Τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα ανατομικά μοντέλα (3DPAMs) φαίνονται να είναι ένα κατάλληλο εργαλείο λόγω της εκπαιδευτικής τους αξίας και σκοπιμότητας.Ο σκοπός αυτής της ανασκόπησης είναι να περιγράψει και να αναλύσει τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία του 3DPAM για τη διδασκαλία της ανθρώπινης ανατομίας και να αξιολογήσει την παιδαγωγική συμβολή του.
Διεξήχθη ηλεκτρονική αναζήτηση στο PubMed χρησιμοποιώντας τους ακόλουθους όρους: εκπαίδευση, σχολείο, μάθηση, διδασκαλία, κατάρτιση, διδασκαλία, εκπαίδευση, τρισδιάστατο, 3D, 3-διάστατο, εκτύπωση, εκτύπωση, εκτύπωση, ανατομία, ανατομία, ανατομία και ανατομία ..Τα ευρήματα περιελάμβαναν χαρακτηριστικά μελέτης, σχεδιασμό μοντέλου, μορφολογική αξιολόγηση, εκπαιδευτικές επιδόσεις, δυνατά και αδύνατα σημεία.
Μεταξύ των 68 επιλεγμένων άρθρων, ο μεγαλύτερος αριθμός μελετών επικεντρώθηκε στην περιοχή του κρανίου (33 άρθρα).51 άρθρα αναφέρουν την εκτύπωση οστών.Σε 47 άρθρα, το 3DPAM αναπτύχθηκε με βάση την αξονική τομογραφία.Παρατίθενται πέντε διαδικασίες εκτύπωσης.Τα πλαστικά και τα παράγωγά τους χρησιμοποιήθηκαν σε 48 μελέτες.Κάθε σχέδιο κυμαίνεται σε τιμή από 1,25 $ έως 2.800 $.Τριάντα επτά μελέτες συνέκριναν το 3DPAM με μοντέλα αναφοράς.Τριάντα τρία άρθρα εξέτασαν τις εκπαιδευτικές δραστηριότητες.Τα κύρια πλεονεκτήματα είναι η οπτική και απτική ποιότητα, η αποτελεσματικότητα στη μάθηση, η επαναληψιμότητα, η δυνατότητα προσαρμογής και η ευελιξία, η εξοικονόμηση χρόνου, η ενσωμάτωση της λειτουργικής ανατομίας, οι καλύτερες δυνατότητες νοητικής εναλλαγής, η διατήρηση της γνώσης και η ικανοποίηση δασκάλου/μαθητή.Τα κύρια μειονεκτήματα σχετίζονται με το σχέδιο: συνέπεια, έλλειψη λεπτομέρειας ή διαφάνειας, χρώματα που είναι πολύ φωτεινά, μεγάλοι χρόνοι εκτύπωσης και υψηλό κόστος.
Αυτή η συστηματική ανασκόπηση δείχνει ότι το 3DPAM είναι οικονομικά αποδοτικό και αποτελεσματικό για τη διδασκαλία της ανατομίας.Τα πιο ρεαλιστικά μοντέλα απαιτούν τη χρήση ακριβότερων τεχνολογιών τρισδιάστατης εκτύπωσης και μεγαλύτερους χρόνους σχεδίασης, γεγονός που θα αυξήσει σημαντικά το συνολικό κόστος.Το κλειδί είναι να επιλέξετε την κατάλληλη μέθοδο απεικόνισης.Από παιδαγωγική άποψη, το 3DPAM είναι ένα αποτελεσματικό εργαλείο για τη διδασκαλία της ανατομίας, με θετικό αντίκτυπο στα μαθησιακά αποτελέσματα και την ικανοποίηση.Το αποτέλεσμα διδασκαλίας του 3DPAM είναι καλύτερο όταν αναπαράγει πολύπλοκες ανατομικές περιοχές και οι μαθητές το χρησιμοποιούν νωρίς στην ιατρική τους εκπαίδευση.
Η ανατομή πτωμάτων ζώων γινόταν από την αρχαία Ελλάδα και είναι μια από τις κύριες μεθόδους διδασκαλίας της ανατομίας.Οι τομές πτωμάτων που πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια της πρακτικής εκπαίδευσης χρησιμοποιούνται στο θεωρητικό πρόγραμμα σπουδών των πανεπιστημιακών φοιτητών ιατρικής και θεωρούνται επί του παρόντος το χρυσό πρότυπο για τη μελέτη της ανατομίας [1,2,3,4,5].Ωστόσο, υπάρχουν πολλά εμπόδια στη χρήση δειγμάτων ανθρώπινων πτωμάτων, που προτρέπουν την αναζήτηση νέων εργαλείων εκπαίδευσης [6, 7].Μερικά από αυτά τα νέα εργαλεία περιλαμβάνουν την επαυξημένη πραγματικότητα, τα ψηφιακά εργαλεία και την τρισδιάστατη εκτύπωση.Σύμφωνα με μια πρόσφατη βιβλιογραφική ανασκόπηση των Santos et al.[8] Όσον αφορά την αξία αυτών των νέων τεχνολογιών για τη διδασκαλία της ανατομίας, η τρισδιάστατη εκτύπωση φαίνεται να είναι ένας από τους πιο σημαντικούς πόρους, τόσο από την άποψη της εκπαιδευτικής αξίας για τους μαθητές όσο και από την άποψη της σκοπιμότητας εφαρμογής [4,9,10] .
Η τρισδιάστατη εκτύπωση δεν είναι καινούργια.Τα πρώτα διπλώματα ευρεσιτεχνίας που σχετίζονται με αυτήν την τεχνολογία χρονολογούνται από το 1984: A Le Méhauté, O De Witte και JC André στη Γαλλία και τρεις εβδομάδες αργότερα C Hull στις ΗΠΑ.Από τότε, η τεχνολογία συνέχισε να εξελίσσεται και η χρήση της έχει επεκταθεί σε πολλούς τομείς.Για παράδειγμα, η NASA τύπωσε το πρώτο αντικείμενο πέρα από τη Γη το 2014 [11].Ο ιατρικός τομέας έχει επίσης υιοθετήσει αυτό το νέο εργαλείο, αυξάνοντας έτσι την επιθυμία για ανάπτυξη εξατομικευμένης ιατρικής [12].
Πολλοί συγγραφείς έχουν αποδείξει τα οφέλη από τη χρήση τρισδιάστατων εκτυπωμένων ανατομικών μοντέλων (3DPAM) στην ιατρική εκπαίδευση [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19].Κατά τη διδασκαλία της ανθρώπινης ανατομίας, χρειάζονται μη παθολογικά και ανατομικά φυσιολογικά μοντέλα.Ορισμένες ανασκοπήσεις έχουν εξετάσει παθολογικά ή ιατρικά/χειρουργικά μοντέλα εκπαίδευσης [8, 20, 21].Για να αναπτύξουμε ένα υβριδικό μοντέλο για τη διδασκαλία της ανθρώπινης ανατομίας που ενσωματώνει νέα εργαλεία όπως η τρισδιάστατη εκτύπωση, πραγματοποιήσαμε μια συστηματική ανασκόπηση για να περιγράψουμε και να αναλύσουμε πώς δημιουργούνται τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα αντικείμενα για τη διδασκαλία της ανθρώπινης ανατομίας και πώς οι μαθητές αξιολογούν την αποτελεσματικότητα της μάθησης χρησιμοποιώντας αυτά τα 3D αντικείμενα.
