj, 23 (70%) artikoloj taksis studentan kontentecon, 17 (51%) uzis Likert-skalojn, kaj 6 (18%) uzis aliajn metodojn. Dudek du artikoloj (67%) taksis studentan lernadon per sciotestado, el kiuj 10 (30%) uzis antaŭtestojn kaj/aŭ posttestojn. Dek unu studoj (33%) uzis plurelektajn demandojn kaj testojn por taksi la scion de la studentoj, kaj kvin studoj (15%) uzis bildetikedadon/anatomian identigon. Averaĝe 76 studentoj partoprenis en ĉiu studo (minimumo 8, maksimumo 319). Dudek kvar studoj (72%) havis kontrolgrupon, el kiu 20 (60%) uzis hazardigon. Kontraste, unu studo (3%) hazarde asignis anatomiajn modelojn al 10 malsamaj studentoj. Averaĝe, 2.6 grupoj estis komparitaj (minimumo 2, maksimumo 10). Dudek tri studoj (70%) implikis medicinajn studentojn, el kiuj 14 (42%) estis unuajaraj medicinaj studentoj. Ses (18%) studoj implikis kuracistojn, 4 (12%) dentostudentojn, kaj 3 (9%) sciencstudentojn. Ses studoj (18%) efektivigis kaj taksis aŭtonoman lernadon uzante 3DPAM. Tabelo 4 resumas la rezultojn de la takso de instruefikeco per 3DPAM por ĉiu inkludita studo.
La ĉefaj avantaĝoj raportitaj de la aŭtoroj por uzi 3DPAM kiel instruilon por normala homa anatomio estas vidaj kaj palpaj karakterizaĵoj, inkluzive de realismo [55, 67], precizeco [44, 50, 72, 85], kaj konsistenca ŝanĝiĝemo [34, 45]. , 48, 64], koloro kaj travidebleco [28, 45], daŭripovo [24, 56, 73], eduka efiko [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], kosto [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], reproduktebleco [80], ebleco de plibonigo aŭ personigo [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], la kapablo manipuli studentojn [30, 49], ŝparado de instrutempo [61, 80], facileco de stokado [61], la kapablo integri funkcian anatomion aŭ krei specifajn strukturojn [51, 53], 67], rapida dezajno de skeletaj modelojn [81], la kapablon kunkrei modelojn kaj kunporti ilin hejmen [49, 60, 71], plibonigi mensajn rotaciajn kapablojn [23] kaj scioretenadon [32], same kiel sur la instruisto [25, 63] kaj studenta kontenteco [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
La ĉefaj malavantaĝoj rilatas al la dezajno: rigideco [80], konsistenco [28, 62], manko de detaloj aŭ travidebleco [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], koloroj tro helaj [45], kaj la fragileco de la planko [71]. Aliaj malavantaĝoj inkluzivas perdon de informoj [30, 76], longan tempon bezonatan por bildsegmentado [36, 52, 57, 58, 74], prestempon [57, 63, 66, 67], mankon de anatomia ŝanĝiĝemo [25], kaj altan koston [48].
Ĉi tiu sistema revizio resumas 68 artikolojn publikigitajn dum 9 jaroj kaj elstarigas la intereson de la scienca komunumo pri 3DPAM kiel ilo por instrui normalan homan anatomion. Ĉiu anatomia regiono estis studita kaj 3D-presita. El ĉi tiuj artikoloj, 37 artikoloj komparis 3DPAM kun aliaj modeloj, kaj 33 artikoloj taksis la pedagogian gravecon de 3DPAM por studentoj.
Konsiderante la diferencojn en la dizajno de anatomiaj 3D-presadaj studoj, ni ne konsideris konvene fari meta-analizon. Meta-analizo publikigita en 2020 ĉefe fokusiĝis al anatomiaj sciotestoj post trejnado sen analizi la teknikajn kaj teknologiajn aspektojn de la dizajno kaj produktado de 3DPAM [10].
