Trijediminsjonaal printe anatomyske modellen (3DPAM's) lykje in gaadlik ark te wêzen fanwegen har edukative wearde en mooglikheid. It doel fan dizze resinsje is om de metoaden te beskriuwen en te analysearjen dy't brûkt wurde om 3DPAM te meitsjen foar it ûnderwizen fan minsklike anatomy en om de pedagogyske bydrage dêrfan te evaluearjen.
In elektroanyske sykaksje waard útfierd yn PubMed mei de folgjende termen: ûnderwiis, skoalle, learen, ûnderwiis, training, ûnderwiis, trijediminsjonaal, 3D, 3-diminsjonaal, printsjen, printsjen, printsjen, anatomy, anatomy, anatomy, en anatomy. . Befiningen omfette stúdzjekarakteristiken, modelûntwerp, morfologyske beoardieling, edukative prestaasjes, sterke en swakke punten.
Under de 68 selektearre artikels rjochte it grutste oantal stúdzjes him op 'e kraniale regio (33 artikels); 51 artikels neame bonkeprintsjen. Yn 47 artikels waard 3DPAM ûntwikkele op basis fan kompjûtertomografy. Fiif printprosessen wurde neamd. Plastyk en har derivaten waarden brûkt yn 48 stúdzjes. Elk ûntwerp farieart yn priis fan $ 1,25 oant $ 2.800. Sânentritich stúdzjes fergelike 3DPAM mei referinsjemodellen. Trijeentritich artikels ûndersochten edukative aktiviteiten. De wichtichste foardielen binne fisuele en taktile kwaliteit, leareffisjinsje, werhelberens, oanpasberens en behendigheid, tiidbesparring, yntegraasje fan funksjonele anatomy, bettere mentale rotaasjemooglikheden, kennisbehâld en tefredenheid fan leararen/studinten. De wichtichste neidielen binne relatearre oan it ûntwerp: konsistinsje, gebrek oan detail of transparânsje, kleuren dy't te helder binne, lange printtiden en hege kosten.
Dizze systematyske resinsje lit sjen dat 3DPAM kosteneffektyf en effektyf is foar it ûnderwizen fan anatomy. Realistysker modellen fereaskje it gebrûk fan djoerdere 3D-printtechnologyen en langere ûntwerptiden, wat de totale kosten signifikant ferheegje sil. De kaai is om de juste ôfbyldingsmetoade te selektearjen. Fanút in pedagogysk eachpunt is 3DPAM in effektyf ark foar it ûnderwizen fan anatomy, mei in positive ynfloed op learresultaten en tefredenheid. It ûnderwiiseffekt fan 3DPAM is it bêste as it komplekse anatomyske regio's reproduseart en studinten it betiid yn har medyske oplieding brûke.
Disseksje fan dierlike lichems wurdt útfierd sûnt it âlde Grikelân en is ien fan 'e wichtichste metoaden foar it ûnderwizen fan anatomy. Kadaverdisseksjes dy't útfierd wurde tidens praktyske training wurde brûkt yn it teoretyske kurrikulum fan medyske studinten oan 'e universiteit en wurde op it stuit beskôge as de gouden standert foar de stúdzje fan anatomy [1,2,3,4,5]. D'r binne lykwols in protte barriêres foar it gebrûk fan minsklike kadavereksimplaren, wat oanlieding jout ta de syktocht nei nije trainingsynstruminten [6, 7]. Guon fan dizze nije ark omfetsje augmented reality, digitale ark en 3D-printsjen. Neffens in resinte literatuerbeoardieling troch Santos et al. [8] Wat de wearde fan dizze nije technologyen foar it ûnderwizen fan anatomy oanbelanget, liket 3D-printsjen ien fan 'e wichtichste boarnen te wêzen, sawol yn termen fan edukative wearde foar studinten as yn termen fan 'e mooglikheid fan ymplemintaasje [4,9,10].
3D-printsjen is net nij. De earste patinten yn ferbân mei dizze technology datearje út 1984: A Le Méhauté, O De Witte en JC André yn Frankryk, en trije wiken letter C Hull yn 'e Feriene Steaten. Sûnt dy tiid is de technology him trochûntwikkele en is it gebrûk útwreide nei in protte gebieten. Bygelyks, NASA printe it earste objekt bûten de Ierde yn 2014 [11]. De medyske sektor hat dizze nije ark ek oannaam, wêrtroch't de winsk om personalisearre medisinen te ûntwikkeljen tanimt [12].
In protte auteurs hawwe de foardielen oantoand fan it brûken fan 3D-printe anatomyske modellen (3DPAM) yn medysk ûnderwiis [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. By it ûnderwizen fan minsklike anatomy binne net-patologyske en anatomysk normale modellen nedich. Guon resinsjes hawwe patologyske of medyske/sjirurgyske trainingsmodellen ûndersocht [8, 20, 21]. Om in hybride model te ûntwikkeljen foar it ûnderwizen fan minsklike anatomy dat nije ark lykas 3D-printsjen omfettet, hawwe wy in systematyske resinsje útfierd om te beskriuwen en te analysearjen hoe't 3D-printe objekten makke wurde foar it ûnderwizen fan minsklike anatomy en hoe't studinten de effektiviteit fan learen mei dizze 3D-objekten evaluearje.
