Þrívíð prentuð líffærafræðileg líkön (3DPAM) virðast vera heppilegt tæki vegna fræðslugildis þeirra og hagkvæmni.Tilgangur þessarar yfirferðar er að lýsa og greina aðferðirnar sem notaðar eru til að búa til 3DPAM til að kenna mannlega líffærafræði og meta uppeldisfræðilegt framlag þess.
Rafræn leit var gerð í PubMed með eftirfarandi hugtökum: menntun, skóli, nám, kennsla, þjálfun, kennsla, menntun, þrívídd, 3D, 3-vídd, prentun, prentun, prentun, líffærafræði, líffærafræði, líffærafræði og líffærafræði ..Niðurstöður voru meðal annars rannsóknareiginleikar, líkanhönnun, formfræðilegt mat, námsframmistöðu, styrkleika og veikleika.
Af 68 völdum greinum beindist mestur fjöldi rannsókna að höfuðkúpusvæðinu (33 greinar);Í 51 grein er minnst á beinprentun.Í 47 greinum var 3DPAM þróað á grundvelli tölvusneiðmynda.Fimm prentunarferli eru skráð.Plast og afleiður þeirra voru notaðar í 48 rannsóknum.Hver hönnun er á bilinu í verði frá $1,25 til $2.800.Þrjátíu og sjö rannsóknir báru saman 3DPAM við viðmiðunarlíkön.Þrjátíu og þrjár greinar fóru yfir fræðslustarfsemi.Helstu kostir eru sjónræn og áþreifanleg gæði, skilvirkni náms, endurtekningarhæfni, aðlögunarhæfni og lipurð, tímasparnaður, samþætting hagnýtrar líffærafræði, betri getu til andlegrar snúnings, varðveisla þekkingar og ánægju kennara/nema.Helstu ókostirnir eru tengdir hönnuninni: samkvæmni, skortur á smáatriðum eða gagnsæi, litir sem eru of bjartir, langur prenttími og mikill kostnaður.
Þessi kerfisbundna yfirferð sýnir að 3DPAM er hagkvæmt og skilvirkt til að kenna líffærafræði.Raunhæfari gerðir krefjast notkunar á dýrari þrívíddarprentunartækni og lengri hönnunartíma, sem mun auka heildarkostnað verulega.Lykillinn er að velja viðeigandi myndgreiningaraðferð.Frá uppeldisfræðilegu sjónarhorni 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.
Krufning dýralíka hefur verið framkvæmd frá Grikklandi til forna og er ein helsta aðferðin við kennslu í líffærafræði.Líkamsskurður sem gerðar eru í verklegri þjálfun eru notaðar í fræðilegu námskrá háskólalæknanema og eru nú álitnar gulls ígildi fyrir nám í líffærafræði [1,2,3,4,5].Hins vegar eru margar hindranir fyrir notkun á líkum úr mönnum, sem ýtir undir leit að nýjum þjálfunartækjum [6, 7].Sum þessara nýju verkfæra eru aukinn veruleiki, stafræn verkfæri og þrívíddarprentun.Samkvæmt nýlegri úttekt Santos o.fl.[8] Hvað varðar gildi þessarar nýju tækni til kennslu í líffærafræði, virðist þrívíddarprentun vera eitt mikilvægasta úrræði, bæði hvað varðar menntunargildi fyrir nemendur og hvað varðar hagkvæmni innleiðingar [4,9,10] .
3D prentun er ekki nýtt.Fyrstu einkaleyfi sem tengjast þessari tækni ná aftur til ársins 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 breiðst út á mörg svið.Til dæmis prentaði NASA fyrsta hlutinn handan jarðar árið 2014 [11].Læknasviðið hefur einnig tileinkað sér þetta nýja verkfæri og þar með aukið löngunina til að þróa persónulega læknisfræði [12].
Margir höfundar hafa sýnt fram á ávinninginn af því að nota þrívíddarprentuð líffærafræðileg líkön (3DPAM) í læknanámi [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19].Þegar kennd er líffærafræði mannsins þarf ósjúkleg og líffærafræðilega eðlileg líkön.Sumar umsagnir hafa skoðað meinafræðilegar eða læknisfræðilegar/skurðaðgerðir þjálfunarlíkön [8, 20, 21].Til að þróa blendingslíkan til að kenna líffærafræði mannsins sem inniheldur ný verkfæri eins og þrívíddarprentun, gerðum við kerfisbundna úttekt til að lýsa og greina hvernig þrívíddarprentaðir hlutir eru búnir til til að kenna líffærafræði mannsins og hvernig nemendur meta árangur þess að læra með þessum þrívíddarhlutum.
Þessi kerfisbundna ritrýni var gerð í júní 2022 án tímatakmarkana með því að nota PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Review and Meta-Analyses) leiðbeiningar [22].
