Þrívídd prentuð líffærafræðileg líkön (3DPAM) virðast vera viðeigandi tæki vegna menntunargildi þeirra og hagkvæmni. Tilgangurinn með þessari endurskoðun er að lýsa og greina aðferðirnar sem notaðar eru til að búa til 3DPAM til að kenna líffærafræði manna og meta uppeldisframlag þess.
Rafræn leit var gerð í PubMed með eftirfarandi skilmálum: Menntun, skóli, nám, kennsla, þjálfun, kennsla, menntun, þrívídd, 3D, þrívídd, prentun, prentun, prentun, líffærafræði, líffærafræði, líffærafræði og líffærafræði . . Niðurstöður voru meðal annars rannsóknareinkenni, fyrirmyndarhönnun, formfræðilegt mat, frammistaða menntunar, styrkleiki og veikleiki.
Meðal 68 valinna greina beinist mesti fjöldi rannsókna á kraníusvæðið (33 greinar); 51 Greinar nefna beinprentun. Í 47 greinum var 3DPAM þróað út frá tölvusneiðmynd. Fimm prentunarferlar eru skráðir. Plastefni og afleiður þeirra voru notuð í 48 rannsóknum. Hver hönnun er á verði frá $ 1,25 til $ 2.800. Þrjátíu og sjö rannsóknir báru 3DPAM saman við viðmiðunarlíkön. Þrjátíu og þrjár greinar skoðuðu menntunarstarfsemi. Helstu ávinningurinn er sjónræn og áþreifanleg gæði, skilvirkni náms, endurtekningarhæfni, sérsniðni og lipurð, tímasparnaður, samþætting virkni líffærafræði, betri andleg snúningsgeta, varðveisla þekkingar og ánægju kennara/nemenda. Helstu ókostirnir tengjast hönnuninni: samkvæmni, skortur á smáatriðum eða gegnsæi, litir sem eru of bjartir, langir prentunartímar og mikill kostnaður.
Þessi kerfisbundna endurskoðun sýnir að 3DPAM er hagkvæm og árangursrík til að kenna líffærafræði. Raunhæfari gerðir þurfa að nota dýrari 3D prentunartækni og lengri hönnunartíma, sem mun auka heildarkostnaðinn verulega. Lykillinn er að velja viðeigandi myndgreiningaraðferð. Frá uppeldislegu sjónarmiði er 3DPAM áhrifaríkt tæki til að kenna líffærafræði, með jákvæð áhrif á námsárangur og ánægju. Kennsluáhrif 3DPAM eru best þegar það endurskapar flókin líffærafræðileg svæði og nemendur nota það snemma í læknisþjálfun sinni.
Dreifing dýra lík hefur verið framkvæmd síðan Grikkland til forna og er ein helsta aðferðin við kennslu líffærafræði. Cadaveric krufningar sem gerðar voru við verklega þjálfun eru notaðar í fræðilegri námskrá háskólalæknanema og eru nú talin gullstaðallinn fyrir rannsókn á líffærafræði [1,2,3,4,5]. Hins vegar eru margar hindranir á notkun kadaverískra sýna úr mönnum og vekja leit að nýjum þjálfunartækjum [6, 7]. Sum þessara nýju verkfæra innihalda aukinn veruleika, stafræn verkfæri og 3D prentun. Samkvæmt nýlegri bókmenntagagnrýni Santos o.fl. [8] Hvað varðar gildi þessara nýju tækni til að kenna líffærafræði, virðist 3D prentun vera eitt mikilvægasta úrræði, bæði hvað varðar menntunargildi fyrir nemendur og hvað varðar hagkvæmni framkvæmdar [4,9,10] .
3D prentun er ekki ný. Fyrstu einkaleyfin sem tengjast þessari tækni eru frá 1984: A Le Méhauté, O de Witte og JC André í Frakklandi og þremur vikum síðar C Hull í Bandaríkjunum. Síðan þá hefur tæknin haldið áfram að þróast og notkun hennar hefur stækkað á mörgum sviðum. Til dæmis prentaði NASA fyrsta hlutinn handan jarðar árið 2014 [11]. Læknissviðið hefur einnig tileinkað sér þetta nýja tæki og þar með aukið löngun til að þróa persónulega læknisfræði [12].
Margir höfundar hafa sýnt fram á ávinninginn af því að nota 3D prentuð líffærafræðileg líkön (3DPAM) í læknisfræðslu [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Þegar þú kennir líffærafræði manna er þörf á ekki skyggni og líffærafræðilega venjulegum gerðum. Sumar umsagnir hafa skoðað meinafræðilega eða læknisfræðilega/skurðaðgerðarþjálfunarlíkön [8, 20, 21]. Til að þróa blendinga líkan til að kenna líffærafræði manna sem innihalda ný tæki eins og 3D prentun, gerðum við kerfisbundna endurskoðun til að lýsa og greina hvernig 3D prentaðir hlutir eru búnir til til að kenna líffærafræði manna og hvernig nemendur meta árangur náms með því að nota þessa 3D hluti.
