Ang mga three-dimensional na naka-print na anatomical na modelo (3DPAMs) ay tila isang angkop na tool dahil sa kanilang pang-edukasyon na halaga at pagiging posible.Ang layunin ng pagsusuring ito ay ilarawan at suriin ang mga pamamaraan na ginamit upang lumikha ng 3DPAM para sa pagtuturo ng anatomya ng tao at upang suriin ang kontribusyon nito sa pedagogical.
Isang elektronikong paghahanap ang isinagawa sa PubMed gamit ang mga sumusunod na termino: edukasyon, paaralan, pag-aaral, pagtuturo, pagsasanay, pagtuturo, edukasyon, three-dimensional, 3D, 3-dimensional, pag-print, pag-print, pag-print, anatomy, anatomy, anatomy, at anatomy ..Kasama sa mga natuklasan ang mga katangian ng pag-aaral, disenyo ng modelo, pagtatasa ng morphological, pagganap sa edukasyon, kalakasan at kahinaan.
Sa 68 napiling mga artikulo, ang pinakamalaking bilang ng mga pag-aaral ay nakatuon sa cranial region (33 na artikulo);51 artikulo ang nagbanggit ng bone printing.Sa 47 na artikulo, ang 3DPAM ay binuo batay sa computed tomography.Limang proseso ng pag-print ang nakalista.Ang mga plastik at ang mga derivative nito ay ginamit sa 48 na pag-aaral.Ang bawat disenyo ay umaabot sa presyo mula $1.25 hanggang $2,800.Tatlumpu't pitong pag-aaral ang inihambing ang 3DPAM sa mga sangguniang modelo.Sinuri ng tatlumpu't tatlong artikulo ang mga aktibidad na pang-edukasyon.Ang mga pangunahing benepisyo ay visual at tactile na kalidad, kahusayan sa pag-aaral, repeatability, customizability at agility, time savings, integration ng functional anatomy, mas mahusay na mental rotation capabilities, knowledge retention at teacher/student satisfaction.Ang mga pangunahing kawalan ay nauugnay sa disenyo: pagkakapare-pareho, kakulangan ng detalye o transparency, mga kulay na masyadong maliwanag, mahabang oras ng pag-print at mataas na gastos.
Ang sistematikong pagsusuri na ito ay nagpapakita na ang 3DPAM ay cost-effective at epektibo para sa pagtuturo ng anatomy.Ang mga mas makatotohanang modelo ay nangangailangan ng paggamit ng mas mahal na mga teknolohiya sa pag-print ng 3D at mas mahabang panahon ng disenyo, na makabuluhang magpapataas sa kabuuang gastos.Ang susi ay upang piliin ang naaangkop na paraan ng imaging.Mula sa pedagogical na pananaw, ang 3DPAM ay isang epektibong tool para sa pagtuturo ng anatomy, na may positibong epekto sa mga resulta ng pag-aaral at kasiyahan.Ang epekto ng pagtuturo ng 3DPAM ay pinakamahusay kapag ito ay nagpaparami ng mga kumplikadong anatomical na rehiyon at ginagamit ito ng mga mag-aaral nang maaga sa kanilang medikal na pagsasanay.
Ang dissection ng mga bangkay ng hayop ay isinagawa mula pa noong sinaunang Greece at isa sa mga pangunahing pamamaraan ng pagtuturo ng anatomy.Ang mga cadaveric dissection na isinagawa sa panahon ng praktikal na pagsasanay ay ginagamit sa teoretikal na kurikulum ng mga estudyanteng medikal sa unibersidad at kasalukuyang itinuturing na pamantayang ginto para sa pag-aaral ng anatomy [1,2,3,4,5].Gayunpaman, mayroong maraming mga hadlang sa paggamit ng mga human cadaveric specimens, na nag-udyok sa paghahanap para sa mga bagong tool sa pagsasanay [6, 7].Kasama sa ilan sa mga bagong tool na ito ang augmented reality, mga digital na tool, at 3D printing.Ayon sa kamakailang pagsusuri sa literatura ni Santos et al.[8] Sa mga tuntunin ng halaga ng mga bagong teknolohiyang ito para sa pagtuturo ng anatomy, ang 3D printing ay lumilitaw na isa sa pinakamahalagang mapagkukunan, kapwa sa mga tuntunin ng halagang pang-edukasyon para sa mga mag-aaral at sa mga tuntunin ng pagiging posible ng pagpapatupad [4,9,10] .
Hindi na bago ang 3D printing.Ang mga unang patent na nauugnay sa teknolohiyang ito ay nagsimula noong 1984: A Le Méhauté, O De Witte at JC André sa France, at pagkaraan ng tatlong linggo C Hull sa USA.Simula noon, ang teknolohiya ay patuloy na umuunlad at ang paggamit nito ay lumawak sa maraming lugar.Halimbawa, inilimbag ng NASA ang unang bagay sa kabila ng Earth noong 2014 [11].Ang larangang medikal ay pinagtibay din ang bagong tool na ito, sa gayon ay nagdaragdag ng pagnanais na bumuo ng personalized na gamot [12].
Maraming may-akda ang nagpakita ng mga benepisyo ng paggamit ng 3D printed anatomical models (3DPAM) sa medikal na edukasyon [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19].Kapag nagtuturo ng anatomy ng tao, kailangan ang mga non-pathological at anatomical na normal na mga modelo.Sinuri ng ilang mga pagsusuri ang mga modelo ng pagsasanay sa pathological o medikal/surgical [8, 20, 21].Upang bumuo ng isang hybrid na modelo para sa pagtuturo ng anatomy ng tao na nagsasama ng mga bagong tool tulad ng 3D printing, nagsagawa kami ng isang sistematikong pagsusuri upang ilarawan at suriin kung paano nilikha ang mga 3D na naka-print na bagay para sa pagtuturo ng anatomy ng tao at kung paano sinusuri ng mga mag-aaral ang pagiging epektibo ng pag-aaral gamit ang mga 3D na bagay na ito.