Inntökuviðmið voru allar rannsóknargreinar þar sem 3DPAM var notað í líffærafræðikennslu/námi.Bókmenntagagnrýni, bréf eða greinar með áherslu á meinafræðileg líkön, dýralíkön, fornleifalíkön og læknisfræðileg/skurðaðgerðarþjálfunarlíkön voru útilokuð.Aðeins voru valdar greinar sem birtar voru á ensku.Greinar án tiltækra útdrátta á netinu voru útilokaðar.Greinar sem innihéldu margar gerðir, að minnsta kosti eitt þeirra var líffærafræðilega eðlilegt eða hafði minniháttar meinafræði sem hafði ekki áhrif á kennslugildi, voru innifalin.
Bókmenntaleit var gerð í rafræna gagnagrunninum PubMed (National Library of Medicine, NCBI) til að finna viðeigandi rannsóknir sem birtar voru til júní 2022. Notaðu eftirfarandi leitarorð: menntun, skóli, kennsla, kennsla, nám, kennsla, menntun, þrjú- víddar, 3D, 3D, prentun, prentun, prentun, líffærafræði, líffærafræði, líffærafræði og líffærafræði.Ein fyrirspurn var framkvæmd: (((menntun[Titill/ágrip] EÐA skóla[Titill/ágrip] ORnám[Titill/ágrip] EÐA kennsla[Titill/ágrip] EÐA þjálfun[Titill/ágrip] OReach[Titill/ágrip] ] EÐA Menntun [Titill/ágrip]) OG (Þrír víddar [Titill] EÐA 3D [Titill] EÐA 3D [Titill])) OG (Prenta [Titill] EÐA Prenta [Titill] EÐA Prenta [Titill])) OG (Líffærafræði) [Titill ] ]/ágrip] eða líffærafræði [titill/ágrip] eða líffærafræði [heiti/útdráttur] eða líffærafræði [heiti/útdráttur]).Fleiri greinar voru auðkenndar með því að leita handvirkt í PubMed gagnagrunninum og skoða tilvísanir í aðrar vísindagreinar.Engar dagsetningartakmarkanir voru notaðar, en „Persónu“ sían var notuð.
Allir sóttir titlar og útdrættir voru skimaðir með hliðsjón af inntöku- og útilokunarskilyrðum af tveimur höfundum (EBR og AL), og allar rannsóknir sem ekki uppfylltu öll hæfisskilyrði voru útilokuð.Heildarútgáfur af rannsóknunum sem eftir voru voru sóttar og skoðaðar af þremur höfundum (EBR, EBE og AL).Þegar þörf var á var ágreiningur um val á greinum leystur af fjórða aðila (LT).Rit sem uppfylltu öll inntökuskilyrði voru með í þessari umfjöllun.
Gagnaútdráttur var framkvæmd óháður af tveimur höfundum (EBR og AL) undir eftirliti þriðja höfundar (LT).
- Líkanshönnunargögn: líffærafræðileg svæði, sérstakir líffærafræðilegir hlutar, upphafslíkan fyrir þrívíddarprentun, öflunaraðferð, skiptingar- og líkanahugbúnaður, gerð þrívíddarprentara, gerð efnis og magn, prentkvarði, litur, prentkostnaður.
- Formfræðilegt mat líkana: líkön notuð til samanburðar, læknisfræðilegt mat sérfræðinga/kennara, fjöldi matsmanna, tegund mats.
- Þrívíddarlíkan kennslu: mat á þekkingu nemenda, matsaðferð, fjöldi nemenda, fjöldi samanburðarhópa, slembival nemenda, menntun/tegund nemanda.
418 rannsóknir fundust í MEDLINE og 139 greinar voru útilokaðar með „manneskju“ síunni.Eftir að hafa farið yfir titla og útdrætti voru 103 rannsóknir valdar til lestrar í fullri texta.34 greinar voru útilokaðar vegna þess að þær voru annaðhvort meinafræðileg líkön (9 greinar), læknisfræðileg/skurðlækningaþjálfunarlíkön (4 greinar), dýralíkön (4 greinar), 3D geislalíkön (1 grein) eða voru ekki frumlegar vísindagreinar (16 kaflar).).Alls voru 68 greinar með í umfjölluninni.Mynd 1 sýnir valferlið sem flæðirit.
Flæðirit sem tekur saman auðkenningu, skimun og skráningu greina í þessa kerfisbundnu yfirferð
Allar rannsóknir voru birtar á árunum 2014 til 2022, með meðalútgáfuárið 2019. Af 68 greinum sem tóku þátt voru 33 (49%) rannsóknir lýsandi og tilraunarannsóknir, 17 (25%) voru eingöngu tilraunarannsóknir og 18 (26%) tilrauna.Alveg lýsandi.Af 50 (73%) tilraunarannsóknum notuðu 21 (31%) slembival.Aðeins 34 rannsóknir (50%) innihéldu tölfræðilegar greiningar.Tafla 1 tekur saman einkenni hverrar rannsóknar.
