Modelet anatomike të printuara tre-dimensionale (3DPAM) duket se janë një mjet i përshtatshëm për shkak të vlerës së tyre edukative dhe fizibilitetit. Qëllimi i këtij rishikimi është të përshkruajë dhe analizojë metodat e përdorura për të krijuar 3DPAM për mësimdhënien e anatomisë njerëzore dhe të vlerësojë kontributin e saj pedagogjik.
Një kërkim elektronik u krye në PubMed duke përdorur termat e mëposhtëm: arsim, shkollë, mësimdhënie, trajnim, mësimdhënie, arsim, tre-dimensional, 3D, 3-dimensional, shtypje, shtypje, printim, anatomi, anatomi, anatomi dhe anatomi. Gjetjet përfshinin karakteristikat e studimit, dizajnin e modelit, vlerësimin morfologjik, performancën arsimore, pikat e forta dhe të dobëta.
Midis 68 artikujve të përzgjedhur, numri më i madh i studimeve u përqendrua në rajonin e kafkës (33 artikuj); 51 artikuj përmendin shtypjen e kockave. Në 47 artikuj, 3DPAM u zhvillua bazuar në tomografinë kompjuterike. Janë listuar pesë procese shtypjeje. Plastikat dhe derivatet e tyre u përdorën në 48 studime. Çdo dizajn varion në çmim nga 1.25 dollarë deri në 2,800 dollarë. Tridhjetë e shtatë studime krahasuan 3DPAM me modelet referuese. Tridhjetë e tre artikuj shqyrtuan aktivitetet edukative. Përfitimet kryesore janë cilësia vizuale dhe prekëse, efikasiteti i të nxënit, përsëritshmëria, përshtatshmëria dhe shkathtësia, kursimi i kohës, integrimi i anatomisë funksionale, aftësi më të mira të rrotullimit mendor, ruajtja e njohurive dhe kënaqësia mësues/nxënës. Disavantazhet kryesore lidhen me dizajnin: qëndrueshmëria, mungesa e detajeve ose transparencës, ngjyrat shumë të ndritshme, kohëzgjatja e gjatë e shtypjes dhe kostoja e lartë.
Ky rishikim sistematik tregon se 3DPAM është me kosto efektive dhe efektive për mësimdhënien e anatomisë. Modelet më realiste kërkojnë përdorimin e teknologjive më të shtrenjta të printimit 3D dhe kohë më të gjata projektimi, të cilat do të rrisin ndjeshëm koston e përgjithshme. Çelësi është të zgjidhet metoda e duhur e imazherisë. Nga një këndvështrim pedagogjik, 3DPAM është një mjet efektiv për mësimdhënien e anatomisë, me një ndikim pozitiv në rezultatet e të nxënit dhe kënaqësinë. Efekti mësimor i 3DPAM është më i miri kur riprodhon rajone komplekse anatomike dhe studentët e përdorin atë në fazat e hershme të trajnimit të tyre mjekësor.
Diseksioni i kufomave të kafshëve është kryer që nga Greqia e lashtë dhe është një nga metodat kryesore të mësimdhënies së anatomisë. Disektimet kadavrike të kryera gjatë trajnimit praktik përdoren në kurrikulën teorike të studentëve të mjekësisë universitare dhe aktualisht konsiderohen standardi i artë për studimin e anatomisë [1,2,3,4,5]. Megjithatë, ka shumë pengesa në përdorimin e mostrave kadavrike njerëzore, duke nxitur kërkimin për mjete të reja trajnimi [6, 7]. Disa nga këto mjete të reja përfshijnë realitetin e shtuar, mjetet dixhitale dhe printimin 3D. Sipas një rishikimi të kohëve të fundit të literaturës nga Santos et al. [8] Sa i përket vlerës së këtyre teknologjive të reja për mësimdhënien e anatomisë, printimi 3D duket të jetë një nga burimet më të rëndësishme, si në aspektin e vlerës edukative për studentët ashtu edhe në aspektin e fizibilitetit të zbatimit [4,9,10].
Printimi 3D nuk është i ri. Patentat e para që lidhen me këtë teknologji datojnë që nga viti 1984: A Le Méhauté, O De Witte dhe JC André në Francë, dhe tre javë më vonë C Hull në SHBA. Që atëherë, teknologjia ka vazhduar të evoluojë dhe përdorimi i saj është zgjeruar në shumë fusha. Për shembull, NASA shtypi objektin e parë përtej Tokës në vitin 2014 [11]. Fusha mjekësore gjithashtu e ka përvetësuar këtë mjet të ri, duke rritur kështu dëshirën për të zhvilluar mjekësi të personalizuar [12].
Shumë autorë kanë demonstruar përfitimet e përdorimit të modeleve anatomike të printuara në 3D (3DPAM) në edukimin mjekësor [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Kur mësohet anatomia njerëzore, nevojiten modele jo-patologjike dhe anatomikisht normale. Disa rishikime kanë shqyrtuar modele trajnimi patologjike ose mjekësore/kirurgjikale [8, 20, 21]. Për të zhvilluar një model hibrid për mësimdhënien e anatomisë njerëzore që përfshin mjete të reja si printimi 3D, ne kryem një rishikim sistematik për të përshkruar dhe analizuar se si krijohen objektet e printuara në 3D për mësimdhënien e anatomisë njerëzore dhe si e vlerësojnë studentët efektivitetin e të nxënit duke përdorur këto objekte 3D.