Ang sistematikong pagsusuri sa literatura na ito ay isinagawa noong Hunyo 2022 nang walang mga paghihigpit sa oras gamit ang mga alituntunin ng PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) [22].
Ang mga pamantayan sa pagsasama ay lahat ng mga papeles sa pananaliksik gamit ang 3DPAM sa pagtuturo/pag-aaral ng anatomy.Ang mga pagsusuri sa literatura, mga liham, o mga artikulong tumutuon sa mga pathological na modelo, mga modelo ng hayop, mga modelo ng arkeolohiko, at mga modelo ng pagsasanay sa medikal/surgical ay hindi kasama.Ang mga artikulo lamang na inilathala sa Ingles ang napili.Ang mga artikulong walang available na online na abstract ay hindi kasama.Ang mga artikulong may kasamang maraming modelo, kahit isa sa mga ito ay anatomikal na normal o may menor de edad na patolohiya na hindi nakakaapekto sa halaga ng pagtuturo, ay kasama.
Isang paghahanap sa literatura ang isinagawa sa electronic database na PubMed (National Library of Medicine, NCBI) upang matukoy ang mga nauugnay na pag-aaral na nai-publish hanggang Hunyo 2022. Gamitin ang mga sumusunod na termino para sa paghahanap: edukasyon, paaralan, pagtuturo, pagtuturo, pag-aaral, pagtuturo, edukasyon, tatlong- dimensional, 3D, 3D, pag-print, pag-print, pag-print, anatomy, anatomy, anatomy at anatomy.Isang query ang naisagawa: (((education[Title/Abstract] OR school[Title/Abstract] ORlearning[Title/Abstract] OR teaching[Title/Abstract] OR training[Title/Abstract] OReach[Title/Abstract] ] OR Edukasyon [Pamagat/Abstract]) AT (Tatlong Dimensyon [Pamagat] O 3D [Pamagat] O 3D [Pamagat])) AT (Print [Title] O Print [Title] O Print [Title])) AT (Anatomy) [Pamagat ] ]/abstract] o anatomy [title/abstract] o anatomy [title/abstract] o anatomy [title/abstract]).Natukoy ang mga karagdagang artikulo sa pamamagitan ng manu-manong paghahanap sa database ng PubMed at pagrepaso sa mga sanggunian ng iba pang artikulong siyentipiko.Walang inilapat na paghihigpit sa petsa, ngunit ginamit ang filter na "Tao."
Ang lahat ng nakuhang pamagat at abstract ay na-screen laban sa mga pamantayan sa pagsasama at pagbubukod ng dalawang may-akda (EBR at AL), at anumang pag-aaral na hindi nakakatugon sa lahat ng pamantayan sa pagiging kwalipikado ay hindi kasama.Ang mga full-text na publikasyon ng mga natitirang pag-aaral ay nakuha at sinuri ng tatlong may-akda (EBR, EBE at AL).Kung kinakailangan, ang mga hindi pagkakasundo sa pagpili ng mga artikulo ay nalutas ng ikaapat na tao (LT).Ang mga publikasyong nakatugon sa lahat ng pamantayan sa pagsasama ay kasama sa pagsusuring ito.
Ang pagkuha ng data ay isinagawa nang nakapag-iisa ng dalawang may-akda (EBR at AL) sa ilalim ng pangangasiwa ng ikatlong may-akda (LT).
- Data ng disenyo ng modelo: mga anatomical na rehiyon, partikular na anatomical na bahagi, paunang modelo para sa 3D printing, paraan ng pagkuha, segmentation at pagmomodelo ng software, uri ng 3D printer, uri at dami ng materyal, sukat ng pag-print, kulay, gastos sa pag-print.
- Morphological assessment ng mga modelo: mga modelong ginamit para sa paghahambing, medikal na pagtatasa ng mga eksperto/guro, bilang ng mga evaluator, uri ng pagtatasa.
- Pagtuturo ng modelong 3D: pagtatasa ng kaalaman ng mag-aaral, paraan ng pagtatasa, bilang ng mga mag-aaral, bilang ng mga pangkat ng paghahambing, randomization ng mga mag-aaral, edukasyon/uri ng mag-aaral.
418 na pag-aaral ang natukoy sa MEDLINE, at 139 na artikulo ang hindi kasama ng filter na "tao".Matapos suriin ang mga pamagat at abstract, 103 na pag-aaral ang napili para sa full-text na pagbabasa.34 na artikulo ang hindi kasama dahil ang mga ito ay pathological na modelo (9 na artikulo), medikal/surgical na modelo ng pagsasanay (4 na artikulo), mga modelo ng hayop (4 na artikulo), 3D radiological na modelo (1 artikulo) o hindi orihinal na siyentipikong artikulo (16 na mga kabanata).).Isang kabuuang 68 na artikulo ang kasama sa pagsusuri.Ipinapakita ng Figure 1 ang proseso ng pagpili bilang flow chart.
Flow chart na nagbubuod sa pagkakakilanlan, screening, at pagsasama ng mga artikulo sa sistematikong pagsusuri na ito
Ang lahat ng mga pag-aaral ay nai-publish sa pagitan ng 2014 at 2022, na may average na taon ng publikasyon ng 2019. Sa 68 na kasamang mga artikulo, 33 (49%) na pag-aaral ang deskriptibo at eksperimental, 17 (25%) ay puro eksperimental, at 18 (26%) ay eksperimental.Puro descriptive.Sa 50 (73%) na eksperimentong pag-aaral, 21 (31%) ang gumamit ng randomization.34 na pag-aaral lamang (50%) ang kasama ng mga pagsusuri sa istatistika.Ang talahanayan 1 ay nagbubuod ng mga katangian ng bawat pag-aaral.