33 greinar (48%) skoðuðu höfuðsvæðið, 19 greinar (28%) skoðuðu brjóstholssvæðið, 17 greinar (25%) skoðuðu kviðarholssvæðið og 15 greinar (22%) skoðuðu útlimi.Í fimmtíu og einni grein (75%) var minnst á þrívíddarprentuð bein sem líffærafræðileg líkön eða líffærafræðileg líkön í mörgum sneiðum.
Varðandi upprunalíkönin eða skrárnar sem notaðar voru til að þróa 3DPAM, nefndu 23 greinar (34%) notkun sjúklingagagna, 20 greinar (29%) nefndu notkun á kadavergögnum og 17 greinar (25%) nefndu notkun gagnagrunna.voru notaðar og 7 rannsóknir (10%) gáfu ekki upp hvaða skjöl voru notuð.
47 rannsóknir (69%) þróuðu 3DPAM byggt á sneiðmyndatöku og 3 rannsóknir (4%) greindu frá notkun microCT.7 greinar (10%) vörpuðu þrívíddarhlutum með sjónskanna, 4 greinar (6%) með segulómun og 1 grein (1%) með myndavélum og smásjám.14 greinar (21%) nefndu ekki uppruna upprunaskrár þrívíddarlíkanahönnunarinnar.3D skrár eru búnar til með að meðaltali staðbundinni upplausn minni en 0,5 mm.Besta upplausnin er 30 μm [80] og hámarksupplausnin er 1,5 mm [32].
Notuð voru sextíu mismunandi hugbúnaðarforrit (hlutdeild, líkangerð, hönnun eða prentun).Mimics (Materialise, Leuven, Belgía) var oftast notað (14 rannsóknir, 21%), síðan 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%).
Minnt er á sextíu og sjö mismunandi gerðir prentara og fimm prentunarferli.FDM (Fused Deposition Modeling) tækni var notuð í 26 vörur (38%), efnisblástur í 13 vörum (19%) og loks bindiefnisblástur (11 vörur, 16%).Minnst notaða tæknin eru stereóllithography (SLA) (5 greinar, 7%) og sértæk leysissintering (SLS) (4 greinar, 6%).Algengasta prentarinn (7 greinar, 10%) er Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Ísrael) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Þegar tilgreint var hvaða efni voru notuð til að búa til 3DPAM (51 grein, 75%), notuðu 48 rannsóknir (71%) plast og afleiður þeirra.Aðalefnin sem notuð voru voru PLA (fjölmjólkursýra) (n = 20, 29%), plastefni (n = 9, 13%) og ABS (akrýlonítríl bútadíen stýren) (7 tegundir, 10%).23 greinar (34%) skoðuðu 3DPAM úr mörgum efnum, 36 greinar (53%) sýndu 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, með að meðaltali 1:1.Tuttugu og fimm greinar (37%) notuðu hlutfallið 1:1.28 3DPAM (41%) samanstóð af mörgum litum og 9 (13%) voru lituð eftir prentun [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Þrjátíu og fjórar greinar (50%) nefndu kostnað.Í 9 greinum (13%) var minnst á kostnað við þrívíddarprentara og hráefni.Prentarar eru á verði frá $302 til $65.000.Þegar það er tilgreint er verð á gerðum á bilinu $1,25 til $2.800;þessar öfgar samsvara beinagrindarsýnum [47] og líkönum af mikilli tryggð afturkviðarholi [48].Tafla 2 tekur saman gögn líkansins fyrir hverja meðfylgjandi rannsókn.
Þrjátíu og sjö rannsóknir (54%) báru 3DAPM saman við viðmiðunarlíkan.Meðal þessara rannsókna var algengasti samanburðarefnið líffærafræðilegt viðmiðunarlíkan, notað í 14 greinar (38%), plastínað efnablöndur í 6 greinum (16%), plastínað efnablöndur í 6 greinum (16%).Notkun sýndarveruleika, tölvusneiðmyndatöku einni 3DPAM í 5 greinum (14%), annarri 3DPAM í 3 greinum (8%), alvarlegum leikjum í 1 grein (3%), röntgenmyndum í 1 grein (3%), viðskiptamódelum í 1 grein (3%) og aukinn veruleiki í 1 grein (3%).Þrjátíu og fjórar (50%) rannsóknir mátu 3DPAM.Fimmtán (48%) rannsóknir lýstu upplifun matsmanna í smáatriðum (tafla 3).3DPAM var unnin af skurðlæknum eða læknum í 7 rannsóknum (47%), líffærasérfræðingum í 6 rannsóknum (40%), nemendum í 3 rannsóknum (20%), kennurum (grein ekki tilgreind) í 3 rannsóknum (20%) til mats og enn einn matsmaður í greininni (7%).Meðalfjöldi matsmanna er 14 (lágmark 2, hámark 30).Þrjátíu og þrjár rannsóknir (49%) mátu 3DPAM formgerð á eigindlegan hátt og 10 rannsóknir (15%) mátu 3DPAM formgerð megindlega.Af 33 rannsóknum sem notuðu eigindlegt mat notuðu 16 eingöngu lýsandi mat (48%), 9 notuðu próf/einkunn/kannanir (27%) og 8 notuðu Likert kvarða (24%).Tafla 3 tekur saman formfræðilegt mat líkananna í hverri meðfylgjandi rannsókn.
