Ang mga three-dimensional printed anatomical models (3DPAMs) ay tila isang angkop na kagamitan dahil sa kanilang kahalagahang pang-edukasyon at kakayahang magamit. Ang layunin ng pagsusuring ito ay upang ilarawan at suriin ang mga pamamaraang ginamit upang lumikha ng 3DPAM para sa pagtuturo ng anatomiya ng tao at upang suriin ang kontribusyon nito sa pagtuturo.
Isinagawa ang isang elektronikong paghahanap sa PubMed gamit ang mga sumusunod na termino: edukasyon, paaralan, pag-aaral, pagtuturo, pagsasanay, pagtuturo, edukasyon, three-dimensional, 3D, 3-dimensional, pag-iimprenta, pag-iimprenta, pag-iimprenta, anatomiya, anatomiya, at anatomiya. Kasama sa mga natuklasan ang mga katangian ng pag-aaral, disenyo ng modelo, pagtatasa ng morpolohiya, pagganap sa edukasyon, mga kalakasan at kahinaan.
Sa 68 napiling artikulo, ang pinakamalaking bilang ng mga pag-aaral ay nakatuon sa rehiyon ng bungo (33 artikulo); 51 artikulo ang bumanggit sa bone printing. Sa 47 artikulo, ang 3DPAM ay binuo batay sa computed tomography. Limang proseso ng pag-imprenta ang nakalista. Ang mga plastik at ang kanilang mga derivatives ay ginamit sa 48 pag-aaral. Ang bawat disenyo ay may presyo mula $1.25 hanggang $2,800. Tatlumpu't pitong pag-aaral ang nagkumpara sa 3DPAM sa mga reference model. Tatlumpu't tatlong artikulo ang sumuri sa mga aktibidad na pang-edukasyon. Ang mga pangunahing benepisyo ay ang kalidad ng biswal at pandamdam, kahusayan sa pag-aaral, kakayahang maulit, kakayahang ipasadya at liksi, pagtitipid ng oras, pagsasama ng functional anatomy, mas mahusay na kakayahan sa pag-ikot ng isip, pagpapanatili ng kaalaman at kasiyahan ng guro/estudyante. Ang mga pangunahing disbentaha ay may kaugnayan sa disenyo: consistency, kakulangan ng detalye o transparency, mga kulay na masyadong maliwanag, mahabang oras ng pag-print at mataas na gastos.
Ipinapakita ng sistematikong pagsusuring ito na ang 3DPAM ay matipid at epektibo para sa pagtuturo ng anatomiya. Ang mas makatotohanang mga modelo ay nangangailangan ng paggamit ng mas mamahaling teknolohiya sa 3D printing at mas mahabang oras ng disenyo, na lubos na magpapataas sa kabuuang gastos. Ang susi ay ang pagpili ng naaangkop na paraan ng pag-imaging. Mula sa isang pedagogical point of view, ang 3DPAM ay isang epektibong kasangkapan para sa pagtuturo ng anatomiya, na may positibong epekto sa mga resulta ng pagkatuto at kasiyahan. Ang epekto ng pagtuturo ng 3DPAM ay pinakamahusay kapag nire-reproduce nito ang mga kumplikadong anatomical na rehiyon at ginagamit ito ng mga mag-aaral sa simula ng kanilang pagsasanay sa medisina.
Ang pag-dissect ng mga bangkay ng hayop ay isinasagawa na simula pa noong sinaunang Gresya at isa sa mga pangunahing pamamaraan ng pagtuturo ng anatomiya. Ang mga cadaveric dissection na isinasagawa sa panahon ng praktikal na pagsasanay ay ginagamit sa teoretikal na kurikulum ng mga mag-aaral ng medisina sa unibersidad at kasalukuyang itinuturing na pamantayang ginto para sa pag-aaral ng anatomiya [1,2,3,4,5]. Gayunpaman, maraming hadlang sa paggamit ng mga ispesimen ng bangkay ng tao, na nag-uudyok sa paghahanap ng mga bagong kagamitan sa pagsasanay [6, 7]. Ang ilan sa mga bagong kagamitang ito ay kinabibilangan ng augmented reality, mga digital na kagamitan, at 3D printing. Ayon sa isang kamakailang pagsusuri sa literatura nina Santos et al. [8] Kung pag-uusapan ang halaga ng mga bagong teknolohiyang ito para sa pagtuturo ng anatomiya, ang 3D printing ay tila isa sa pinakamahalagang mapagkukunan, kapwa sa mga tuntunin ng halagang pang-edukasyon para sa mga mag-aaral at sa mga tuntunin ng posibilidad ng pagpapatupad [4,9,10].
Hindi na bago ang 3D printing. Ang mga unang patente na may kaugnayan sa teknolohiyang ito ay nagmula pa noong 1984: sina A Le Méhauté, O De Witte at JC André sa France, at pagkalipas ng tatlong linggo ay si C Hull sa USA. Simula noon, ang teknolohiya ay patuloy na umunlad at ang paggamit nito ay lumawak sa maraming larangan. Halimbawa, inilimbag ng NASA ang unang bagay na lampas sa Daigdig noong 2014 [11]. Ginamit din ng larangan ng medisina ang bagong kagamitang ito, sa gayon ay pinapataas ang pagnanais na bumuo ng personalized na medisina [12].