Sinuri ng 33 artikulo (48%) ang rehiyon ng ulo, 19 na artikulo (28%) ang sumusuri sa rehiyon ng thoracic, 17 artikulo (25%) ang nagsuri sa rehiyon ng abdominopelvic, at 15 na artikulo (22%) ang nagsuri sa mga paa't kamay.Limampu't isang artikulo (75%) ang nagbanggit ng 3D printed bones bilang anatomical models o multi-slice anatomical models.
Tungkol sa mga modelo ng pinagmulan o file na ginamit upang bumuo ng 3DPAM, 23 artikulo (34%) ang nagbanggit ng paggamit ng data ng pasyente, 20 artikulo (29%) ang nagbanggit ng paggamit ng cadaveric data, at 17 artikulo (25%) ang nagbanggit ng paggamit ng mga database.ginamit, at 7 pag-aaral (10%) ang hindi nagbunyag ng pinagmulan ng mga dokumentong ginamit.
47 na pag-aaral (69%) ang bumuo ng 3DPAM batay sa computed tomography, at 3 pag-aaral (4%) ang nag-ulat ng paggamit ng microCT.7 artikulo (10%) ang nag-project ng mga 3D na bagay gamit ang mga optical scanner, 4 na artikulo (6%) gamit ang MRI, at 1 artikulo (1%) gamit ang mga camera at microscope.Hindi binanggit ng 14 na artikulo (21%) ang pinagmulan ng mga file ng pinagmulan ng disenyo ng modelong 3D.Ang mga 3D na file ay nilikha na may average na spatial na resolusyon na mas mababa sa 0.5 mm.Ang pinakamainam na resolution ay 30 μm [80] at ang maximum na resolution ay 1.5 mm [32].
Animnapung iba't ibang software application (segmentation, modelling, disenyo o pag-print) ang ginamit.Ginamit ang Mimics (Materialise, Leuven, Belgium) nang madalas (14 na pag-aaral, 21%), na sinusundan ng MeshMixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 pag-aaral, 19%), Geomagic (3D System, MO, NC, Leesville) .(10 pag-aaral, 15%), 3D Slicer (Slicer Developer Training, Boston, MA) (9 na pag-aaral, 13%), Blender (Blender Foundation, Amsterdam, Netherlands) (8 pag-aaral, 12%) at CURA (Geldemarsen, Netherlands) (7 pag-aaral, 10%).
Animnapu't pitong magkakaibang modelo ng printer at limang proseso ng pag-print ang binanggit.Ang teknolohiyang FDM (Fused Deposition Modeling) ay ginamit sa 26 na produkto (38%), material blasting sa 13 produkto (19%) at sa wakas ay binder blasting (11 produkto, 16%).Ang pinakakaunting ginagamit na teknolohiya ay stereolithography (SLA) (5 artikulo, 7%) at selective laser sintering (SLS) (4 na artikulo, 6%).Ang pinakakaraniwang ginagamit na printer (7 artikulo, 10%) ay ang Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Israel) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Kapag tinukoy ang mga materyales na ginamit sa paggawa ng 3DPAM (51 na artikulo, 75%), 48 na pag-aaral (71%) ang gumamit ng mga plastik at mga derivatives ng mga ito.Ang mga pangunahing materyales na ginamit ay PLA (polylactic acid) (n = 20, 29%), resin (n = 9, 13%) at ABS (acrylonitrile butadiene styrene) (7 uri, 10%).Sinuri ng 23 artikulo (34%) ang 3DPAM na ginawa mula sa maraming materyales, 36 na artikulo (53%) ang nagpakita ng 3DPAM na ginawa mula sa isang materyal lamang, at 9 na artikulo (13%) ang hindi nagtukoy ng materyal.
Dalawampu't siyam na artikulo (43%) ang nag-ulat ng mga ratio ng pag-print mula 0.25:1 hanggang 2:1, na may average na 1:1.Dalawampu't limang artikulo (37%) ang gumamit ng 1:1 ratio.28 3DPAMs (41%) ay binubuo ng maraming kulay, at 9 (13%) ang tinina pagkatapos ng pag-print [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Tatlumpu't apat na artikulo (50%) ang nagbanggit ng mga gastos.Binanggit ng 9 na artikulo (13%) ang halaga ng mga 3D printer at hilaw na materyales.Ang mga printer ay nasa presyo mula $302 hanggang $65,000.Kapag tinukoy, ang mga presyo ng modelo ay mula sa $1.25 hanggang $2,800;ang mga sukdulang ito ay tumutugma sa mga skeletal specimen [47] at mga high-fidelity na retroperitoneal na modelo [48].Ang talahanayan 2 ay nagbubuod ng data ng modelo para sa bawat kasamang pag-aaral.
Tatlumpu't pitong pag-aaral (54%) ang inihambing ang 3DAPM sa isang sangguniang modelo.Kabilang sa mga pag-aaral na ito, ang pinakakaraniwang comparator ay isang anatomical reference model, na ginamit sa 14 na artikulo (38%), plastinated na paghahanda sa 6 na artikulo (16%), plastinated na paghahanda sa 6 na artikulo (16%).Paggamit ng virtual reality, computed tomography imaging ng isang 3DPAM sa 5 artikulo (14%), isa pang 3DPAM sa 3 artikulo (8%), seryosong laro sa 1 artikulo (3%), radiograph sa 1 artikulo (3%), mga modelo ng negosyo sa 1 artikulo (3%) at augmented reality sa 1 artikulo (3%).Tatlumpu't apat (50%) na pag-aaral ang tinasa ang 3DPAM.Labinlimang (48%) na pag-aaral ang inilarawan nang detalyado ang mga karanasan ng mga taga-rate (Talahanayan 3).Ang 3DPAM ay isinagawa ng mga surgeon o dumadalo sa mga manggagamot sa 7 pag-aaral (47%), anatomical na mga espesyalista sa 6 na pag-aaral (40%), mga mag-aaral sa 3 pag-aaral (20%), mga guro (disiplina na hindi tinukoy) sa 3 pag-aaral (20%) para sa pagtatasa at isa pang evaluator sa artikulo (7%).Ang average na bilang ng mga evaluator ay 14 (minimum 2, maximum 30).Tatlumpu't tatlong pag-aaral (49%) ang nag-assess ng 3DPAM morphology sa qualitatively, at 10 na pag-aaral (15%) ang nag-assess ng 3DPAM morphology sa quantitatively.Sa 33 pag-aaral na gumamit ng qualitative assessments, 16 ang gumamit ng puro descriptive assessments (48%), 9 ang gumamit ng tests/rating/surveys (27%), at 8 ang gumamit ng Likert scales (24%).Ang talahanayan 3 ay nagbubuod ng mga morphological assessment ng mga modelo sa bawat kasamang pag-aaral.