Αυτή η συστηματική βιβλιογραφική ανασκόπηση πραγματοποιήθηκε τον Ιούνιο του 2022 χωρίς χρονικούς περιορισμούς, χρησιμοποιώντας τις κατευθυντήριες γραμμές PRISMA (Προτιμώμενα στοιχεία αναφοράς για συστηματικές ανασκοπήσεις και μετα-αναλύσεις) [22].
Κριτήρια συμπερίληψης ήταν όλες οι ερευνητικές εργασίες που χρησιμοποιούν 3DPAM στη διδασκαλία/μάθηση ανατομίας.Ανασκοπήσεις βιβλιογραφίας, επιστολές ή άρθρα που εστιάζουν σε παθολογικά μοντέλα, ζωικά μοντέλα, αρχαιολογικά μοντέλα και μοντέλα ιατρικής/χειρουργικής εκπαίδευσης εξαιρέθηκαν.Επιλέχθηκαν μόνο άρθρα που δημοσιεύτηκαν στα αγγλικά.Άρθρα χωρίς διαθέσιμες διαδικτυακές περιλήψεις εξαιρέθηκαν.Συμπεριλήφθηκαν άρθρα που περιελάμβαναν πολλαπλά μοντέλα, τουλάχιστον ένα από τα οποία ήταν ανατομικά φυσιολογικό ή είχε μικρή παθολογία που δεν επηρεάζει τη διδακτική αξία.
Διεξήχθη αναζήτηση βιβλιογραφίας στην ηλεκτρονική βάση δεδομένων PubMed (National Library of Medicine, NCBI) για τον εντοπισμό σχετικών μελετών που δημοσιεύθηκαν έως τον Ιούνιο του 2022. Χρησιμοποιήστε τους ακόλουθους όρους αναζήτησης: εκπαίδευση, σχολείο, διδασκαλία, διδασκαλία, μάθηση, διδασκαλία, εκπαίδευση, τρι- διαστάσεων, 3D, 3D, εκτύπωση, εκτύπωση, εκτύπωση, ανατομία, ανατομία, ανατομία και ανατομία.Εκτελέστηκε ένα ερώτημα: (((εκπαίδευση[Τίτλος/Περίληψη] Ή σχολείο[Τίτλος/Περίληψη] Ή μάθηση[Τίτλος/Περίληψη] Ή διδασκαλία[Τίτλος/Περίληψη] Ή εκπαίδευση[Τίτλος/Περίληψη] Ή σχολείο[Τίτλος/Περίληψη] Ή Εκπαίδευση [Τίτλος/Περίληψη]) AND (Three Dimensions [Title] OR 3D [Title] OR 3D [Title])) AND (Print [Title] OR Print [Title] OR Print [Title])) AND (Anatomy) [Title ] ]/περίληψη] ή ανατομία [τίτλος/περίληψη] ή ανατομία [τίτλος/περίληψη] ή ανατομία [τίτλος/περίληψη]).Πρόσθετα άρθρα εντοπίστηκαν με μη αυτόματη αναζήτηση στη βάση δεδομένων PubMed και αναθεώρηση παραπομπών άλλων επιστημονικών άρθρων.Δεν εφαρμόστηκαν περιορισμοί ημερομηνίας, αλλά χρησιμοποιήθηκε το φίλτρο "Person".
Όλοι οι τίτλοι και οι περιλήψεις που ανακτήθηκαν εξετάστηκαν με κριτήρια ένταξης και αποκλεισμού από δύο συγγραφείς (EBR και AL) και αποκλείστηκε οποιαδήποτε μελέτη που δεν πληρούσε όλα τα κριτήρια καταλληλότητας.Οι δημοσιεύσεις πλήρους κειμένου των υπόλοιπων μελετών ανακτήθηκαν και αναθεωρήθηκαν από τρεις συγγραφείς (EBR, EBE και AL).Όταν χρειαζόταν, οι διαφωνίες στην επιλογή των άρθρων επιλύονταν από τέταρτο πρόσωπο (LT).Οι δημοσιεύσεις που πληρούσαν όλα τα κριτήρια συμπερίληψης συμπεριλήφθηκαν σε αυτήν την ανασκόπηση.
Η εξαγωγή δεδομένων πραγματοποιήθηκε ανεξάρτητα από δύο συγγραφείς (EBR και AL) υπό την επίβλεψη ενός τρίτου συγγραφέα (LT).
- Δεδομένα σχεδιασμού μοντέλων: ανατομικές περιοχές, συγκεκριμένα ανατομικά μέρη, αρχικό μοντέλο για τρισδιάστατη εκτύπωση, μέθοδος απόκτησης, λογισμικό τμηματοποίησης και μοντελοποίησης, τύπος τρισδιάστατου εκτυπωτή, τύπος και ποσότητα υλικού, κλίμακα εκτύπωσης, χρώμα, κόστος εκτύπωσης.
- Μορφολογική αξιολόγηση μοντέλων: μοντέλα που χρησιμοποιούνται για σύγκριση, ιατρική αξιολόγηση ειδικών/καθηγητών, αριθμός αξιολογητών, τύπος αξιολόγησης.
- Τρισδιάστατο μοντέλο διδασκαλίας: αξιολόγηση των γνώσεων του μαθητή, μέθοδος αξιολόγησης, αριθμός μαθητών, αριθμός ομάδων σύγκρισης, τυχαιοποίηση μαθητών, εκπαίδευση/τύπος μαθητή.
Στο MEDLINE εντοπίστηκαν 418 μελέτες και 139 άρθρα αποκλείστηκαν από το φίλτρο «ανθρώπινο».Μετά από ανασκόπηση τίτλων και περιλήψεων, επιλέχθηκαν 103 μελέτες για ανάγνωση πλήρους κειμένου.34 άρθρα εξαιρέθηκαν επειδή ήταν είτε παθολογικά μοντέλα (9 άρθρα), μοντέλα ιατρικής/χειρουργικής εκπαίδευσης (4 άρθρα), ζωικά μοντέλα (4 άρθρα), τρισδιάστατα ακτινολογικά μοντέλα (1 άρθρο) είτε δεν ήταν πρωτότυπα επιστημονικά άρθρα (16 κεφάλαια).).Συνολικά 68 άρθρα συμπεριλήφθηκαν στην ανασκόπηση.Το Σχήμα 1 παρουσιάζει τη διαδικασία επιλογής ως διάγραμμα ροής.