Þessi kerfisbundna bókmenntagagnrýni var gerð í júní 2022 með því að nota Prisma (ákjósanlegar skýrslugerðir fyrir kerfisbundnar umsagnir og meta-greiningar) viðmiðunarreglur án tímatakmarkana [22].
Skilyrði fyrir þátttöku voru öll rannsóknarritgerðir sem notuðu 3DPAM í líffærafræði kennslu/námi. Bókmenntagagnrýni, bréf eða greinar með áherslu á meinafræðileg líkön, dýralíkön, fornleifalíkön og læknis-/skurðaðgerðarlíkön voru útilokuð. Aðeins greinar sem birtar voru á ensku voru valdar. Greinar án tiltækra ágrips á netinu voru útilokaðar. Greinar sem innihéldu margar gerðir, að minnsta kosti ein þeirra var líffærafræðilega eðlileg eða höfðu minniháttar meinafræði sem höfðu ekki áhrif á kennslugildi, voru með.
Bókmenntaleit var gerð í rafræna gagnagrunni PubMed (Landsbókasafn lækna, NCBI) til að bera kennsl á viðeigandi rannsóknir sem birtar voru til júní 2022. Notaðu eftirfarandi leitarskilmálar: Menntun, skóli, kennsla, kennsla, nám, kennsla, menntun, þrjú- vídd, 3D, 3D, prentun, prentun, prentun, líffærafræði, líffærafræði, líffærafræði og líffærafræði. Ein fyrirspurn var framkvæmd: (((menntun [titill/ágrip] eða skóli [Titill/Abstract] Orlearning [Titill/Abstract] eða Teaching [Title/Abstract] eða Training [Title/Abstract] Oreach [Title/Abstract]] eða Menntun [titill/ágrip]) og (þrívídd [titill] eða 3d [titill] eða 3d [titill])) og (prenta [titill] eða prenta [titill] eða prenta [titill]) og (líffærafræði) [Titill ]]/ágrip] eða líffærafræði [Titill/Abstract] eða líffærafræði [Titill/Abstract] eða Anatomy [Title/Abstract]). Viðbótargreinar voru greindar með því að leita handvirkt í PubMed gagnagrunninum og fara yfir tilvísanir í aðrar vísindagreinar. Engar dagsetningarhömlur voru notaðar, en „manneskjan“ sían var notuð.
Allir sem sóttu titla og ágrip voru sýndir gegn skilyrðum og útilokunarviðmiðum af tveimur höfundum (EBR og AL) og allar rannsóknir sem ekki uppfylltu öll hæfisskilyrði voru útilokuð. Rit fyrir fullan texta um rannsóknirnar sem eftir voru voru sóttar og skoðaðar af þremur höfundum (EBR, EBE og AL). Þegar nauðsyn krefur var ágreiningur í vali á greinum leystur af fjórða manni (LT). Rit sem uppfylltu öll skilyrði fyrir aðlögun voru með í þessari endurskoðun.
Gagnaútdráttur var framkvæmdur sjálfstætt af tveimur höfundum (EBR og AL) undir eftirliti þriðja höfundar (LT).
- Gögn fyrir gerð hönnunar: Líffræðileg svæði, sértækir líffærafræðilegir hlutar, upphafslíkan fyrir þrívíddarprentun, öflunaraðferð, skiptingu og líkan hugbúnaðar, 3D prentarategund, efnisgerð og magn, prentunarskala, litur, prentkostnaður.
- Formfræðileg mat á líkönum: Líkön notuð til samanburðar, læknisfræðilegt mat á sérfræðingum/kennurum, fjöldi matsmanna, tegund mats.
- Kennsla 3D líkan: Mat á þekkingu nemenda, matsaðferð, fjöldi nemenda, fjöldi samanburðarhópa, slembiröðun nemenda, menntun/tegund nemenda.
418 rannsóknir voru greindar í Medline og 139 greinar voru útilokaðar með „mannlegu“ síunni. Eftir að hafa skoðað titla og ágrip voru 103 rannsóknir valdar til lesturs í fullum texta. 34 greinar voru útilokaðar vegna þess að þetta voru annað hvort meinafræðileg líkön (9 greinar), læknis-/skurðaðgerðarlíkön (4 greinar), dýralíkön (4 greinar), 3D geislalíkön (1 grein) eða voru ekki frumlegar vísindagreinar (16 kaflar). ). Alls voru 68 greinar með í endurskoðuninni. Mynd 1 sýnir valferlið sem flæðirit.
Flæðirit sem dregur saman auðkenningu, skimun og þátttöku greina í þessari kerfisbundnu endurskoðun
Allar rannsóknir voru birtar á árunum 2014 og 2022, með meðaltalsútgáfuárið 2019. Meðal 68 greinar voru 33 (49%) rannsóknir lýsandi og tilrauna, 17 (25%) voru eingöngu tilraunakenndar og 18 (26%) voru tilrauna. Eingöngu lýsandi. Af 50 (73%) tilraunirannsóknum notuðu 21 (31%) slembival. Aðeins 34 rannsóknir (50%) innihéldu tölfræðilegar greiningar. Tafla 1 dregur saman einkenni hverrar rannsóknar.
