Mae'n ymddangos bod modelau anatomegol printiedig tri dimensiwn (3DPAMs) yn offeryn addas oherwydd eu gwerth addysgol a'u hyfywedd. Pwrpas yr adolygiad hwn yw disgrifio a dadansoddi'r dulliau a ddefnyddir i greu 3DPAM ar gyfer addysgu anatomeg ddynol ac i werthuso ei gyfraniad addysgeg.
Cynhaliwyd chwiliad electronig yn PubMed gan ddefnyddio'r termau canlynol: addysg, ysgol, dysgu, addysgu, hyfforddiant, addysgu, addysg, tri dimensiwn, 3D, 3 dimensiwn, argraffu, argraffu, anatomeg, anatomeg, anatomeg, ac anatomeg. . Roedd y canfyddiadau'n cynnwys nodweddion yr astudiaeth, dyluniad y model, asesiad morffolegol, perfformiad addysgol, cryfderau a gwendidau.
Ymhlith y 68 o erthyglau a ddewiswyd, canolbwyntiodd y nifer fwyaf o astudiaethau ar y rhanbarth cranial (33 o erthyglau); mae 51 o erthyglau'n sôn am argraffu esgyrn. Mewn 47 o erthyglau, datblygwyd 3DPAM yn seiliedig ar domograffeg gyfrifiadurol. Rhestrir pum proses argraffu. Defnyddiwyd plastigau a'u deilliadau mewn 48 o astudiaethau. Mae pob dyluniad yn amrywio o ran pris o $1.25 i $2,800. Cymharodd tri deg saith o astudiaethau 3DPAM â modelau cyfeirio. Archwiliodd tri deg tri o erthyglau weithgareddau addysgol. Y prif fanteision yw ansawdd gweledol a chyffyrddol, effeithlonrwydd dysgu, ailadroddadwyedd, addasadwyedd ac ystwythder, arbedion amser, integreiddio anatomeg swyddogaethol, galluoedd cylchdroi meddyliol gwell, cadw gwybodaeth a boddhad athrawon/myfyrwyr. Mae'r prif anfanteision yn gysylltiedig â'r dyluniad: cysondeb, diffyg manylion neu dryloywder, lliwiau sy'n rhy llachar, amseroedd argraffu hir a chost uchel.
Mae'r adolygiad systematig hwn yn dangos bod 3DPAM yn gost-effeithiol ac yn effeithiol ar gyfer addysgu anatomeg. Mae modelau mwy realistig yn gofyn am ddefnyddio technolegau argraffu 3D drutach ac amseroedd dylunio hirach, a fydd yn cynyddu'r gost gyffredinol yn sylweddol. Y gamp yw dewis y dull delweddu priodol. O safbwynt addysgeg, mae 3DPAM yn offeryn effeithiol ar gyfer addysgu anatomeg, gydag effaith gadarnhaol ar ganlyniadau dysgu a boddhad. Mae effaith addysgu 3DPAM ar ei gorau pan fydd yn atgynhyrchu rhanbarthau anatomegol cymhleth ac mae myfyrwyr yn ei ddefnyddio'n gynnar yn eu hyfforddiant meddygol.
Mae dyrannu cyrff anifeiliaid wedi cael ei berfformio ers Gwlad Groeg hynafol ac mae'n un o'r prif ddulliau o addysgu anatomeg. Defnyddir dyrannu cyrff cadaverig a berfformir yn ystod hyfforddiant ymarferol yng nghwricwlwm damcaniaethol myfyrwyr meddygol prifysgol ac ar hyn o bryd fe'u hystyrir yn safon aur ar gyfer astudio anatomeg [1,2,3,4,5]. Fodd bynnag, mae llawer o rwystrau i ddefnyddio sbesimenau cadaverig dynol, gan ysgogi'r chwiliad am offer hyfforddi newydd [6, 7]. Mae rhai o'r offer newydd hyn yn cynnwys realiti estynedig, offer digidol, ac argraffu 3D. Yn ôl adolygiad llenyddiaeth diweddar gan Santos et al. [8] O ran gwerth y technolegau newydd hyn ar gyfer addysgu anatomeg, mae'n ymddangos mai argraffu 3D yw un o'r adnoddau pwysicaf, o ran gwerth addysgol i fyfyrwyr ac o ran hyfywedd gweithredu [4,9,10].