La kapregiono estas la plej studata, probable ĉar la komplekseco de ĝia anatomio malfaciligas por studentoj prezenti ĉi tiun anatomian regionon en tridimensia spaco kompare kun la membroj aŭ torso. Komputita tomografio estas sendube la plej ofte uzata bildiga metodo. Ĉi tiu tekniko estas vaste uzata, precipe en medicinaj kontekstoj, sed havas limigitan spacan distingivon kaj malaltan molan histan kontraston. Ĉi tiuj limigoj igas komputilajn tomografiojn netaŭgaj por segmentado kaj modelado de la nerva sistemo. Aliflanke, komputita tomografio estas pli taŭga por osta hista segmentado/modelado; Osto/mola hista kontrasto helpas kompletigi ĉi tiujn paŝojn antaŭ ol 3D-presado de anatomiaj modeloj. Aliflanke, mikrokomputita tomografio estas konsiderata la referenca teknologio rilate al spaca distingivo en osta bildigo [70]. Optikaj skaniloj aŭ MR ankaŭ povas esti uzataj por akiri bildojn. Pli alta distingivo malhelpas glatigon de ostaj surfacoj kaj konservas la subtilecon de anatomiaj strukturoj [59]. La elekto de modelo ankaŭ influas la spacan distingivon: ekzemple, plastigaj modeloj havas pli malaltan distingivon [45]. Grafikistoj devas krei personecigitajn 3D-modelojn, kio pliigas kostojn (25 ĝis 150 dolaroj hore) [43]. Akiri altkvalitajn .STL-dosierojn ne sufiĉas por krei altkvalitajn anatomiajn modelojn. Necesas determini presparametrojn, kiel ekzemple la orientiĝon de la anatomia modelo sur la presplato [29]. Kelkaj aŭtoroj sugestas, ke progresintaj presteknologioj kiel SLS estu uzataj kie ajn eblas por plibonigi la precizecon de 3DPAM [38]. La produktado de 3DPAM postulas profesian helpon; la plej dezirataj specialistoj estas inĝenieroj [72], radiologoj [75], grafikaj dizajnistoj [43] kaj anatomiistoj [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Segmentado kaj modeliga programaro estas gravaj faktoroj por akiri precizajn anatomiajn modelojn, sed la kosto de ĉi tiuj programaraj pakaĵoj kaj ilia komplekseco malhelpas ilian uzon. Pluraj studoj komparis la uzon de malsamaj programaraj pakaĵoj kaj presteknologioj, elstarigante la avantaĝojn kaj malavantaĝojn de ĉiu teknologio [68]. Aldone al modeliga programaro, ankaŭ necesas presprogramaro kongrua kun la elektita presilo; iuj aŭtoroj preferas uzi retan 3D-presadon [75]. Se sufiĉe da 3D-objektoj estas presitaj, la investo povas konduki al financaj revenoj [72].
Plasto estas sendube la plej ofte uzata materialo. Ĝia vasta gamo de teksturoj kaj koloroj igas ĝin la preferata materialo por 3DPAM. Kelkaj aŭtoroj laŭdis ĝian altan forton kompare kun tradiciaj kadavraj aŭ plastinaj modeloj [24, 56, 73]. Kelkaj plastoj eĉ havas fleksajn aŭ streĉajn ecojn. Ekzemple, Filaflex kun FDM-teknologio povas streĉiĝi ĝis 700%. Kelkaj aŭtoroj konsideras ĝin la preferata materialo por replikado de muskoloj, tendenoj kaj ligamentoj [63]. Aliflanke, du studoj levis demandojn pri fibro-orientiĝo dum presado. Fakte, muskolfibra orientiĝo, enmeto, nervizado kaj funkcio estas kritikaj en muskolmodelado [33].