Dizze systematyske literatuerstúdzje waard útfierd yn juny 2022 sûnder tiidsbeperkingen mei help fan PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) rjochtlinen [22].
Ynklúzjekritearia wiene alle ûndersykspapieren dy't 3DPAM brûkten yn anatomyûnderwiis/-learen. Literatuerbeoardielingen, brieven of artikels rjochte op patologyske modellen, diermodellen, argeologyske modellen en medyske/sjirurgyske trainingsmodellen waarden útsletten. Allinnich artikels publisearre yn it Ingelsk waarden selektearre. Artikels sûnder beskikbere online gearfettings waarden útsletten. Artikels dy't meardere modellen befette, wêrfan teminsten ien anatomysk normaal wie of in lytse patology hie dy't gjin ynfloed hie op 'e wearde fan it ûnderwiis, waarden opnommen.
In literatuersykjen is útfierd yn 'e elektroanyske databank PubMed (National Library of Medicine, NCBI) om relevante stúdzjes te identifisearjen dy't publisearre binne oant juny 2022. Brûk de folgjende syktermen: ûnderwiis, skoalle, ûnderwiis, ûnderwiis, learen, ûnderwiis, trijediminsjonaal, 3D, 3D, printsjen, printsjen, printsjen, anatomy, anatomy, anatomy en anatomy. Ien query waard útfierd: (((education[Titel/Abstract] OR school[Titel/Abstract] ORlearning[Titel/Abstract] OR teaching[Titel/Abstract] OR training[Titel/Abstract] OReach[Titel/Abstract] ] OR Education [Titel/Abstract]) AND (Trije Diminsjes [Titel] OR 3D [Titel] OR 3D [Titel])) AND (Print [Titel] OR Print [Titel] OR Print [Titel])) AND (Anatomy) [Titel] ]/abstract] of anatomy [title/abstract] of anatomy [title/abstract] of anatomy [title/abstract]). Oanfoljende artikels waarden identifisearre troch manuell te sykjen yn 'e PubMed-database en referinsjes fan oare wittenskiplike artikels te besjen. Der waarden gjin datumbeperkingen tapast, mar it filter "Persoan" waard brûkt.
Alle ophelle titels en gearfettings waarden troch twa auteurs (EBR en AL) hifke op ynklúzje- en útslutingskritearia, en elke stúdzje dy't net oan alle kritearia foar geskiktheid foldie, waard útsletten. Folsleine tekstpublikaasjes fan 'e oerbleaune stúdzjes waarden ophelle en beoardiele troch trije auteurs (EBR, EBE en AL). As it nedich wie, waarden mieningsferskillen by de seleksje fan artikels oplost troch in fjirde persoan (LT). Publikaasjes dy't oan alle ynklúzjekritearia foldiene, waarden opnommen yn dizze resinsje.
Data-ekstraksje waard ûnôfhinklik útfierd troch twa auteurs (EBR en AL) ûnder tafersjoch fan in tredde auteur (LT).
- Modelûntwerpgegevens: anatomyske regio's, spesifike anatomyske ûnderdielen, earste model foar 3D-printsjen, akwisysjemetoade, segmentaasje- en modellearsoftware, 3D-printertype, materiaaltype en kwantiteit, printskaal, kleur, printkosten.
- Morfologyske beoardieling fan modellen: modellen brûkt foar fergeliking, medyske beoardieling fan saakkundigen/learkrêften, oantal evaluearders, type beoardieling.
- 3D-model foar lesjaan: beoardieling fan studintekennis, beoardielingsmetoade, oantal studinten, oantal fergelikingsgroepen, randomisaasje fan studinten, oplieding/type studint.
418 stúdzjes waarden identifisearre yn MEDLINE, en 139 artikels waarden útsletten troch it "minslike" filter. Nei it besjen fan titels en gearfettings waarden 103 stúdzjes selektearre foar folsleine tekstlêzing. 34 artikels waarden útsletten om't se of patologyske modellen (9 artikels), medyske/sjirurgyske trainingsmodellen (4 artikels), diermodellen (4 artikels), 3D-radiologyske modellen (1 artikel) of gjin orizjinele wittenskiplike artikels wiene (16 haadstikken). Yn totaal waarden 68 artikels opnommen yn 'e resinsje. Figuer 1 presintearret it seleksjeproses as in flowchart.
Flowchart dy't de identifikaasje, screening en opname fan artikels yn dizze systematyske resinsje gearfettet
Alle stúdzjes waarden publisearre tusken 2014 en 2022, mei in gemiddelde publikaasjejier fan 2019. Fan 'e 68 opnommen artikels wiene 33 (49%) stúdzjes beskriuwend en eksperiminteel, 17 (25%) wiene suver eksperiminteel, en 18 (26%) wiene eksperiminteel. Suver beskriuwend. Fan 'e 50 (73%) eksperimintele stúdzjes brûkten 21 (31%) randomisaasje. Mar 34 stúdzjes (50%) omfette statistyske analyses. Tabel 1 jout in gearfetting fan 'e skaaimerken fan elke stúdzje.