Tatlumpu't tatlong (48%) na artikulo ang nagsuri at nagkumpara sa bisa ng pagtuturo ng 3DPAM sa mga mag-aaral.Sa mga pag-aaral na ito, 23 (70%) na artikulo ang nagsuri sa kasiyahan ng mag-aaral, 17 (51%) ang gumamit ng Likert scale, at 6 (18%) ang gumamit ng iba pang pamamaraan.Dalawampu't dalawang artikulo (67%) ang nagsuri sa pagkatuto ng mag-aaral sa pamamagitan ng pagsusuri sa kaalaman, kung saan 10 (30%) ang gumamit ng mga pretest at/o posttest.Labing-isang pag-aaral (33%) ang gumamit ng multiple-choice na mga tanong at pagsusulit upang masuri ang kaalaman ng mga mag-aaral, at limang pag-aaral (15%) ang gumamit ng image labeling/anatomical identification.Isang average ng 76 na mag-aaral ang lumahok sa bawat pag-aaral (minimum 8, maximum 319).Dalawampu't apat na pag-aaral (72%) ang may control group, kung saan 20 (60%) ang gumamit ng randomization.Sa kaibahan, isang pag-aaral (3%) ang random na nagtalaga ng mga anatomical na modelo sa 10 iba't ibang mga mag-aaral.Sa karaniwan, 2.6 na grupo ang inihambing (minimum 2, maximum 10).Dalawampu't tatlong pag-aaral (70%) ang kinasasangkutan ng mga medikal na estudyante, kung saan 14 (42%) ay mga estudyanteng medikal sa unang taon.Anim (18%) na pag-aaral ang kinasasangkutan ng mga residente, 4 (12%) na mag-aaral sa ngipin, at 3 (9%) na mag-aaral sa agham.Anim na pag-aaral (18%) ang nagpatupad at nagsuri ng autonomous learning gamit ang 3DPAM.Ang talahanayan 4 ay nagbubuod ng mga resulta ng pagtatasa ng pagiging epektibo ng pagtuturo ng 3DPAM para sa bawat kasamang pag-aaral.
Ang mga pangunahing bentahe na iniulat ng mga may-akda para sa paggamit ng 3DPAM bilang isang tool sa pagtuturo para sa normal na anatomya ng tao ay mga katangiang biswal at pandamdam, kabilang ang pagiging totoo [55, 67], katumpakan [44, 50, 72, 85], at pagkakaiba-iba ng pagkakapare-pareho [34, 45]. ]., 48, 64], kulay at transparency [28, 45], tibay [24, 56, 73], epektong pang-edukasyon [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], gastos [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], reproducibility [80], posibilidad ng pagpapabuti o pag-personalize [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67 , 80], ang kakayahang manipulahin ang mga mag-aaral [30, 49], makatipid ng oras sa pagtuturo [61, 80], kadalian ng pag-imbak [61], ang kakayahang pagsamahin ang functional anatomy o lumikha ng mga partikular na istruktura [51, 53], 67] , mabilis na disenyo ng mga modelo ng skeletal [81], ang kakayahang magkatuwang na lumikha ng mga modelo at dalhin ang mga ito sa bahay [49, 60, 71], mapabuti ang mga kakayahan sa pag-ikot ng kaisipan [23] at pagpapanatili ng kaalaman [32], gayundin sa guro [ 25, 63] at kasiyahan ng mag-aaral [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Ang mga pangunahing kawalan ay nauugnay sa disenyo: tigas [80], pagkakapare-pareho [28, 62], kakulangan ng detalye o transparency [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], masyadong maliwanag ang mga kulay [45].at ang hina ng sahig[71].Ang iba pang mga disadvantages ay kinabibilangan ng pagkawala ng impormasyon [30, 76], mahabang oras na kinakailangan para sa segmentation ng imahe [36, 52, 57, 58, 74], oras ng pag-print [57, 63, 66, 67], kakulangan ng anatomical variability [25], at gastos.Mataas[48].
Ang sistematikong pagsusuri na ito ay nagbubuod ng 68 artikulong nai-publish sa loob ng 9 na taon at itinatampok ang interes ng komunidad ng siyentipiko sa 3DPAM bilang isang tool para sa pagtuturo ng normal na anatomy ng tao.Ang bawat anatomical na rehiyon ay pinag-aralan at naka-print na 3D.Sa mga artikulong ito, 37 artikulo ang inihambing ang 3DPAM sa iba pang mga modelo, at 33 artikulo ang nagsuri sa kaugnayan ng pedagogical ng 3DPAM para sa mga mag-aaral.
Dahil sa mga pagkakaiba sa disenyo ng anatomical 3D printing studies, hindi namin itinuring na angkop na magsagawa ng meta-analysis.Ang isang meta-analysis na inilathala noong 2020 ay pangunahing nakatuon sa mga pagsusuri sa anatomical na kaalaman pagkatapos ng pagsasanay nang hindi sinusuri ang teknikal at teknolohikal na aspeto ng disenyo at produksyon ng 3DPAM [10].