Maraming awtor ang nagpakita ng mga benepisyo ng paggamit ng 3D printed anatomical models (3DPAM) sa edukasyong medikal [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Kapag nagtuturo ng anatomiya ng tao, kinakailangan ang mga modelong hindi patolohiko at normal sa anatomiya. Sinuri ng ilang pagsusuri ang mga modelo ng pagsasanay na patolohiko o medikal/kirurhiko [8, 20, 21]. Upang bumuo ng isang hybrid model para sa pagtuturo ng anatomiya ng tao na nagsasama ng mga bagong kagamitan tulad ng 3D printing, nagsagawa kami ng isang sistematikong pagsusuri upang ilarawan at suriin kung paano nalilikha ang mga 3D printed na bagay para sa pagtuturo ng anatomiya ng tao at kung paano sinusuri ng mga mag-aaral ang pagiging epektibo ng pag-aaral gamit ang mga 3D object na ito.
Ang sistematikong pagsusuri ng 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 papel pananaliksik na gumagamit ng 3DPAM sa pagtuturo/pagkatuto ng anatomiya. Hindi isinama ang mga pagsusuri sa literatura, mga liham, o mga artikulo na nakatuon sa mga modelong patolohiya, mga modelo ng hayop, mga modelong arkeolohiko, at mga modelo ng pagsasanay medikal/kirurhiko. Tanging mga artikulong inilathala sa Ingles ang napili. Hindi isinama ang mga artikulong walang makukuhang online na abstrak. Isinama ang mga artikulong naglalaman ng maraming modelo, na kahit isa ay normal sa anatomiya o may minor na patolohiya na hindi nakakaapekto sa halaga ng pagtuturo.
Isinagawa ang paghahanap ng literatura sa elektronikong database na PubMed (National Library of Medicine, NCBI) upang matukoy ang mga kaugnay na pag-aaral na inilathala hanggang Hunyo 2022. Gamitin ang mga sumusunod na termino para sa paghahanap: edukasyon, paaralan, pagtuturo, pagtuturo, pag-aaral, pagtuturo, edukasyon, three-dimensional, 3D, 3D, pag-iimprenta, pag-iimprenta, pag-iimprenta, anatomiya, anatomiya, anatomiya at anatomiya. Isang query lang ang isinagawa: (((education[Title/Abstract] OR school[Title/Abstract] ORlearning[Title/Abstract] OR teaching[Title/Abstract] OR training[Title/Abstract] OReach[Title/Abstract] ] OR Education [Title/Abstract]) AND (Three Dimensions [Title] OR 3D [Title] OR 3D [Title])) AND (Print [Title] OR Print [Title] OR Print [Title])) AND (Anatomy) [Title] ]/abstract] o anatomy [title/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 PubMed database at pagsusuri ng mga sanggunian ng iba pang mga siyentipikong artikulo. Walang inilapat na mga paghihigpit sa petsa, ngunit ginamit ang filter na "Tao".
Ang lahat ng nakuhang pamagat at abstrak ay sinuri batay sa pamantayan ng pagsasama at pagbubukod ng dalawang may-akda (EBR at AL), at ang anumang pag-aaral na hindi nakakatugon sa lahat ng pamantayan sa pagiging karapat-dapat ay hindi isinama. Ang mga publikasyong may kumpletong teksto ng mga natitirang pag-aaral ay kinuha at sinuri ng tatlong may-akda (EBR, EBE at AL). Kung kinakailangan, ang mga hindi pagkakasundo sa pagpili ng mga artikulo ay nilutas ng pang-apat na panauhin (LT). Ang mga publikasyong nakakatugon sa lahat ng pamantayan sa pagsasama ay isinama sa pagsusuring ito.
Ang pagkuha ng datos ay isinagawa nang magkahiwalay ng dalawang awtor (EBR at AL) sa ilalim ng pangangasiwa ng ikatlong awtor (LT).
- Datos ng disenyo ng modelo: mga anatomikal na rehiyon, mga partikular na anatomikal na bahagi, paunang modelo para sa 3D printing, paraan ng pagkuha, software para sa segmentasyon at pagmomodelo, uri ng 3D printer, uri at dami ng materyal, sukat ng pag-print, kulay, gastos sa pag-print.
- Morpolohikal na pagtatasa ng mga modelo: mga modelong ginamit para sa paghahambing, medikal na pagtatasa ng mga eksperto/guro, bilang ng mga tagasuri, uri ng pagtatasa.
- Pagtuturo ng 3D model: pagtatasa ng kaalaman ng mag-aaral, paraan ng pagtatasa, bilang ng mga mag-aaral, bilang ng mga grupo ng paghahambing, randomisasyon ng mga mag-aaral, edukasyon/uri ng mag-aaral.
418 na pag-aaral ang natukoy sa MEDLINE, at 139 na artikulo ang hindi isinama gamit ang filter na "pantao". Matapos suriin ang mga pamagat at abstrak, 103 pag-aaral ang napili para sa buong tekstong pagbabasa. 34 na artikulo ang hindi isinama dahil ang mga ito ay alinman sa mga modelong pathological (9 na artikulo), mga modelo ng pagsasanay medikal/kirurhiko (4 na artikulo), mga modelo ng hayop (4 na artikulo), mga modelong 3D radiological (1 artikulo) o hindi mga orihinal na artikulong siyentipiko (16 na kabanata). Isang kabuuang 68 artikulo ang isinama sa pagsusuri. Ipinapakita ng Figure 1 ang proseso ng pagpili bilang isang flow chart.