33 artikels (48%) ûndersochten it hollegebiet, 19 artikels (28%) ûndersochten it boarstgebiet, 17 artikels (25%) ûndersochten it abdominopelvyske gebiet, en 15 artikels (22%) ûndersochten de úteinen. Ienenfyftich artikels (75%) neamden 3D-printe bonken as anatomyske modellen of multi-slice anatomyske modellen.
Oangeande de boarnemodellen of bestannen dy't brûkt waarden om 3DPAM te ûntwikkeljen, neamden 23 artikels (34%) it gebrûk fan pasjintgegevens, 20 artikels (29%) neamden it gebrûk fan kadavergegevens, en 17 artikels (25%) neamden it gebrûk fan databases. waarden brûkt, en 7 stúdzjes (10%) makken de boarne fan 'e brûkte dokuminten net bekend.
47 stúdzjes (69%) ûntwikkelen 3DPAM basearre op kompjûtertomografy, en 3 stúdzjes (4%) rapportearren it gebrûk fan mikroCT. 7 artikels (10%) projektearren 3D-objekten mei optyske scanners, 4 artikels (6%) mei MRI, en 1 artikel (1%) mei kamera's en mikroskopen. 14 artikels (21%) neamden de boarne fan 'e ûntwerpboarnebestannen fan it 3D-model net. 3D-bestannen wurde makke mei in gemiddelde romtlike resolúsje fan minder as 0,5 mm. De optimale resolúsje is 30 μm [80] en de maksimale resolúsje is 1,5 mm [32].
Sechtich ferskillende softwareapplikaasjes (segmintaasje, modellering, ûntwerp of printsjen) waarden brûkt. Mimics (Materialise, Leuven, België) waard it meast brûkt (14 stúdzjes, 21%), folge troch MeshMixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 stúdzjes, 19%), Geomagic (3D System, MO, NC, Leesville). (10 stúdzjes, 15%), 3D Slicer (Slicer Developer Training, Boston, MA) (9 stúdzjes, 13%), Blender (Blender Foundation, Amsterdam, Nederlân) (8 stúdzjes, 12%) en CURA (Geldemarsen, Nederlân) (7 stúdzjes, 10%).
Sânensechstich ferskillende printermodellen en fiif printprosessen wurde neamd. FDM (Fused Deposition Modeling) technology waard brûkt yn 26 produkten (38%), materiaalstralen yn 13 produkten (19%) en úteinlik binderstralen (11 produkten, 16%). De minst brûkte technologyen binne stereolithografy (SLA) (5 artikels, 7%) en selektive lasersintering (SLS) (4 artikels, 6%). De meast brûkte printer (7 artikels, 10%) is de Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Israel) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
By it spesifisearjen fan 'e materialen dy't brûkt wurde om 3DPAM te meitsjen (51 artikels, 75%), brûkten 48 stúdzjes (71%) plestik en harren derivaten. De wichtichste brûkte materialen wiene PLA (polymelksûr) (n = 20, 29%), hars (n = 9, 13%) en ABS (acrylonitrilbutadieenstyreen) (7 soarten, 10%). 23 artikels (34%) ûndersochten 3DPAM makke fan meardere materialen, 36 artikels (53%) presintearren 3DPAM makke fan mar ien materiaal, en 9 artikels (13%) spesifisearren gjin materiaal.
Njoggenentweintich artikels (43%) rapportearren printferhâldingen fariearjend fan 0,25:1 oant 2:1, mei in gemiddelde fan 1:1. Fiifentweintich artikels (37%) brûkten in 1:1-ferhâlding. 28 3DPAM's (41%) bestienen út meardere kleuren, en 9 (13%) waarden nei it printsjen ferve [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Fjouwerentritich artikels (50%) neamden kosten. 9 artikels (13%) neamden de kosten fan 3D-printers en grûnstoffen. Printers fariearje yn priis fan $302 oant $65.000. As spesifisearre, fariearje modelprizen fan $1,25 oant $2.800; dizze ekstremen komme oerien mei skeleteksimplaren [47] en heechweardige retroperitoneale modellen [48]. Tabel 2 jout in gearfetting fan 'e modelgegevens foar elke opnommen stúdzje.