Surprize, malmultaj studoj mencias la skalon de presado. Ĉar multaj homoj konsideras la proporcion 1:1 kiel norman, la aŭtoro eble elektis ne mencii ĝin. Kvankam pligrandigo estus utila por direktita lernado en grandaj grupoj, la farebleco de pligrandigo ankoraŭ ne estas esplorita, precipe kun kreskantaj klasgrandecoj kaj la fizika grandeco de la modelo kiel grava faktoro. Kompreneble, plenmezuraj skaloj faciligas lokalizi kaj komuniki diversajn anatomiajn elementojn al la paciento, kio eble klarigas kial ili ofte estas uzataj.
El la multaj printiloj haveblaj sur la merkato, tiuj, kiuj uzas PolyJet (materiala aŭ ligilo-inkjet-teknologion) por provizi koloron kaj plurtavolan (kaj tial plurteksturan) altdifinan presadon, kostas inter 20 000 kaj 250 000 usonajn dolarojn (https://www.aniwaa.com/). Ĉi tiu alta kosto povas limigi la reklamadon de 3DPAM en medicinaj fakultatoj. Aldone al la kosto de la printilo, la kosto de materialoj necesaj por inkjet-presado estas pli alta ol por SLA- aŭ FDM-printiloj [68]. Prezoj por SLA- aŭ FDM-printiloj ankaŭ estas pli pageblaj, variante de 576 ĝis 4 999 eŭroj en la artikoloj listigitaj en ĉi tiu recenzo. Laŭ Tripodi kaj kolegoj, ĉiu skeletparto povas esti presita por 1,25 usonaj dolaroj [47]. Dek unu studoj konkludis, ke 3D-presado estas pli malmultekosta ol plastigo aŭ komercaj modeloj [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Krome, ĉi tiuj komercaj modeloj estas desegnitaj por provizi pacientajn informojn sen sufiĉaj detaloj por anatomia instruado [80]. Ĉi tiuj komercaj modeloj estas konsiderataj malsuperaj al 3DPAM [44]. Indas rimarki, ke krom la uzata presteknologio, la fina kosto estas proporcia al la skalo kaj tial al la fina grandeco de la 3DPAM [48]. Pro ĉi tiuj kialoj, la plenmezura skalo estas preferata [37].
Nur unu studo komparis 3DPAM kun komerce haveblaj anatomiaj modeloj [72]. Kadavraj specimenoj estas la plej ofte uzata komparilo por 3DPAM. Malgraŭ siaj limigoj, kadavraj modeloj restas valora ilo por instrui anatomion. Oni devas distingi inter nekropsio, dissekcio kaj seka osto. Surbaze de trejnadotestoj, du studoj montris, ke 3DPAM estis signife pli efika ol plastinita dissekcio [16, 27]. Unu studo komparis unu horon da trejnado uzante 3DPAM (malsupra ekstremaĵo) kun unu horo da dissekcio de la sama anatomia regiono [78]. Ne estis signifaj diferencoj inter la du instrumetodoj. Estas probable, ke ekzistas malmulte da esplorado pri ĉi tiu temo, ĉar tiaj komparoj estas malfacile fareblaj. Dissekcio estas tempopostula preparo por studentoj. Foje dekoj da horoj da preparo estas necesaj, depende de tio, kio estas preparata. Tria komparo povas esti farita kun sekaj ostoj. Studo de Tsai kaj Smith trovis, ke testrezultoj estis signife pli bonaj en la grupo uzanta 3DPAM [51, 63]. Chen kaj kolegoj rimarkis, ke studentoj uzantaj 3D-modelojn pli bone sukcesis pri identigado de strukturoj (kranioj), sed ne estis diferenco en MCQ-poentaroj [69]. Fine, Tanner kaj kolegoj montris pli bonajn post-testajn rezultojn en ĉi tiu grupo uzante 3DPAM de la pterigopalatina fosaĵo [46]. Aliaj novaj instruiloj estis identigitaj en ĉi tiu literaturrevizio. La plej oftaj inter ili estas pliigita realeco, virtuala realeco kaj seriozaj ludoj [43]. Laŭ Mahrous kaj kolegoj, prefero por anatomiaj modeloj dependas de la nombro da horoj, kiujn studentoj ludas videoludojn [31]. Aliflanke, grava malavantaĝo de novaj anatomiaj instruiloj estas haptika retrosciigo, precipe por pure virtualaj iloj [48].