33 greinar (48%) skoðuðu höfuðsvæðið, 19 greinar (28%) skoðuðu brjóstholssvæðið, 17 greinar (25%) skoðuðu kviðarholsvæðið og 15 greinar (22%) skoðuðu útlimum. Fimmtíu og ein greinar (75%) nefndu 3D prentuð bein sem líffærafræðileg líkön eða fjölheilbrigðisfræðileg líkön.
Varðandi upprunalíkönin eða skrárnar sem notaðar voru til að þróa 3DPAM, nefndu 23 greinar (34%) notkun sjúklingagagna, 20 greinar (29%) nefndu notkun kadaverískra gagna og 17 greinar (25%) nefndu notkun gagnagrunna. Notkun og 7 rannsóknir (10%) greindu ekki frá uppruna skjalanna sem notuð voru.
47 rannsóknir (69%) þróuðu 3DPAM byggða á tölvusneiðmynd og 3 rannsóknir (4%) greindu frá notkun örs. 7 greinar (10%) varpaði 3D hlutum með sjónskannum, 4 greinum (6%) með því að nota Hafrannsóknastofnun og 1 grein (1%) með myndavélum og smásjá. 14 Greinar (21%) nefndu ekki uppsprettu 3D líkan hönnunarheimildarskrár. 3D skrár eru búnar til með meðaltal landupplausnar minna en 0,5 mm. Besta upplausnin er 30 μm [80] og hámarksupplausn er 1,5 mm [32].
Sextíu mismunandi hugbúnaðarforrit (skiptingu, líkan, hönnun eða prentun) voru notuð. Líkja eftir (verutise, Leuven, Belgíu) var oftast notuð (14 rannsóknir, 21%), á eftir Meshmixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 rannsóknir, 19%), Geomagic (3D System, MO, NC, Leesville) . (10 rannsóknir, 15%), 3D Slicer (Slicer Developer Training, Boston, MA) (9 rannsóknir, 13%), Blender (Blender Foundation, Amsterdam, Hollandi) (8 rannsóknir, 12%) og Cura (Geldemarsen, Hollandi) (7 rannsóknir, 10%).
Sextíu og sjö mismunandi prentaríkön og fimm prentunarferli eru nefnd. FDM (sameinuð útfærslu líkan) tækni var notuð í 26 vörum (38%), efni sprenging í 13 vörum (19%) og að lokum bindiefni (11 vörur, 16%). Minnsta notaða tækni er stereolithography (SLA) (5 greinar, 7%) og sértækur leysir sintrun (SLS) (4 greinar, 6%). Algengasta prentarinn (7 greinar, 10%) er Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Ísrael) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Þegar það var tilgreint efnin sem notuð voru til að búa til 3DPAM (51 greinar, 75%) notuðu 48 rannsóknir (71%) plast og afleiður þeirra. Helstu efnin sem notuð voru voru PLA (polylactic acid) (n = 20, 29%), plastefni (n = 9, 13%) og ABS (akrýlonitrile butadiene styren) (7 gerðir, 10%). 23 greinar (34%) skoðuðu 3DPAM úr mörgum efnum, 36 greinar (53%) kynntu 3DPAM úr aðeins einu efni og 9 greinar (13%) tilgreindu ekki efni.
Tuttugu og níu greinar (43%) greindu frá prenthlutföllum á bilinu 0,25: 1 til 2: 1, að meðaltali 1: 1. Tuttugu og fimm greinar (37%) notuðu 1: 1 hlutfall. 28 3DPAMS (41%) samanstóð af mörgum litum og 9 (13%) voru litaðar eftir prentun [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Þrjátíu og fjórar greinar (50%) nefndu kostnað. 9 Greinar (13%) nefndu kostnaðinn við 3D prentara og hráefni. Prentarar eru á verði frá $ 302 til $ 65.000. Þegar tilgreint er er líkanverð á bilinu $ 1,25 til $ 2.800; Þessar öfgar samsvara beinagrindarsýnum [47] og hágæða afturvirkni líkönum [48]. Tafla 2 dregur saman líkanagögnin fyrir hverja rannsókn sem fylgir.