Sânentritich stúdzjes (54%) fergelike de 3DAPM mei in referinsjemodel. Under dizze stúdzjes wie de meast foarkommende fergeliking in anatomysk referinsjemodel, brûkt yn 14 artikels (38%), plastinearre preparaten yn 6 artikels (16%), plastinearre preparaten yn 6 artikels (16%). Gebrûk fan firtuele realiteit, kompjûtertomografyôfbylding, ien 3DPAM yn 5 artikels (14%), in oare 3DPAM yn 3 artikels (8%), serieuze spultsjes yn 1 artikel (3%), röntgenfoto's yn 1 artikel (3%), bedriuwsmodellen yn 1 artikel (3%) en augmented reality yn 1 artikel (3%). Fjouwerentritich (50%) stúdzjes hawwe 3DPAM beoardiele. Fyftjin (48%) stúdzjes hawwe de ûnderfiningen fan beoardielers yn detail beskreaun (Tabel 3). 3DPAM waard útfierd troch sjirurgen of behanneljende artsen yn 7 stúdzjes (47%), anatomyske spesjalisten yn 6 stúdzjes (40%), studinten yn 3 stúdzjes (20%), dosinten (dissipline net spesifisearre) yn 3 stúdzjes (20%) foar beoardieling en noch ien evaluator yn it artikel (7%). It gemiddelde oantal evaluearders is 14 (minimaal 2, maksimum 30). Trijeëntritich stúdzjes (49%) hawwe de 3DPAM-morfology kwalitatyf beoardiele, en 10 stúdzjes (15%) hawwe de 3DPAM-morfology kwantitatyf beoardiele. Fan 'e 33 stúdzjes dy't kwalitative beoardielingen brûkten, brûkten 16 suver beskriuwende beoardielingen (48%), 9 brûkten testen/beoardielingen/enkêtes (27%), en 8 brûkten Likert-skalen (24%). Tabel 3 jout in gearfetting fan 'e morfologyske beoardielingen fan 'e modellen yn elke opnommen stúdzje.
Trijeëntritich (48%) artikels ûndersochten en fergelike de effektiviteit fan it lesjaan fan 3DPAM oan studinten. Fan dizze stúdzjes hawwe 23 (70%) artikels studintetefredenheid beoardiele, 17 (51%) brûkten Likert-skalen, en 6 (18%) brûkten oare metoaden. Twaëntweintich artikels (67%) beoardielden studintelearen troch kennistests, wêrfan 10 (30%) foar- en/of nei-tests brûkten. Alve stúdzjes (33%) brûkten mearfâldkarfragen en testen om de kennis fan studinten te beoardieljen, en fiif stúdzjes (15%) brûkten ôfbyldingslabeljen/anatomyske identifikaasje. Gemiddeld 76 studinten diene mei oan elke stúdzje (minimaal 8, maksimum 319). Fjouwerentweintich stúdzjes (72%) hienen in kontrôlegroep, wêrfan 20 (60%) randomisaasje brûkten. Yn tsjinstelling, ien stúdzje (3%) hat willekeurich anatomyske modellen tawiisd oan 10 ferskillende studinten. Gemiddeld waarden 2,6 groepen fergelike (minimaal 2, maksimum 10). Trijeëntweintich stúdzjes (70%) omfette medyske studinten, wêrfan 14 (42%) earstejiers medyske studinten wiene. Seis (18%) stúdzjes omfette assistinten yn 'e arts-ôfdieling, 4 (12%) toskedokterstudinten, en 3 (9%) wittenskipstudinten. Seis stúdzjes (18%) ymplementearren en evaluearren autonoom learen mei 3DPAM. Tabel 4 jout in gearfetting fan 'e resultaten fan' e 3DPAM-beoardieling fan lesjaan-effektiviteit foar elke opnommen stúdzje.
De wichtichste foardielen dy't troch de auteurs rapportearre binne foar it brûken fan 3DPAM as in lesmiddel foar normale minsklike anatomy binne fisuele en taktile skaaimerken, ynklusyf realisme [55, 67], krektens [44, 50, 72, 85], en konsistinsjefariabiliteit [34, 45]. , 48, 64], kleur en transparânsje [28, 45], duorsumens [24, 56, 73], edukatyf effekt [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], kosten [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], reprodusearberens [80], mooglikheid fan ferbettering of personalisaasje [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], it fermogen om studinten te manipulearjen [30, 49], besparring fan lesjaantiid [61, 80], gemak fan opslach [61], it fermogen om funksjonele anatomy te yntegrearjen of spesifike struktueren te meitsjen [51, 53], 67], rap ûntwerp fan skeletmodellen [81], it fermogen om mei te meitsjen modellen en nim se mei nei hûs [49, 60, 71], ferbetterje mentale rotaasjefeardigens [23] en kennisbehâld [32], lykas op 'e learaar [25, 63] en studintetefredenheid [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
De wichtichste neidielen binne relatearre oan it ûntwerp: rigiditeit [80], konsistinsje [28, 62], gebrek oan detail of transparânsje [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], te heldere kleuren [45]. en de kwetsberens fan 'e flier [71]. Oare neidielen omfetsje ferlies fan ynformaasje [30, 76], lange tiid nedich foar ôfbyldingssegmentaasje [36, 52, 57, 58, 74], printtiid [57, 63, 66, 67], gebrek oan anatomyske fariabiliteit [25], en hege kosten [48].
Dizze systematyske resinsje jout in gearfetting fan 68 artikels dy't yn 'e rin fan 9 jier publisearre binne en markearret de belangstelling fan 'e wittenskiplike mienskip foar 3DPAM as ark foar it ûnderwizen fan normale minsklike anatomy. Elke anatomyske regio waard bestudearre en 3D-printe. Fan dizze artikels fergelike 37 artikels 3DPAM mei oare modellen, en 33 artikels beoardielden de pedagogyske relevânsje fan 3DPAM foar studinten.