Διάγραμμα ροής που συνοψίζει τον εντοπισμό, τη διαλογή και τη συμπερίληψη των άρθρων σε αυτήν τη συστηματική ανασκόπηση
Όλες οι μελέτες δημοσιεύτηκαν μεταξύ 2014 και 2022, με μέσο έτος δημοσίευσης το 2019. Μεταξύ των 68 άρθρων που συμπεριλήφθηκαν, 33 (49%) μελέτες ήταν περιγραφικές και πειραματικές, 17 (25%) ήταν καθαρά πειραματικές και 18 (26%) ήταν πειραματικός.Καθαρά περιγραφικό.Από τις 50 (73%) πειραματικές μελέτες, οι 21 (31%) χρησιμοποίησαν τυχαιοποίηση.Μόνο 34 μελέτες (50%) περιελάμβαναν στατιστικές αναλύσεις.Ο Πίνακας 1 συνοψίζει τα χαρακτηριστικά κάθε μελέτης.
33 άρθρα (48%) εξέτασαν την περιοχή της κεφαλής, 19 άρθρα (28%) τη θωρακική περιοχή, 17 άρθρα (25%) την κοιλιοπυελική περιοχή και 15 άρθρα (22%) εξέτασαν τα άκρα.Πενήντα ένα άρθρα (75%) ανέφεραν τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα οστά ως ανατομικά μοντέλα ή ανατομικά μοντέλα πολλαπλών τμημάτων.
Όσον αφορά τα μοντέλα πηγής ή τα αρχεία που χρησιμοποιήθηκαν για την ανάπτυξη του 3DPAM, 23 άρθρα (34%) ανέφεραν τη χρήση δεδομένων ασθενών, 20 άρθρα (29%) ανέφεραν τη χρήση πτωματικών δεδομένων και 17 άρθρα (25%) ανέφεραν τη χρήση βάσεων δεδομένων.χρησιμοποιήθηκαν και 7 μελέτες (10%) δεν αποκάλυψαν την πηγή των εγγράφων που χρησιμοποιήθηκαν.
47 μελέτες (69%) ανέπτυξαν 3DPAM με βάση την υπολογιστική τομογραφία και 3 μελέτες (4%) ανέφεραν τη χρήση microCT.7 άρθρα (10%) πρόβαλαν τρισδιάστατα αντικείμενα χρησιμοποιώντας οπτικούς σαρωτές, 4 άρθρα (6%) χρησιμοποιώντας μαγνητική τομογραφία και 1 άρθρο (1%) χρησιμοποιώντας κάμερες και μικροσκόπια.14 άρθρα (21%) δεν ανέφεραν την πηγή των αρχείων πηγής σχεδίασης τρισδιάστατου μοντέλου.Τα αρχεία 3D δημιουργούνται με μέση χωρική ανάλυση μικρότερη από 0,5 mm.Η βέλτιστη ανάλυση είναι 30 μm [80] και η μέγιστη ανάλυση είναι 1,5 mm [32].
Χρησιμοποιήθηκαν εξήντα διαφορετικές εφαρμογές λογισμικού (τμηματοποίηση, μοντελοποίηση, σχεδιασμός ή εκτύπωση).Το Mimics (Materialise, Leuven, Βέλγιο) χρησιμοποιήθηκε συχνότερα (14 μελέτες, 21%), ακολουθούμενο από το MeshMixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 μελέτες, 19%), το Geomagic (3D System, MO, NC, Leesville) .(10 μελέτες, 15%), 3D Slicer (Slicer Developer Training, Boston, MA) (9 μελέτες, 13%), Blender (Blender Foundation, Άμστερνταμ, Ολλανδία) (8 μελέτες, 12%) και CURA (Geldemarsen, Ολλανδία) (7 μελέτες, 10%).
Αναφέρονται εξήντα επτά διαφορετικά μοντέλα εκτυπωτών και πέντε διαδικασίες εκτύπωσης.Η τεχνολογία FDM (Fused Deposition Modeling) χρησιμοποιήθηκε σε 26 προϊόντα (38%), η ανατίναξη υλικών σε 13 προϊόντα (19%) και τέλος η ανατίναξη συνδετικού υλικού (11 προϊόντα, 16%).Οι λιγότερο χρησιμοποιούμενες τεχνολογίες είναι η στερεολιθογραφία (SLA) (5 άρθρα, 7%) και η επιλεκτική πυροσυσσωμάτωση με λέιζερ (SLS) (4 άρθρα, 6%).Ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος εκτυπωτής (7 άρθρα, 10%) είναι ο Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Israel) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Κατά τον προσδιορισμό των υλικών που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή του 3DPAM (51 άρθρα, 75%), 48 μελέτες (71%) χρησιμοποίησαν πλαστικά και τα παράγωγά τους.Τα κύρια υλικά που χρησιμοποιήθηκαν ήταν το PLA (πολυγαλακτικό οξύ) (n = 20, 29%), η ρητίνη (n = 9, 13%) και το ABS (ακρυλονιτρίλιο βουταδιένιο στυρόλιο) (7 τύποι, 10%).23 άρθρα (34%) εξέτασαν το 3DPAM κατασκευασμένο από πολλαπλά υλικά, 36 άρθρα (53%) παρουσίασαν 3DPAM κατασκευασμένο από μόνο ένα υλικό και 9 άρθρα (13%) δεν καθόρισαν υλικό.
Είκοσι εννέα άρθρα (43%) ανέφεραν αναλογίες εκτύπωσης που κυμαίνονταν από 0,25:1 έως 2:1, με μέσο όρο 1:1.Είκοσι πέντε άρθρα (37%) χρησιμοποίησαν αναλογία 1:1.28 3DPAM (41%) αποτελούνταν από πολλά χρώματα και 9 (13%) βάφτηκαν μετά την εκτύπωση [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Τριάντα τέσσερα άρθρα (50%) ανέφεραν κόστος.9 άρθρα (13%) ανέφεραν το κόστος των τρισδιάστατων εκτυπωτών και των πρώτων υλών.Οι τιμές των εκτυπωτών κυμαίνονται από $302 έως $65.000.Όταν καθορίζεται, οι τιμές των μοντέλων κυμαίνονται από 1,25 $ έως 2.800 $.αυτά τα άκρα αντιστοιχούν σε σκελετικά δείγματα [47] και οπισθοπεριτοναϊκά μοντέλα υψηλής πιστότητας [48].Ο Πίνακας 2 συνοψίζει τα δεδομένα του μοντέλου για κάθε μελέτη που περιλαμβάνεται.