Ky rishikim sistematik i literaturës u krye në qershor 2022 pa kufizime kohore duke përdorur udhëzimet PRISMA (Artikuj të Preferuar të Raportimit për Rishikime Sistemike dhe Meta-Analiza) [22].
Kriteret e përfshirjes ishin të gjitha punimet kërkimore që përdorin 3DPAM në mësimdhënien/nxënien e anatomisë. U përjashtuan rishikimet e literaturës, letrat ose artikujt që përqendroheshin në modelet patologjike, modelet shtazore, modelet arkeologjike dhe modelet e trajnimit mjekësor/kirurgjikal. U përzgjodhën vetëm artikujt e botuar në anglisht. U përjashtuan artikujt pa abstrakte të disponueshme në internet. U përfshinë artikujt që përfshinin modele të shumëfishta, të paktën njëri prej të cilëve ishte anatomikisht normal ose kishte patologji të vogël që nuk ndikonte në vlerën mësimore.
Një kërkim i literaturës u krye në bazën e të dhënave elektronike PubMed (Biblioteka Kombëtare e Mjekësisë, NCBI) për të identifikuar studime relevante të publikuara deri në qershor 2022. Përdorni termat e mëposhtëm të kërkimit: arsim, shkollë, mësimdhënie, mësimdhënie, të nxënit, mësimdhënie, edukim, tre-dimensional, 3D, 3D, shtypje, shtypje, shtypje, anatomi, anatomi, anatomi dhe anatomi. U ekzekutua një pyetje e vetme: (((edukimi[Titulli/Abstrakt] OSE shkolla[Titulli/Abstrakt] OSE mësimdhënia[Titulli/Abstrakt] OSE trajnimi[Titulli/Abstrakt] OREach[Titulli/Abstrakt] ] OSE Edukimi [Titulli/Abstrakt]) DHE (Tre Dimensionet [Titulli] OSE 3D [Titulli] OSE 3D [Titulli])) DHE (Printo [Titulli] OSE Printo [Titulli] OSE Printo [Titulli])) DHE (Anatomia) [Titulli] ]/abstrakt] ose anatomia [title/abstrakt] ose anatomia [title/abstrakt] ose anatomia [title/abstrakt]). Artikuj të tjerë u identifikuan duke kërkuar manualisht në bazën e të dhënave PubMed dhe duke shqyrtuar referencat e artikujve të tjerë shkencorë. Nuk u aplikuan kufizime datash, por u përdor filtri "Personi".
Të gjithë titujt dhe abstraktet e gjetura u shqyrtuan sipas kritereve të përfshirjes dhe përjashtimit nga dy autorë (EBR dhe AL), dhe çdo studim që nuk i plotësonte të gjitha kriteret e pranueshmërisë u përjashtua. Publikimet me tekst të plotë të studimeve të mbetura u morën dhe u shqyrtuan nga tre autorë (EBR, EBE dhe AL). Kur ishte e nevojshme, mosmarrëveshjet në përzgjedhjen e artikujve u zgjidhën nga një person i katërt (LT). Publikimet që plotësonin të gjitha kriteret e përfshirjes u përfshinë në këtë shqyrtim.
Nxjerrja e të dhënave u krye në mënyrë të pavarur nga dy autorë (EBR dhe AL) nën mbikëqyrjen e një autori të tretë (LT).
- Të dhëna të projektimit të modelit: rajone anatomike, pjesë specifike anatomike, modeli fillestar për printim 3D, metoda e marrjes, softueri i segmentimit dhe modelimit, lloji i printerit 3D, lloji dhe sasia e materialit, shkalla e printimit, ngjyra, kostoja e printimit.
- Vlerësimi morfologjik i modeleve: modelet e përdorura për krahasim, vlerësimi mjekësor i ekspertëve/mësuesve, numri i vlerësuesve, lloji i vlerësimit.
- Modeli 3D i mësimdhënies: vlerësimi i njohurive të nxënësve, metoda e vlerësimit, numri i nxënësve, numri i grupeve krahasuese, rastësimi i nxënësve, arsimi/lloji i nxënësit.
Në MEDLINE u identifikuan 418 studime dhe 139 artikuj u përjashtuan nga filtri "njerëzor". Pas shqyrtimit të titujve dhe abstrakteve, u përzgjodhën 103 studime për lexim të tekstit të plotë. 34 artikuj u përjashtuan sepse ishin ose modele patologjike (9 artikuj), modele trajnimi mjekësor/kirurgjikal (4 artikuj), modele shtazore (4 artikuj), modele radiologjike 3D (1 artikull) ose nuk ishin artikuj shkencorë origjinalë (16 kapituj). Një total prej 68 artikujsh u përfshinë në shqyrtim. Figura 1 paraqet procesin e përzgjedhjes si një diagram rrjedhës.
Grafiku i rrjedhës që përmbledh identifikimin, shqyrtimin dhe përfshirjen e artikujve në këtë rishikim sistematik
Të gjitha studimet u botuan midis viteve 2014 dhe 2022, me një vit mesatar publikimi në vitin 2019. Ndër 68 artikujt e përfshirë, 33 (49%) studime ishin përshkruese dhe eksperimentale, 17 (25%) ishin thjesht eksperimentale dhe 18 (26%) ishin eksperimentale. Thjesht përshkruese. Nga 50 (73%) studime eksperimentale, 21 (31%) përdorën randomizimin. Vetëm 34 studime (50%) përfshinin analiza statistikore. Tabela 1 përmbledh karakteristikat e secilit studim.