Isang tsart ng daloy na nagbubuod sa pagkilala, pagsusuri, at pagsasama ng mga artikulo sa sistematikong pagsusuring ito
Ang lahat ng mga pag-aaral ay nailathala sa pagitan ng 2014 at 2022, na may average na taon ng publikasyon na 2019. Sa 68 na isinama na artikulo, 33 (49%) na pag-aaral ay deskriptibo at eksperimental, 17 (25%) ay purong eksperimental, at 18 (26%) ay eksperimental. Purong deskriptibo. Sa 50 (73%) na mga eksperimental na pag-aaral, 21 (31%) ang gumamit ng randomization. 34 na pag-aaral (50%) lamang ang nagsama ng mga pagsusuring istatistikal. Binubuod ng Talahanayan 1 ang mga katangian ng bawat pag-aaral.
33 artikulo (48%) ang sumuri sa rehiyon ng ulo, 19 na artikulo (28%) ang sumuri sa rehiyon ng dibdib, 17 artikulo (25%) ang sumuri sa rehiyon ng abdominopelvic, at 15 artikulo (22%) ang sumuri sa mga paa't kamay. Limampu't isang artikulo (75%) ang bumanggit sa mga 3D printed na buto bilang mga anatomical model o multi-slice anatomical model.
Tungkol sa mga pinagmulang modelo o file na ginamit upang bumuo ng 3DPAM, 23 artikulo (34%) ang bumanggit sa paggamit ng datos ng pasyente, 20 artikulo (29%) ang bumanggit sa paggamit ng datos ng bangkay, at 17 artikulo (25%) ang bumanggit sa paggamit ng mga database, at 7 pag-aaral (10%) ang hindi nagbunyag ng pinagmulan ng mga dokumentong ginamit.
47 na pag-aaral (69%) ang nakabuo 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. 14 na artikulo (21%) ang hindi binanggit ang pinagmulan ng mga source file ng disenyo ng 3D model. Ang mga 3D file ay nilikha na may average na spatial resolution 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 aplikasyon ng software (segmentation, modeling, design o printing) ang ginamit. Pinakamadalas na ginamit ang Mimics (Materialise, Leuven, Belgium) (14 na pag-aaral, 21%), kasunod ang 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 iba't ibang modelo ng printer at limang proseso ng pag-imprenta ang nabanggit. Ang teknolohiyang FDM (Fused Deposition Modeling) ay ginamit sa 26 na produkto (38%), ang material blasting sa 13 produkto (19%) at panghuli ang binder blasting (11 produkto, 16%). Ang mga teknolohiyang hindi gaanong ginagamit ay ang 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].
Nang tukuyin ang mga materyales na ginamit sa paggawa ng 3DPAM (51 artikulo, 75%), 48 na pag-aaral (71%) ang gumamit ng plastik at mga derivatives nito. 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%). 23 artikulo (34%) ang sumuri sa 3DPAM na gawa mula sa maraming materyales, 36 na artikulo (53%) ang nagpakita ng 3DPAM na gawa lamang mula sa isang materyal, at 9 na artikulo (13%) ang hindi tumutukoy sa isang 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 na ratio. 28 3DPAM (41%) ang binubuo ng maraming kulay, at 9 (13%) ang tinina pagkatapos ng pag-imprenta [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Tatlumpu't apat na artikulo (50%) ang bumanggit ng mga gastos. 9 na artikulo (13%) ang bumanggit ng halaga ng mga 3D printer at mga hilaw na materyales. Ang mga printer ay may presyo mula $302 hanggang $65,000. Kapag tinukoy, ang mga presyo ng modelo ay mula $1.25 hanggang $2,800; ang mga sukdulang ito ay tumutugma sa mga skeletal specimen [47] at mga high-fidelity retroperitoneal na modelo [48]. Binubuod ng Talahanayan 2 ang datos ng modelo para sa bawat kasama na pag-aaral.
Tatlumpu't pitong pag-aaral (54%) ang nagkumpara sa 3DAPM sa isang reference model. Sa mga pag-aaral na ito, ang pinakakaraniwang comparator ay isang anatomical reference model, na ginamit sa 14 na artikulo (38%), plastinated preparations sa 6 na artikulo (16%), plastinated preparations sa 6 na artikulo (16%). Paggamit ng virtual reality, computed tomography imaging, isang 3DPAM sa 5 artikulo (14%), isa pang 3DPAM sa 3 artikulo (8%), serious games sa 1 artikulo (3%), radiographs sa 1 artikulo (3%), business models sa 1 artikulo (3%) at augmented reality sa 1 artikulo (3%). Tatlumpu't apat (50%) na pag-aaral ang sumuri sa 3DPAM. Labinlimang (48%) na pag-aaral ang detalyadong naglarawan sa mga karanasan ng mga tagasuri (Talahanayan 3). Ang 3DPAM ay isinagawa ng mga siruhano o mga doktor na dumadalo sa 7 pag-aaral (47%), mga espesyalista sa anatomiya sa 6 na pag-aaral (40%), mga estudyante sa 3 pag-aaral (20%), mga guro (hindi tinukoy ang disiplina) sa 3 pag-aaral (20%) para sa pagtatasa at isa pang tagasuri sa artikulo (7%). Ang karaniwang bilang ng mga tagasuri ay 14 (minimum na 2, maximum na 30). Tatlumpu't tatlong pag-aaral (49%) ang sumuri sa morpolohiya ng 3DPAM sa pamamagitan ng kwalitatibo, at 10 pag-aaral (15%) ang sumuri sa morpolohiya ng 3DPAM sa pamamagitan ng kwantitatibo. Sa 33 pag-aaral na gumamit ng mga kwalitatibong pagtatasa, 16 ang gumamit ng mga purong deskriptibong pagtatasa (48%), 9 ang gumamit ng mga pagsusulit/rating/survey (27%), at 8 ang gumamit ng Likert scale (24%). Binubuod ng Talahanayan 3 ang mga pagtatasa ng morpolohiya ng mga modelo sa bawat kasama na pag-aaral.