Plej multaj studoj taksantaj la novan 3DPAM uzis antaŭtestojn pri scio. Ĉi tiuj antaŭtestoj helpas eviti biasojn en la taksado. Kelkaj aŭtoroj, antaŭ ol fari eksperimentajn studojn, ekskludas ĉiujn studentojn, kiuj atingis poentojn super la mezumo en la prepara testo [40]. Inter la biasoj, kiujn Garas kaj kolegoj menciis, estis la koloro de la modelo kaj la selektado de volontuloj en la studenta klaso [61]. Kolorigo faciligas identigon de anatomiaj strukturoj. Chen kaj kolegoj establis striktajn eksperimentajn kondiĉojn sen komencaj diferencoj inter grupoj kaj la studo estis blindigita laŭeble pleje [69]. Lim kaj kolegoj rekomendas, ke la post-testa taksado estu kompletigita de tria partio por eviti biasojn en la taksado [16]. Kelkaj studoj uzis Likert-skalojn por taksi la fareblecon de 3DPAM. Ĉi tiu instrumento taŭgas por taksi kontentecon, sed ankoraŭ ekzistas gravaj biasoj, pri kiuj oni devas konscii [86].
La eduka graveco de 3DPAM estis ĉefe taksita inter medicinaj studentoj, inkluzive de unuajaraj medicinaj studentoj, en 14 el 33 studoj. En sia pilota studo, Wilk kaj kolegoj raportis, ke medicinaj studentoj kredis, ke 3D-presado devus esti inkludita en ilia anatomia lernado [87]. 87% de la studentoj enketitaj en la Cercenelli-studo kredis, ke la dua studjaro estis la plej bona tempo por uzi 3DPAM [84]. La rezultoj de Tanner kaj kolegoj ankaŭ montris, ke studentoj plenumis pli bone se ili neniam studis la fakon [46]. Ĉi tiuj datumoj sugestas, ke la unua jaro de medicina fakultato estas la optimuma tempo por integri 3DPAM en anatomian instruadon. La metaanalizo de Ye subtenis ĉi tiun ideon [18]. En la 27 artikoloj inkluditaj en la studo, estis signifaj diferencoj en testrezultoj inter 3DPAM kaj tradiciaj modeloj por medicinaj studentoj, sed ne por rezidantoj.
3DPAM kiel lerna ilo plibonigas akademian atingon [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], longdaŭran scioretenadon [32], kaj studentan kontentecon [25, 45, 46, 52, 57, 63, 66], 69, 84]. Paneloj de fakuloj ankaŭ trovis ĉi tiujn modelojn utilaj [37, 42, 49, 81, 82], kaj du studoj trovis instruistan kontentecon pri 3DPAM [25, 63]. El ĉiuj fontoj, Backhouse kaj kolegoj konsideras 3D-presadon la plej bona alternativo al tradiciaj anatomiaj modeloj [49]. En sia unua metaanalizo, Ye kaj kolegoj konfirmis, ke studentoj, kiuj ricevis 3DPAM-instrukciojn, havis pli bonajn post-testajn rezultojn ol studentoj, kiuj ricevis 2D- aŭ kadavrajn instrukciojn [10]. Tamen, ili diferencigis 3DPAM ne laŭ komplekseco, sed simple laŭ koro, nerva sistemo kaj abdomena kavo. En sep studoj, 3DPAM ne superis aliajn modelojn bazitajn sur sciotestoj administritaj al studentoj [32, 66, 69, 77, 78, 84]. En ilia metaanalizo, Salazar kaj kolegoj konkludis, ke la uzo de 3DPAM specife plibonigas komprenon pri kompleksa anatomio [17]. Ĉi tiu koncepto kongruas kun la letero de Hitas al la redaktisto [88]. Iuj anatomiaj areoj konsiderataj malpli kompleksaj ne postulas la uzon de 3DPAM, dum pli kompleksaj anatomiaj areoj (kiel la kolo aŭ nerva sistemo) estus logika elekto por 3DPAM. Ĉi tiu koncepto eble klarigas kial iuj 3DPAM-oj ne estas konsiderataj superaj al tradiciaj modeloj, precipe kiam al studentoj mankas scio en la fako, kie la modela agado estas trovita supera. Tiel, prezenti simplan modelon al studentoj, kiuj jam havas iom da scio pri la temo (medicinaj studentoj aŭ rezidantoj), ne helpas plibonigi studentan agadon.