Þrjátíu og þrjár (48%) greinar skoðuðu og báru saman árangur af kennslu 3DPAM til nemenda.Af þessum rannsóknum mátu 23 (70%) greinar ánægju nemenda, 17 (51%) notuðu Likert kvarða og 6 (18%) notuðu aðrar aðferðir.Tuttugu og tvær greinar (67%) lögðu mat á nám nemenda með þekkingarprófi, þar af notuðu 10 (30%) forpróf og/eða eftirpróf.Ellefu rannsóknir (33%) notuðu krossaspurningar og próf til að meta þekkingu nemenda og fimm rannsóknir (15%) notuðu myndmerkingar/líffærafræðilega auðkenningu.Að meðaltali tóku 76 nemendur þátt í hverri rannsókn (lágmark 8, hámark 319).Tuttugu og fjórar rannsóknir (72%) voru með samanburðarhóp, þar af notuðu 20 (60%) slembival.Aftur á móti úthlutaði ein rannsókn (3%) líffærafræðilegum líkönum af handahófi til 10 mismunandi nemenda.Að meðaltali voru bornir saman 2,6 hópar (lágmark 2, hámark 10).Tuttugu og þrjú nám (70%) tóku til læknanema, þar af 14 (42%) fyrsta árs læknanemar.Sex (18%) rannsóknir tóku þátt íbúum, 4 (12%) tannlæknanemum og 3 (9%) náttúrufræðinemum.Sex rannsóknir (18%) útfærðu og metu sjálfstætt nám með 3DPAM.Tafla 4 dregnar saman niðurstöður 3DPAM kennsluárangursmats fyrir hverja meðfylgjandi rannsókn.
Helstu kostir höfunda við að nota 3DPAM sem kennslutæki fyrir eðlilega líffærafræði mannsins eru sjónræn og áþreifanleg einkenni, þar á meðal raunsæi [55, 67], nákvæmni [44, 50, 72, 85] og breytileiki í samræmi [34, 45 ]., 48, 64], litur og gagnsæi [28, 45], ending [24, 56, 73], fræðsluáhrif [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], kostnaður [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], endurgerðanleiki [80], möguleiki á endurbótum eða sérsniðnum [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], hæfileikinn til að meðhöndla nemendur [30, 49], sparnaður kennslutíma [61, 80], auðveld geymslu [61], hæfileikinn til að samþætta hagnýta líffærafræði eða búa til ákveðin mannvirki [51, 53], 67] , hröð hönnun beinagrindarlíkana [81], hæfileikinn til að búa til líkön í sameiningu og fara með þau heim [49, 60, 71], bæta andlega snúningshæfileika [23] og varðveislu þekkingar [32], sem og á kennarann [ 25, 63] og ánægju nemenda [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Helstu ókostirnir eru tengdir hönnun: stífni [80], samræmi [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 eru tap á upplýsingum [30, 76], langur tími sem þarf til myndskiptingar [36, 52, 57, 58, 74], prenttími [57, 63, 66, 67], skortur á líffærafræðilegum breytileika [25], og kostnaður.Hár[48].
Þessi kerfisbundna úttekt tekur saman 68 greinar sem birtar hafa verið á 9 árum og dregur fram áhuga vísindasamfélagsins á 3DPAM sem tæki til að kenna eðlilega líffærafræði mannsins.Hvert líffærafræðilegt svæði var rannsakað og þrívíddarprentað.Af þessum greinum voru 37 greinar bornar saman 3DPAM við önnur líkön og í 33 greinum var lagt mat á kennslufræðilegt mikilvægi 3DPAM fyrir nemendur.