33 artikuj (48%) shqyrtuan rajonin e kokës, 19 artikuj (28%) shqyrtuan rajonin torakal, 17 artikuj (25%) shqyrtuan rajonin abdominopelvik dhe 15 artikuj (22%) shqyrtuan ekstremitetet. Pesëdhjetë e një artikuj (75%) përmendën kockat e printuara në 3D si modele anatomike ose modele anatomike me shumë prerje.
Lidhur me modelet burimore ose skedarët e përdorur për të zhvilluar 3DPAM, 23 artikuj (34%) përmendën përdorimin e të dhënave të pacientëve, 20 artikuj (29%) përmendën përdorimin e të dhënave kadaverike dhe 17 artikuj (25%) përmendën përdorimin e bazave të të dhënave, dhe 7 studime (10%) nuk zbuluan burimin e dokumenteve të përdorura.
47 studime (69%) zhvilluan 3DPAM bazuar në tomografinë kompjuterike, dhe 3 studime (4%) raportuan përdorimin e mikroCT. 7 artikuj (10%) projektuan objekte 3D duke përdorur skanerë optikë, 4 artikuj (6%) duke përdorur MRI dhe 1 artikull (1%) duke përdorur kamera dhe mikroskopë. 14 artikuj (21%) nuk përmendën burimin e skedarëve burimorë të dizajnit të modelit 3D. Skedarët 3D krijohen me një rezolucion mesatar hapësinor më të vogël se 0.5 mm. Rezolucioni optimal është 30 μm [80] dhe rezolucioni maksimal është 1.5 mm [32].
U përdorën gjashtëdhjetë aplikacione të ndryshme softuerike (segmentim, modelim, dizajn ose printim). Mimics (Materialise, Leuven, Belgjikë) u përdor më shpesh (14 studime, 21%), e ndjekur nga MeshMixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 studime, 19%), Geomagic (3D System, MO, NC, Leesville). (10 studime, 15%), 3D Slicer (Slicer Developer Training, Boston, MA) (9 studime, 13%), Blender (Blender Foundation, Amsterdam, Holandë) (8 studime, 12%) dhe CURA (Geldemarsen, Holandë) (7 studime, 10%).
Përmenden gjashtëdhjetë e shtatë modele të ndryshme printerësh dhe pesë procese printimi. Teknologjia FDM (Fused Deposition Modeling) u përdor në 26 produkte (38%), pastrim me materiale në 13 produkte (19%) dhe së fundmi pastrim me lidhës (11 produkte, 16%). Teknologjitë më pak të përdorura janë stereolitografia (SLA) (5 artikuj, 7%) dhe sinterimi selektiv me lazer (SLS) (4 artikuj, 6%). Printeri më i përdorur (7 artikuj, 10%) është Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Izrael) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Gjatë specifikimit të materialeve të përdorura për të bërë 3DPAM (51 artikuj, 75%), 48 studime (71%) përdorën plastikë dhe derivatet e tyre. Materialet kryesore të përdorura ishin PLA (acid polilaktik) (n = 20, 29%), rrëshirë (n = 9, 13%) dhe ABS (akrilonitril butadien stiren) (7 lloje, 10%). 23 artikuj (34%) shqyrtuan 3DPAM të bërë nga materiale të shumëfishta, 36 artikuj (53%) paraqitën 3DPAM të bërë vetëm nga një material, dhe 9 artikuj (13%) nuk specifikuan një material.
Njëzet e nëntë artikuj (43%) raportuan raporte printimi që varionin nga 0.25:1 në 2:1, me një mesatare prej 1:1. Njëzet e pesë artikuj (37%) përdorën një raport 1:1. 28 3DPAM (41%) përbëheshin nga ngjyra të shumëfishta, dhe 9 (13%) u ngjyrosën pas printimit [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Tridhjetë e katër artikuj (50%) përmendën kostot. 9 artikuj (13%) përmendën koston e printerëve 3D dhe lëndëve të para. Çmimi i printerëve varion nga 302 deri në 65,000 dollarë. Kur specifikohen, çmimet e modeleve variojnë nga 1.25 deri në 2,800 dollarë; këto ekstreme korrespondojnë me mostrat skeletore [47] dhe modelet retroperitoneale me besueshmëri të lartë [48]. Tabela 2 përmbledh të dhënat e modelit për secilin studim të përfshirë.