El ĉiuj listigitaj edukaj avantaĝoj, 11 studoj emfazis la vidajn aŭ palpajn kvalitojn de modeloj [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], kaj 3 studoj plibonigis forton kaj daŭripovon (33, 50-52, 63, 79, 85, 86). Aliaj avantaĝoj estas, ke studentoj povas manipuli la strukturojn, instruistoj povas ŝpari tempon, ili estas pli facile konserveblaj ol kadavroj, la projekto povas esti kompletigita ene de 24 horoj, ĝi povas esti uzata kiel hejminstrua ilo, kaj ĝi povas esti uzata por instrui grandajn kvantojn da informoj en grupoj [30, 49, 60, 61, 80, 81]. Ripetata 3D-presado por altvolumena anatomia instruado igas 3D-presadon de modeloj pli kostefikaj [26]. La uzo de 3DPAM povas plibonigi mensajn rotaciajn kapablojn [23] kaj plibonigi la interpreton de transversaj bildoj [23, 32]. Du studoj trovis, ke studentoj eksponitaj al 3DPAM pli verŝajne spertis kirurgion [40, 74]. Metalaj konektiloj povas esti enigitaj por krei la movadon bezonatan por studi funkcian anatomion [51, 53], aŭ modeloj povas esti presitaj uzante ellasildezajnojn [67].
3D-presado ebligas la kreadon de alĝustigeblaj anatomiaj modeloj plibonigante certajn aspektojn dum la modeliga stadio, [48, 80] kreante taŭgan bazon, [59] kombinante plurajn modelojn, [36] uzante travideblecon, (49) koloron, [45] aŭ videbligante certajn internajn strukturojn [30]. Tripodi kaj kolegoj uzis skulptan argilon por kompletigi siajn 3D-presitajn ostajn modelojn, emfazante la valoron de kunkreitaj modeloj kiel instruiloj [47]. En 9 studoj, koloro estis aplikita post presado [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], sed studentoj aplikis ĝin nur unufoje [49]. Bedaŭrinde, la studo ne taksis la kvaliton de modeltrejnado aŭ la sekvencon de trejnado. Ĉi tio devus esti konsiderata en la kunteksto de anatomia edukado, ĉar la avantaĝoj de miksita lernado kaj kunkreado estas bone establitaj [89]. Por trakti la kreskantan reklaman agadon, memlernado estis uzata multfoje por taksi modelojn [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Unu studo konkludis, ke la koloro de la plasta materialo estis tro hela[45], alia studo konkludis, ke la modelo estis tro delikata[71], kaj du aliaj studoj indikis mankon de anatomia ŝanĝiĝemo en la dezajno de individuaj modeloj[25, 45]. Sep studoj konkludis, ke la anatomia detalo de 3DPAM estas nesufiĉa [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Por pli detalaj anatomiaj modeloj de grandaj kaj kompleksaj regionoj, kiel ekzemple la retroperitoneo aŭ la cervikala spino, la segmentado kaj modeladotempo estas konsiderataj tre longaj kaj la kosto estas tre alta (ĉirkaŭ 2000 usonaj dolaroj) [27, 48]. Hojo kaj kolegoj deklaris en sia studo, ke daŭris 40 horojn por krei la anatomian modelon de la pelvo [42]. La plej longa segmentadotempo estis 380 horoj en studo de Weatherall kaj kolegoj, en kiu pluraj modeloj estis kombinitaj por krei kompletan pediatrian aervojan modelon [36]. En naŭ studoj, segmentado kaj prestempo estis konsiderataj malavantaĝoj [36, 42, 57, 58, 74]. Tamen, 12 studoj kritikis la fizikajn ecojn de siaj modeloj, precipe ilian konsistencon, [28, 62] mankon de travidebleco, [30] fragilecon kaj monokromatecon, [71] mankon de mola histo, [66] aŭ mankon de detaloj [28, 34], 45, 48, 62, 63, 81]. Tiujn malavantaĝojn oni povas superi per pliigo de la segmentado aŭ simuladotempo. Perdo kaj reakiro de koncernaj informoj estis problemo, kiun alfrontis tri teamoj [30, 74, 77]. Laŭ raportoj de pacientoj, joditaj kontrastaj agentoj ne provizis optimuman angian videblecon pro dozolimigoj [74]. Injekto de kadavra modelo ŝajnas esti ideala metodo, kiu foriras de la principo de "kiel eble plej malmulte" kaj la limigoj de la dozo de injektita kontrasta agento.