Nid yw argraffu 3D yn beth newydd. Mae'r patentau cyntaf sy'n gysylltiedig â'r dechnoleg hon yn dyddio'n ôl i 1984: A Le Méhauté, O De Witte a JC André yn Ffrainc, a thair wythnos yn ddiweddarach C Hull yn UDA. Ers hynny, mae'r dechnoleg wedi parhau i esblygu ac mae ei defnydd wedi ehangu i lawer o feysydd. Er enghraifft, argraffodd NASA y gwrthrych cyntaf y tu hwnt i'r Ddaear yn 2014 [11]. Mae'r maes meddygol hefyd wedi mabwysiadu'r offeryn newydd hwn, gan gynyddu'r awydd i ddatblygu meddygaeth bersonoledig [12].
Mae llawer o awduron wedi dangos manteision defnyddio modelau anatomegol wedi'u hargraffu 3D (3DPAM) mewn addysg feddygol [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Wrth addysgu anatomeg ddynol, mae angen modelau nad ydynt yn batholegol ac sy'n anatomegol normal. Mae rhai adolygiadau wedi archwilio modelau hyfforddi patholegol neu feddygol/llawfeddygol [8, 20, 21]. Er mwyn datblygu model hybrid ar gyfer addysgu anatomeg ddynol sy'n ymgorffori offer newydd fel argraffu 3D, cynhaliwyd adolygiad systematig i ddisgrifio a dadansoddi sut mae gwrthrychau wedi'u hargraffu 3D yn cael eu creu ar gyfer addysgu anatomeg ddynol a sut mae myfyrwyr yn gwerthuso effeithiolrwydd dysgu gan ddefnyddio'r gwrthrychau 3D hyn.
Cynhaliwyd yr adolygiad llenyddiaeth systematig hwn ym mis Mehefin 2022 heb gyfyngiadau amser gan ddefnyddio canllawiau PRISMA (Eitemau Adrodd Dewisol ar gyfer Adolygiadau Systematig a Meta-Dadansoddiadau) [22].
Y meini prawf cynnwys oedd pob papur ymchwil gan ddefnyddio 3DPAM mewn addysgu/dysgu anatomeg. Cafodd adolygiadau llenyddiaeth, llythyrau, neu erthyglau yn canolbwyntio ar fodelau patholegol, modelau anifeiliaid, modelau archaeolegol, a modelau hyfforddi meddygol/llawfeddygol eu heithrio. Dim ond erthyglau a gyhoeddwyd yn Saesneg a ddewiswyd. Cafodd erthyglau heb grynodebau ar-lein eu heithrio. Cynhwyswyd erthyglau a oedd yn cynnwys modelau lluosog, o leiaf un ohonynt yn anatomegol normal neu â phatholeg fach nad oedd yn effeithio ar werth addysgu.
Cynhaliwyd chwiliad llenyddiaeth yn y gronfa ddata electronig PubMed (Llyfrgell Genedlaethol Meddygaeth, NCBI) i nodi astudiaethau perthnasol a gyhoeddwyd hyd at fis Mehefin 2022. Defnyddiwch y termau chwilio canlynol: addysg, ysgol, addysgu, addysgu, dysgu, addysgu, addysg, tri dimensiwn, 3D, 3D, argraffu, argraffu, argraffu, anatomeg, anatomeg, anatomeg ac anatomeg. Gweithredwyd un ymholiad: (((education[Title/Abstract] OR school[Title/Abstract] ORlearning[Title/Abstract] OR teaching[Title/Abstract] OR training[Title/Abstract] OReach[Title/Abstract] ] OR Education [Title/Abstract]) AND (Tri Dimensiwn [Title] OR 3D [Title] OR 3D [Title])) AND (Print [Title] OR Print [Title] OR Print [Title])) AND (Anatomy) [Title] ]/abstract] or anatomy [title/abstract] or anatomy [title/abstract] or anatomy [title/abstract] or anatomy [title/abstract]). Nodwyd erthyglau ychwanegol trwy chwilio â llaw drwy gronfa ddata PubMed ac adolygu cyfeiriadau erthyglau gwyddonol eraill. Ni chymhwyswyd unrhyw gyfyngiadau dyddiad, ond defnyddiwyd yr hidlydd "Person".