Með hliðsjón af mismuninum á hönnun líffærafræðilegra þrívíddarprentunarrannsókna töldum við ekki við hæfi að gera safngreiningu.Safngreining 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 flókið líffærafræði þess gerir nemendum erfiðara fyrir að sýna þetta líffærasvæði í þrívíðu rými samanborið við útlimi eða bol.CT er langalgengasta myndgreiningaraðferðin.Þessi tækni er mikið notuð, sérstaklega í læknisfræðilegum aðstæðum, en hefur takmarkaða staðbundna upplausn og litla birtuskil í mjúkvef.Þessar takmarkanir gera tölvusneiðmyndir óhentugar til skiptingar og líkanagerðar á taugakerfinu.Á hinn bóginn hentar tölvusneiðmynd betur fyrir beinvefsskiptingu/líkönun;Bein/mjúkvefs andstæða hjálpar til við að ljúka þessum skrefum áður en 3D prentun líffærafræðilegra líkana er prentuð.Aftur á móti er microCT talin viðmiðunartæknin hvað varðar staðbundna upplausn í beinmyndatöku [70].Einnig er hægt að nota sjónskannar eða segulómun til að ná myndum.Hærri upplausn kemur í veg fyrir sléttun beinyfirborðs og varðveitir fíngerð líffærafræðilegra mannvirkja [59].Val á líkani hefur einnig áhrif á staðbundna upplausn: til dæmis hafa mýkingarlíkön lægri upplausn [45].Grafískir hönnuðir verða að búa til sérsniðin þrívíddarlíkön, sem eykur kostnað ($25 til $150 á klukkustund) [43].Að fá hágæða .STL skrár er ekki nóg til að búa til hágæða líffærafræðileg líkön.Nauðsynlegt er að ákvarða prentunarbreytur, svo sem stefnu líffærafræðilega líkansins á prentplötunni [29].Sumir höfundar benda til þess að háþróaða prenttækni eins og SLS ætti að nota þar sem hægt er til að bæta nákvæmni 3DPAM [38].Framleiðsla á 3DPAM krefst faglegrar aðstoðar;eftirsóttustu sérfræðingar eru verkfræðingar [72], geislafræðingar, [75], grafískir hönnuðir [43] og líffærafræðingar [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Segmentunar- og líkanahugbúnaður eru mikilvægir þættir til að fá nákvæmar líffærafræðilegar líkön, en kostnaður við þessa hugbúnaðarpakka og margbreytileiki þeirra hindra notkun þeirra.Nokkrar rannsóknir hafa borið saman notkun mismunandi hugbúnaðarpakka og prentunartækni og bent á kosti og galla hverrar tækni [68].Auk líkanahugbúnaðar er einnig krafist prentunarhugbúnaðar sem er samhæft við valinn prentara;sumir höfundar kjósa að nota þrívíddarprentun á netinu [75].Ef nógu margir þrívíddarhlutir eru prentaðir getur fjárfestingin leitt til fjárhagslegs ágóða [72].
Plast er langalgengasta efnið.Fjölbreytt úrval af áferð og litum gerir það að valiefni fyrir 3DPAM.Sumir höfundar hafa hrósað háum styrkleika þess samanborið við hefðbundnar líkön úr kadaverum eða plastínuðum [24, 56, 73].Sumt plast hefur jafnvel beygju- eða teygjueiginleika.Til dæmis getur Filaflex með FDM tækni teygt allt að 700%.Sumir höfundar telja það valið efni fyrir vöðva-, sina- og liðbandafritun [63].Á hinn bóginn hafa tvær rannsóknir vakið spurningar um trefjastefnu við prentun.Reyndar eru vöðvaþræðir, ísetning, inntaug og virkni mikilvæg í vöðvalíkönum [33].
Það kemur á óvart að fáar rannsóknir nefna umfang prentunar.Þar sem margir telja hlutfallið 1:1 vera staðlað, gæti höfundur valið að nefna það ekki.Þótt uppbygging væri gagnleg fyrir stýrt nám í stórum hópum, hefur ekki enn verið kannað hagkvæmni stærðarstærðar, sérstaklega þar sem vaxandi bekkjarstærðir og líkamleg stærð líkansins er mikilvægur þáttur.Að sjálfsögðu auðveldar mælikvarðar í fullri stærð að staðsetja og miðla ýmsum líffærafræðilegum þáttum til sjúklingsins, sem getur skýrt hvers vegna þeir eru oft notaðir.