Τριάντα επτά μελέτες (54%) συνέκριναν το 3DAPM με ένα μοντέλο αναφοράς.Μεταξύ αυτών των μελετών, ο πιο κοινός συγκριτής ήταν ένα ανατομικό μοντέλο αναφοράς, που χρησιμοποιήθηκε σε 14 άρθρα (38%), πλαστικοποιημένα παρασκευάσματα σε 6 άρθρα (16%), πλαστικοποιημένα παρασκευάσματα σε 6 άρθρα (16%).Χρήση εικονικής πραγματικότητας, απεικόνιση αξονικής τομογραφίας ένα 3DPAM σε 5 άρθρα (14%), άλλο 3DPAM σε 3 άρθρα (8%), σοβαρά παιχνίδια σε 1 άρθρο (3%), ακτινογραφίες σε 1 άρθρο (3%), επιχειρηματικά μοντέλα σε 1 άρθρο (3%) και επαυξημένη πραγματικότητα σε 1 άρθρο (3%).Τριάντα τέσσερις (50%) μελέτες αξιολόγησαν το 3DPAM.Δεκαπέντε (48%) μελέτες περιέγραψαν λεπτομερώς τις εμπειρίες των αξιολογητών (Πίνακας 3).Το 3DPAM διενεργήθηκε από χειρουργούς ή θεράποντες ιατρούς σε 7 μελέτες (47%), ειδικούς ανατομικούς σε 6 μελέτες (40%), φοιτητές σε 3 μελέτες (20%), δασκάλους (μη διευκρινισμένη πειθαρχία) σε 3 μελέτες (20%) για αξιολόγηση και ένας ακόμη αξιολογητής στο άρθρο (7%).Ο μέσος αριθμός αξιολογητών είναι 14 (τουλάχιστον 2, το πολύ 30).Τριάντα τρεις μελέτες (49%) αξιολόγησαν τη μορφολογία του 3DPAM ποιοτικά και 10 μελέτες (15%) αξιολόγησαν τη μορφολογία του 3DPAM ποσοτικά.Από τις 33 μελέτες που χρησιμοποίησαν ποιοτικές αξιολογήσεις, οι 16 χρησιμοποίησαν καθαρά περιγραφικές αξιολογήσεις (48%), 9 χρησιμοποίησαν τεστ/αξιολογήσεις/έρευνες (27%) και 8 χρησιμοποίησαν κλίμακες Likert (24%).Ο Πίνακας 3 συνοψίζει τις μορφολογικές εκτιμήσεις των μοντέλων σε κάθε μελέτη που περιλαμβάνεται.
Τριάντα τρία (48%) άρθρα εξέτασαν και συνέκριναν την αποτελεσματικότητα της διδασκαλίας του 3DPAM σε μαθητές.Από αυτές τις μελέτες, 23 (70%) άρθρα αξιολόγησαν την ικανοποίηση των μαθητών, 17 (51%) χρησιμοποίησαν κλίμακες Likert και 6 (18%) χρησιμοποίησαν άλλες μεθόδους.Είκοσι δύο άρθρα (67%) αξιολόγησαν τη μάθηση των μαθητών μέσω τεστ γνώσεων, εκ των οποίων 10 (30%) χρησιμοποίησαν προδοκιμασίες ή/και μεταδοκιμές.Έντεκα μελέτες (33%) χρησιμοποίησαν ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής και τεστ για να αξιολογήσουν τις γνώσεις των μαθητών και πέντε μελέτες (15%) χρησιμοποίησαν επισήμανση εικόνας/ανατομική αναγνώριση.Σε κάθε μελέτη συμμετείχαν κατά μέσο όρο 76 μαθητές (ελάχιστο 8, μέγιστο 319).Είκοσι τέσσερις μελέτες (72%) είχαν ομάδα ελέγχου, από τις οποίες 20 (60%) χρησιμοποίησαν τυχαιοποίηση.Αντίθετα, μια μελέτη (3%) ανέθεσε τυχαία ανατομικά μοντέλα σε 10 διαφορετικούς μαθητές.Κατά μέσο όρο, συγκρίθηκαν 2,6 ομάδες (ελάχιστο 2, μέγιστο 10).Είκοσι τρεις μελέτες (70%) αφορούσαν φοιτητές ιατρικής, εκ των οποίων οι 14 (42%) ήταν πρωτοετείς φοιτητές ιατρικής.Έξι (18%) μελέτες αφορούσαν κατοίκους, 4 (12%) φοιτητές οδοντιατρικής και 3 (9%) φοιτητές επιστημών.Έξι μελέτες (18%) υλοποίησαν και αξιολόγησαν την αυτόνομη μάθηση χρησιμοποιώντας το 3DPAM.Ο Πίνακας 4 συνοψίζει τα αποτελέσματα της αξιολόγησης της αποτελεσματικότητας της διδασκαλίας 3DPAM για κάθε μελέτη που περιλαμβάνεται.
Τα κύρια πλεονεκτήματα που αναφέρθηκαν από τους συγγραφείς για τη χρήση του 3DPAM ως εργαλείου διδασκαλίας για την κανονική ανθρώπινη ανατομία είναι οπτικά και απτικά χαρακτηριστικά, όπως ο ρεαλισμός [55, 67], η ακρίβεια [44, 50, 72, 85] και η μεταβλητότητα της συνέπειας [34, 45 ]., 48, 64], χρώμα και διαφάνεια [28, 45], ανθεκτικότητα [24, 56, 73], εκπαιδευτικό αποτέλεσμα [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], κόστος [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], αναπαραγωγιμότητα [80], δυνατότητα βελτίωσης ή εξατομίκευσης [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], ικανότητα χειρισμού μαθητών [30, 49], εξοικονόμηση χρόνου διδασκαλίας [61, 80], ευκολία αποθήκευσης [61], ικανότητα ενσωμάτωσης λειτουργικής ανατομίας ή δημιουργίας συγκεκριμένων δομών [51, 53], 67] , γρήγορος σχεδιασμός σκελετικών μοντέλων [81], ικανότητα συνδημιουργίας μοντέλων και μεταφοράς τους στο σπίτι [49, 60, 71], βελτίωση των ικανοτήτων νοητικής περιστροφής [23] και διατήρησης γνώσεων [32], καθώς και στον δάσκαλο [49, 60, 71]. 25, 63] και την ικανοποίηση των μαθητών [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Τα κύρια μειονεκτήματα σχετίζονται με το σχεδιασμό: ακαμψία [80], συνέπεια [28, 62], έλλειψη λεπτομέρειας ή διαφάνειας [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], πολύ φωτεινά χρώματα [45].και η ευθραυστότητα του δαπέδου[71].Άλλα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν απώλεια πληροφοριών [30, 76], μεγάλο χρονικό διάστημα που απαιτείται για την κατάτμηση εικόνας [36, 52, 57, 58, 74], χρόνο εκτύπωσης [57, 63, 66, 67], έλλειψη ανατομικής μεταβλητότητας [25], και κόστος.Υψηλό[48].
Αυτή η συστηματική ανασκόπηση συνοψίζει 68 άρθρα που δημοσιεύτηκαν σε διάστημα 9 ετών και υπογραμμίζει το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας για το 3DPAM ως εργαλείο διδασκαλίας της φυσιολογικής ανθρώπινης ανατομίας.Κάθε ανατομική περιοχή μελετήθηκε και εκτυπώθηκε 3D.Από αυτά τα άρθρα, 37 άρθρα συνέκριναν το 3DPAM με άλλα μοντέλα και 33 άρθρα αξιολόγησαν την παιδαγωγική συνάφεια του 3DPAM για τους μαθητές.
Δεδομένων των διαφορών στο σχεδιασμό των ανατομικών μελετών τρισδιάστατης εκτύπωσης, δεν θεωρήσαμε σκόπιμο να πραγματοποιήσουμε μετα-ανάλυση.Μια μετα-ανάλυση που δημοσιεύθηκε το 2020 επικεντρώθηκε κυρίως σε τεστ ανατομικής γνώσης μετά από εκπαίδευση χωρίς να αναλύσει τις τεχνικές και τεχνολογικές πτυχές του σχεδιασμού και της παραγωγής 3DPAM [10].