Cafodd yr holl deitlau a chrynodebau a gafwyd eu sgrinio yn erbyn meini prawf cynnwys ac eithrio gan ddau awdur (EBR ac AL), ac eithriwyd unrhyw astudiaeth nad oedd yn bodloni'r holl feini prawf cymhwysedd. Cafodd cyhoeddiadau testun llawn yr astudiaethau sy'n weddill eu hadolygu gan dri awdur (EBR, EBE ac AL). Pan oedd angen, datryswyd anghytundebau wrth ddewis erthyglau gan bedwerydd person (LT). Cynhwyswyd cyhoeddiadau a oedd yn bodloni'r holl feini prawf cynnwys yn yr adolygiad hwn.
Perfformiwyd echdynnu data yn annibynnol gan ddau awdur (EBR ac AL) dan oruchwyliaeth trydydd awdur (LT).
- Data dylunio model: rhanbarthau anatomegol, rhannau anatomegol penodol, model cychwynnol ar gyfer argraffu 3D, dull caffael, meddalwedd segmentu a modelu, math o argraffydd 3D, math a maint deunydd, graddfa argraffu, lliw, cost argraffu.
- Asesiad morffolegol o fodelau: modelau a ddefnyddir ar gyfer cymharu, asesiad meddygol o arbenigwyr/athrawon, nifer y gwerthuswyr, math o asesiad.
- Model addysgu 3D: asesiad o wybodaeth myfyrwyr, dull asesu, nifer y myfyrwyr, nifer y grwpiau cymharu, hap-ddosbarthu myfyrwyr, addysg/math o fyfyriwr.
Nodwyd 418 o astudiaethau yn MEDLINE, ac eithriwyd 139 o erthyglau gan y hidlydd "dynol". Ar ôl adolygu teitlau a chrynodebau, dewiswyd 103 o astudiaethau i'w darllen yn llawn. eithriwyd 34 o erthyglau oherwydd eu bod naill ai'n fodelau patholegol (9 erthygl), yn fodelau hyfforddi meddygol/llawfeddygol (4 erthygl), yn fodelau anifeiliaid (4 erthygl), yn fodelau radiolegol 3D (1 erthygl) neu nad oeddent yn erthyglau gwyddonol gwreiddiol (16 pennod). Cynhwyswyd cyfanswm o 68 o erthyglau yn yr adolygiad. Mae Ffigur 1 yn cyflwyno'r broses ddethol fel siart llif.
Siart llif yn crynhoi'r broses o adnabod, sgrinio a chynnwys erthyglau yn yr adolygiad systematig hwn
Cyhoeddwyd yr holl astudiaethau rhwng 2014 a 2022, gyda blwyddyn gyhoeddi gyfartalog o 2019. Ymhlith y 68 o erthyglau a gynhwyswyd, roedd 33 (49%) o astudiaethau'n ddisgrifiadol ac arbrofol, roedd 17 (25%) yn arbrofol yn unig, ac roedd 18 (26%) yn arbrofol. Yn ddisgrifiadol yn unig. O'r 50 astudiaeth arbrofol (73%), defnyddiodd 21 (31%) hap-ddosbarthu. Dim ond 34 astudiaeth (50%) oedd yn cynnwys dadansoddiadau ystadegol. Mae Tabl 1 yn crynhoi nodweddion pob astudiaeth.