Tatlumpu't tatlo (48%) na artikulo ang sumuri at nagkumpara sa bisa ng pagtuturo ng 3DPAM sa mga mag-aaral. Sa mga pag-aaral na ito, 23 (70%) na artikulo ang sumuri sa kasiyahan ng mga mag-aaral, 17 (51%) ang gumamit ng Likert scales, at 6 (18%) ang gumamit ng iba pang mga pamamaraan. Dalawampu't dalawang artikulo (67%) ang sumuri sa pagkatuto ng mga mag-aaral sa pamamagitan ng pagsubok sa kaalaman, kung saan 10 (30%) ang gumamit ng mga pretest at/o posttest. Labing-isang pag-aaral (33%) ang gumamit ng mga multiple-choice na 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 na 76 na mag-aaral ang lumahok sa bawat pag-aaral (minimum na 8, maximum na 319). Dalawampu't apat na pag-aaral (72%) ang may control group, kung saan 20 (60%) ang gumamit ng randomization. Sa kabaligtaran, isang pag-aaral (3%) ang random na nagtalaga ng mga anatomical model sa 10 iba't ibang mag-aaral. Sa average, 2.6 na grupo ang pinagkumpara (minimum na 2, maximum na 10). Dalawampu't tatlong pag-aaral (70%) ang kinasangkutan ng mga estudyante ng medisina, kung saan 14 (42%) ay mga unang-taong estudyante ng medisina. Anim (18%) na pag-aaral ang kinasangkutan ng mga residente, 4 (12%) na mga estudyante ng dentista, at 3 (9%) na mga estudyante ng agham. Anim na pag-aaral (18%) ang nagpatupad at sumuri sa autonomous learning gamit ang 3DPAM. Binubuod ng Talahanayan 4 ang mga resulta ng pagtatasa ng bisa ng pagtuturo ng 3DPAM para sa bawat kasama na pag-aaral.
Ang mga pangunahing bentahe na iniulat ng mga may-akda sa paggamit ng 3DPAM bilang kagamitan sa pagtuturo para sa normal na anatomiya ng tao ay ang mga katangiang biswal at pandamdam, kabilang ang realismo [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], epekto sa 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 personalization [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67 , 80], ang kakayahang manipulahin ang mga mag-aaral [30, 49], pagtitipid ng oras sa pagtuturo [61, 80], kadalian ng pag-iimbak [61], ang kakayahang pagsamahin ang functional anatomy o lumikha ng mga partikular na istruktura [51, 53], 67], mabilis na disenyo ng mga skeletal model [81], ang kakayahang lumikha nang sama-sama mga modelo at iuwi ang mga ito [49, 60, 71], mapabuti ang mga kakayahan sa pag-ikot ng isip [23] at pagpapanatili ng kaalaman [32], pati na rin sa guro [25, 63] at kasiyahan ng mag-aaral [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Ang mga pangunahing disbentaha ay may kaugnayan sa disenyo: katigasan [80], pagkakapare-pareho [28, 62], kakulangan ng detalye o transparency [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], masyadong matingkad ang mga kulay [45]. at ang kahinaan ng sahig [71]. Kabilang sa iba pang mga disbentaha ang pagkawala ng impormasyon [30, 76], mahabang oras na kinakailangan para sa segmentasyon ng imahe [36, 52, 57, 58, 74], oras ng pag-print [57, 63, 66, 67], kawalan ng pagkakaiba-iba ng anatomiya [25], at gastos. Mataas [48].
Ang sistematikong pagsusuring ito ay nagbubuod ng 68 artikulong inilathala sa loob ng 9 na taon at itinatampok ang interes ng komunidad ng mga siyentipiko sa 3DPAM bilang isang kasangkapan para sa pagtuturo ng normal na anatomiya ng tao. Ang bawat rehiyon ng anatomiya ay pinag-aralan at inilimbag sa 3D. Sa mga artikulong ito, 37 artikulo ang nagkumpara sa 3DPAM sa iba pang mga modelo, at 33 artikulo ang sumuri sa kaugnayan ng 3DPAM sa pagtuturo para sa mga mag-aaral.
Dahil sa mga pagkakaiba sa disenyo ng mga pag-aaral sa anatomical 3D printing, hindi namin itinuring na angkop na magsagawa ng meta-analysis. Isang meta-analysis na inilathala noong 2020 ang pangunahing nakatuon sa mga pagsubok sa kaalaman sa anatomiya pagkatapos ng pagsasanay nang hindi sinusuri ang mga teknikal at teknolohikal na aspeto ng disenyo at produksyon ng 3DPAM [10].