Η περιοχή του κεφαλιού είναι η πιο μελετημένη, πιθανώς επειδή η πολυπλοκότητα της ανατομίας της καθιστά πιο δύσκολο για τους μαθητές να απεικονίσουν αυτήν την ανατομική περιοχή σε τρισδιάστατο χώρο σε σύγκριση με τα άκρα ή τον κορμό.Η αξονική τομογραφία είναι μακράν η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος απεικόνισης.Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται ευρέως, ειδικά σε ιατρικά περιβάλλοντα, αλλά έχει περιορισμένη χωρική ανάλυση και χαμηλή αντίθεση μαλακών ιστών.Αυτοί οι περιορισμοί καθιστούν τις αξονικές τομογραφίες ακατάλληλες για τμηματοποίηση και μοντελοποίηση του νευρικού συστήματος.Από την άλλη πλευρά, η αξονική τομογραφία είναι πιο κατάλληλη για την κατάτμηση/μοντελοποίηση του οστικού ιστού.Η αντίθεση οστών/μαλακών ιστών βοηθά στην ολοκλήρωση αυτών των βημάτων πριν από την τρισδιάστατη εκτύπωση ανατομικών μοντέλων.Από την άλλη πλευρά, η microCT θεωρείται η τεχνολογία αναφοράς όσον αφορά τη χωρική ανάλυση στην απεικόνιση των οστών [70].Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν οπτικοί σαρωτές ή μαγνητική τομογραφία για τη λήψη εικόνων.Η υψηλότερη ανάλυση αποτρέπει την εξομάλυνση των επιφανειών των οστών και διατηρεί τη λεπτότητα των ανατομικών δομών [59].Η επιλογή του μοντέλου επηρεάζει επίσης τη χωρική ανάλυση: για παράδειγμα, τα μοντέλα πλαστικοποίησης έχουν χαμηλότερη ανάλυση [45].Οι γραφίστες πρέπει να δημιουργήσουν προσαρμοσμένα τρισδιάστατα μοντέλα, γεγονός που αυξάνει το κόστος (25 έως 150 $ ανά ώρα) [43].Η απόκτηση αρχείων .STL υψηλής ποιότητας δεν αρκεί για τη δημιουργία ανατομικών μοντέλων υψηλής ποιότητας.Είναι απαραίτητο να καθοριστούν οι παράμετροι εκτύπωσης, όπως ο προσανατολισμός του ανατομικού μοντέλου στην εκτυπωτική πλάκα [29].Ορισμένοι συγγραφείς προτείνουν ότι οι προηγμένες τεχνολογίες εκτύπωσης όπως το SLS θα πρέπει να χρησιμοποιούνται όπου είναι δυνατόν για τη βελτίωση της ακρίβειας του 3DPAM [38].Η παραγωγή του 3DPAM απαιτεί επαγγελματική βοήθεια.οι πιο περιζήτητοι ειδικοί είναι μηχανικοί [72], ακτινολόγοι, [75], γραφίστες [43] και ανατόμοι [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Το λογισμικό τμηματοποίησης και μοντελοποίησης είναι σημαντικοί παράγοντες για την απόκτηση ακριβών ανατομικών μοντέλων, αλλά το κόστος αυτών των πακέτων λογισμικού και η πολυπλοκότητά τους εμποδίζουν τη χρήση τους.Αρκετές μελέτες έχουν συγκρίνει τη χρήση διαφορετικών πακέτων λογισμικού και τεχνολογιών εκτύπωσης, επισημαίνοντας τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα κάθε τεχνολογίας [68].Εκτός από το λογισμικό μοντελοποίησης, απαιτείται επίσης λογισμικό εκτύπωσης συμβατό με τον επιλεγμένο εκτυπωτή.ορισμένοι συγγραφείς προτιμούν να χρησιμοποιούν την ηλεκτρονική τρισδιάστατη εκτύπωση [75].Εάν εκτυπωθούν αρκετά τρισδιάστατα αντικείμενα, η επένδυση μπορεί να οδηγήσει σε οικονομικές αποδόσεις [72].
Το πλαστικό είναι μακράν το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υλικό.Η μεγάλη γκάμα υφών και χρωμάτων το καθιστούν το υλικό της επιλογής για το 3DPAM.Ορισμένοι συγγραφείς έχουν επαινέσει την υψηλή αντοχή του σε σύγκριση με τα παραδοσιακά μοντέλα πτωμάτων ή πλαστικοποιημένα [24, 56, 73].Ορισμένα πλαστικά έχουν ακόμη και ιδιότητες κάμψης ή τάνυσης.Για παράδειγμα, το Filaflex με τεχνολογία FDM μπορεί να τεντωθεί έως και 700%.Ορισμένοι συγγραφείς το θεωρούν ως υλικό επιλογής για αντιγραφή μυών, τενόντων και συνδέσμων [63].Από την άλλη πλευρά, δύο μελέτες έχουν εγείρει ερωτήματα σχετικά με τον προσανατολισμό των ινών κατά την εκτύπωση.Στην πραγματικότητα, ο προσανατολισμός, η εισαγωγή, η νεύρωση και η λειτουργία των μυϊκών ινών είναι κρίσιμες για τη μοντελοποίηση των μυών [33].
Παραδόξως, λίγες μελέτες αναφέρουν την κλίμακα της εκτύπωσης.Δεδομένου ότι πολλοί άνθρωποι θεωρούν ότι η αναλογία 1:1 είναι τυπική, ο συγγραφέας μπορεί να επέλεξε να μην την αναφέρει.Αν και η κλιμάκωση θα ήταν χρήσιμη για την κατευθυνόμενη μάθηση σε μεγάλες ομάδες, η σκοπιμότητα της κλιμάκωσης δεν έχει ακόμη διερευνηθεί, ειδικά με τα αυξανόμενα μεγέθη των τάξεων και το φυσικό μέγεθος του μοντέλου να είναι ένας σημαντικός παράγοντας.Φυσικά, οι κλίμακες πλήρους μεγέθους διευκολύνουν τον εντοπισμό και την επικοινωνία διαφόρων ανατομικών στοιχείων στον ασθενή, γεγονός που μπορεί να εξηγεί γιατί χρησιμοποιούνται συχνά.