Tridhjetë e shtatë studime (54%) e krahasuan 3DAPM me një model referimi. Midis këtyre studimeve, krahasuesi më i zakonshëm ishte një model referimi anatomik, i përdorur në 14 artikuj (38%), përgatitje të plastinuara në 6 artikuj (16%), përgatitje të plastinuara në 6 artikuj (16%). Përdorimi i realitetit virtual, imazhe me tomografi kompjuterike një 3DPAM në 5 artikuj (14%), një 3DPAM tjetër në 3 artikuj (8%), lojëra serioze në 1 artikull (3%), radiografi në 1 artikull (3%), modele biznesi në 1 artikull (3%) dhe realitet të shtuar në 1 artikull (3%). Tridhjetë e katër (50%) studime vlerësuan 3DPAM. Pesëmbëdhjetë (48%) studime përshkruan përvojat e vlerësuesve në detaje (Tabela 3). 3DPAM u krye nga kirurgë ose mjekë kujdestarë në 7 studime (47%), specialistë anatomikë në 6 studime (40%), studentë në 3 studime (20%), mësues (disiplina e pa specifikuar) në 3 studime (20%) për vlerësim dhe një vlerësues tjetër në artikull (7%). Numri mesatar i vlerësuesve është 14 (minimumi 2, maksimumi 30). Tridhjetë e tre studime (49%) vlerësuan morfologjinë e 3DPAM në mënyrë cilësore, dhe 10 studime (15%) vlerësuan morfologjinë e 3DPAM në mënyrë sasiore. Nga 33 studimet që përdorën vlerësime cilësore, 16 përdorën vlerësime thjesht përshkruese (48%), 9 përdorën teste/vlerësime/anketa (27%) dhe 8 përdorën shkallët Likert (24%). Tabela 3 përmbledh vlerësimet morfologjike të modeleve në secilin studim të përfshirë.
Tridhjetë e tre (48%) artikuj shqyrtuan dhe krahasuan efektivitetin e mësimdhënies së 3DPAM tek studentët. Nga këto studime, 23 (70%) artikuj vlerësuan kënaqësinë e studentëve, 17 (51%) përdorën shkallët Likert dhe 6 (18%) përdorën metoda të tjera. Njëzet e dy artikuj (67%) vlerësuan të nxënit e studentëve përmes testimit të njohurive, nga të cilët 10 (30%) përdorën teste paraprake dhe/ose postteste. Njëmbëdhjetë studime (33%) përdorën pyetje dhe teste me zgjedhje të shumëfishta për të vlerësuar njohuritë e studentëve, dhe pesë studime (15%) përdorën etiketimin e imazheve/identifikimin anatomik. Një mesatare prej 76 studentësh morën pjesë në secilin studim (minimumi 8, maksimumi 319). Njëzet e katër studime (72%) kishin një grup kontrolli, nga të cilët 20 (60%) përdorën randomizimin. Në të kundërt, një studim (3%) caktoi rastësisht modele anatomike për 10 studentë të ndryshëm. Mesatarisht, u krahasuan 2.6 grupe (minimumi 2, maksimumi 10). Njëzet e tre studime (70%) përfshinin studentë mjekësie, nga të cilët 14 (42%) ishin studentë të vitit të parë të mjekësisë. Gjashtë (18%) studime përfshinin rezidentë, 4 (12%) studentë të stomatologjisë dhe 3 (9%) studentë të shkencave. Gjashtë studime (18%) zbatuan dhe vlerësuan të nxënit autonom duke përdorur 3DPAM. Tabela 4 përmbledh rezultatet e vlerësimit të efektivitetit të mësimdhënies 3DPAM për secilin studim të përfshirë.
Përparësitë kryesore të raportuara nga autorët për përdorimin e 3DPAM si një mjet mësimor për anatominë normale njerëzore janë karakteristikat vizuale dhe prekëse, duke përfshirë realizmin [55, 67], saktësinë [44, 50, 72, 85] dhe ndryshueshmërinë e qëndrueshmërisë [34, 45]. , 48, 64], ngjyra dhe transparenca [28, 45], qëndrueshmëria [24, 56, 73], efekti edukativ [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], kostoja [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], riprodhueshmëria [80], mundësia e përmirësimit ose personalizimit [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], aftësia për të manipuluar studentët [30, 49], kursimi i kohës së mësimdhënies [61, 80], lehtësia e ruajtjes [61], aftësia për të integruar anatominë funksionale ose për të krijuar struktura specifike [51, 53], 67], projektimi i shpejtë i skeletit modelet [81], aftësia për të bashkë-krijuar modele dhe për t'i marrë ato në shtëpi [49, 60, 71], përmirësojnë aftësitë e rrotullimit mendor [23] dhe ruajtjen e njohurive [32], si dhe mbi mësuesin [25, 63] dhe kënaqësinë e nxënësve [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Disavantazhet kryesore lidhen me dizajnin: ngurtësia [80], qëndrueshmëria [28, 62], mungesa e detajeve ose transparencës [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], ngjyrat shumë të ndritshme [45] dhe brishtësia e dyshemesë [71]. Disavantazhe të tjera përfshijnë humbjen e informacionit [30, 76], kohën e gjatë të nevojshme për segmentimin e imazhit [36, 52, 57, 58, 74], kohën e printimit [57, 63, 66, 67], mungesën e ndryshueshmërisë anatomike [25] dhe koston. E lartë [48].
Ky rishikim sistematik përmbledh 68 artikuj të botuar gjatë 9 viteve dhe nxjerr në pah interesin e komunitetit shkencor në 3DPAM si një mjet për mësimdhënien e anatomisë normale njerëzore. Çdo rajon anatomik u studiua dhe u printua në 3D. Nga këta artikuj, 37 artikuj krahasuan 3DPAM me modele të tjera, dhe 33 artikuj vlerësuan rëndësinë pedagogjike të 3DPAM për studentët.