Ang rehiyon ng ulo ang pinakapinag-aaralan, marahil dahil ang pagiging kumplikado ng anatomiya nito ay nagpapahirap sa mga estudyante na ilarawan ang anatomikong rehiyong ito sa three-dimensional space kumpara sa mga paa o torso. Ang CT ang pinakakaraniwang ginagamit na modality ng imaging. Malawakang ginagamit ang pamamaraang ito, lalo na sa mga medikal na setting, ngunit limitado ang spatial resolution at mababang soft tissue contrast. Dahil sa mga limitasyong ito, hindi angkop ang CT scan para sa segmentation at pagmomodelo ng nervous system. Sa kabilang banda, ang computed tomography ay mas angkop para sa bone tissue segmentation/modeling; Ang bone/soft tissue contrast ay nakakatulong upang makumpleto ang mga hakbang na ito bago ang 3D printing anatomical models. Sa kabilang banda, ang microCT ay itinuturing na reference technology sa mga tuntunin ng spatial resolution sa bone imaging [70]. Maaari ding gamitin ang optical scanners o MRI upang makakuha ng mga imahe. Ang mas mataas na resolution ay pumipigil sa pagpapakinis ng mga ibabaw ng buto at pinapanatili ang pagiging banayad ng mga anatomical structures [59]. Ang pagpili ng modelo ay nakakaapekto rin sa spatial resolution: halimbawa, ang mga plasticization model ay may mas mababang resolution [45]. Ang mga graphic designer ay kailangang lumikha ng mga custom na 3D model, na nagpapataas ng mga gastos ($25 hanggang $150 kada oras) [43]. Hindi sapat ang pagkuha ng mga de-kalidad na .STL file upang lumikha ng mga de-kalidad na anatomical model. Kinakailangang matukoy ang mga parameter ng pag-print, tulad ng oryentasyon ng anatomical model sa printing plate [29]. Iminumungkahi ng ilang may-akda na dapat gamitin ang mga advanced na teknolohiya sa pag-print tulad ng SLS hangga't maaari upang mapabuti ang katumpakan ng 3DPAM [38]. Ang produksyon ng 3DPAM ay nangangailangan ng propesyonal na tulong; ang mga pinaka-hinahangad na espesyalista ay mga inhinyero [72], mga radiologist, [75], mga graphic designer [43] at mga anatomista [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Ang segmentation at modeling software ay mahahalagang salik sa pagkuha ng tumpak na mga anatomical model, ngunit ang halaga ng mga software package na ito at ang kanilang pagiging kumplikado ay nakakahadlang sa paggamit ng mga ito. Ilang pag-aaral ang nagkumpara sa paggamit ng iba't ibang software package at mga teknolohiya sa pag-imprenta, na binibigyang-diin ang mga kalamangan at kahinaan ng bawat teknolohiya [68]. Bukod sa modeling software, kinakailangan din ang printing software na tugma sa napiling printer; mas gusto ng ilang may-akda na gumamit ng online 3D printing [75]. Kung sapat na 3D object ang nailimbag, ang pamumuhunan ay maaaring humantong sa mga pinansyal na kita [72].
Ang plastik ang pinakakaraniwang ginagamit na materyal. Ang malawak na hanay ng mga tekstura at kulay nito ang dahilan kung bakit ito ang materyal na pinipili para sa 3DPAM. Pinuri ng ilang may-akda ang mataas na lakas nito kumpara sa tradisyonal na mga modelong cadaveric o plastinated [24, 56, 73]. Ang ilang plastik ay mayroon pang mga katangiang pangbaluktot o pang-unat. Halimbawa, ang Filaflex na may teknolohiyang FDM ay maaaring umabot ng hanggang 700%. Itinuturing ito ng ilang may-akda na materyal na pinipili para sa pagkopya ng kalamnan, litid, at ligament [63]. Sa kabilang banda, dalawang pag-aaral ang nagtaas ng mga katanungan tungkol sa oryentasyon ng hibla habang nag-iimprenta. Sa katunayan, ang oryentasyon ng hibla ng kalamnan, pagpasok, innervation, at paggana ay mahalaga sa pagmomodelo ng kalamnan [33].
Nakakagulat na kakaunti ang mga pag-aaral na bumabanggit sa iskala ng pag-iimprenta. Dahil maraming tao ang itinuturing na pamantayan ang 1:1 ratio, maaaring pinili ng may-akda na huwag itong banggitin. Bagama't ang scaling up ay magiging kapaki-pakinabang para sa direktang pag-aaral sa malalaking grupo, ang posibilidad ng scaling ay hindi pa nasusuri, lalo na't lumalaki ang laki ng klase at ang pisikal na laki ng modelo ay isang mahalagang salik. Siyempre, ginagawang mas madali ng mga full-size na iskala ang paghahanap at pagpapabatid ng iba't ibang anatomical na elemento sa pasyente, na maaaring magpaliwanag kung bakit madalas itong ginagamit.
Sa maraming printer na makukuha 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 printing ay nagkakahalaga sa pagitan ng US$20,000 at US$250,000 (https: //www.aniwaa.com/). Ang mataas na gastos na ito ay maaaring limitahan ang pagsulong ng 3DPAM sa mga paaralan ng medisina. Bukod sa halaga ng printer, ang halaga ng mga materyales na kinakailangan para sa inkjet printing ay mas mataas kaysa sa mga SLA o FDM printer [68]. Ang mga presyo para sa mga SLA o FDM printer ay mas abot-kaya rin, mula €576 hanggang €4,999 sa mga artikulong nakalista sa review na ito. Ayon kay Tripodi at mga kasamahan, ang bawat skeletal na bahagi ay maaaring i-print sa halagang US$1.25 [47]. Labing-isang pag-aaral ang nagtapos na ang 3D printing ay mas mura kaysa sa plasticization o mga komersyal na 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 sa pasyente nang walang sapat na detalye para sa pagtuturo ng anatomiya [80]. Ang mga komersyal na modelong ito ay itinuturing na mas mababa kaysa sa 3DPAM [44]. Mahalagang tandaan na, bilang karagdagan sa teknolohiya ng pag-imprenta na ginamit, ang pangwakas na gastos ay proporsyonal sa iskala at samakatuwid ay sa pangwakas na laki ng 3DPAM [48]. Dahil sa mga kadahilanang ito, mas mainam ang full-size na iskala [37].