Mei it each op de ferskillen yn it ûntwerp fan anatomyske 3D-printstúdzjes, hawwe wy it net passend achte om in meta-analyze út te fieren. In meta-analyze publisearre yn 2020 rjochte him benammen op anatomyske kennistests nei training sûnder de technyske en technologyske aspekten fan 3DPAM-ûntwerp en produksje te analysearjen [10].
De holle is it meast bestudearre, wierskynlik om't de kompleksiteit fan syn anatomy it dreger makket foar studinten om dizze anatomyske regio yn trijediminsjonale romte ôf te byldzjen yn ferliking mei de ledematen of torso. CT is fierwei de meast brûkte ôfbyldingsmodaliteit. Dizze technyk wurdt in soad brûkt, benammen yn medyske ynstellingen, mar hat beheinde romtlike resolúsje en leech kontrast fan sêft weefsel. Dizze beheiningen meitsje CT-scans ûngeskikt foar segmintaasje en modellering fan it senuwstelsel. Oan 'e oare kant is kompjûtertomografy better geskikt foar segmintaasje/modellering fan bonkeweefsel; kontrast fan bonke/sêft weefsel helpt om dizze stappen te foltôgjen foardat anatomyske modellen yn 3D-printe wurde. Oan 'e oare kant wurdt mikroCT beskôge as de referinsjetechnology yn termen fan romtlike resolúsje yn bonkeôfbylding [70]. Optyske scanners of MRI kinne ek brûkt wurde om ôfbyldings te krijen. Hegere resolúsje foarkomt it glêd meitsjen fan bonkeoerflakken en behâldt de subtiliteit fan anatomyske struktueren [59]. De kar fan model beynfloedet ek de romtlike resolúsje: bygelyks hawwe plastifisearringsmodellen in legere resolúsje [45]. Grafysk ûntwerpers moatte oanpaste 3D-modellen meitsje, wat de kosten ferheget ($ 25 oant $ 150 per oere) [43]. It krijen fan .STL-bestannen fan hege kwaliteit is net genôch om anatomyske modellen fan hege kwaliteit te meitsjen. It is needsaaklik om printparameters te bepalen, lykas de oriïntaasje fan it anatomyske model op 'e printplaat [29]. Guon auteurs suggerearje dat avansearre printtechnologyen lykas SLS wêr mooglik brûkt wurde moatte om de krektens fan 3DPAM te ferbetterjen [38]. De produksje fan 3DPAM fereasket profesjonele bystân; de meast sochte spesjalisten binne yngenieurs [72], radiologen [75], grafysk ûntwerpers [43] en anatomen [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Segmentaasje- en modellearsoftware binne wichtige faktoaren by it krijen fan krekte anatomyske modellen, mar de kosten fan dizze softwarepakketten en har kompleksiteit hinderje har gebrûk. Ferskate stúdzjes hawwe it gebrûk fan ferskate softwarepakketten en printtechnologyen fergelike, wêrby't de foar- en neidielen fan elke technology markearre binne [68]. Neist modellearsoftware is ek printsoftware nedich dy't kompatibel is mei de selektearre printer; guon auteurs brûke leaver online 3D-printsjen [75]. As genôch 3D-objekten printe wurde, kin de ynvestearring liede ta finansjele opbringsten [72].
Plestik is fierwei it meast brûkte materiaal. It brede oanbod fan tekstueren en kleuren makket it it materiaal fan kar foar 3DPAM. Guon auteurs hawwe syn hege sterkte priizge yn ferliking mei tradisjonele kadaver- of plastinearre modellen [24, 56, 73]. Guon plestik hawwe sels bûgings- of strekeigenskippen. Bygelyks, Filaflex mei FDM-technology kin oant 700% útrekke. Guon auteurs beskôgje it as it materiaal fan kar foar spier-, pees- en ligamentreplikaasje [63]. Oan 'e oare kant hawwe twa stúdzjes fragen oproppen oer fezeloriïntaasje by it printsjen. Eins binne spierfezeloriïntaasje, ynfoeging, ynnervaasje en funksje kritysk yn spiermodellering [33].
Ferrassend genôch neame mar in pear stúdzjes de skaal fan printsjen. Om't in protte minsken de 1:1-ferhâlding as standert beskôgje, kin de auteur der foar keazen hawwe om it net te neamen. Hoewol opskalearjen nuttich wêze soe foar rjochte learen yn grutte groepen, is de mooglikheid fan skalearjen noch net ûndersocht, foaral mei groeiende klasgrutte en de fysike grutte fan it model as in wichtige faktor. Fansels meitsje folsleine skalen it makliker om ferskate anatomyske eleminten te lokalisearjen en oan 'e pasjint te kommunisearjen, wat miskien ferklearje wêrom't se faak brûkt wurde.