Af mörgum prenturum sem eru fáanlegir á markaðnum kosta þeir sem nota PolyJet (efni eða bindiefni bleksprautuprentara) tækni til að veita lita- og marglaga (og þar af leiðandi fjöláferð) háskerpuprentun á bilinu 20.000 til 250.000 Bandaríkjadalir (https: //www .aniwaa.com/).Þessi mikli kostnaður gæti takmarkað kynningu á 3DPAM í læknaskólum.Auk kostnaðar við prentarann er kostnaður við efni sem þarf til bleksprautuprentunar hærri en fyrir SLA eða FDM prentara [68].Verð fyrir SLA eða FDM prentara er líka hagkvæmara, allt frá € 576 til € 4,999 í greinunum sem taldar eru upp í þessari umfjöllun.Samkvæmt Tripodi og félögum er hægt að prenta hvern beinagrind fyrir 1,25 Bandaríkjadali [47].Ellefu rannsóknir komust að þeirri niðurstöðu að þrívíddarprentun sé ódýrari en mýkingar- eða viðskiptalíkön [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83].Þar að auki eru þessar viðskiptalíkön hönnuð til að veita sjúklingaupplýsingar án nægjanlegra smáatriðum fyrir kennslu í líffærafræði [80].Þessar viðskiptalíkön eru taldar óæðri 3DPAM [44].Þess má geta að, auk prenttækninnar sem notuð er, er endanlegur kostnaður í réttu hlutfalli við mælikvarða og þar með endanlega stærð 3DPAM [48].Af þessum ástæðum er mælikvarðinn í fullri stærð valinn [37].
Aðeins ein rannsókn bar saman 3DPAM við líffærafræðilegar gerðir sem eru fáanlegar í verslun [72].Cadaveric sýni eru algengasti samanburðurinn fyrir 3DPAM.Þrátt fyrir takmarkanir þeirra eru líkön af völdum kadavera enn dýrmætt tæki til að kenna líffærafræði.Gera verður greinarmun á krufningu, krufningu og þurru beini.Byggt á þjálfunarprófum sýndu tvær rannsóknir að 3DPAM var marktækt áhrifaríkara en plastínuð krufning [16, 27].Ein rannsókn bar saman eina klukkustund af þjálfun með því að nota 3DPAM (neðri útlim) við einnar klukkustundar krufningu á sama líffærafræðilega svæði [78].Ekki var marktækur munur á þessum tveimur kennsluaðferðum.Líklegt er að litlar rannsóknir séu til um þetta efni vegna þess að slíkur samanburður er erfiður.Krufning er tímafrekur undirbúningur fyrir nemendur.Stundum þarf að undirbúa tugi klukkustunda, allt eftir því hvað er í undirbúningi.Þriðja samanburðinn er hægt að gera með þurrum beinum.Rannsókn Tsai og Smith leiddi í ljós að prófskora var marktækt betri í hópnum sem notaði 3DPAM [51, 63].Chen og félagar tóku fram að nemendur sem notuðu þrívíddarlíkön skiluðu betri árangri við að bera kennsl á mannvirki (hauskúpur), en enginn munur var á MCQ stigum [69].Að lokum sýndu Tanner og félagar betri niðurstöður eftir próf í þessum hópi með því að nota 3DPAM af pterygopalatine fossa [46].Önnur ný kennslutæki komu fram í þessari ritrýni.Algengustu meðal þeirra eru aukinn veruleiki, sýndarveruleiki og alvarlegir leikir [43].Samkvæmt Mahrous og félögum fer val á líffærafræðilegum líkönum eftir fjölda klukkustunda sem nemendur spila tölvuleiki [31].Á hinn bóginn er stór galli nýrra líffærafræðikennslutækja haptic endurgjöf, sérstaklega fyrir eingöngu sýndarverkfæri [48].
Flestar rannsóknir sem meta nýja 3DPAM hafa notað forprófanir á þekkingu.Þessar forprófanir hjálpa til við að forðast hlutdrægni í matinu.Sumir höfundar, áður en þeir gera tilraunarannsóknir, útiloka alla nemendur sem skoruðu yfir meðaltalinu í forprófinu [40].Meðal hlutdrægni sem Garas og félagar nefndu voru litur líkansins og val á sjálfboðaliðum í nemendabekknum [61].Litun auðveldar auðkenningu á líffærafræðilegum byggingum.Chen og félagar komu á ströngum tilraunaskilyrðum án upphafsmuns milli hópa og rannsóknin var blinduð að hámarki sem mögulegt var [69].Lim og félagar mæla með því að þriðji aðili ljúki matinu eftir próf til að forðast hlutdrægni í matinu [16].Sumar rannsóknir hafa notað Likert kvarða til að meta hagkvæmni 3DPAM.Þetta tæki er hentugur til að meta ánægju, en það eru samt mikilvægar hlutdrægni sem þarf að vera meðvitaður um [86].