Isang pag-aaral lamang ang nagkumpara sa 3DPAM sa mga modelong anatomikal na mabibili sa merkado [72]. Ang mga cadaveric sample ang pinakakaraniwang ginagamit na comparator para sa 3DPAM. Sa kabila ng kanilang mga limitasyon, ang mga cadaveric model ay nananatiling isang mahalagang kagamitan para sa pagtuturo ng anatomiya. Dapat gumawa ng pagkakaiba sa pagitan ng autopsy, dissection at dry bone. Batay sa mga pagsubok sa pagsasanay, ipinakita ng dalawang pag-aaral na ang 3DPAM ay mas epektibo kaysa sa plastinated dissection [16, 27]. Isang pag-aaral ang nagkumpara sa isang oras na pagsasanay gamit ang 3DPAM (ibabang bahagi ng katawan) sa isang oras na dissection ng parehong anatomical region [78]. Walang makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang pamamaraan ng pagtuturo. Malamang na kakaunti ang pananaliksik sa paksang ito dahil mahirap gawin ang mga ganitong paghahambing. Ang dissection ay isang matagal na paghahanda para sa mga mag-aaral. Minsan ay kailangan ng dose-dosenang oras ng paghahanda, depende sa kung ano ang inihahanda. Ang ikatlong paghahambing ay maaaring gawin gamit ang mga tuyong buto. Natuklasan ng isang pag-aaral nina Tsai at Smith na ang mga marka sa pagsusulit ay mas mataas nang malaki sa grupong gumagamit ng 3DPAM [51, 63]. Nabanggit nina Chen at mga kasamahan na ang mga mag-aaral na gumagamit ng mga 3D model ay mas mahusay na nagpakita ng pagganap sa pagtukoy ng mga istruktura (mga bungo), ngunit walang pagkakaiba sa mga marka ng MCQ [69]. Panghuli, ipinakita nina Tanner at mga kasamahan ang mas mahusay na mga resulta ng post-test sa grupong ito gamit ang 3DPAM ng pterygopalatine fossa [46]. Natukoy ang iba pang mga bagong kagamitan sa pagtuturo sa pagsusuring ito ng literatura. Ang pinakakaraniwan sa mga ito ay ang augmented reality, virtual reality at mga seryosong laro [43]. Ayon kay Mahrous at mga kasamahan, ang kagustuhan para sa mga anatomical model ay nakasalalay sa bilang ng oras ng paglalaro ng mga mag-aaral ng mga video game [31]. Sa kabilang banda, ang isang pangunahing disbentaha ng mga bagong kagamitan sa pagtuturo ng anatomy ay ang haptic feedback, lalo na para sa mga purong virtual na kagamitan [48].
Karamihan sa mga pag-aaral na sumusuri sa bagong 3DPAM ay gumamit ng mga pretest ng kaalaman. Ang mga pretest na ito ay nakakatulong na maiwasan ang bias sa pagtatasa. Ang ilang mga may-akda, bago magsagawa ng mga eksperimental na pag-aaral, ay hindi isinasama ang lahat ng mga mag-aaral na nakakuha ng marka na higit sa average sa paunang pagsusulit [40]. Kabilang sa mga bias na nabanggit nina Garas at mga kasamahan ay ang kulay ng modelo at ang pagpili ng mga boluntaryo sa klase ng mag-aaral [61]. Ang paglamlam ay nagpapadali sa pagtukoy ng mga istrukturang anatomikal. Nagtatag sina Chen at mga kasamahan ng mahigpit na mga kundisyon sa eksperimento na walang mga paunang pagkakaiba sa pagitan ng mga grupo at ang pag-aaral ay binulag sa pinakamataas na posibleng lawak [69]. Inirerekomenda nina Lim at mga kasamahan na ang pagtatasa pagkatapos ng pagsusulit ay kumpletuhin ng isang ikatlong partido upang maiwasan ang bias sa pagtatasa [16]. Ang ilang mga pag-aaral ay gumamit ng mga Likert scale upang masuri ang posibilidad ng 3DPAM. Ang instrumentong ito ay angkop para sa pagtatasa ng kasiyahan, ngunit mayroon pa ring mahahalagang bias na dapat malaman [86].
Ang kaugnayan sa edukasyon ng 3DPAM ay pangunahing tinasa sa mga estudyante ng medisina, kabilang ang mga unang-taong estudyante ng medisina, sa 14 sa 33 pag-aaral. Sa kanilang pilot study, iniulat nina Wilk at mga kasamahan na naniniwala ang mga estudyante ng medisina na dapat isama ang 3D printing sa kanilang pag-aaral ng anatomy [87]. 87% ng mga estudyanteng sinurbey sa pag-aaral ni Cercenelli ay naniniwala na ang ikalawang taon ng pag-aaral ang pinakamagandang oras para gamitin ang 3DPAM [84]. Ipinakita rin ng mga resulta nina Tanner at mga kasamahan na mas mahusay ang performance ng mga estudyante kung hindi pa nila pinag-aralan ang larangang ito [46]. Ipinahihiwatig ng mga datos na ito na ang unang taon ng paaralan ng medisina ang pinakamainam na oras para 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 estudyante ng medisina, ngunit hindi para sa mga residente.