Fan 'e protte printers dy't op 'e merk beskikber binne, kostje dyjingen dy't PolyJet (materiaal- as binder-inkjet) technology brûke om kleur- en mearlaachse (en dêrom meartalige) hege-definysje printsjen te leverjen tusken US$ 20.000 en US$ 250.000 (https://www.aniwaa.com/). Dizze hege kosten kinne de promoasje fan 3DPAM yn medyske skoallen beheine. Neist de kosten fan 'e printer binne de kosten fan materialen dy't nedich binne foar inkjetprintsjen heger as foar SLA- of FDM-printers [68]. Prizen foar SLA- of FDM-printers binne ek betelberder, fariearjend fan € 576 oant € 4.999 yn 'e artikels dy't yn dizze resinsje neamd binne. Neffens Tripodi en kollega's kin elk skeletûnderdiel printe wurde foar US$ 1,25 [47]. Alve stúdzjes konkludearren dat 3D-printsjen goedkeaper is as plastifisearring of kommersjele modellen [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Boppedat binne dizze kommersjele modellen ûntworpen om pasjintynformaasje te jaan sûnder genôch detail foar anatomyûnderwiis [80]. Dizze kommersjele modellen wurde beskôge as minderweardich oan 3DPAM [44]. It is it neamen wurdich dat, neist de brûkte printtechnology, de definitive kosten evenredich binne mei de skaal en dêrom de definitive grutte fan 'e 3DPAM [48]. Om dizze redenen hat de folsleine skaal de foarkar [37].
Mar ien stúdzje fergelike 3DPAM mei kommersjeel beskikbere anatomyske modellen [72]. Kadavermonsters binne de meast brûkte fergeliking foar 3DPAM. Nettsjinsteande har beheiningen bliuwe kadavermodellen in weardefol ark foar it ûnderwizen fan anatomy. Der moat in ûnderskied makke wurde tusken autopsie, disseksje en droech bonke. Op basis fan trainingstests hawwe twa stúdzjes oantoand dat 3DPAM signifikant effektiver wie as plastinearre disseksje [16, 27]. Ien stúdzje fergelike ien oere training mei 3DPAM (ûnderste ledematen) mei ien oere disseksje fan deselde anatomyske regio [78]. Der wiene gjin signifikante ferskillen tusken de twa lesmetoaden. It is wierskynlik dat der mar in bytsje ûndersyk nei dit ûnderwerp is, om't sokke fergelikingen lestich te meitsjen binne. Disseksje is in tiidslinende tarieding foar studinten. Soms binne tsientallen oeren tarieding nedich, ôfhinklik fan wat der taret wurdt. In tredde fergeliking kin makke wurde mei droege bonken. In stúdzje fan Tsai en Smith fûn dat testskoares signifikant better wiene yn 'e groep dy't 3DPAM brûkte [51, 63]. Chen en kollega's merkten op dat studinten dy't 3D-modellen brûkten better prestearren by it identifisearjen fan struktueren (skedels), mar der wie gjin ferskil yn MCQ-skoares [69]. Uteinlik lieten Tanner en kollega's bettere resultaten nei de test sjen yn dizze groep mei 3DPAM fan 'e pterygopalatine fossa [46]. Oare nije lesmiddels waarden identifisearre yn dizze literatuerbeoardieling. De meast foarkommende dêrfan binne augmented reality, firtuele realiteit en serieuze spultsjes [43]. Neffens Mahrous en kollega's hinget de foarkar foar anatomyske modellen ôf fan it oantal oeren dat studinten fideospultsjes spielje [31]. Oan 'e oare kant is in grut neidiel fan nije anatomy-lesmiddels haptyske feedback, foaral foar suver firtuele ark [48].
De measte stúdzjes dy't de nije 3DPAM evaluearje, hawwe foarôfgeande kennistests brûkt. Dizze foarôfgeande tests helpe om bias yn 'e beoardieling te foarkommen. Guon auteurs slute, foardat se eksperimintele stúdzjes útfiere, alle studinten út dy't boppe it gemiddelde skoarden op 'e foarriedige test [40]. Under de bias dy't Garas en kollega's neamden, wiene de kleur fan it model en de seleksje fan frijwilligers yn 'e studinteklasse [61]. Kleuring makket it mooglik om anatomyske struktueren te identifisearjen. Chen en kollega's hawwe strange eksperimintele omstannichheden fêststeld sûnder earste ferskillen tusken groepen en de stúdzje waard safolle mooglik blyn makke [69]. Lim en kollega's advisearje dat de beoardieling nei de test troch in tredde partij útfierd wurdt om bias yn 'e beoardieling te foarkommen [16]. Guon stúdzjes hawwe Likert-skalen brûkt om de mooglikheid fan 3DPAM te beoardieljen. Dit ynstrumint is geskikt foar it beoardieljen fan tefredenheid, mar d'r binne noch wichtige bias om bewust fan te wêzen [86].
De edukative relevânsje fan 3DPAM waard benammen beoardiele ûnder medyske studinten, ynklusyf earstejiers medyske studinten, yn 14 fan 33 stúdzjes. Yn har pilotstúdzje rapportearren Wilk en kollega's dat medyske studinten leauden dat 3D-printsjen opnommen wurde moast yn har anatomylearen [87]. 87% fan 'e studinten dy't ûndersocht waarden yn 'e Cercenelli-stúdzje leauden dat it twadde stúdzjejier de bêste tiid wie om 3DPAM te brûken [84]. De resultaten fan Tanner en kollega's lieten ek sjen dat studinten better prestearren as se it fjild noait bestudearre hiene [46]. Dizze gegevens suggerearje dat it earste jier fan 'e medyske skoalle de optimale tiid is om 3DPAM yn anatomyûnderwiis op te nimmen. De meta-analyze fan Ye stipe dit idee [18]. Yn 'e 27 artikels dy't yn 'e stúdzje opnommen wiene, wiene d'r wichtige ferskillen yn testskoares tusken 3DPAM en tradisjonele modellen foar medyske studinten, mar net foar spesjalisten yn 'e medyske fakulteit.