Από τους πολλούς εκτυπωτές που διατίθενται στην αγορά, αυτοί που χρησιμοποιούν την τεχνολογία PolyJet (υλικό ή βιβλιοδεσία inkjet) για την παροχή έγχρωμης και πολλαπλών στρώσεων (και επομένως πολλαπλών υφών) εκτύπωσης υψηλής ευκρίνειας κοστίζουν μεταξύ 20.000 και 250.000 δολαρίων ΗΠΑ (https: //www .aniwaa.com/).Αυτό το υψηλό κόστος μπορεί να περιορίσει την προώθηση του 3DPAM στις ιατρικές σχολές.Εκτός από το κόστος του εκτυπωτή, το κόστος των υλικών που απαιτούνται για την εκτύπωση inkjet είναι υψηλότερο από ό,τι για τους εκτυπωτές SLA ή FDM [68].Οι τιμές για εκτυπωτές SLA ή FDM είναι επίσης πιο προσιτές, και κυμαίνονται από 576 € έως 4.999 € στα άρθρα που αναφέρονται σε αυτήν την κριτική.Σύμφωνα με τον Tripodi και τους συνεργάτες του, κάθε σκελετικό μέρος μπορεί να εκτυπωθεί για 1,25 $ ΗΠΑ [47].Έντεκα μελέτες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι φθηνότερη από την πλαστικοποίηση ή τα εμπορικά μοντέλα [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83].Επιπλέον, αυτά τα εμπορικά μοντέλα έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν πληροφορίες στους ασθενείς χωρίς επαρκείς λεπτομέρειες για τη διδασκαλία της ανατομίας [80].Αυτά τα εμπορικά μοντέλα θεωρούνται κατώτερα από το 3DPAM [44].Αξίζει να σημειωθεί ότι, εκτός από την τεχνολογία εκτύπωσης που χρησιμοποιείται, το τελικό κόστος είναι ανάλογο με την κλίμακα και συνεπώς το τελικό μέγεθος του 3DPAM [48].Για αυτούς τους λόγους, προτιμάται η κλίμακα πλήρους μεγέθους [37].
Μόνο μία μελέτη συνέκρινε το 3DPAM με εμπορικά διαθέσιμα ανατομικά μοντέλα [72].Τα δείγματα πτωμάτων είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος συγκριτής για το 3DPAM.Παρά τους περιορισμούς τους, τα πτωματικά μοντέλα παραμένουν ένα πολύτιμο εργαλείο για τη διδασκαλία της ανατομίας.Πρέπει να γίνει διάκριση μεταξύ αυτοψίας, ανατομής και ξηρού οστού.Με βάση τα τεστ εκπαίδευσης, δύο μελέτες έδειξαν ότι το 3DPAM ήταν σημαντικά πιο αποτελεσματικό από την πλαστικοποιημένη ανατομή [16, 27].Μια μελέτη συνέκρινε μία ώρα προπόνησης χρησιμοποιώντας 3DPAM (κάτω άκρο) με μία ώρα ανατομή της ίδιας ανατομικής περιοχής [78].Δεν υπήρχαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των δύο μεθόδων διδασκαλίας.Είναι πιθανό ότι υπάρχει λίγη έρευνα για αυτό το θέμα επειδή είναι δύσκολο να γίνουν τέτοιες συγκρίσεις.Η ανατομή είναι μια χρονοβόρα προετοιμασία για τους μαθητές.Μερικές φορές απαιτούνται δεκάδες ώρες προετοιμασίας, ανάλογα με το τι ετοιμάζεται.Μια τρίτη σύγκριση μπορεί να γίνει με ξηρά οστά.Μια μελέτη από τους Tsai και Smith διαπίστωσε ότι οι βαθμολογίες των τεστ ήταν σημαντικά καλύτερες στην ομάδα που χρησιμοποιούσε το 3DPAM [51, 63].Ο Chen και οι συνεργάτες του παρατήρησαν ότι οι μαθητές που χρησιμοποιούσαν τρισδιάστατα μοντέλα είχαν καλύτερες επιδόσεις στην αναγνώριση δομών (κρανίων), αλλά δεν υπήρχε διαφορά στις βαθμολογίες MCQ [69].Τέλος, ο Tanner και οι συνεργάτες του επέδειξαν καλύτερα αποτελέσματα μετά τη δοκιμή σε αυτήν την ομάδα χρησιμοποιώντας 3DPAM του πτερυγοπαλατινικού βόθρου [46].Άλλα νέα εργαλεία διδασκαλίας εντοπίστηκαν σε αυτήν την ανασκόπηση της βιβλιογραφίας.Τα πιο κοινά μεταξύ τους είναι η επαυξημένη πραγματικότητα, η εικονική πραγματικότητα και τα σοβαρά παιχνίδια [43].Σύμφωνα με τον Mahrous και τους συνεργάτες του, η προτίμηση για ανατομικά μοντέλα εξαρτάται από τον αριθμό των ωρών που οι μαθητές παίζουν βιντεοπαιχνίδια [31].Από την άλλη πλευρά, ένα σημαντικό μειονέκτημα των νέων εργαλείων διδασκαλίας της ανατομίας είναι η απτική ανάδραση, ειδικά για αμιγώς εικονικά εργαλεία [48].
Οι περισσότερες μελέτες που αξιολογούν το νέο 3DPAM έχουν χρησιμοποιήσει προδοκιμές γνώσης.Αυτές οι προδοκιμασίες βοηθούν στην αποφυγή μεροληψίας στην αξιολόγηση.Ορισμένοι συγγραφείς, πριν από τη διεξαγωγή πειραματικών μελετών, αποκλείουν όλους τους μαθητές που σημείωσαν βαθμολογία πάνω από το μέσο όρο στο προκαταρκτικό τεστ [40].Μεταξύ των προκαταλήψεων που αναφέρθηκαν ο Garas και οι συνεργάτες του ήταν το χρώμα του μοντέλου και η επιλογή των εθελοντών στη μαθητική τάξη [61].Η χρώση διευκολύνει την αναγνώριση των ανατομικών δομών.Ο Chen και οι συνεργάτες του καθιέρωσαν αυστηρές πειραματικές συνθήκες χωρίς αρχικές διαφορές μεταξύ των ομάδων και η μελέτη τυφλώθηκε στο μέγιστο δυνατό βαθμό [69].Ο Lim και οι συνεργάτες του συνιστούν να ολοκληρωθεί η αξιολόγηση μετά τη δοκιμή από τρίτο μέρος για να αποφευχθεί η μεροληψία στην αξιολόγηση [16].Ορισμένες μελέτες έχουν χρησιμοποιήσει κλίμακες Likert για να αξιολογήσουν τη σκοπιμότητα του 3DPAM.Αυτό το εργαλείο είναι κατάλληλο για την αξιολόγηση της ικανοποίησης, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν σημαντικές προκαταλήψεις που πρέπει να γνωρίζετε [86].