Þrjátíu og sjö rannsóknir (54%) báru 3DAPM saman við viðmiðunarlíkan. Meðal þessara rannsókna var algengasti samanburðurinn líffærafræðilegt viðmiðunarlíkan, notað í 14 greinum (38%), plastaðri undirbúningi í 6 greinum (16%) og plastað undirbúningur í 6 greinum (16%). Notkun sýndarveruleika, tölvusneiðmyndatöku einn 3DPAM í 5 greinum (14%), annar 3DPAM í 3 greinum (8%), alvarlegir leikir í 1 grein (3%), röntgenmyndir í 1 grein (3%), viðskiptamódel í 1 grein (3%) og aukinn veruleiki í 1 grein (3%). Þrjátíu og fjórar (50%) rannsóknir voru metnar 3DPAM. Fimmtán (48%) rannsóknir ítarlegar reynslu Raters (tafla 3). 3DPAM var framkvæmt af skurðlæknum eða sóttu lækna í 7 rannsóknum (47%), líffærafræðilegir sérfræðingar í 6 rannsóknum (40%), nemendur í 3 rannsóknum (20%), kennarar (agar ekki tilgreindir) í 3 rannsóknum (20%) til mats og einn matsmaður í viðbót í greininni (7%). Meðalfjöldi matsmanna er 14 (að lágmarki 2, hámark 30). Þrjátíu og þrjár rannsóknir (49%) metu 3DPAM formgerð eðlisfræðilega og 10 rannsóknir (15%) metu 3DPAM formgerð megindlega. Af 33 rannsóknum sem notuðu eigindlegt mat notuðu 16 eingöngu lýsandi mat (48%), 9 notuðu próf/einkunnir/kannanir (27%) og 8 notaðir Likert mælikvarðar (24%). Tafla 3 dregur saman formfræðilegt mat líkana í hverri rannsókn sem fylgir.
Þrjátíu og þrjár (48%) greinar skoðaðar og báru saman skilvirkni kennslu 3DPAM við nemendur. Af þessum rannsóknum notuðu 23 (70%) greinar ánægju nemenda, 17 (51%) Likert mælikvarða og 6 (18%) notuðu aðrar aðferðir. Tuttugu og tvær greinar (67%) mat á nám nemenda með þekkingarprófum, þar af 10 (30%) notuðu prófanir og/eða eftirprófanir. Ellefu rannsóknir (33%) notuðu fjölvalsspurningar og próf til að meta þekkingu nemenda og fimm rannsóknir (15%) notuðu myndamerkingar/líffærafræðilega auðkenningu. Að meðaltali 76 nemendur tóku þátt í hverri rannsókn (að lágmarki 8, hámark 319). Tuttugu og fjórar rannsóknir (72%) voru með samanburðarhóp, þar af 20 (60%) notuðu slembival. Aftur á móti úthlutaði ein rannsókn (3%) af handahófi líffærafræðilegum gerðum fyrir 10 mismunandi nemendur. Að meðaltali voru 2,6 hópar bornir saman (að lágmarki 2, hámark 10). Tuttugu og þrjú rannsóknir (70%) tóku þátt læknanema, þar af 14 (42%) á fyrsta árs læknanemum. Sex (18%) rannsóknir tóku þátt í íbúum, 4 (12%) tannlæknanemum og 3 (9%) vísindanemum. Sex rannsóknir (18%) innleiddu og metu sjálfstætt nám með 3DPAM. Tafla 4 dregur saman niðurstöður 3DPAM kennsluáhrifa mats fyrir hverja rannsókn.
Helsti ávinningurinn af því að nota 3DPAM sem kennslutæki til að kenna eðlilega líffærafræði manna sem höfundarnir hafa greint frá eru sjónræn og áþreifanleg einkenni, þar með talið raunsæi [55, 67], nákvæmni [44, 50, 72, 85] og breytileiki í samræmi [34] . , 45, 48, 64], litur og gegnsæi [28, 45], áreiðanleiki [24, 56, 73], menntunaráhrif [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], kostnaður [ 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], fjölföldun [80], möguleiki á endurbótum eða persónugervingu [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], hæfileikinn til að vinna með nemendur [30, 49], spara kennslutíma [61, 80], auðvelda geymslu [61], getu til að samþætta virkni líffærafræði eða búa til sérstök mannvirki [51, 53], 67], hröð hönnun á líkönum beinagrind [81], hæfileikinn til að búa til og nota húsmódel [49, 60, 71], bætt andlega snúningshæfileika [23] og varðveislu þekkingar [32], svo og hjá kennaranum [ 25, 63] og ánægju nemenda [25, 63]. 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Helstu ókostirnir tengjast hönnun: stífni [80], samkvæmni [28, 62], skortur á smáatriðum eða gegnsæi [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], litir of bjartir [45]. og viðkvæmni gólfsins [71]. Aðrir ókostir fela í sér tap á upplýsingum [30, 76], langur tími sem krafist er fyrir skiptingu myndar [36, 52, 57, 58, 74], prentunartími [57, 63, 66, 67], skortur á líffærafræðilegum breytileika [25], og kostnaður. Hátt [48].
Þessi kerfisbundna endurskoðun dregur saman 68 greinar sem birtar eru á 9 árum og dregur fram áhuga vísindasamfélagsins á 3DPAM sem tæki til að kenna eðlilega líffærafræði manna. Hvert líffærafræðilegt svæði var rannsakað og 3D prentað. Af þessum greinum báru 37 greinar saman 3DPAM við aðrar gerðir og 33 greinar voru metnar uppeldisleg mikilvægi 3DPAM fyrir nemendur.