Menntunargildi 3DPAM var fyrst og fremst metið meðal læknanema, þar á meðal fyrsta árs læknanema, í 14 af 33 rannsóknum.Í tilraunarannsókn sinni greindu Wilk og félagar frá því að læknanemar töldu að þrívíddarprentun ætti að vera með í líffærafræðinámi þeirra [87].87% nemenda í könnuninni í Cercenelli rannsókninni töldu að annað ár námsins væri besti tíminn til að nota 3DPAM [84].Niðurstöður Tanner og samstarfsmanna sýndu einnig að nemendur stóðu sig betur ef þeir hefðu aldrei lært fagið [46].Þessar upplýsingar benda til þess að fyrsta árið í læknaskóla sé ákjósanlegur tími til að fella 3DPAM inn í líffærafræðikennslu.Meta-greining Ye studdi þessa hugmynd [18].Í þeim 27 greinum sem tóku þátt í rannsókninni var marktækur munur á prófum á milli 3DPAM og hefðbundinna líkana fyrir læknanema, en ekki fyrir íbúa.
3DPAM sem námstæki bætir námsárangur [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], varðveislu þekkingar til lengri tíma [32] og ánægju nemenda [25, 45, 46, 52, 57, 63 , 66]., 69, 84].Sérfræðinganefndir fundu þessi líkön einnig gagnleg [37, 42, 49, 81, 82] og tvær rannsóknir fundu ánægju kennara með 3DPAM [25, 63].Af öllum heimildum telja Backhouse og samstarfsmenn þrívíddarprentun vera besta valkostinn við hefðbundin líffærafræðileg líkön [49].Í fyrstu meta-greiningu sinni staðfestu Ye og félagar að nemendur sem fengu 3DPAM leiðbeiningar höfðu betri einkunn eftir próf en nemendur sem fengu 2D eða cadaver leiðbeiningar [10].Hins vegar aðgreindu þeir 3DPAM ekki eftir flókið, heldur einfaldlega eftir hjarta, taugakerfi og kviðarholi.Í sjö rannsóknum var 3DPAM ekki betri en önnur líkön byggð á þekkingarprófum sem lögð voru fyrir nemendur [32, 66, 69, 77, 78, 84].Í safngreiningu sinni komust Salazar og félagar að þeirri niðurstöðu að notkun 3DPAM bætir sérstaklega skilning á flókinni líffærafræði [17].Þessi hugmynd er í samræmi við bréf Hitas til ritstjóra [88].Sum líffærafræðileg svæði sem teljast minna flókin þurfa ekki að nota 3DPAM, en flóknari líffærafræðileg svæði (eins og háls eða taugakerfi) væri rökrétt val fyrir 3DPAM.Þetta hugtak gæti útskýrt hvers vegna sum 3DPAM eru ekki talin betri en hefðbundin líkön, sérstaklega þegar nemendur skortir þekkingu á því sviði þar sem frammistaða líkansins er betri.Þannig að það er ekki gagnlegt til að bæta frammistöðu nemenda að kynna einfalt líkan fyrir nemendum sem þegar hafa einhverja þekkingu á viðfangsefninu (læknanema eða íbúar).
Af öllum námsávinningi sem taldir voru 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 þeir að nemendur geta ráðið við mannvirkin, kennarar geta sparað tíma, auðveldara er að varðveita þau en kauða, hægt er að klára verkefnið innan 24 klukkustunda, það er hægt að nota sem heimiliskennslutæki og það er hægt að nota til að kenna mikið magn af upplýsingum.hópar [30, 49, 60, 61, 80, 81].Endurtekin 3D prentun fyrir mikla líffærafræðikennslu gerir 3D prentunarlíkön hagkvæmari [26].Notkun 3DPAM getur bætt andlega snúningsgetu [23] og bætt túlkun á þversniðsmyndum [23, 32].Tvær rannsóknir komust að því að nemendur sem urðu fyrir 3DPAM voru líklegri til að gangast undir aðgerð [40, 74].Hægt er að fella inn málmtengi til að búa til hreyfingu sem þarf til að rannsaka hagnýta líffærafræði [51, 53], eða líkön er hægt að prenta með því að nota kveikjuhönnun [67].