Ang 3DPAM bilang isang kagamitan 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 eksperto na kapaki-pakinabang ang mga modelong ito [37, 42, 49, 81, 82], at dalawang pag-aaral ang nakatuklas ng kasiyahan ng guro sa 3DPAM [25, 63]. Sa lahat ng mga mapagkukunan, itinuturing nina Backhouse at mga kasamahan ang 3D printing bilang pinakamahusay na alternatibo sa mga tradisyonal na anatomical model [49]. Sa kanilang unang meta-analysis, kinumpirma nina Ye at mga kasamahan na ang mga mag-aaral na nakatanggap ng mga tagubilin sa 3DPAM ay may mas mahusay na mga marka pagkatapos ng pagsusulit kaysa sa mga mag-aaral na nakatanggap ng 2D o mga tagubilin sa bangkay [10]. Gayunpaman, pinag-iba nila ang 3DPAM hindi sa pamamagitan ng pagiging kumplikado, kundi sa pamamagitan lamang ng puso, nervous system, at lukab ng tiyan. Sa pitong pag-aaral, hindi nalampasan ng 3DPAM ang ibang mga modelo batay sa mga pagsusulit sa kaalaman na ibinigay sa mga mag-aaral [32, 66, 69, 77, 78, 84]. Sa kanilang meta-analysis, napagpasyahan nina Salazar at mga kasamahan na ang paggamit ng 3DPAM ay partikular na nagpapabuti sa pag-unawa sa kumplikadong anatomiya [17]. Ang konseptong ito ay naaayon sa liham ni Hitas sa editor [88]. Ang ilang mga anatomikal na bahagi na itinuturing na hindi gaanong kumplikado ay hindi nangangailangan ng paggamit ng 3DPAM, samantalang ang mas kumplikadong mga anatomikal na bahagi (tulad ng leeg o sistema ng nerbiyos) ay magiging isang lohikal na pagpipilian para sa 3DPAM. Ang konseptong ito ay maaaring magpaliwanag kung bakit ang ilang 3DPAM ay hindi itinuturing na nakahihigit sa mga tradisyonal na modelo, lalo na kapag ang mga mag-aaral ay kulang sa kaalaman sa larangan kung saan ang pagganap ng modelo ay natagpuang nakahihigit. Kaya, ang paglalahad ng isang simpleng modelo sa mga mag-aaral na mayroon nang ilang kaalaman sa paksa (mga mag-aaral ng medisina o mga residente) ay hindi nakakatulong sa pagpapabuti ng pagganap ng mag-aaral.
Sa lahat ng nakalistang benepisyong pang-edukasyon, 11 pag-aaral ang nagbigay-diin sa biswal o pandamdam 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 kakayahang manipulahin ng mga mag-aaral ang mga istruktura, makakatipid ng oras ang mga guro, mas madali itong pangalagaan kaysa sa mga bangkay, maaaring makumpleto ang proyekto sa loob ng 24 na oras, maaari itong gamitin bilang tool sa homeschooling, at maaari itong gamitin upang magturo ng maraming impormasyon. [30, 49, 60, 61, 80, 81]. Ang paulit-ulit na 3D printing para sa high-volume anatomy teaching ay ginagawang mas cost-effective ang mga 3D printing model [26]. Ang paggamit ng 3DPAM ay maaaring mapabuti ang kakayahan sa mental rotation [23] at mapabuti ang interpretasyon ng mga cross-sectional na imahe [23, 32]. Natuklasan ng dalawang pag-aaral na ang mga estudyanteng nalantad sa 3DPAM ay mas malamang na sumailalim sa operasyon [40, 74]. Maaaring lagyan ng mga metal connector ang mga ito upang lumikha ng paggalaw na kailangan upang pag-aralan ang functional anatomy [51, 53], o maaaring i-print ang mga modelo gamit ang mga disenyo ng gatilyo [67].
Ang 3D printing ay nagbibigay-daan sa paglikha ng mga adjustable anatomical model sa pamamagitan ng pagpapabuti ng ilang aspeto sa yugto ng pagmomodelo, [48, 80] paglikha ng angkop na base, [59] pagsasama-sama ng maraming modelo, [36] paggamit ng transparency, (49) kulay, [45] o paggawa ng ilang panloob na istruktura na nakikita [30]. Gumamit sina Tripodi at mga kasamahan ng sculpting clay upang umakma sa kanilang 3D printed bone models, na binibigyang-diin ang halaga ng mga co-created model bilang mga kagamitan sa pagtuturo [47]. Sa 9 na pag-aaral, ang kulay ay inilapat pagkatapos ng pag-print [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], ngunit isang beses lamang ito inilapat ng mga estudyante [49]. Sa kasamaang palad, hindi sinuri ng pag-aaral ang kalidad ng pagsasanay sa modelo o ang pagkakasunod-sunod ng pagsasanay. Dapat itong isaalang-alang sa konteksto ng edukasyon sa anatomy, dahil ang mga benepisyo ng blended learning at co-creation ay mahusay na naitatag [89]. Upang makayanan ang lumalaking aktibidad sa advertising, ang self-learning ay maraming beses nang ginamit upang suriin ang mga modelo [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Isang pag-aaral ang nagtapos na ang kulay ng plastik na materyal ay masyadong maliwanag[45], isa pang pag-aaral ang nagtapos na ang modelo ay masyadong marupok[71], at dalawa pang pag-aaral ang nagpahiwatig ng kakulangan ng anatomical variability sa disenyo ng mga indibidwal na modelo[25, 45]. Pitong pag-aaral ang nagtapos na ang