Η εκπαιδευτική συνάφεια του 3DPAM αξιολογήθηκε κυρίως μεταξύ των φοιτητών ιατρικής, συμπεριλαμβανομένων των πρωτοετών φοιτητών ιατρικής, σε 14 από τις 33 μελέτες.Στην πιλοτική τους μελέτη, ο Wilk και οι συνεργάτες του ανέφεραν ότι οι φοιτητές ιατρικής πίστευαν ότι η τρισδιάστατη εκτύπωση πρέπει να συμπεριληφθεί στην εκμάθηση της ανατομίας τους [87].Το 87% των μαθητών που ερωτήθηκαν στη μελέτη Cercenelli πίστευαν ότι το δεύτερο έτος σπουδών ήταν η καλύτερη στιγμή για να χρησιμοποιήσετε το 3DPAM [84].Τα αποτελέσματα του Tanner και των συνεργατών του έδειξαν επίσης ότι οι μαθητές είχαν καλύτερες επιδόσεις αν δεν είχαν ποτέ μελετήσει το πεδίο [46].Αυτά τα δεδομένα υποδηλώνουν ότι το πρώτο έτος της ιατρικής σχολής είναι η βέλτιστη στιγμή για να ενσωματωθεί το 3DPAM στη διδασκαλία της ανατομίας.Η μετα-ανάλυση του Ye υποστήριξε αυτήν την ιδέα [18].Στα 27 άρθρα που περιλαμβάνονται στη μελέτη, υπήρχαν σημαντικές διαφορές στις βαθμολογίες των τεστ μεταξύ του 3DPAM και των παραδοσιακών μοντέλων για φοιτητές ιατρικής, αλλά όχι για τους κατοίκους.
Το 3DPAM ως εργαλείο μάθησης βελτιώνει την ακαδημαϊκή επίδοση [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], τη μακροπρόθεσμη διατήρηση γνώσεων [32] και την ικανοποίηση των μαθητών [25, 45, 46, 52, 57, 63 , 66]., 69, 84].Οι ομάδες ειδικών βρήκαν επίσης αυτά τα μοντέλα χρήσιμα [37, 42, 49, 81, 82] και δύο μελέτες βρήκαν ικανοποίηση των δασκάλων με το 3DPAM [25, 63].Από όλες τις πηγές, ο Backhouse και οι συνεργάτες του θεωρούν ότι η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι η καλύτερη εναλλακτική στα παραδοσιακά ανατομικά μοντέλα [49].Στην πρώτη τους μετα-ανάλυση, ο Ye και οι συνεργάτες του επιβεβαίωσαν ότι οι μαθητές που έλαβαν οδηγίες 3DPAM είχαν καλύτερες βαθμολογίες μετά το τεστ από τους μαθητές που έλαβαν οδηγίες 2D ή πτώμα [10].Ωστόσο, διαφοροποίησαν το 3DPAM όχι από την πολυπλοκότητα, αλλά απλώς από την καρδιά, το νευρικό σύστημα και την κοιλιακή κοιλότητα.Σε επτά μελέτες, το 3DPAM δεν ξεπέρασε τα άλλα μοντέλα που βασίζονται σε τεστ γνώσεων που χορηγήθηκαν σε μαθητές [32, 66, 69, 77, 78, 84].Στη μετα-ανάλυσή τους, ο Salazar και οι συνεργάτες του κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η χρήση του 3DPAM βελτιώνει συγκεκριμένα την κατανόηση της περίπλοκης ανατομίας [17].Αυτή η ιδέα είναι συνεπής με την επιστολή του Hitas προς τον εκδότη [88].Ορισμένες ανατομικές περιοχές που θεωρούνται λιγότερο περίπλοκες δεν απαιτούν τη χρήση 3DPAM, ενώ πιο πολύπλοκες ανατομικές περιοχές (όπως ο λαιμός ή το νευρικό σύστημα) θα ήταν μια λογική επιλογή για το 3DPAM.Αυτή η ιδέα μπορεί να εξηγήσει γιατί ορισμένα 3DPAM δεν θεωρούνται ανώτερα από τα παραδοσιακά μοντέλα, ειδικά όταν οι μαθητές στερούνται γνώσεων στον τομέα όπου η απόδοση του μοντέλου διαπιστώνεται ότι είναι ανώτερη.Έτσι, η παρουσίαση ενός απλού μοντέλου σε φοιτητές που έχουν ήδη κάποια γνώση του αντικειμένου (φοιτητές ιατρικής ή κατοίκους) δεν βοηθά στη βελτίωση των επιδόσεων των μαθητών.
Από όλα τα εκπαιδευτικά οφέλη που αναφέρονται, 11 μελέτες τόνισαν τις οπτικές ή απτικές ιδιότητες των μοντέλων [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85] και 3 μελέτες βελτίωσαν τη δύναμη και την ανθεκτικότητα (33 , 50 -52, 63, 79, 85, 86).Άλλα πλεονεκτήματα είναι ότι οι μαθητές μπορούν να χειριστούν τις δομές, οι δάσκαλοι μπορούν να εξοικονομήσουν χρόνο, είναι πιο εύκολο να διατηρηθούν από τα πτώματα, το έργο μπορεί να ολοκληρωθεί μέσα σε 24 ώρες, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο εκπαίδευσης στο σπίτι και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διδασκαλία μεγάλων ποσοτήτων των πληροφοριών.ομάδες [30, 49, 60, 61, 80, 81].Η επαναλαμβανόμενη τρισδιάστατη εκτύπωση για διδασκαλία ανατομίας μεγάλου όγκου κάνει τα μοντέλα τρισδιάστατης εκτύπωσης πιο οικονομικά [26].Η χρήση του 3DPAM μπορεί να βελτιώσει τις δυνατότητες νοητικής περιστροφής [23] και να βελτιώσει την ερμηνεία των εικόνων διατομής [23, 32].Δύο μελέτες διαπίστωσαν ότι οι μαθητές που εκτέθηκαν σε 3DPAM ήταν πιο πιθανό να υποβληθούν σε χειρουργική επέμβαση [40, 74].Οι μεταλλικοί σύνδεσμοι μπορούν να ενσωματωθούν για να δημιουργήσουν την κίνηση που απαιτείται για τη μελέτη της λειτουργικής ανατομίας [51, 53] ή τα μοντέλα μπορούν να εκτυπωθούν χρησιμοποιώντας σχέδια σκανδάλης [67].