Ang rehiyon ng ulo ay ang pinaka-pinag-aralan, marahil dahil ang pagiging kumplikado ng anatomy nito ay nagpapahirap sa mga mag-aaral na ilarawan ang anatomikal na rehiyon na ito sa tatlong-dimensional na espasyo kumpara sa mga limbs o torso.Ang CT ay sa ngayon ang pinakakaraniwang ginagamit na imaging modality.Ang diskarteng ito ay malawakang ginagamit, lalo na sa mga medikal na setting, ngunit may limitadong spatial na resolution at mababang soft tissue contrast.Ang mga limitasyong ito ay ginagawang hindi angkop ang mga CT scan para sa pagse-segment at pagmomodelo ng nervous system.Sa kabilang banda, ang computed tomography ay mas angkop para sa bone tissue segmentation/modeling;Nakakatulong ang contrast ng buto/soft tissue na kumpletuhin ang mga hakbang na ito bago mag-3D ng mga anatomical na modelo.Sa kabilang banda, ang microCT ay itinuturing na teknolohiya ng sanggunian sa mga tuntunin ng spatial na resolusyon sa bone imaging [70].Ang mga optical scanner o MRI ay maaari ding gamitin upang makakuha ng mga larawan.Pinipigilan ng mas mataas na resolution ang pagpapakinis ng mga ibabaw ng buto at pinapanatili ang pagiging banayad ng mga anatomical na istruktura [59].Ang pagpili ng modelo ay nakakaapekto rin sa spatial na resolusyon: halimbawa, ang mga modelo ng plasticization ay may mas mababang resolution [45].Ang mga graphic designer ay kailangang gumawa ng mga custom na 3D na modelo, na nagpapataas ng mga gastos ($25 hanggang $150 kada oras) [43].Ang pagkuha ng mataas na kalidad na .STL file ay hindi sapat upang lumikha ng mga de-kalidad na anatomical na modelo.Kinakailangan upang matukoy ang mga parameter ng pag-print, tulad ng oryentasyon ng anatomical na modelo sa plato ng pag-print [29].Iminumungkahi ng ilang may-akda na ang mga advanced na teknolohiya sa pag-print tulad ng SLS ay dapat gamitin hangga't maaari upang mapabuti ang katumpakan ng 3DPAM [38].Ang paggawa ng 3DPAM ay nangangailangan ng propesyonal na tulong;ang pinaka-hinahangad na mga espesyalista ay mga inhinyero [72], radiologist, [75], mga graphic designer [43] at anatomist [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Ang segmentation at pagmomodelo ng software ay mahalagang mga salik sa pagkuha ng tumpak na anatomical na mga modelo, ngunit ang halaga ng mga software package na ito at ang pagiging kumplikado ng mga ito ay humahadlang sa kanilang paggamit.Inihambing ng ilang mga pag-aaral ang paggamit ng iba't ibang mga pakete ng software at mga teknolohiya sa pag-print, na nagpapakita ng mga pakinabang at disadvantages ng bawat teknolohiya [68].Bilang karagdagan sa pagmomodelo ng software, ang pag-print ng software na katugma sa napiling printer ay kinakailangan din;ginusto ng ilang may-akda na gumamit ng online 3D printing [75].Kung sapat na mga 3D na bagay ang nai-print, ang pamumuhunan ay maaaring humantong sa mga pagbabalik sa pananalapi [72].
Ang plastik ay sa ngayon ang pinakakaraniwang ginagamit na materyal.Ang malawak na hanay ng mga texture at kulay nito ay ginagawa itong materyal na pinili para sa 3DPAM.Pinuri ng ilang mga may-akda ang mataas na lakas nito kumpara sa tradisyonal na cadaveric o plastinated na mga modelo [24, 56, 73].Ang ilang mga plastik ay mayroon pa ngang baluktot o pag-uunat na mga katangian.Halimbawa, ang Filaflex na may teknolohiyang FDM ay maaaring umabot ng hanggang 700%.Itinuturing ng ilang may-akda na ito ang materyal na pinili para sa pagtitiklop ng kalamnan, litid at ligament [63].Sa kabilang banda, dalawang pag-aaral ang nagtaas ng mga katanungan tungkol sa hibla na oryentasyon sa panahon ng pag-print.Sa katunayan, ang oryentasyon ng fiber ng kalamnan, pagpasok, innervation, at function ay kritikal sa pagmomodelo ng kalamnan [33].
Nakapagtataka, ilang mga pag-aaral ang nagbanggit ng sukat ng pag-iimprenta.Dahil itinuturing ng maraming tao na pamantayan ang 1:1 ratio, maaaring pinili ng may-akda na huwag banggitin ito.Bagama't magiging kapaki-pakinabang ang pag-scale up para sa direktang pag-aaral sa malalaking grupo, ang pagiging posible ng scaling ay hindi pa nasusuri, lalo na sa lumalaking laki ng klase at ang pisikal na sukat ng modelo ay isang mahalagang salik.Siyempre, ang buong laki ng mga kaliskis ay nagpapadali sa paghahanap at pakikipag-usap ng iba't ibang anatomical na elemento sa pasyente, na maaaring ipaliwanag kung bakit madalas itong ginagamit.
Sa maraming printer na available sa merkado, ang mga gumagamit ng PolyJet (material o binder inkjet) na teknolohiya upang magbigay ng kulay at multi-layer (at samakatuwid ay multi-texture) na high definition na gastos sa pag-print sa pagitan ng US$20,000 at US$250,000 (https: //www .aniwaa.com/).Maaaring limitahan ng mataas na gastos na ito ang pag-promote ng 3DPAM sa mga medikal na paaralan.Bilang karagdagan sa halaga ng printer, ang halaga ng mga materyales na kinakailangan para sa inkjet printing ay mas mataas kaysa sa SLA o FDM printer [68].Ang mga presyo para sa mga printer ng SLA o FDM ay mas abot-kaya rin, mula €576 hanggang €4,999 sa mga artikulong nakalista sa pagsusuring ito.Ayon kay Tripodi at mga kasamahan, ang bawat bahagi ng kalansay ay maaaring i-print sa halagang US$1.25 [47].Napagpasyahan ng labing isang pag-aaral na ang 3D printing ay mas mura kaysa sa plasticization o komersyal na mga modelo [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83].Bukod dito, ang mga komersyal na modelong ito ay idinisenyo upang magbigay ng impormasyon ng pasyente nang walang sapat na detalye para sa pagtuturo ng anatomy [80].Ang mga komersyal na modelong ito ay itinuturing na mas mababa sa 3DPAM [44].Kapansin-pansin na, bilang karagdagan sa teknolohiya ng pag-imprenta na ginamit, ang panghuling gastos ay proporsyonal sa sukat at samakatuwid ang panghuling sukat ng 3DPAM [48].Para sa mga kadahilanang ito, ang buong sukat na sukat ay ginustong [37].