Duke pasur parasysh ndryshimet në hartimin e studimeve të printimit anatomik 3D, ne nuk e konsideruam të përshtatshme të kryenim një meta-analizë. Një meta-analizë e botuar në vitin 2020 u përqendrua kryesisht në testet e njohurive anatomike pas trajnimit pa analizuar aspektet teknike dhe teknologjike të projektimit dhe prodhimit të 3DPAM [10].
Rajoni i kokës është më i studiuari, ndoshta sepse kompleksiteti i anatomisë së saj ua bën më të vështirë studentëve ta përshkruajnë këtë rajon anatomik në hapësirën tre-dimensionale krahasuar me gjymtyrët ose torzon. CT është deri tani modaliteti më i përdorur i imazherisë. Kjo teknikë përdoret gjerësisht, veçanërisht në mjediset mjekësore, por ka rezolucion të kufizuar hapësinor dhe kontrast të ulët të indeve të buta. Këto kufizime i bëjnë skanimet CT të papërshtatshme për segmentimin dhe modelimin e sistemit nervor. Nga ana tjetër, tomografia kompjuterike është më e përshtatshme për segmentimin/modelimin e indeve të kockave; Kontrasti i kockave/indeve të buta ndihmon në përfundimin e këtyre hapave para printimit 3D të modeleve anatomike. Nga ana tjetër, mikroCT konsiderohet teknologjia referuese për sa i përket rezolucionit hapësinor në imazherinë e kockave [70]. Skanerët optikë ose MRI mund të përdoren gjithashtu për të marrë imazhe. Rezolucioni më i lartë parandalon zbutjen e sipërfaqeve të kockave dhe ruan hollësinë e strukturave anatomike [59]. Zgjedhja e modelit ndikon gjithashtu në rezolucionin hapësinor: për shembull, modelet e plastifikimit kanë një rezolucion më të ulët [45]. Dizajnerët grafikë duhet të krijojnë modele 3D të personalizuara, gjë që rrit kostot (25 deri në 150 dollarë në orë) [43]. Marrja e skedarëve .STL me cilësi të lartë nuk është e mjaftueshme për të krijuar modele anatomike me cilësi të lartë. Është e nevojshme të përcaktohen parametrat e printimit, siç është orientimi i modelit anatomik në pllakën e printimit [29]. Disa autorë sugjerojnë që teknologjitë e përparuara të printimit si SLS duhet të përdoren sa herë që është e mundur për të përmirësuar saktësinë e 3DPAM [38]. Prodhimi i 3DPAM kërkon ndihmë profesionale; specialistët më të kërkuar janë inxhinierët [72], radiologët, [75], dizajnerët grafikë [43] dhe anatomët [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Softuerët e segmentimit dhe modelimit janë faktorë të rëndësishëm në marrjen e modeleve të sakta anatomike, por kostoja e këtyre paketave të softuerëve dhe kompleksiteti i tyre pengojnë përdorimin e tyre. Disa studime kanë krahasuar përdorimin e paketave të ndryshme të softuerëve dhe teknologjive të printimit, duke nxjerrë në pah avantazhet dhe disavantazhet e secilës teknologji [68]. Përveç softuerit të modelimit, kërkohet edhe softuer printimi i pajtueshëm me printerin e zgjedhur; disa autorë preferojnë të përdorin printimin 3D në internet [75]. Nëse printohen mjaftueshëm objekte 3D, investimi mund të çojë në kthime financiare [72].
Plastika është padyshim materiali më i përdorur. Gama e gjerë e teksturave dhe ngjyrave të saj e bën atë materialin e zgjedhur për 3DPAM. Disa autorë kanë vlerësuar fortësinë e saj të lartë krahasuar me modelet tradicionale kadaverike ose të plastinuara [24, 56, 73]. Disa plastika madje kanë veti përkuljeje ose shtrirjeje. Për shembull, Filaflex me teknologjinë FDM mund të shtrihet deri në 700%. Disa autorë e konsiderojnë atë materialin e zgjedhur për replikimin e muskujve, tendinave dhe ligamenteve [63]. Nga ana tjetër, dy studime kanë ngritur pyetje në lidhje me orientimin e fibrave gjatë printimit. Në fakt, orientimi, futja, inervimi dhe funksioni i fibrave muskulore janë kritike në modelimin e muskujve [33].
Çuditërisht, pak studime përmendin shkallën e shtypjes. Meqenëse shumë njerëz e konsiderojnë raportin 1:1 si standard, autori mund të ketë zgjedhur të mos e përmendë atë. Edhe pse shkallëzimi do të ishte i dobishëm për të nxënit e drejtuar në grupe të mëdha, fizibiliteti i shkallëzimit nuk është eksploruar ende, veçanërisht me rritjen e madhësisë së klasave dhe madhësinë fizike të modelit si një faktor i rëndësishëm. Sigurisht, shkallët me madhësi të plotë e bëjnë më të lehtë gjetjen dhe komunikimin e elementëve të ndryshëm anatomikë tek pacienti, gjë që mund të shpjegojë pse ato përdoren shpesh.