Archwiliodd 33 o erthyglau (48%) ranbarth y pen, archwiliodd 19 o erthyglau (28%) ranbarth y thoras, archwiliodd 17 o erthyglau (25%) ranbarth yr abdomen a'r pelfis, ac archwiliodd 15 o erthyglau (22%) yr eithafion. Soniodd un ar bymtheg o erthyglau (75%) am esgyrn wedi'u hargraffu 3D fel modelau anatomegol neu fodelau anatomegol aml-dafell.
O ran y modelau ffynhonnell neu'r ffeiliau a ddefnyddiwyd i ddatblygu 3DPAM, soniodd 23 erthygl (34%) am ddefnyddio data cleifion, soniodd 20 erthygl (29%) am ddefnyddio data cadaverig, a soniodd 17 erthygl (25%) am ddefnyddio cronfeydd data. Defnyddiwyd 7 astudiaeth (10%), ac ni ddatgelodd 7 astudiaeth (10%) ffynhonnell y dogfennau a ddefnyddiwyd.
Datblygodd 47 astudiaeth (69%) 3DPAM yn seiliedig ar domograffeg gyfrifiadurol, ac adroddodd 3 astudiaeth (4%) am ddefnyddio microCT. Roedd 7 erthygl (10%) yn taflunnu gwrthrychau 3D gan ddefnyddio sganwyr optegol, 4 erthygl (6%) gan ddefnyddio MRI, ac 1 erthygl (1%) gan ddefnyddio camerâu a microsgopau. Ni soniodd 14 erthygl (21%) am ffynhonnell ffeiliau ffynhonnell dylunio model 3D. Crëir ffeiliau 3D gyda datrysiad gofodol cyfartalog o lai na 0.5 mm. Y datrysiad gorau posibl yw 30 μm [80] a'r datrysiad uchaf yw 1.5 mm [32].
Defnyddiwyd chwe deg o gymwysiadau meddalwedd gwahanol (segmentu, modelu, dylunio neu argraffu). Defnyddiwyd Mimics (Materialise, Leuven, Gwlad Belg) amlaf (14 astudiaeth, 21%), ac yna MeshMixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 astudiaeth, 19%), Geomagic (3D System, MO, NC, Leesville). (10 astudiaeth, 15%), 3D Slicer (Slicer Developer Training, Boston, MA) (9 astudiaeth, 13%), Blender (Blender Foundation, Amsterdam, yr Iseldiroedd) (8 astudiaeth, 12%) a CURA (Geldemarsen, yr Iseldiroedd) (7 astudiaeth, 10%).
Crybwyllir chwe deg saith o fodelau argraffydd gwahanol a phum proses argraffu. Defnyddiwyd technoleg FDM (Fused Deposition Modeling) mewn 26 cynnyrch (38%), chwythu deunyddiau mewn 13 cynnyrch (19%) ac yn olaf chwythu rhwymwyr (11 cynnyrch, 16%). Y technolegau a ddefnyddir leiaf yw stereolithograffeg (SLA) (5 erthygl, 7%) a sinteru laser dethol (SLS) (4 erthygl, 6%). Yr argraffydd a ddefnyddir amlaf (7 erthygl, 10%) yw'r Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Israel) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Wrth nodi'r deunyddiau a ddefnyddir i wneud 3DPAM (51 erthygl, 75%), defnyddiodd 48 astudiaeth (71%) blastigion a'u deilliadau. Y prif ddeunyddiau a ddefnyddiwyd oedd PLA (asid polylactig) (n = 20, 29%), resin (n = 9, 13%) ac ABS (acrylonitrile butadiene styrene) (7 math, 10%). Archwiliodd 23 erthygl (34%) 3DPAM wedi'i wneud o ddeunyddiau lluosog, cyflwynodd 36 erthygl (53%) 3DPAM wedi'i wneud o un deunydd yn unig, ac ni nododd 9 erthygl (13%) ddeunydd.