Isang pag-aaral lamang ang inihambing ang 3DPAM sa mga available na komersyal na anatomical na modelo [72].Ang mga cadaveric sample ay ang pinakakaraniwang ginagamit na comparator para sa 3DPAM.Sa kabila ng kanilang mga limitasyon, ang mga cadaveric na modelo ay nananatiling isang mahalagang tool para sa pagtuturo ng anatomy.Ang pagkakaiba ay dapat gawin sa pagitan ng autopsy, dissection at dry bone.Batay sa mga pagsusulit sa pagsasanay, ipinakita ng dalawang pag-aaral na ang 3DPAM ay makabuluhang mas epektibo kaysa sa plastinated dissection [16, 27].Inihambing ng isang pag-aaral ang isang oras ng pagsasanay gamit ang 3DPAM (lower extremity) na may isang oras na dissection ng parehong anatomical region [78].Walang makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang pamamaraan ng pagtuturo.Malamang na kakaunti ang pagsasaliksik sa paksang ito dahil mahirap gawin ang mga ganitong paghahambing.Ang dissection ay isang matagal na paghahanda para sa mga mag-aaral.Minsan dose-dosenang oras ng paghahanda ang kailangan, depende sa kung ano ang inihahanda.Ang ikatlong paghahambing ay maaaring gawin sa mga tuyong buto.Ang isang pag-aaral nina Tsai at Smith ay natagpuan na ang mga marka ng pagsusulit ay makabuluhang mas mahusay sa grupo gamit ang 3DPAM [51, 63].Napansin ni Chen at ng mga kasamahan na ang mga mag-aaral na gumagamit ng mga modelong 3D ay mas mahusay na gumanap sa pagtukoy ng mga istruktura (mga bungo), ngunit walang pagkakaiba sa mga marka ng MCQ [69].Sa wakas, ipinakita ni Tanner at mga kasamahan ang mas mahusay na mga resulta ng post-test sa pangkat na ito gamit ang 3DPAM ng pterygopalatine fossa [46].Ang iba pang mga bagong kagamitan sa pagtuturo ay natukoy sa pagsusuri sa literatura na ito.Ang pinakakaraniwan sa kanila ay ang augmented reality, virtual reality at seryosong mga laro [43].Ayon kay Mahrous at mga kasamahan, ang kagustuhan para sa mga anatomical na modelo ay nakasalalay sa bilang ng mga oras na naglalaro ang mga mag-aaral ng mga video game [31].Sa kabilang banda, ang isang pangunahing disbentaha ng mga bagong tool sa pagtuturo ng anatomy ay haptic feedback, lalo na para sa mga virtual na tool [48].
Karamihan sa mga pag-aaral na sinusuri ang bagong 3DPAM ay gumamit ng mga paunang pagsusuri ng kaalaman.Ang mga paunang pagsusulit na ito ay nakakatulong na maiwasan ang pagkiling sa pagtatasa.Ang ilang mga may-akda, bago magsagawa ng mga eksperimentong pag-aaral, ay hindi kasama ang lahat ng mga mag-aaral na nakakuha ng mas mataas sa average sa paunang pagsusulit [40].Kabilang sa mga bias na binanggit ni Garas at mga kasamahan ay ang kulay ng modelo at ang pagpili ng mga boluntaryo sa klase ng mag-aaral [61].Pinapadali ng paglamlam ang pagkakakilanlan ng mga anatomical na istruktura.Si Chen at mga kasamahan ay nagtatag ng mahigpit na mga kundisyong pang-eksperimento na walang mga paunang pagkakaiba sa pagitan ng mga grupo at ang pag-aaral ay nabulag sa pinakamataas na lawak na posible [69].Inirerekomenda ni Lim at ng mga kasamahan na ang pagtatasa ng post-test ay kumpletuhin ng isang ikatlong partido upang maiwasan ang pagkiling sa pagtatasa [16].Ang ilang mga pag-aaral ay gumamit ng Likert scale upang masuri ang pagiging posible ng 3DPAM.Ang instrumento na ito ay angkop para sa pagtatasa ng kasiyahan, ngunit mayroon pa ring mahahalagang bias na dapat malaman [86].
Pangunahing tinasa ang kaugnayang pang-edukasyon ng 3DPAM sa mga medikal na estudyante, kabilang ang mga estudyanteng medikal sa unang taon, sa 14 sa 33 pag-aaral.Sa kanilang pag-aaral sa piloto, iniulat ni Wilk at mga kasamahan na ang mga medikal na estudyante ay naniniwala na ang pag-print ng 3D ay dapat isama sa kanilang pag-aaral ng anatomy [87].87% ng mga mag-aaral na sinuri sa pag-aaral ng Cercenelli ay naniniwala na ang ikalawang taon ng pag-aaral ay ang pinakamahusay na oras upang gamitin ang 3DPAM [84].Ipinakita rin ng mga resulta ni Tanner at ng mga kasamahan na mas mahusay ang pagganap ng mga mag-aaral kung hindi pa nila pinag-aralan ang larangan [46].Iminumungkahi ng mga datos na ito na ang unang taon ng medikal na paaralan ay ang pinakamainam na oras upang isama ang 3DPAM sa pagtuturo ng anatomy.Sinuportahan ng meta-analysis ni Ye ang ideyang ito [18].Sa 27 artikulong kasama sa pag-aaral, may mga makabuluhang pagkakaiba sa mga marka ng pagsusulit sa pagitan ng 3DPAM at mga tradisyonal na modelo para sa mga medikal na estudyante, ngunit hindi para sa mga residente.