anatomical detail ng 3DPAM ay hindi sapat [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Para sa mas detalyadong mga modelong anatomikal ng malalaki at masalimuot na mga rehiyon, tulad ng retroperitoneum o cervical spine, ang oras ng segmentasyon at pagmomodelo ay itinuturing na napakatagal at ang gastos ay napakataas (mga US$2000) [27, 48]. Sinabi nina Hojo at mga kasamahan sa kanilang pag-aaral na inabot ng 40 oras upang malikha ang modelong anatomikal ng pelvis [42]. Ang pinakamahabang oras ng segmentasyon ay 380 oras sa isang pag-aaral nina Weatherall at mga kasamahan, kung saan pinagsama ang maraming modelo upang lumikha ng isang kumpletong modelo ng daanan ng hangin ng mga bata [36]. Sa siyam na pag-aaral, ang oras ng segmentasyon at pag-print ay itinuturing na mga disbentaha [36, 42, 57, 58, 74]. Gayunpaman, 12 pag-aaral ang pumuna sa mga pisikal na katangian ng kanilang mga modelo, lalo na ang kanilang pagkakapare-pareho, [28, 62] kawalan ng transparency, [30] kahinaan at monochromaticity, [71] kawalan ng malambot na tisyu, [66] o kawalan ng detalye [28, 34]. , 45, 48, 62, 63, 81]. Ang mga disbentahang ito ay maaaring malampasan sa pamamagitan ng pagpapahaba ng oras ng segmentasyon o simulation. Ang pagkawala at pagkuha ng mga kaugnay na impormasyon ay isang problemang kinakaharap ng tatlong pangkat [30, 74, 77]. Ayon sa mga ulat ng mga pasyente, ang mga iodinated contrast agents ay hindi nagbigay ng pinakamainam na vascular visibility dahil sa mga limitasyon sa dosis [74]. Ang pag-iniksyon ng isang cadaveric model ay tila isang mainam na pamamaraan na lumalayo sa prinsipyo ng "kasingliit hangga't maaari" at sa mga limitasyon ng dosis ng contrast agent na iniksyon.
Sa kasamaang palad, maraming artikulo ang hindi binabanggit ang ilang pangunahing katangian ng 3DPAM. Wala pang kalahati ng mga artikulo ang tahasang nagsabi kung ang kanilang 3DPAM ay may kulay. Ang saklaw ng pag-imprenta ay hindi pare-pareho (43% ng mga artikulo), at 34% lamang ang bumanggit sa paggamit ng maraming media. Ang mga parametro ng pag-imprenta na ito ay mahalaga dahil naiimpluwensyahan nito ang mga katangian ng pagkatuto ng 3DPAM. Karamihan sa mga artikulo ay hindi nagbibigay ng sapat na impormasyon tungkol sa mga komplikasyon ng pagkuha ng 3DPAM (oras ng disenyo, mga kwalipikasyon ng tauhan, mga gastos sa software, mga gastos sa pag-imprenta, atbp.). Ang impormasyong ito ay mahalaga at dapat isaalang-alang bago isaalang-alang ang pagsisimula ng isang proyekto upang bumuo ng isang bagong 3DPAM.
Ipinapakita ng sistematikong pagsusuring ito na ang pagdidisenyo at pag-print ng 3D ng mga normal na anatomical model ay magagawa sa mababang halaga, lalo na kapag gumagamit ng mga FDM o SLA printer at mga murang single-color na plastik na materyales. Gayunpaman, ang mga pangunahing disenyo na ito ay maaaring mapahusay sa pamamagitan ng pagdaragdag ng kulay o pagdaragdag ng mga disenyo sa iba't ibang materyales. Ang mas makatotohanang mga modelo (na inilimbag gamit ang maraming materyales na may iba't ibang kulay at tekstura upang halos kopyahin ang mga katangiang pandamdam ng isang cadaver reference model) ay nangangailangan ng mas mamahaling mga teknolohiya sa 3D printing at mas mahabang oras ng disenyo. Ito ay lubos na magpapataas sa kabuuang gastos. Anuman ang proseso ng pag-print ang piliin, ang pagpili ng naaangkop na paraan ng imaging ay susi sa tagumpay ng 3DPAM. Kung mas mataas ang spatial resolution, mas nagiging makatotohanan ang modelo at maaaring gamitin para sa mas advanced na pananaliksik. Mula sa isang pedagogical point of view, ang 3DPAM ay isang epektibong tool para sa pagtuturo ng anatomiya, gaya ng pinatutunayan ng mga pagsusulit sa kaalaman na ibinibigay sa mga mag-aaral at ang kanilang kasiyahan. Ang epekto ng pagtuturo ng 3DPAM ay pinakamahusay kapag nire-reproduce nito ang mga kumplikadong anatomical na rehiyon at ginagamit ito ng mga mag-aaral nang maaga sa kanilang pagsasanay sa medisina.
Ang mga dataset na nabuo at/o sinuri sa kasalukuyang pag-aaral ay hindi makukuha ng publiko dahil sa mga hadlang sa wika ngunit makukuha mula sa kaukulang may-akda sa makatuwirang kahilingan.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. Isang pagsusuri sa mga kurso ng gross anatomy, microanatomy, neurobiology, at embryology sa mga kurikulum ng paaralang medikal sa US. Anat Rec. 2002;269(2):118-22.
Ghosh SK Cadaveric dissection bilang isang kagamitang pang-edukasyon para sa agham anatomikal sa ika-21 siglo: Dissection bilang isang kagamitang pang-edukasyon. Pagsusuri ng edukasyon sa agham. 2017;10(3):286–99.
Oras ng pag-post: Abril-09-2024