Í ljósi þess að munurinn er á hönnun líffærafræðilegra 3D prentunarrannsókna töldum við ekki viðeigandi að framkvæma metagreiningu. Metagreining, sem birt var árið 2020, beindist aðallega að líffærafræðilegum þekkingarprófum eftir þjálfun án þess að greina tæknilega og tæknilega þætti 3DPAM hönnunar og framleiðslu [10].
Höfuðsvæðið er mest rannsakað, líklega vegna þess að flækjustig líffærafræði þess gerir það erfiðara fyrir nemendur að lýsa þessu líffærafræðilegu svæði í þrívíddarrými miðað við útlimum eða búk. CT er lang algengasta myndgreiningaraðferðin. Þessi tækni er mikið notuð, sérstaklega í læknisfræðilegum aðstæðum, en hefur takmarkaða staðbundna upplausn og litla andstæða mjúkvefs. Þessar takmarkanir gera CT skannar ekki við hæfi fyrir skiptingu og líkan á taugakerfinu. Aftur á móti hentar tölvusneiðmyndataka betur fyrir skiptingu/líkan af beinvefjum; Andstæða bein/mjúkvef hjálpar til við að ljúka þessum skrefum fyrir 3D prentun líffærafræðilegra gerða. Aftur á móti er MicroCT talin viðmiðunartæknin hvað varðar landupplausn í beinmyndun [70]. Einnig er hægt að nota sjónskannara eða Hafrannsóknastofnun til að fá myndir. Hærri upplausn kemur í veg fyrir að slétta beinfleti og varðveitir næmi líffærafræðilegra mannvirkja [59]. Val á líkaninu hefur einnig áhrif á landupplausnina: til dæmis hafa mýkingarlíkön lægri upplausn [45]. Grafískir hönnuðir þurfa að búa til sérsniðnar 3D gerðir, sem eykur kostnað ($ 25 til $ 150 á klukkustund) [43]. Að fá hágæða .stl skrár eru ekki nóg til að búa til hágæða líffærafræðilegar gerðir. Nauðsynlegt er að ákvarða prentbreytur, svo sem stefnumörkun líffærafræði líkansins á prentplötunni [29]. Sumir höfundar benda til þess að nota ætti háþróaða prent tækni eins og SLS þar sem mögulegt er til að bæta nákvæmni 3DPAM [38]. Framleiðsla 3DPAM krefst faglegrar aðstoðar; Eftirsóttustu sérfræðingarnir eru verkfræðingar [72], geislalæknar, [75], grafískir hönnuðir [43] og líffærafræði [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Skipting og líkanhugbúnaður eru mikilvægir þættir til að fá nákvæmar líffærafræðilegar gerðir, en kostnaður við þessa hugbúnaðarpakka og flækjustig þeirra hindrar notkun þeirra. Nokkrar rannsóknir hafa borið saman notkun mismunandi hugbúnaðarpakka og prentunartækni og dregið fram kosti og galla hverrar tækni [68]. Til viðbótar við líkan hugbúnaðar er einnig krafist að prenta hugbúnað sem er samhæfur við valinn prentara; Sumir höfundar kjósa að nota 3D prentun á netinu [75]. Ef nægir 3D hlutir eru prentaðir getur fjárfestingin leitt til fjárhagslegrar ávöxtunar [72].
Plast er lang algengasta efnið. Fjölbreytt úrval af áferð og litum gerir það að því efni sem valið er fyrir 3DPAM. Sumir höfundar hafa hrósað miklum styrk sínum samanborið við hefðbundna kadaveric eða plata líkön [24, 56, 73]. Sum plast hefur jafnvel beygju eða teygju eiginleika. Til dæmis getur filaflex með FDM tækni teygt sig upp í 700%. Sumir höfundar líta á það sem afritun á vöðva, sinum og liðbandinu [63]. Aftur á móti hafa tvær rannsóknir vakið spurningar um trefjarstefnu við prentun. Reyndar eru stefnumörkun vöðva, innsetning, innerving og virkni mikilvæg í vöðvalíkönum [33].
Það kemur á óvart að fáar rannsóknir nefna umfang prentunar. Þar sem margir telja hlutfall 1: 1 vera staðalbúnaður gæti höfundurinn valið að minnast ekki á það. Þrátt fyrir að stigstærð væri gagnleg fyrir beint nám í stórum hópum hefur hagkvæmni stigstærðar ekki enn verið könnuð, sérstaklega þar sem vaxandi stéttastærðir og líkamleg stærð líkansins er mikilvægur þáttur. Auðvitað gera vog í fullri stærð auðveldara að finna og miðla ýmsum líffærafræðilegum þáttum til sjúklings, sem gæti skýrt hvers vegna þeir eru oft notaðir.