3DPAM as learmiddel ferbetteret akademyske prestaasjes [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], kennisbehâld op lange termyn [32], en studintetefredenheid [25, 45, 46, 52, 57, 63, 66], 69, 84]. Panels fan saakkundigen fûnen dizze modellen ek nuttich [37, 42, 49, 81, 82], en twa stúdzjes fûnen tefredenheid fan leararen mei 3DPAM [25, 63]. Fan alle boarnen beskôgje Backhouse en kollega's 3D-printsjen as it bêste alternatyf foar tradisjonele anatomyske modellen [49]. Yn har earste meta-analyze befêstigen Ye en kollega's dat studinten dy't 3DPAM-ynstruksjes krigen bettere skoares nei de test hienen as studinten dy't 2D- of kadaverynstruksjes krigen [10]. Se ûnderskieden 3DPAM lykwols net op basis fan kompleksiteit, mar gewoan op basis fan hert, senuwstelsel en buikholte. Yn sân stúdzjes prestearre 3DPAM net better as oare modellen basearre op kennistests dy't oan studinten waarden ôfnommen [32, 66, 69, 77, 78, 84]. Yn harren meta-analyze konkludearren Salazar en kollega's dat it gebrûk fan 3DPAM spesifyk it begryp fan komplekse anatomy ferbetteret [17]. Dit konsept is yn oerienstimming mei de brief fan Hitas oan de redaksje [88]. Guon anatomyske gebieten dy't as minder kompleks beskôge wurde, fereaskje gjin gebrûk fan 3DPAM, wylst kompleksere anatomyske gebieten (lykas de nekke of it senuwstelsel) in logyske kar soene wêze foar 3DPAM. Dit konsept kin ferklearje wêrom't guon 3DPAM's net as superieur wurde beskôge as tradisjonele modellen, foaral as studinten kennis misse op it mêd dêr't modelprestaasjes superieur bliken te wêzen. Dêrom is it presintearjen fan in ienfâldich model oan studinten dy't al wat kennis hawwe fan it ûnderwerp (medyske studinten of spesjalisten) net nuttich foar it ferbetterjen fan studinteprestaasjes.
Fan alle neamde edukative foardielen hawwe 11 stúdzjes de klam lein op 'e fisuele of taktile kwaliteiten fan modellen [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], en 3 stúdzjes hawwe de sterkte en duorsumens ferbettere (33, 50-52, 63, 79, 85, 86). Oare foardielen binne dat studinten de struktueren manipulearje kinne, learkrêften tiid besparje kinne, se makliker te behâlden binne as kadavers, it projekt binnen 24 oeren foltôge wurde kin, it brûkt wurde kin as in ark foar thúsûnderwiis, en it brûkt wurde kin om grutte hoemannichten ynformaasje te learen. groepen [30, 49, 60, 61, 80, 81]. Werhelle 3D-printsjen foar anatomy-ûnderwiis mei hege folume makket 3D-printmodellen kosteneffektiver [26]. It gebrûk fan 3DPAM kin mentale rotaasjemooglikheden ferbetterje [23] en de ynterpretaasje fan cross-sectionele ôfbyldings ferbetterje [23, 32]. Twa stúdzjes hawwe fûn dat studinten dy't bleatsteld waarden oan 3DPAM faker in operaasje ûndergien [40, 74]. Metalen ferbiningen kinne ynbêde wurde om de beweging te meitsjen dy't nedich is om funksjonele anatomy te bestudearjen [51, 53], of modellen kinne printe wurde mei triggerûntwerpen [67].