Nga shumë printera të disponueshëm në treg, ata që përdorin teknologjinë PolyJet (material ose lidhës me bojë) për të ofruar printim me ngjyra dhe shumështresor (dhe për këtë arsye shumëtekstural) me definicion të lartë kushtojnë midis 20,000 dhe 250,000 dollarë amerikanë (https: //www.aniwaa.com/). Kjo kosto e lartë mund të kufizojë promovimin e 3DPAM në shkollat mjekësore. Përveç kostos së printerit, kostoja e materialeve të kërkuara për printimin me bojë është më e lartë se sa për printerët SLA ose FDM [68]. Çmimet për printerët SLA ose FDM janë gjithashtu më të përballueshme, duke filluar nga 576 € deri në 4,999 € në artikujt e listuar në këtë përmbledhje. Sipas Tripodi dhe kolegëve, çdo pjesë skeletore mund të printohet për 1.25 dollarë amerikanë [47]. Njëmbëdhjetë studime arritën në përfundimin se printimi 3D është më i lirë se modelet e plastifikimit ose ato komerciale [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Për më tepër, këto modele komerciale janë të dizajnuara për të ofruar informacion për pacientin pa detaje të mjaftueshme për mësimdhënien e anatomisë [80]. Këto modele komerciale konsiderohen inferiore ndaj 3DPAM [44]. Vlen të përmendet se, përveç teknologjisë së printimit të përdorur, kostoja përfundimtare është proporcionale me shkallën dhe për këtë arsye me madhësinë përfundimtare të 3DPAM [48]. Për këto arsye, shkalla me madhësi të plotë është e preferuar [37].
Vetëm një studim krahasoi 3DPAM me modelet anatomike të disponueshme në treg [72]. Mostrat kadavrike janë krahasuesi më i përdorur për 3DPAM. Pavarësisht kufizimeve të tyre, modelet kadavrike mbeten një mjet i vlefshëm për mësimdhënien e anatomisë. Duhet bërë një dallim midis autopsisë, diseksionit dhe kockës së thatë. Bazuar në testet e trajnimit, dy studime treguan se 3DPAM ishte dukshëm më efektiv sesa diseksioni i plastinuar [16, 27]. Një studim krahasoi një orë trajnim duke përdorur 3DPAM (gjymtyrë të poshtme) me një orë diseksion të të njëjtit rajon anatomik [78]. Nuk kishte dallime të rëndësishme midis dy metodave të mësimdhënies. Ka të ngjarë që të ketë pak kërkime mbi këtë temë sepse krahasime të tilla janë të vështira për t'u bërë. Diseksioni është një përgatitje që kërkon kohë për studentët. Ndonjëherë kërkohen dhjetëra orë përgatitje, varësisht nga ajo që po përgatitet. Një krahasim i tretë mund të bëhet me kocka të thata. Një studim nga Tsai dhe Smith zbuloi se rezultatet e testit ishin dukshëm më të mira në grupin që përdorte 3DPAM [51, 63]. Chen dhe kolegët e tij vunë re se studentët që përdorin modele 3D performuan më mirë në identifikimin e strukturave (kafkave), por nuk kishte ndryshim në rezultatet e pyetjeve me shumë pyetje [69]. Së fundmi, Tanner dhe kolegët e tij demonstruan rezultate më të mira pas testit në këtë grup duke përdorur 3DPAM të fosës pterigopalatine [46]. Mjete të tjera të reja mësimore u identifikuan në këtë rishikim të literaturës. Më të zakonshmet midis tyre janë realiteti i shtuar, realiteti virtual dhe lojërat serioze [43]. Sipas Mahrous dhe kolegëve të tij, preferenca për modelet anatomike varet nga numri i orëve që studentët luajnë videolojëra [31]. Nga ana tjetër, një pengesë e madhe e mjeteve të reja të mësimdhënies së anatomisë është reagimi haptik, veçanërisht për mjetet thjesht virtuale [48].
Shumica e studimeve që vlerësojnë 3DPAM-in e ri kanë përdorur parateste të njohurive. Këto parateste ndihmojnë në shmangien e paragjykimeve në vlerësim. Disa autorë, përpara se të kryejnë studime eksperimentale, përjashtojnë të gjithë studentët që shënuan mbi mesataren në testin paraprak [40]. Ndër paragjykimet që përmendën Garas dhe kolegët e tij ishin ngjyra e modelit dhe përzgjedhja e vullnetarëve në klasën e studentëve [61]. Ngjyrosja lehtëson identifikimin e strukturave anatomike. Chen dhe kolegët e tij vendosën kushte të rrepta eksperimentale pa dallime fillestare midis grupeve dhe studimi ishte i verbër në masën maksimale të mundshme [69]. Lim dhe kolegët e tij rekomandojnë që vlerësimi pas testit të kryhet nga një palë e tretë për të shmangur paragjykimet në vlerësim [16]. Disa studime kanë përdorur shkallët Likert për të vlerësuar fizibilitetin e 3DPAM. Ky instrument është i përshtatshëm për vlerësimin e kënaqësisë, por ka ende paragjykime të rëndësishme për t'u pasur parasysh [86].
Rëndësia arsimore e 3DPAM u vlerësua kryesisht midis studentëve të mjekësisë, përfshirë studentët e vitit të parë të mjekësisë, në 14 nga 33 studime. Në studimin e tyre pilot, Wilk dhe kolegët raportuan se studentët e mjekësisë besonin se printimi 3D duhet të përfshihej në mësimin e tyre të anatomisë [87]. 87% e studentëve të anketuar në studimin Cercenelli besonin se viti i dytë i studimit ishte koha më e mirë për të përdorur 3DPAM [84]. Rezultatet e Tanner dhe kolegëve treguan gjithashtu se studentët performuan më mirë nëse nuk e kishin studiuar kurrë fushën [46]. Këto të dhëna sugjerojnë se viti i parë i shkollës mjekësore është koha optimale për të përfshirë 3DPAM në mësimdhënien e anatomisë. Meta-analiza e Ye e mbështeti këtë ide [18]. Në 27 artikujt e përfshirë në studim, kishte dallime të konsiderueshme në rezultatet e testeve midis 3DPAM dhe modeleve tradicionale për studentët e mjekësisë, por jo për rezidentët.