Η τρισδιάστατη εκτύπωση επιτρέπει τη δημιουργία ρυθμιζόμενων ανατομικών μοντέλων βελτιώνοντας ορισμένες πτυχές κατά τη διάρκεια του σταδίου μοντελοποίησης, [48, 80] δημιουργώντας μια κατάλληλη βάση, [59] συνδυάζοντας πολλαπλά μοντέλα, [36] χρησιμοποιώντας διαφάνεια, (49) χρώμα, [45] ή καθιστώντας ορατές ορισμένες εσωτερικές δομές [30].Ο Tripodi και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν πηλό γλυπτικής για να συμπληρώσουν τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα μοντέλα οστών τους, δίνοντας έμφαση στην αξία των μοντέλων που δημιουργήθηκαν από κοινού ως εργαλεία διδασκαλίας [47].Σε 9 μελέτες, το χρώμα εφαρμόστηκε μετά την εκτύπωση [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], αλλά οι μαθητές το εφάρμοσαν μόνο μία φορά [49].Δυστυχώς, η μελέτη δεν αξιολόγησε την ποιότητα της εκπαίδευσης μοντέλου ή τη σειρά της εκπαίδευσης.Αυτό θα πρέπει να ληφθεί υπόψη στο πλαίσιο της εκπαίδευσης ανατομίας, καθώς τα οφέλη της μικτής μάθησης και της συνδημιουργίας είναι καλά τεκμηριωμένα [89].Για την αντιμετώπιση της αυξανόμενης διαφημιστικής δραστηριότητας, η αυτο-μάθηση έχει χρησιμοποιηθεί πολλές φορές για την αξιολόγηση μοντέλων [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Μια μελέτη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το χρώμα του πλαστικού υλικού ήταν πολύ φωτεινό[45], μια άλλη μελέτη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το μοντέλο ήταν πολύ εύθραυστο[71] και δύο άλλες μελέτες έδειξαν έλλειψη ανατομικής μεταβλητότητας στο σχεδιασμό μεμονωμένων μοντέλων[25, 45 ]..Επτά μελέτες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι ανατομικές λεπτομέρειες του 3DPAM είναι ανεπαρκείς [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Για πιο λεπτομερή ανατομικά μοντέλα μεγάλων και πολύπλοκων περιοχών, όπως το οπισθοπεριτόναιο ή η αυχενική μοίρα της σπονδυλικής στήλης, ο χρόνος κατάτμησης και μοντελοποίησης θεωρείται πολύ μεγάλος και το κόστος είναι πολύ υψηλό (περίπου 2000 $ ΗΠΑ) [27, 48].Ο Hojo και οι συνεργάτες του δήλωσαν στη μελέτη τους ότι χρειάστηκαν 40 ώρες για να δημιουργηθεί το ανατομικό μοντέλο της λεκάνης [42].Ο μεγαλύτερος χρόνος τμηματοποίησης ήταν 380 ώρες σε μια μελέτη από τον Weatherall και τους συνεργάτες του, στην οποία πολλαπλά μοντέλα συνδυάστηκαν για να δημιουργήσουν ένα πλήρες παιδιατρικό μοντέλο αεραγωγού [36].Σε εννέα μελέτες, η τμηματοποίηση και ο χρόνος εκτύπωσης θεωρήθηκαν μειονεκτήματα [36, 42, 57, 58, 74].Ωστόσο, 12 μελέτες επέκριναν τις φυσικές ιδιότητες των μοντέλων τους, ιδιαίτερα τη συνοχή τους, [28, 62] έλλειψη διαφάνειας, [30] ευθραυστότητα και μονοχρωματικότητα, [71] έλλειψη μαλακών ιστών, [66] ή έλλειψη λεπτομέρειας [28, 34]., 45, 48, 62, 63, 81].Αυτά τα μειονεκτήματα μπορούν να ξεπεραστούν αυξάνοντας τον χρόνο τμηματοποίησης ή προσομοίωσης.Η απώλεια και η ανάκτηση σχετικών πληροφοριών ήταν ένα πρόβλημα που αντιμετώπισαν τρεις ομάδες [30, 74, 77].Σύμφωνα με αναφορές ασθενών, τα ιωδιούχα σκιαγραφικά δεν παρείχαν βέλτιστη αγγειακή ορατότητα λόγω περιορισμών στη δόση [74].Η έγχυση ενός πτωματικού μοντέλου φαίνεται να είναι μια ιδανική μέθοδος που απομακρύνεται από την αρχή του «όσο το δυνατόν λιγότερο» και τους περιορισμούς της δόσης του σκιαγραφικού που ενίεται.
Δυστυχώς, πολλά άρθρα δεν αναφέρουν ορισμένα βασικά χαρακτηριστικά του 3DPAM.Λιγότερα από τα μισά άρθρα δήλωσαν ρητά εάν το 3DPAM τους ήταν χρωματισμένο.Η κάλυψη του εύρους της έντυπης εκτύπωσης ήταν ασυνεπής (43% των άρθρων) και μόνο το 34% ανέφερε τη χρήση πολλαπλών μέσων.Αυτές οι παράμετροι εκτύπωσης είναι κρίσιμες επειδή επηρεάζουν τις ιδιότητες εκμάθησης του 3DPAM.Τα περισσότερα άρθρα δεν παρέχουν επαρκείς πληροφορίες σχετικά με την πολυπλοκότητα της απόκτησης 3DPAM (χρόνος σχεδίασης, προσόντα προσωπικού, κόστος λογισμικού, κόστος εκτύπωσης κ.λπ.).Αυτές οι πληροφορίες είναι κρίσιμες και θα πρέπει να ληφθούν υπόψη πριν ξεκινήσετε ένα έργο για την ανάπτυξη ενός νέου 3DPAM.
Αυτή η συστηματική ανασκόπηση δείχνει ότι ο σχεδιασμός και η τρισδιάστατη εκτύπωση κανονικών ανατομικών μοντέλων είναι εφικτή με χαμηλό κόστος, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται εκτυπωτές FDM ή SLA και φθηνά μονόχρωμα πλαστικά υλικά.Ωστόσο, αυτά τα βασικά σχέδια μπορούν να βελτιωθούν προσθέτοντας χρώμα ή προσθέτοντας σχέδια σε διαφορετικά υλικά.Πιο ρεαλιστικά μοντέλα (εκτυπωμένα με χρήση πολλαπλών υλικών διαφορετικών χρωμάτων και υφών για να αναπαράγουν στενά τις απτικές ιδιότητες ενός μοντέλου αναφοράς πτώματος) απαιτούν ακριβότερες τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης και μεγαλύτερους χρόνους σχεδίασης.Αυτό θα αυξήσει σημαντικά το συνολικό κόστος.Ανεξάρτητα από το ποια διαδικασία εκτύπωσης επιλέγεται, η επιλογή της κατάλληλης μεθόδου απεικόνισης είναι το κλειδί για την επιτυχία του 3DPAM.Όσο υψηλότερη είναι η χωρική ανάλυση, τόσο πιο ρεαλιστικό γίνεται το μοντέλο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για προηγμένη έρευνα.Από παιδαγωγική άποψη, το 3DPAM είναι ένα αποτελεσματικό εργαλείο για τη διδασκαλία της ανατομίας, όπως αποδεικνύεται από τα τεστ γνώσεων που γίνονται στους μαθητές και την ικανοποίησή τους.Το αποτέλεσμα διδασκαλίας του 3DPAM είναι καλύτερο όταν αναπαράγει πολύπλοκες ανατομικές περιοχές και οι μαθητές το χρησιμοποιούν νωρίς στην ιατρική τους εκπαίδευση.
Τα σύνολα δεδομένων που δημιουργούνται ή/και αναλύονται στην τρέχουσα μελέτη δεν είναι δημόσια διαθέσιμα λόγω γλωσσικών φραγμών, αλλά είναι διαθέσιμα από τον αντίστοιχο συγγραφέα κατόπιν εύλογου αιτήματος.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM.Μια ανασκόπηση των μαθημάτων ακαθάριστης ανατομίας, μικροανατομίας, νευροβιολογίας και εμβρυολογίας στα προγράμματα σπουδών της ιατρικής σχολής των ΗΠΑ.Anat Rec.2002;269(2):118-22.
Η ανατομή του πτώματος Ghosh SK ως εκπαιδευτικό εργαλείο για την ανατομική επιστήμη στον 21ο αιώνα: Η ανατομή ως εκπαιδευτικό εργαλείο.Ανάλυση επιστημονικής εκπαίδευσης.2017; 10 (3): 286–99.
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-09-2024