Ang 3DPAM bilang isang tool sa pag-aaral ay nagpapabuti sa akademikong tagumpay [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], pangmatagalang pagpapanatili ng kaalaman [32], at kasiyahan ng mag-aaral [25, 45, 46, 52, 57, 63] , 66]., 69 , 84].Natuklasan din ng mga panel ng mga eksperto na kapaki-pakinabang ang mga modelong ito [37, 42, 49, 81, 82], at dalawang pag-aaral ang nakahanap ng kasiyahan ng guro sa 3DPAM [25, 63].Sa lahat ng pinagmumulan, itinuturing ng Backhouse at mga kasamahan ang 3D printing bilang pinakamahusay na alternatibo sa mga tradisyonal na anatomical na modelo [49].Sa kanilang unang meta-analysis, kinumpirma ni Ye at ng mga kasamahan na ang mga mag-aaral na nakatanggap ng mga tagubilin sa 3DPAM ay may mas mahusay na mga marka ng post-test kaysa sa mga mag-aaral na nakatanggap ng mga tagubilin sa 2D o cadaver [10].Gayunpaman, pinag-iba nila ang 3DPAM hindi sa pagiging kumplikado, ngunit sa pamamagitan lamang ng puso, sistema ng nerbiyos, at lukab ng tiyan.Sa pitong pag-aaral, hindi nalampasan ng 3DPAM ang iba pang mga modelo batay sa mga pagsusulit sa kaalaman na ibinibigay sa mga mag-aaral [32, 66, 69, 77, 78, 84].Sa kanilang meta-analysis, napagpasyahan ni Salazar at mga kasamahan na ang paggamit ng 3DPAM ay partikular na nagpapabuti sa pag-unawa sa kumplikadong anatomy [17].Ang konseptong ito ay naaayon sa sulat ni Hitas sa editor [88].Ang ilang mga anatomical na lugar na itinuturing na hindi gaanong kumplikado ay hindi nangangailangan ng paggamit ng 3DPAM, samantalang ang mas kumplikadong anatomical na mga lugar (gaya ng leeg o nervous system) ay isang lohikal na pagpipilian para sa 3DPAM.Maaaring ipaliwanag ng konseptong ito kung bakit ang ilang 3DPAM ay hindi itinuturing na superior sa tradisyonal na mga modelo, lalo na kapag ang mga mag-aaral ay kulang sa kaalaman sa domain kung saan ang pagganap ng modelo ay napag-alamang mas mataas.Kaya, ang pagpapakita ng isang simpleng modelo sa mga mag-aaral na mayroon nang ilang kaalaman sa paksa (mga medikal na estudyante o residente) ay hindi nakakatulong sa pagpapabuti ng pagganap ng mag-aaral.
Sa lahat ng nakalistang benepisyong pang-edukasyon, 11 na pag-aaral ang nagbigay-diin sa visual o tactile na katangian ng mga modelo [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], at 3 pag-aaral ang nagpabuti ng lakas at tibay (33 , 50 -52, 63, 79, 85, 86).Ang iba pang mga bentahe ay ang mga mag-aaral ay maaaring manipulahin ang mga istraktura, ang mga guro ay maaaring makatipid ng oras, mas madaling mapanatili ang mga ito kaysa sa mga bangkay, ang proyekto ay maaaring makumpleto sa loob ng 24 na oras, maaari itong magamit bilang isang tool sa pag-aaral sa bahay, at maaari itong magamit upang magturo ng malaking halaga. ng impormasyon.mga grupo [30, 49, 60, 61, 80, 81].Ang paulit-ulit na 3D printing para sa mataas na volume na pagtuturo ng anatomy ay ginagawang mas cost-effective ang mga modelo ng 3D printing [26].Ang paggamit ng 3DPAM ay maaaring mapabuti ang mga kakayahan sa pag-ikot ng isip [23] at mapabuti ang interpretasyon ng mga cross-sectional na imahe [23, 32].Nalaman ng dalawang pag-aaral na ang mga mag-aaral na nakalantad sa 3DPAM ay mas malamang na sumailalim sa operasyon [40, 74].Maaaring i-embed ang mga metal connector upang lumikha ng paggalaw na kailangan para pag-aralan ang functional anatomy [51, 53], o maaaring i-print ang mga modelo gamit ang mga disenyo ng trigger [67].