Af mörgum prentara sem til eru á markaðnum, þá sem nota Polyjet (efnisbleksprautuhylki eða bindiefni bleksprautuhylki) til að veita háskerpu lit og fjölefni (og þar af leiðandi kostnað við fjöltexta) milli 20.000 og 250.000 Bandaríkjadala (https:/ /www.aniwaa.com/). Þessi hái kostnaður getur takmarkað kynningu á 3DPAM í læknaskólum. Til viðbótar við kostnað prentarans er kostnaður við efni sem krafist er fyrir bleksprautuprentun hærri en fyrir SLA eða FDM prentara [68]. Verð fyrir SLA eða FDM prentara er einnig hagkvæmara, á bilinu 576 evrur til 4.999 evrur í greinum sem taldar eru upp í þessari umfjöllun. Samkvæmt Tripodi og samstarfsmönnum er hægt að prenta hvern beinagrindarhlutann fyrir 1,25 Bandaríkjadali [47]. Ellefu rannsóknir komust að þeirri niðurstöðu að 3D prentun væri ódýrari en mýkimyndun eða viðskiptalíkön [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Ennfremur eru þessi viðskiptalíkön hönnuð til að veita upplýsingar um sjúklinga án nægilegra smáatriða fyrir líffærafræði [80]. Þessi viðskiptalíkön eru talin óæðri 3DPAM [44]. Þess má geta að auk prentunartækninnar sem notuð er er endanlegur kostnaður í réttu hlutfalli við kvarðann og því lokastærð 3DPAM [48]. Af þessum ástæðum er kvarðinn í fullri stærð valinn [37].
Aðeins ein rannsókn bar 3DPAM saman við líffærafræðileg líkön í atvinnuskyni [72]. Cadaveric sýni eru mest notaður samanburður fyrir 3DPAM. Þrátt fyrir takmarkanir sínar eru kadaverísk líkön áfram dýrmætt tæki til að kenna líffærafræði. Gera verður greinarmun á krufningu, krufningu og þurrbeini. Byggt á þjálfunarprófum sýndu tvær rannsóknir að 3DPAM var marktækt árangursríkari en plastað krufning [16, 27]. Ein rannsókn bar saman eina klukkustund af þjálfun með því að nota 3DPAM (neðri útlim) við eina klukkustund af krufningu á sama líffærafræðilegu svæði [78]. Enginn marktækur munur var á milli kennsluaðferða tveggja. Líklegt er að litlar rannsóknir séu á þessu efni vegna þess að slíkur samanburður er erfitt að gera. Dissection er tímafrekt undirbúningur fyrir nemendur. Stundum er krafist fjöldann allan af undirbúningi, allt eftir því hvað er verið að undirbúa. Þriðji samanburður er hægt að gera með þurrum beinum. Rannsókn Tsai og Smith komst að því að prófatölur voru marktækt betri í hópnum með því að nota 3DPAM [51, 63]. Chen og samstarfsmenn tóku fram að nemendur sem notuðu 3D gerðir stóðu sig betur í því að bera kennsl á mannvirki (höfuðkúpa), en það var enginn munur á MCQ stigum [69]. Að lokum sýndu Tanner og samstarfsmenn betri niðurstöður eftir próf í þessum hópi með því að nota 3DPAM af pterygopalatine fossa [46]. Önnur ný kennsluverkfæri voru greind í þessari bókmenntagagnrýni. Algengasti meðal þeirra er aukinn veruleiki, sýndarveruleiki og alvarlegir leikir [43]. Samkvæmt Mahrous og samstarfsmönnum fer val á líffærafræðilegum gerðum eftir fjölda klukkustunda sem nemendur spila tölvuleiki [31]. Aftur á móti er mikill galli nýrra kennslutækja í líffærafræði haptískt endurgjöf, sérstaklega fyrir eingöngu sýndarverkfæri [48].
Flestar rannsóknir sem meta nýja 3DPAM hafa notað prófanir á þekkingu. Þessar prófanir hjálpa til við að forðast hlutdrægni við matið. Sumir höfundar, áður en þeir fóru í tilraunanám, útiloka alla nemendur sem skoruðu yfir meðaltalið í forkeppni prófsins [40]. Meðal hlutdrægni Garas og samstarfsmanna sem nefndir voru voru litur líkansins og val sjálfboðaliða í námsmannaflokknum [61]. Litun auðveldar auðkenni líffærafræðilegra mannvirkja. Chen og samstarfsmenn settu strangar tilraunaaðstæður án upphafs munar á milli hópa og rannsóknin var blinduð að því marki sem mögulegt var [69]. Lim og samstarfsmenn mæla með því að þriðja aðila eftir prófinu verði lokið af þriðja aðila til að forðast hlutdrægni í matinu [16]. Sumar rannsóknir hafa notað Likert vog til að meta hagkvæmni 3DPAM. Þetta tæki hentar til að meta ánægju, en enn eru mikilvæg hlutdrægni til að vera meðvituð um [86].