Bedaŭrinde, multaj artikoloj ne mencias kelkajn ŝlosilajn trajtojn de 3DPAM. Malpli ol duono de la artikoloj eksplicite deklaris ĉu ilia 3DPAM estis nuancita. La kovrado de la amplekso de presado estis malkonsekvenca (43% de la artikoloj), kaj nur 34% menciis la uzon de pluraj bildmaterialoj. Ĉi tiuj presparametroj estas kritikaj ĉar ili influas la lernado-ecojn de 3DPAM. La plej multaj artikoloj ne provizas sufiĉajn informojn pri la kompleksecoj de akiro de 3DPAM (dezajntempo, dungitaraj kvalifikoj, programaraj kostoj, preskostoj, ktp.). Ĉi tiu informo estas kritika kaj devus esti konsiderata antaŭ ol komenci projekton por disvolvi novan 3DPAM.
Ĉi tiu sistema revizio montras, ke la dizajnado kaj 3D-presado de normalaj anatomiaj modeloj estas farebla je malalta kosto, precipe uzante FDM- aŭ SLA-printilojn kaj malmultekostajn unu-kolorajn plastajn materialojn. Tamen, ĉi tiuj bazaj dezajnoj povas esti plibonigitaj per aldono de koloro aŭ aldono de dezajnoj el malsamaj materialoj. Pli realismaj modeloj (presitaj uzante plurajn materialojn de malsamaj koloroj kaj teksturoj por proksime reprodukti la palpajn kvalitojn de kadavra referenca modelo) postulas pli multekostajn 3D-presajn teknologiojn kaj pli longajn dezajntempojn. Ĉi tio signife pliigos la totalan koston. Sendepende de la elektita presprocezo, elekti la taŭgan bildigan metodon estas ŝlosila por la sukceso de 3DPAM. Ju pli alta la spaca distingivo, des pli realisma la modelo fariĝas kaj povas esti uzata por progresinta esplorado. El pedagogia vidpunkto, 3DPAM estas efika ilo por instrui anatomion, kiel montras la sciotestoj administritaj al studentoj kaj ilia kontento. La instrua efiko de 3DPAM estas plej bona kiam ĝi reproduktas kompleksajn anatomiajn regionojn kaj studentoj uzas ĝin frue en sia medicina trejnado.
La datumaroj generitaj kaj/aŭ analizitaj en la nuna studo ne estas publike haveblaj pro lingvaj baroj, sed estas haveblaj de la koresponda aŭtoro laŭ racia peto.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. Revizio de kursoj pri kruda anatomio, mikroanatomio, neŭrobiologio kaj embriologio en usonaj medicinaj fakultataj instruplanoj. Anat Rec. 2002;269(2):118-22.
Ghosh SK Kadavra dissekcio kiel eduka ilo por anatomia scienco en la 21-a jarcento: Dissekcio kiel eduka ilo. Analizo de scienca edukado. 2017;10(3):286–99.
Afiŝtempo: 9-a de aprilo 2024