Adroddodd dau ddeg naw o erthyglau (43%) gymhareb argraffu yn amrywio o 0.25:1 i 2:1, gyda chyfartaledd o 1:1. Defnyddiodd pump ar hugain o erthyglau (37%) gymhareb o 1:1. Roedd 28 o 3DPAMs (41%) yn cynnwys lliwiau lluosog, a lliwiwyd 9 (13%) ar ôl argraffu [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Soniodd tri deg pedwar o erthyglau (50%) am gostau. Soniodd 9 erthygl (13%) am gost argraffwyr 3D a deunyddiau crai. Mae argraffwyr yn amrywio o ran pris o $302 i $65,000. Pan gânt eu nodi, mae prisiau modelau yn amrywio o $1.25 i $2,800; mae'r eithafion hyn yn cyfateb i sbesimenau ysgerbydol [47] a modelau retroperitoneol ffyddlondeb uchel [48]. Mae Tabl 2 yn crynhoi'r data model ar gyfer pob astudiaeth a gynhwyswyd.
Cymharodd tri deg saith o astudiaethau (54%) y 3DAPM â model cyfeirio. Ymhlith yr astudiaethau hyn, y cymharydd mwyaf cyffredin oedd model cyfeirio anatomegol, a ddefnyddiwyd mewn 14 erthygl (38%), paratoadau plastinedig mewn 6 erthygl (16%), paratoadau plastinedig mewn 6 erthygl (16%). Defnyddio realiti rhithwir, delweddu tomograffeg gyfrifiadurol un 3DPAM mewn 5 erthygl (14%), 3DPAM arall mewn 3 erthygl (8%), gemau difrifol mewn 1 erthygl (3%), radiograffau mewn 1 erthygl (3%), modelau busnes mewn 1 erthygl (3%) a realiti estynedig mewn 1 erthygl (3%). Asesodd tri deg pedwar (50%) o astudiaethau 3DPAM. Disgrifiodd pymtheg astudiaeth (48%) brofiadau'r graddwyr yn fanwl (Tabl 3). Perfformiwyd 3DPAM gan lawfeddygon neu feddygon a oedd yn mynychu mewn 7 astudiaeth (47%), arbenigwyr anatomegol mewn 6 astudiaeth (40%), myfyrwyr mewn 3 astudiaeth (20%), athrawon (disgyblaeth heb ei nodi) mewn 3 astudiaeth (20%) ar gyfer asesu ac un gwerthuswr arall yn yr erthygl (7%). Y nifer cyfartalog o werthuswyr yw 14 (o leiaf 2, uchafswm o 30). Asesodd tri deg tri o astudiaethau (49%) forffoleg 3DPAM yn ansoddol, ac asesodd 10 astudiaeth (15%) forffoleg 3DPAM yn feintiol. O'r 33 astudiaeth a ddefnyddiodd asesiadau ansoddol, defnyddiodd 16 asesiadau disgrifiadol yn unig (48%), defnyddiodd 9 brofion/graddfeydd/arolygon (27%), a defnyddiodd 8 raddfeydd Likert (24%). Mae Tabl 3 yn crynhoi'r asesiadau morffolegol o'r modelau ym mhob astudiaeth a gynhwyswyd.
Archwiliodd a chymharodd tri deg tri (48%) o erthyglau effeithiolrwydd addysgu 3DPAM i fyfyrwyr. O'r astudiaethau hyn, asesodd 23 (70%) o erthyglau foddhad myfyrwyr, defnyddiodd 17 (51%) raddfeydd Likert, a defnyddiodd 6 (18%) ddulliau eraill. Asesodd dau ar hugain o erthyglau (67%) ddysgu myfyrwyr trwy brofi gwybodaeth, ac o'r rhain defnyddiodd 10 (30%) brofion cyn ac/neu ôl-brofion. Defnyddiodd un ar ddeg o astudiaethau (33%) gwestiynau a phrofion amlddewis i asesu gwybodaeth myfyrwyr, a defnyddiodd pum astudiaeth (15%) labelu delweddau/adnabod anatomegol. Cymerodd cyfartaledd o 76 o fyfyrwyr ran ym mhob astudiaeth (o leiaf 8, uchafswm o 319). Roedd gan bedair ar hugain o astudiaethau (72%) grŵp rheoli, ac o'r rhain defnyddiodd 20 (60%) hap-ddosbarthu. Mewn cyferbyniad, neilltuodd un astudiaeth (3%) fodelau anatomegol ar hap i 10 myfyriwr gwahanol. Ar gyfartaledd, cymharwyd 2.6 grŵp (o leiaf 2, uchafswm o 10). Roedd tri ar hugain o astudiaethau (70%) yn cynnwys myfyrwyr meddygol, ac roedd 14 (42%) ohonynt yn fyfyrwyr meddygol blwyddyn gyntaf. Roedd chwech astudiaeth (18%) yn cynnwys preswylwyr, 4 (12%) myfyrwyr deintyddol, a 3 (9%) myfyrwyr gwyddoniaeth. Gweithredodd a gwerthuso chwe astudiaeth (18%) ddysgu ymreolaethol gan ddefnyddio 3DPAM. Mae Tabl 4 yn crynhoi canlyniadau'r asesiad effeithiolrwydd addysgu 3DPAM ar gyfer pob astudiaeth a gynhwyswyd.