3D prentun gerir kleift að búa til stillanleg líffærafræðileg líkön með því að bæta ákveðna þætti á líkanastigi, [48, 80] búa til viðeigandi grunn, [59] sameina margar gerðir, [36] nota gagnsæi, (49) lit, [45] eða gera ákveðin innri mannvirki sýnileg [30].Tripodi og félagar notuðu myndhöggunarleir til að bæta við þrívíddarprentuðu beinlíkönin sín og lögðu áherslu á gildi samsköpuðra líkana sem kennslutæki [47].Í 9 rannsóknum var litur settur á eftir prentun [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], en nemendur beittu því aðeins einu sinni [49].Því miður lagði rannsóknin ekki mat á gæði líkanaþjálfunar eða röð þjálfunar.Þetta ætti að skoða í samhengi við líffærafræðikennslu, þar sem ávinningurinn af blönduðu námi og samsköpun er vel þekkt [89].Til að takast á við vaxandi auglýsingastarfsemi hefur sjálfsnám margsinnis verið notað til að meta líkön [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Ein rannsókn komst að þeirri niðurstöðu að litur plastefnisins væri of bjartur[45], önnur rannsókn komst að þeirri niðurstöðu að líkanið væri of viðkvæmt[71] og tvær aðrar rannsóknir bentu til skorts á líffærafræðilegum breytileika í hönnun einstakra líkana[25, 45 ]..Sjö rannsóknir komust að þeirri niðurstöðu að líffærafræðileg smáatriði 3DPAM séu ófullnægjandi [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Fyrir ítarlegri líffærafræðileg líkön af stórum og flóknum svæðum, svo sem bakhimnu eða hálshrygg, er skiptingartíminn og líkönunartíminn talinn mjög langur og kostnaðurinn er mjög hár (um US$2000) [27, 48].Hojo og félagar sögðu í rannsókn sinni að það tæki 40 klukkustundir að búa til líffærafræðilega líkanið af mjaðmagrindinni [42].Lengsti skiptingartíminn var 380 klukkustundir í rannsókn Weatherall og félaga, þar sem mörg líkön voru sameinuð til að búa til fullkomið líkan fyrir öndunarveg hjá börnum [36].Í níu rannsóknum voru skipting og prenttími talin ókostur [36, 42, 57, 58, 74].Hins vegar gagnrýndu 12 rannsóknir eðliseiginleika líkana þeirra, sérstaklega samkvæmni þeirra, [28, 62] skortur á gagnsæi, [30] viðkvæmni og einlita eiginleika, [71] skortur á mjúkvef, [66] eða skortur á smáatriðum [28, 34]., 45, 48, 62, 63, 81].Hægt er að yfirstíga þessa ókosti með því að auka skiptingartímann eða uppgerðina.Að tapa og ná í viðeigandi upplýsingar var vandamál sem þrjú lið stóðu frammi fyrir [30, 74, 77].Samkvæmt skýrslum sjúklinga gáfu joðskuggaefni ekki besta sýnileika í æðum vegna skammtatakmarkana [74].Inndæling á kadaverlíkani virðist vera tilvalin aðferð sem hverfur frá meginreglunni um „eins lítið og mögulegt er“ og takmörkunum á skammti skuggaefnis sem sprautað er inn.
Því miður, margar greinar nefna ekki nokkra lykileiginleika 3DPAM.Innan við 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 fullnægjandi upplýsingar um hversu flókið það er að fá 3DPAM (hönnunartími, hæfi starfsfólks, hugbúnaðarkostnaður, prentkostnaður osfrv.).Þessar upplýsingar eru mikilvægar og ætti að íhuga áður en íhugað er að hefja verkefni til að þróa nýjan 3DPAM.
Þessi kerfisbundna úttekt sýnir að hönnun og þrívíddarprentun á venjulegum líffærafræðilegum líkönum er framkvæmanleg með litlum tilkostnaði, sérstaklega þegar notaðir eru FDM eða SLA prentarar og ódýr einlita plastefni.Hins vegar er hægt að bæta þessa grunnhönnun með því að bæta við lit eða bæta við hönnun í mismunandi efnum.Raunhæfari líkön (prentuð með mörgum efnum af mismunandi litum og áferð til að endurtaka náið áþreifanlega eiginleika viðmiðunarlíkans fyrir kadaver) krefjast dýrari 3D prentunartækni og lengri hönnunartíma.Þetta mun auka verulega heildarkostnað.Sama hvaða prentunarferli er valið, val á viðeigandi myndgreiningaraðferð er lykillinn að velgengni 3DPAM.Því hærri sem rýmisupplausnin er, því raunhæfara verður líkanið og hægt að nota það til háþróaðra rannsókna.Frá uppeldisfræðilegu sjónarhorni er 3DPAM áhrifaríkt tæki til að kenna líffærafræði, eins og sést af þekkingarprófunum sem lögð eru fyrir nemendur og ánægju þeirra.Kennsluáhrif 3DPAM eru best þegar það endurskapar flókin líffærafræðileg svæði og nemendur nota það snemma í læknisþjálfun sinni.
Gagnasöfnin sem eru búin til og/eða greind í þessari rannsókn eru ekki aðgengileg almenningi vegna tungumálahindrana en fáanleg hjá samsvarandi höfundi ef sanngjarnt er óskað eftir því.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM.Yfirlit yfir heildarlíffærafræði, örlíffærafræði, taugalíffræði og fósturfræðinámskeið í námskrám bandarískra læknaskóla.Anat Rec.2002;269(2):118-22.
Ghosh SK Cadaveric krufning sem fræðslutæki fyrir líffærafræði á 21. öld: Krufning sem fræðslutæki.Greining á náttúrufræðimenntun.2017;10(3):286–99.
Pósttími: Apr-09-2024