Menntunar mikilvægi 3DPAM var fyrst og fremst metið meðal læknanema, þar á meðal fyrsta árs læknanema, í 14 af 33 rannsóknum. Í tilrauna rannsókn sinni sögðu Wilk og samstarfsmenn að læknanemar töldu að 3D prentun ætti að vera með í líffærafræði þeirra [87]. 87% nemenda sem könnuð voru í Cercenelli rannsókninni töldu að annað námsárið væri besti tíminn til að nota 3DPAM [84]. Niðurstöður Tanner og samstarfsmanna sýndu einnig að nemendur stóðu sig betur ef þeir hefðu aldrei kynnt sér sviðið [46]. Þessi gögn benda til þess að fyrsta árið í læknaskóla sé besti tíminn til að fella 3DPAM í líffærafræði kennslu. Metagreining Ye studdi þessa hugmynd [18]. Í 27 greinum sem voru með í rannsókninni var marktækur munur á frammistöðu 3DPAM samanborið við hefðbundin líkön hjá læknanemum, en ekki hjá íbúum.
3DPAM sem námstæki bætir námsárangur [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], langtímaþekking varðveisla [32] og ánægju nemenda [25, 45, 46, 52, 57, 63 , 66]. , 69, 84]. Spjöld sérfræðinga fundu einnig þessi líkön gagnleg [37, 42, 49, 81, 82] og tvö rannsóknir fundu ánægju kennara með 3DPAM [25, 63]. Af öllum aðilum telja bakhús og samstarfsmenn 3D prentun sem besti kosturinn við hefðbundin líffærafræðileg líkön [49]. Í fyrstu meta-greiningunni staðfestu Ye og samstarfsmenn að nemendur sem fengu 3DPAM leiðbeiningar hefðu betri stig eftir próf en nemendur sem fengu 2D eða Cadaver leiðbeiningar [10]. Samt sem áður aðgreindu þeir 3DPAM ekki eftir flækjum, heldur einfaldlega með hjarta, taugakerfi og kviðarholi. Í sjö rannsóknum fór 3DPAM ekki betur en aðrar gerðir byggðar á þekkingarprófum sem gefin voru nemendum [32, 66, 69, 77, 78, 84]. Í meta-greiningu þeirra komust Salazar og samstarfsmenn að þeirri niðurstöðu að notkun 3DPAM bæti sérstaklega skilning á flókinni líffærafræði [17]. Þetta hugtak er í samræmi við bréf Hitas til ritstjórans [88]. Sum líffærafræðileg svæði sem talin eru minna flókin þurfa ekki notkun 3DPAM, en flóknari líffærafræðileg svæði (svo sem háls eða taugakerfi) væri rökrétt val fyrir 3DPAM. Þetta hugtak gæti skýrt hvers vegna sumir 3DPAM eru ekki taldir betri en hefðbundin líkön, sérstaklega þegar nemendur skortir þekkingu á léninu þar sem árangur líkansins er betri. Þannig er ekki gagnlegt að kynna einfalda líkan fyrir nemendur sem þegar hafa nokkra þekkingu á viðfangsefninu (læknanemum eða íbúum) til að bæta árangur nemenda.
Af öllum þeim menntunarávinningi sem taldir eru upp lögðu 11 rannsóknir áherslu á sjónræna eða áþreifanlega eiginleika líkana [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85] og 3 rannsóknir bættu styrk og endingu (33 , 50 -52, 63, 79, 85, 86). Aðrir kostir eru að nemendur geta unnið með mannvirkin, kennarar geta sparað tíma, þeir eru auðveldari að varðveita en kadavers, verkefnið er hægt að klára innan sólarhrings, það er hægt að nota það sem heimanámstæki og það er hægt að nota til að kenna mikið magn upplýsinga. Hópar [30, 49, 60, 61, 80, 81]. Endurtekin 3D prentun fyrir hágæða líffærafræði kennslu gerir 3D prentlíkön hagkvæmari [26]. Notkun 3DPAM getur bætt andlega snúningsgetu [23] og bætt túlkun þversniðsmynda [23, 32]. Tvær rannsóknir komust að því að nemendur sem verða fyrir 3DPAM voru líklegri til að gangast undir skurðaðgerð [40, 74]. Hægt er að fella málmtengi til að búa til hreyfinguna sem þarf til að rannsaka virkni líffærafræði [51, 53] eða líkön er hægt að prenta með kveikjuhönnun [67].