Y prif fanteision a adroddwyd gan yr awduron ar gyfer defnyddio 3DPAM fel offeryn addysgu ar gyfer anatomeg ddynol arferol yw nodweddion gweledol a chyffyrddol, gan gynnwys realaeth [55, 67], cywirdeb [44, 50, 72, 85], ac amrywioldeb cysondeb [34, 45]. , 48, 64], lliw a thryloywder [28, 45], gwydnwch [24, 56, 73], effaith addysgol [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], cost [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], atgynhyrchadwyedd [80], posibilrwydd o wella neu bersonoli [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], y gallu i drin myfyrwyr [30, 49], arbed amser addysgu [61, 80], rhwyddineb storio [61], y gallu i integreiddio anatomeg swyddogaethol neu greu strwythurau penodol [51, 53], 67], dylunio modelau ysgerbydol yn gyflym [81], y gallu i gyd-greu modelau a'u cymryd adref [49, 60, 71], gwella galluoedd cylchdroi meddyliol [23] a chadw gwybodaeth [32], yn ogystal ag ar yr athro [25, 63] a boddhad myfyrwyr [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Mae'r prif anfanteision yn gysylltiedig â dyluniad: anhyblygedd [80], cysondeb [28, 62], diffyg manylder neu dryloywder [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], lliwiau rhy llachar [45]. a breuder y llawr [71]. Mae anfanteision eraill yn cynnwys colli gwybodaeth [30, 76], amser hir sydd ei angen ar gyfer segmentu delweddau [36, 52, 57, 58, 74], amser argraffu [57, 63, 66, 67], diffyg amrywioldeb anatomegol [25], a chost uchel [48].
Mae'r adolygiad systematig hwn yn crynhoi 68 o erthyglau a gyhoeddwyd dros 9 mlynedd ac yn tynnu sylw at ddiddordeb y gymuned wyddonol mewn 3DPAM fel offeryn ar gyfer addysgu anatomeg ddynol arferol. Astudiwyd pob rhanbarth anatomegol ac argraffwyd yn 3D. O'r erthyglau hyn, cymharodd 37 o erthyglau 3DPAM â modelau eraill, ac asesodd 33 o erthyglau berthnasedd addysgeg 3DPAM i fyfyrwyr.
O ystyried y gwahaniaethau yn nyluniad astudiaethau argraffu 3D anatomegol, ni ystyriasom ei bod yn briodol cynnal meta-ddadansoddiad. Canolbwyntiodd meta-ddadansoddiad a gyhoeddwyd yn 2020 yn bennaf ar brofion gwybodaeth anatomegol ar ôl hyfforddiant heb ddadansoddi agweddau technegol a thechnolegol dylunio a chynhyrchu 3DPAM [10].