3DPAM si mjet mësimor përmirëson arritjet akademike [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], ruajtjen afatgjatë të njohurive [32] dhe kënaqësinë e studentëve [25, 45, 46, 52, 57, 63, 66]., 69, 84]. Panelet e ekspertëve gjithashtu i gjetën këto modele të dobishme [37, 42, 49, 81, 82], dhe dy studime zbuluan kënaqësinë e mësuesve me 3DPAM [25, 63]. Nga të gjitha burimet, Backhouse dhe kolegët e tij e konsiderojnë printimin 3D si alternativën më të mirë ndaj modeleve tradicionale anatomike [49]. Në meta-analizën e tyre të parë, Ye dhe kolegët e tij konfirmuan se studentët që morën udhëzime 3DPAM kishin rezultate më të mira pas testit sesa studentët që morën udhëzime 2D ose të kufomës [10]. Megjithatë, ata e diferencuan 3DPAM jo nga kompleksiteti, por thjesht nga zemra, sistemi nervor dhe zgavra e barkut. Në shtatë studime, 3DPAM nuk i tejkaloi modelet e tjera bazuar në testet e njohurive të administruara studentëve [32, 66, 69, 77, 78, 84]. Në meta-analizën e tyre, Salazar dhe kolegët arritën në përfundimin se përdorimi i 3DPAM përmirëson në mënyrë specifike të kuptuarit e anatomisë komplekse [17]. Ky koncept është në përputhje me letrën e Hitas drejtuar redaktorit [88]. Disa zona anatomike të konsideruara më pak komplekse nuk kërkojnë përdorimin e 3DPAM, ndërsa zonat më komplekse anatomike (si qafa ose sistemi nervor) do të ishin një zgjedhje logjike për 3DPAM. Ky koncept mund të shpjegojë pse disa 3DPAM nuk konsiderohen superiore ndaj modeleve tradicionale, veçanërisht kur studentëve u mungon njohuria në fushën ku performanca e modelit rezulton të jetë superiore. Kështu, paraqitja e një modeli të thjeshtë për studentët që tashmë kanë disa njohuri të lëndës (studentë mjekësie ose rezidentë) nuk është e dobishme në përmirësimin e performancës së studentëve.
Nga të gjitha përfitimet arsimore të listuara, 11 studime theksuan cilësitë vizuale ose prekëse të modeleve [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], dhe 3 studime përmirësuan forcën dhe qëndrueshmërinë (33, 50-52, 63, 79, 85, 86). Avantazhe të tjera janë se studentët mund të manipulojnë strukturat, mësuesit mund të kursejnë kohë, ato janë më të lehta për t'u ruajtur sesa kufomat, projekti mund të përfundojë brenda 24 orëve, mund të përdoret si një mjet për shkollim në shtëpi dhe mund të përdoret për të mësuar sasi të mëdha informacioni. Printimi 3D i përsëritur për mësimdhënien e anatomisë me vëllim të lartë e bën modelin e printimit 3D më efektiv nga ana e kostos [26]. Përdorimi i 3DPAM mund të përmirësojë aftësitë e rrotullimit mendor [23] dhe të përmirësojë interpretimin e imazheve të prerjes tërthore [23, 32]. Dy studime zbuluan se studentët e ekspozuar ndaj 3DPAM kishin më shumë gjasa t'i nënshtroheshin ndërhyrjes kirurgjikale [40, 74]. Lidhësit metalikë mund të nguliten për të krijuar lëvizjen e nevojshme për të studiuar anatominë funksionale [51, 53], ose modelet mund të printohen duke përdorur dizajne shkrehëse [67].