Ang 3D printing ay nagbibigay-daan sa paglikha ng mga adjustable anatomical na modelo sa pamamagitan ng pagpapabuti ng ilang aspeto sa panahon ng pagmomodelo, [48, 80] paglikha ng angkop na base, [59] pagsasama-sama ng maraming modelo, [36] gamit ang transparency, (49) kulay, [45] o ginagawang nakikita ang ilang mga panloob na istruktura [30].Ginamit ni Tripodi at mga kasamahan ang sculpting clay upang umakma sa kanilang 3D printed bone models, na binibigyang-diin ang halaga ng mga co-created na modelo bilang mga tool sa pagtuturo [47].Sa 9 na pag-aaral, inilapat ang kulay pagkatapos ng pag-print [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], ngunit isang beses lang ito inilapat ng mga mag-aaral [49].Sa kasamaang palad, hindi nasuri ng pag-aaral ang kalidad ng pagsasanay sa modelo o ang pagkakasunud-sunod ng pagsasanay.Dapat itong isaalang-alang sa konteksto ng edukasyon sa anatomya, dahil ang mga benepisyo ng pinaghalo na pag-aaral at co-creation ay mahusay na itinatag [89].Upang makayanan ang lumalagong aktibidad sa advertising, ang pag-aaral sa sarili ay ginamit nang maraming beses upang suriin ang mga modelo [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Napagpasyahan ng isang pag-aaral na ang kulay ng plastik na materyal ay masyadong maliwanag[45], ang isa pang pag-aaral ay nagpasiya na ang modelo ay masyadong marupok[71], at dalawang iba pang pag-aaral ang nagpahiwatig ng kakulangan ng anatomical variability sa disenyo ng mga indibidwal na modelo[25, 45]. ]..Napagpasyahan ng pitong pag-aaral na ang anatomical na detalye ng 3DPAM ay hindi sapat [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Para sa mas detalyadong anatomical na mga modelo ng malaki at kumplikadong mga rehiyon, tulad ng retroperitoneum o cervical spine, ang oras ng pagse-segment at pagmomodelo ay itinuturing na napakatagal at ang gastos ay napakataas (mga US$2000) [27, 48].Sinabi ni Hojo at mga kasamahan sa kanilang pag-aaral na tumagal ng 40 oras upang lumikha ng anatomical na modelo ng pelvis [42].Ang pinakamahabang oras ng pagse-segment ay 380 oras sa isang pag-aaral ng Weatherall at mga kasamahan, kung saan pinagsama-sama ang maraming modelo upang lumikha ng isang kumpletong modelo ng daanan ng hangin ng bata [36].Sa siyam na pag-aaral, ang segmentation at oras ng pag-print ay itinuturing na mga disadvantages [36, 42, 57, 58, 74].Gayunpaman, pinuna ng 12 pag-aaral ang mga pisikal na katangian ng kanilang mga modelo, lalo na ang kanilang pagkakapare-pareho, [28, 62] kakulangan ng transparency, [30] fragility at monochromaticity, [71] kakulangan ng soft tissue, [66] o kakulangan ng detalye [28, 34]., 45, 48, 62, 63, 81].Ang mga kawalan na ito ay maaaring pagtagumpayan sa pamamagitan ng pagtaas ng oras ng segmentation o simulation.Ang pagkawala at pagkuha ng nauugnay na impormasyon ay isang problemang kinakaharap ng tatlong koponan [30, 74, 77].Ayon sa mga ulat ng pasyente, ang mga iodinated contrast agent ay hindi nagbibigay ng pinakamainam na vascular visibility dahil sa mga limitasyon ng dosis [74].Ang pag-iniksyon ng isang cadaveric na modelo ay tila isang perpektong paraan na lumalayo sa prinsipyo ng "kaunti hangga't maaari" at ang mga limitasyon ng dosis ng contrast agent na iniksyon.
Sa kasamaang palad, maraming mga artikulo ang hindi nagbabanggit ng ilang pangunahing tampok ng 3DPAM.Wala pang kalahati ng mga artikulo ang tahasang nagpahayag kung tinted ang kanilang 3DPAM.Ang saklaw ng saklaw ng pag-print ay hindi pare-pareho (43% ng mga artikulo), at 34% lamang ang nagbanggit ng paggamit ng maramihang media.Ang mga parameter sa pag-print na ito ay kritikal dahil naiimpluwensyahan nila ang mga katangian ng pag-aaral ng 3DPAM.Karamihan sa mga artikulo ay hindi nagbibigay ng sapat na impormasyon tungkol sa mga kumplikado ng pagkuha ng 3DPAM (panahon ng disenyo, mga kwalipikasyon ng tauhan, mga gastos sa software, mga gastos sa pag-print, atbp.).Ang impormasyong ito ay kritikal at dapat isaalang-alang bago isaalang-alang ang pagsisimula ng isang proyekto upang bumuo ng bagong 3DPAM.
Ipinapakita ng sistematikong pagsusuri na ito na ang pagdidisenyo at pag-print ng 3D na mga normal na anatomical na modelo ay magagawa sa mababang halaga, lalo na kapag gumagamit ng mga FDM o SLA na printer at murang mga materyal na plastik na may iisang kulay.Gayunpaman, ang mga pangunahing disenyong ito ay maaaring pahusayin sa pamamagitan ng pagdaragdag ng kulay o pagdaragdag ng mga disenyo sa iba't ibang materyales.Ang mga mas makatotohanang modelo (naka-print gamit ang maraming materyales na may iba't ibang kulay at texture upang malapit na magaya ang mga katangian ng tactile ng isang modelo ng sangguniang bangkay) ay nangangailangan ng mas mahal na mga teknolohiya sa pag-print ng 3D at mas mahabang panahon ng disenyo.Ito ay makabuluhang tataas ang kabuuang gastos.Kahit anong proseso ng pag-print ang pipiliin, ang pagpili ng naaangkop na paraan ng imaging ay susi sa tagumpay ng 3DPAM.Kung mas mataas ang spatial na resolution, nagiging mas makatotohanan ang modelo at maaaring magamit para sa advanced na pananaliksik.Mula sa isang pedagogical na pananaw, ang 3DPAM ay isang epektibong tool para sa pagtuturo ng anatomy, bilang ebidensya ng mga pagsusulit sa kaalaman na ibinibigay sa mga mag-aaral at ang kanilang kasiyahan.Ang epekto ng pagtuturo ng 3DPAM ay pinakamahusay kapag ito ay nagpaparami ng mga kumplikadong anatomical na rehiyon at ginagamit ito ng mga mag-aaral nang maaga sa kanilang medikal na pagsasanay.
Ang mga dataset na nabuo at/o nasuri sa kasalukuyang pag-aaral ay hindi available sa publiko dahil sa mga hadlang sa wika ngunit available mula sa kaukulang may-akda sa makatwirang kahilingan.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM.Isang pagsusuri ng mga kursong gross anatomy, microanatomy, neurobiology, at embryology sa kurikulum ng medikal na paaralan ng US.Anat Rec.2002;269(2):118-22.
Ghosh SK Cadaveric dissection bilang isang tool na pang-edukasyon para sa anatomical science sa ika-21 siglo: Dissection bilang isang tool na pang-edukasyon.Pagsusuri ng edukasyon sa agham.2017;10(3):286–99.
Oras ng post: Abr-09-2024