Rhanbarth y pen yw'r un a astudir fwyaf, mae'n debyg oherwydd bod cymhlethdod ei anatomeg yn ei gwneud hi'n anoddach i fyfyrwyr ddarlunio'r rhanbarth anatomegol hwn mewn gofod tri dimensiwn o'i gymharu â'r aelodau neu'r torso. CT yw'r dull delweddu a ddefnyddir amlaf o bell ffordd. Defnyddir y dechneg hon yn helaeth, yn enwedig mewn lleoliadau meddygol, ond mae ganddi benderfyniad gofodol cyfyngedig a chyferbyniad meinwe meddal isel. Mae'r cyfyngiadau hyn yn gwneud sganiau CT yn anaddas ar gyfer segmentu a modelu'r system nerfol. Ar y llaw arall, mae tomograffeg gyfrifiadurol yn fwy addas ar gyfer segmentu/modelu meinwe esgyrn; Mae cyferbyniad esgyrn/meinwe meddal yn helpu i gwblhau'r camau hyn cyn argraffu modelau anatomegol 3D. Ar y llaw arall, ystyrir mai microCT yw'r dechnoleg gyfeirio o ran datrysiad gofodol mewn delweddu esgyrn [70]. Gellir defnyddio sganwyr optegol neu MRI hefyd i gael delweddau. Mae datrysiad uwch yn atal llyfnhau arwynebau esgyrn ac yn cadw cynildeb strwythurau anatomegol [59]. Mae'r dewis o fodel hefyd yn effeithio ar y datrysiad gofodol: er enghraifft, mae gan fodelau plastigoli ddatrysiad is [45]. Rhaid i ddylunwyr graffig greu modelau 3D wedi'u teilwra, sy'n cynyddu costau ($25 i $150 yr awr) [43]. Nid yw cael ffeiliau .STL o ansawdd uchel yn ddigon i greu modelau anatomegol o ansawdd uchel. Mae angen pennu paramedrau argraffu, fel cyfeiriadedd y model anatomegol ar y plât argraffu [29]. Mae rhai awduron yn awgrymu y dylid defnyddio technolegau argraffu uwch fel SLS lle bynnag y bo modd i wella cywirdeb 3DPAM [38]. Mae cynhyrchu 3DPAM angen cymorth proffesiynol; yr arbenigwyr mwyaf poblogaidd yw peirianwyr [72], radiolegwyr, [75], dylunwyr graffig [43] ac anatomegwyr [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Mae meddalwedd segmentu a modelu yn ffactorau pwysig wrth gael modelau anatomegol cywir, ond mae cost y pecynnau meddalwedd hyn a'u cymhlethdod yn llesteirio eu defnydd. Mae sawl astudiaeth wedi cymharu'r defnydd o wahanol becynnau meddalwedd a thechnolegau argraffu, gan amlygu manteision ac anfanteision pob technoleg [68]. Yn ogystal â meddalwedd modelu, mae angen meddalwedd argraffu sy'n gydnaws â'r argraffydd a ddewiswyd hefyd; mae rhai awduron yn well ganddynt ddefnyddio argraffu 3D ar-lein [75]. Os yw digon o wrthrychau 3D yn cael eu hargraffu, gall y buddsoddiad arwain at elw ariannol [72].
Plastig yw'r deunydd a ddefnyddir amlaf o bell ffordd. Mae ei ystod eang o weadau a lliwiau yn ei wneud yn ddeunydd o ddewis ar gyfer 3DPAM. Mae rhai awduron wedi canmol ei gryfder uchel o'i gymharu â modelau cadaverig neu blastinated traddodiadol [24, 56, 73]. Mae gan rai plastigau hyd yn oed briodweddau plygu neu ymestyn. Er enghraifft, gall Filaflex gyda thechnoleg FDM ymestyn hyd at 700%. Mae rhai awduron yn ei ystyried yn ddeunydd o ddewis ar gyfer atgynhyrchu cyhyrau, tendonau a gewynnau [63]. Ar y llaw arall, mae dwy astudiaeth wedi codi cwestiynau ynghylch cyfeiriadedd ffibrau yn ystod argraffu. Mewn gwirionedd, mae cyfeiriadedd ffibrau cyhyrau, mewnosodiad, nerfiad, a swyddogaeth yn hanfodol wrth fodelu cyhyrau [33].