3D prentun gerir kleift að búa til stillanlegar líffærafræðilegar gerðir með því að bæta ákveðna þætti á líkanastiginu, [48, 80] að búa til viðeigandi grunn, [59] að sameina margar gerðir, [36] með því að nota gegnsæi, (49) lit, [45] eða gera ákveðin innri mannvirki sýnileg [30]. Þrífódí og samstarfsmenn notuðu myndhöggvara leir til að bæta við þrívíddarprentuðu beinlíkön sín og lögðu áherslu á gildi samvinnaðra gerða sem kennsluverkfæri [47]. Í 9 rannsóknum var litur notaður eftir prentun [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], en nemendur notuðu það aðeins einu sinni [49]. Því miður lagði rannsóknin ekki á laggirnar gæði líkanaþjálfunar eða röð þjálfunar. Þetta ætti að íhuga í tengslum við líffærafræði þar sem ávinningur blandaðs náms og samsköpunar er vel staðfestur [89]. Til að takast á við vaxandi auglýsingastarfsemi hefur sjálfsnám verið notað margoft til að meta líkön [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Ein rannsókn komst að þeirri niðurstöðu að liturinn á plastefninu væri of bjartur [45], önnur rannsókn komst að þeirri niðurstöðu að líkanið væri of brothætt [71] og tvær aðrar rannsóknir bentu til skorts á líffærafræðilegum breytileika í hönnun einstakra gerða [25, 45 ]. . Sjö rannsóknir komust að þeirri niðurstöðu að líffærafræðileg smáatriði 3DPAM sé ófullnægjandi [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Til að fá ítarlegri líffærafræðileg líkön af stórum og flóknum svæðum, svo sem retroperitoneum eða leghálsi, er skiptingar- og líkanstími talinn mjög langur og kostnaðurinn er mjög mikill (um $ 2000) [27, 48]. Hojo og samstarfsmenn greindu frá því í rannsókn sinni að stofnun líffærafræðilegs líkans af mjaðmagrindinni tæki 40 klukkustundir [42]. Lengsti skiptingartíminn var 380 klukkustundir í rannsókn Weatherall og samstarfsmanna, þar sem margar gerðir voru sameinuð til að búa til fullkomið líkan í öndunarvegi barna [36]. Í níu rannsóknum var skiptingu og prentunartími talinn ókostir [36, 42, 57, 58, 74]. Samt sem áður gagnrýndu 12 rannsóknir eðlisfræðilega eiginleika líkana sinna, sérstaklega samræmi þeirra, [28, 62] skortur á gegnsæi, [30] viðkvæmni og einlita, [71] skortur á mjúkvef, [66] eða skortur á smáatriðum [28, 34]. , 45, 48, 62, 63, 81]. Hægt er að vinna bug á þessum göllum með því að auka skiptingu eða uppgerðartíma. Að missa og sækja viðeigandi upplýsingar var vandamál sem þrjú lið standa frammi fyrir [30, 74, 77]. Samkvæmt skýrslum sjúklinga gáfu joðbundin andstæða lyf ekki ákjósanlegt skyggni í æðum vegna skammtatakmarkana [74]. Innspýting á kadaverískri líkan virðist vera kjörin aðferð sem flytur frá meginreglunni „eins lítið og mögulegt er“ og takmarkanir skammtsins af skuggaefni sem sprautað er.
Því miður nefna margar greinar ekki nokkra lykilatriði 3DPAM. Minna en helmingur greinanna sagði beinlínis hvort 3DPAM þeirra væri litað. Umfjöllun um umfang prentunar var ósamræmi (43% greina) og aðeins 34% nefndu notkun margra miðla. Þessar prentbreytur eru mikilvægar vegna þess að þær hafa áhrif á námseiginleika 3DPAM. Flestar greinar veita ekki nægar upplýsingar um margbreytileika þess að fá 3DPAM (hönnunartími, starfsfólk hæfi, hugbúnaðarkostnað, prentkostnað osfrv.). Þessar upplýsingar eru mikilvægar og ber að hafa í huga áður en íhuga að hefja verkefni til að þróa nýtt 3DPAM.
Þessi kerfisbundna endurskoðun sýnir að hönnun og 3D prentun venjulegra líffærafræðilegra gerða er framkvæmanleg með litlum tilkostnaði, sérstaklega þegar FDM eða SLA prentarar eru notaðir og ódýrar plastefni með einum lit. Hins vegar er hægt að auka þessa grunnhönnun með því að bæta við lit eða bæta við hönnun í mismunandi efnum. Raunhæfari gerðir (prentaðar með mörgum efnum í mismunandi litum og áferð til að endurtaka áþreifanlega eiginleika kadaver viðmiðunarlíkans) þurfa dýrari 3D prentunartækni og lengri hönnunartíma. Þetta mun auka heildarkostnaðinn verulega. Sama hvaða prentunarferli er valið, að velja viðeigandi myndgreiningaraðferð er lykillinn að velgengni 3DPAM. Því hærri sem staðbundin upplausn er, því raunhæfara verður líkanið og er hægt að nota það til háþróaðra rannsókna. Frá uppeldislegu sjónarmiði er 3DPAM áhrifaríkt tæki til að kenna líffærafræði, eins og sést af þekkingarprófunum sem gefin eru nemendum og ánægju þeirra. Kennsluáhrif 3DPAM eru best þegar það endurskapar flókin líffærafræðileg svæði og nemendur nota það snemma í læknisþjálfun sinni.
Gagnapakkarnir sem eru búnir til og/eða greindir í þessari rannsókn eru ekki aðgengilegir vegna tungumálahindrana heldur eru fáanlegar frá samsvarandi höfundi að sanngjörnu beiðni.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. Endurskoðun á grófum líffærafræði, örveru-, taugalíffræði og fósturvísindanámskeiðum í námskrám í læknaskólanum. Anat Rec. 2002; 269 (2): 118-22.
Ghosh SK Cadaveric Dissection sem fræðslutæki fyrir líffærafræði á 21. öld: Dissection sem menntunartæki. Greining á vísindamenntun. 2017; 10 (3): 286–99.
Post Time: Nóv-13-2023