Printimi 3D lejon krijimin e modeleve anatomike të rregullueshme duke përmirësuar aspekte të caktuara gjatë fazës së modelimit, [48, 80] duke krijuar një bazë të përshtatshme, [59] duke kombinuar modele të shumëfishta, [36] duke përdorur transparencën, (49) ngjyrën, [45] ose duke i bërë të dukshme struktura të caktuara të brendshme [30]. Tripodi dhe kolegët e tij përdorën argjilë skulpturore për të plotësuar modelet e tyre të kockave të printuara në 3D, duke theksuar vlerën e modeleve të krijuara bashkërisht si mjete mësimdhënieje [47]. Në 9 studime, ngjyra u aplikua pas printimit [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], por studentët e aplikuan atë vetëm një herë [49]. Fatkeqësisht, studimi nuk vlerësoi cilësinë e trajnimit të modelit ose sekuencën e trajnimit. Kjo duhet të merret në konsideratë në kontekstin e edukimit të anatomisë, pasi përfitimet e të mësuarit të kombinuar dhe të krijimit bashkërisht janë të përcaktuara mirë [89]. Për t'u përballur me aktivitetin në rritje të reklamave, vetë-mësimi është përdorur shumë herë për të vlerësuar modelet [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Një studim arriti në përfundimin se ngjyra e materialit plastik ishte shumë e ndritshme[45], një studim tjetër arriti në përfundimin se modeli ishte shumë i brishtë[71], dhe dy studime të tjera treguan mungesë të ndryshueshmërisë anatomike në projektimin e modeleve individuale[25, 45]. Shtatë studime arritën në përfundimin se detajet anatomike të 3DPAM janë të pamjaftueshme [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Për modele anatomike më të detajuara të rajoneve të mëdha dhe komplekse, siç është retroperitoneumi ose shtylla kurrizore cervikale, koha e segmentimit dhe modelimit konsiderohet shumë e gjatë dhe kostoja është shumë e lartë (rreth 2000 dollarë amerikanë) [27, 48]. Hojo dhe kolegët e tij deklaruan në studimin e tyre se u deshën 40 orë për të krijuar modelin anatomik të legenit [42]. Koha më e gjatë e segmentimit ishte 380 orë në një studim nga Weatherall dhe kolegët e tij, në të cilin modele të shumëfishta u kombinuan për të krijuar një model të plotë të rrugëve të frymëmarrjes pediatrike [36]. Në nëntë studime, koha e segmentimit dhe e printimit u konsideruan disavantazhe [36, 42, 57, 58, 74]. Megjithatë, 12 studime kritikuan vetitë fizike të modeleve të tyre, veçanërisht konsistencën e tyre, [28, 62] mungesën e transparencës, [30] brishtësinë dhe monokromaticitetin, [71] mungesën e indeve të buta, [66] ose mungesën e detajeve [28, 34]., 45, 48, 62, 63, 81]. Këto disavantazhe mund të kapërcehen duke rritur kohën e segmentimit ose të simulimit. Humbja dhe marrja e informacionit përkatës ishte një problem me të cilin u përballën tre ekipe [30, 74, 77]. Sipas raporteve të pacientëve, agjentët e kontrastit të jodizuar nuk ofruan dukshmëri optimale vaskulare për shkak të kufizimeve të dozës [74]. Injektimi i një modeli kadaverik duket të jetë një metodë ideale që largohet nga parimi i "sa më pak të jetë e mundur" dhe kufizimet e dozës së agjentit të kontrastit të injektuar.
Fatkeqësisht, shumë artikuj nuk përmendin disa karakteristika kryesore të 3DPAM. Më pak se gjysma e artikujve deklaruan në mënyrë të qartë nëse 3DPAM-i i tyre ishte i ngjyrosur. Mbulimi i fushëveprimit të printimit ishte i paqëndrueshëm (43% e artikujve) dhe vetëm 34% përmendën përdorimin e mediave të shumëfishta. Këta parametra printimi janë kritikë sepse ndikojnë në vetitë e të mësuarit të 3DPAM. Shumica e artikujve nuk ofrojnë informacion të mjaftueshëm në lidhje me kompleksitetet e marrjes së 3DPAM (koha e projektimit, kualifikimet e personelit, kostot e softuerit, kostot e printimit, etj.). Ky informacion është kritik dhe duhet të merret në konsideratë para se të merret në konsideratë fillimi i një projekti për të zhvilluar një 3DPAM të ri.
Ky rishikim sistematik tregon se projektimi dhe printimi 3D i modeleve normale anatomike është i realizueshëm me kosto të ulët, veçanërisht kur përdoren printerë FDM ose SLA dhe materiale plastike me një ngjyrë të lirë. Megjithatë, këto dizajne bazë mund të përmirësohen duke shtuar ngjyra ose duke shtuar dizajne në materiale të ndryshme. Modelet më realiste (të shtypura duke përdorur materiale të shumëfishta me ngjyra dhe tekstura të ndryshme për të replikuar nga afër cilësitë prekëse të një modeli referimi të kufomës) kërkojnë teknologji më të shtrenjta të printimit 3D dhe kohë më të gjata projektimi. Kjo do të rrisë ndjeshëm koston e përgjithshme. Pavarësisht se cili proces printimi zgjidhet, zgjedhja e metodës së duhur të imazherisë është çelësi i suksesit të 3DPAM. Sa më e lartë të jetë rezolucioni hapësinor, aq më realist bëhet modeli dhe mund të përdoret për kërkime të avancuara. Nga një këndvështrim pedagogjik, 3DPAM është një mjet efektiv për mësimdhënien e anatomisë, siç dëshmohet nga testet e njohurive që u administrohen studentëve dhe kënaqësia e tyre. Efekti mësimor i 3DPAM është më i miri kur riprodhon rajone komplekse anatomike dhe studentët e përdorin atë në fazat e hershme të trajnimit të tyre mjekësor.
Setet e të dhënave të gjeneruara dhe/ose të analizuara në studimin aktual nuk janë të disponueshme publikisht për shkak të barrierave gjuhësore, por janë të disponueshme nga autori përkatës me kërkesë të arsyeshme.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. Një përmbledhje e kurseve të anatomisë gros, mikroanatomisë, neurobiologjisë dhe embriologjisë në kurrikulat e shkollave mjekësore në SHBA. Anat Rec. 2002;269(2):118-22.
Ghosh SK Diseksioni kadaverik si një mjet edukativ për shkencën anatomike në shekullin e 21-të: Diseksioni si një mjet edukativ. Analiza e edukimit shkencor. 2017;10(3):286–99.
Koha e postimit: 09 Prill 2024