3D-printsjen makket it mooglik om ferstelbere anatomyske modellen te meitsjen troch bepaalde aspekten te ferbetterjen tidens de modellearingsfaze, [48, 80] in gaadlike basis te meitsjen, [59] meardere modellen te kombinearjen, [36] transparânsje te brûken, (49) kleur, [45] of bepaalde ynterne struktueren sichtber te meitsjen [30]. Tripodi en kollega's brûkten byldhouwklaai om har 3D-printe bonkemodellen oan te foljen, en beklamme de wearde fan mei-makke modellen as learmiddels [47]. Yn 9 stúdzjes waard kleur tapast nei it printsjen [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], mar studinten pasten it mar ien kear ta [49]. Spitigernôch hat de stúdzje de kwaliteit fan modeltraining of de folchoarder fan training net evaluearre. Dit moat beskôge wurde yn 'e kontekst fan anatomyûnderwiis, om't de foardielen fan blended learning en co-creation goed fêststeld binne [89]. Om de groeiende reklameaktiviteit oan te kinnen, is selslearen in protte kearen brûkt om modellen te evaluearjen [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Ien stúdzje konkludearre dat de kleur fan it plestik materiaal te helder wie [45], in oare stúdzje konkludearre dat it model te kwetsber wie [71], en twa oare stúdzjes joegen oan dat der gjin anatomyske fariaasje wie yn it ûntwerp fan yndividuele modellen [25, 45]. Sân stúdzjes konkludearren dat it anatomyske detail fan 3DPAM net genôch is [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Foar mear detaillearre anatomyske modellen fan grutte en komplekse regio's, lykas it retroperitoneum of de cervikale rêchbonke, wurdt de segmintaasje- en modelleartiid as tige lang beskôge en de kosten binne tige heech (sawat US$ 2000) [27, 48]. Hojo en kollega's stelden yn har stúdzje dat it 40 oeren duorre om it anatomyske model fan it bekken te meitsjen [42]. De langste segmintaasjetiid wie 380 oeren yn in stúdzje fan Weatherall en kollega's, wêryn meardere modellen waarden kombineare om in folslein pediatrysk luchtweimodel te meitsjen [36]. Yn njoggen stúdzjes waarden segmintaasje- en printtiid as neidielen beskôge [36, 42, 57, 58, 74]. 12 stúdzjes hawwe lykwols krityk jûn op 'e fysike eigenskippen fan har modellen, benammen har konsistinsje, [28, 62] gebrek oan transparânsje, [30] fragiliteit en monochromatiteit, [71] gebrek oan sêft weefsel, [66] of gebrek oan detail [28, 34], 45, 48, 62, 63, 81]. Dizze neidielen kinne oerwûn wurde troch de segmintaasje- of simulaasjetiid te fergrutsjen. It ferliezen en opheljen fan relevante ynformaasje wie in probleem dêr't trije teams mei te krijen hiene [30, 74, 77]. Neffens pasjintrapporten joegen jodiumhoudende kontrastmiddels gjin optimale sichtberens foar de fasskulêre lichems fanwegen dosisbeperkingen [74]. Ynjeksje fan in kadavermodel liket in ideale metoade te wêzen dy't ôfwykt fan it prinsipe fan "sa min mooglik" en de beheiningen fan 'e dosis fan it ynjektearre kontrastmiddel.
Spitigernôch neame in protte artikels gjin wichtige funksjes fan 3DPAM. Minder as de helte fan 'e artikels stelde eksplisyt oft har 3DPAM tint wie. De dekking fan it printberik wie ynkonsekwint (43% fan 'e artikels), en mar 34% neamde it gebrûk fan meardere media. Dizze printparameters binne kritysk, om't se ynfloed hawwe op 'e leareigenskippen fan 3DPAM. De measte artikels jouwe net genôch ynformaasje oer de kompleksiteiten fan it krijen fan 3DPAM (ûntwerptiid, personielskwalifikaasjes, softwarekosten, printkosten, ensfh.). Dizze ynformaasje is kritysk en moat wurde beskôge foardat men in projekt begjint om in nije 3DPAM te ûntwikkeljen.
Dizze systematyske resinsje lit sjen dat it ûntwerpen en 3D-printsjen fan normale anatomyske modellen mooglik is tsjin lege kosten, foaral by it brûken fan FDM- of SLA-printers en goedkeape ienkleurige plestikmaterialen. Dizze basisûntwerpen kinne lykwols ferbettere wurde troch kleur ta te foegjen of ûntwerpen yn ferskate materialen ta te foegjen. Mear realistyske modellen (printe mei meardere materialen fan ferskate kleuren en tekstueren om de taktile kwaliteiten fan in kadaverreferinsjemodel nau te replikearjen) fereaskje djoerdere 3D-printtechnologyen en langere ûntwerptiden. Dit sil de totale kosten signifikant ferheegje. It makket net út hokker printproses keazen wurdt, it kiezen fan 'e juste ôfbyldingsmetoade is de kaai foar it súkses fan 3DPAM. Hoe heger de romtlike resolúsje, hoe realistysker it model wurdt en kin brûkt wurde foar avansearre ûndersyk. Fanút in pedagogysk eachpunt is 3DPAM in effektyf ark foar it ûnderwizen fan anatomy, lykas bliken docht út 'e kennistests dy't oan studinten wurde ôfnommen en har tefredenheid. It ûnderwiiseffekt fan 3DPAM is it bêste as it komplekse anatomyske regio's reproduseart en studinten it betiid yn har medyske training brûke.
De datasets dy't yn 'e hjoeddeiske stúdzje generearre en/of analysearre binne, binne net iepenbier beskikber fanwegen taalbarriêres, mar binne op ridlik fersyk beskikber by de oerienkommende auteur.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. In oersjoch fan kursussen yn bruto anatomy, mikroanatomy, neurobiology en embryology yn it kurrikulum fan Amerikaanske medyske skoallen. Anat Rec. 2002;269(2):118-22.
Ghosh SK Kadaverdisseksje as in edukatyf ark foar anatomyske wittenskip yn 'e 21e iuw: Disseksje as in edukatyf ark. Analyse fan wittenskiplik ûnderwiis. 2017;10(3):286–99.
Pleatsingstiid: 9 april 2024