Yn syndod, ychydig o astudiaethau sy'n sôn am raddfa'r argraffu. Gan fod llawer o bobl yn ystyried bod y gymhareb 1:1 yn safonol, efallai bod yr awdur wedi dewis peidio â'i chrybwyll. Er y byddai graddio i fyny yn ddefnyddiol ar gyfer dysgu cyfeiriedig mewn grwpiau mawr, nid yw ymarferoldeb graddio wedi'i archwilio eto, yn enwedig gyda meintiau dosbarth cynyddol a maint ffisegol y model yn ffactor pwysig. Wrth gwrs, mae graddfeydd maint llawn yn ei gwneud hi'n haws lleoli a chyfleu amrywiol elfennau anatomegol i'r claf, a all esbonio pam eu bod yn cael eu defnyddio'n aml.
O'r nifer o argraffyddion sydd ar gael ar y farchnad, mae'r rhai sy'n defnyddio technoleg PolyJet (inkjet deunydd neu rwymwr) i ddarparu argraffu diffiniad uchel lliw ac aml-haen (ac felly aml-wead) yn costio rhwng US$20,000 ac US$250,000 (https://www.aniwaa.com/). Gall y gost uchel hon gyfyngu ar hyrwyddo 3DPAM mewn ysgolion meddygol. Yn ogystal â chost yr argraffydd, mae cost y deunyddiau sy'n ofynnol ar gyfer argraffu inkjet yn uwch nag ar gyfer argraffyddion SLA neu FDM [68]. Mae prisiau ar gyfer argraffyddion SLA neu FDM hefyd yn fwy fforddiadwy, yn amrywio o €576 i €4,999 yn yr erthyglau a restrir yn yr adolygiad hwn. Yn ôl Tripodi a'i gydweithwyr, gellir argraffu pob rhan ysgerbydol am US$1.25 [47]. Daeth un ar ddeg o astudiaethau i'r casgliad bod argraffu 3D yn rhatach na phlastigeiddio neu fodelau masnachol [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Ar ben hynny, mae'r modelau masnachol hyn wedi'u cynllunio i ddarparu gwybodaeth i gleifion heb ddigon o fanylion ar gyfer addysgu anatomeg [80]. Ystyrir bod y modelau masnachol hyn yn israddol i 3DPAM [44]. Mae'n werth nodi, yn ogystal â'r dechnoleg argraffu a ddefnyddir, bod y gost derfynol yn gymesur â'r raddfa ac felly maint terfynol y 3DPAM [48]. Am y rhesymau hyn, mae'r raddfa maint llawn yn cael ei ffafrio [37].
Dim ond un astudiaeth a gymharodd 3DPAM â modelau anatomegol sydd ar gael yn fasnachol [72]. Samplau cadaferig yw'r cymharydd a ddefnyddir amlaf ar gyfer 3DPAM. Er gwaethaf eu cyfyngiadau, mae modelau cadaferig yn parhau i fod yn offeryn gwerthfawr ar gyfer addysgu anatomeg. Rhaid gwahaniaethu rhwng awtopsi, dyraniad ac asgwrn sych. Yn seiliedig ar brofion hyfforddi, dangosodd dwy astudiaeth fod 3DPAM yn sylweddol fwy effeithiol na dyraniad plastinedig [16, 27]. Cymharodd un astudiaeth awr o hyfforddiant gan ddefnyddio 3DPAM (eithafoedd isaf) ag awr o dyraniad o'r un rhanbarth anatomegol [78]. Nid oedd unrhyw wahaniaethau sylweddol rhwng y ddau ddull addysgu. Mae'n debygol nad oes llawer o ymchwil ar y pwnc hwn oherwydd bod cymariaethau o'r fath yn anodd eu gwneud. Mae dyraniad yn baratoad sy'n cymryd llawer o amser i fyfyrwyr. Weithiau mae angen dwsinau o oriau o baratoi, yn dibynnu ar yr hyn sy'n cael ei baratoi. Gellir gwneud trydydd gymhariaeth ag esgyrn sych. Canfu astudiaeth gan Tsai a Smith fod sgoriau profion yn sylweddol well yn y grŵp a ddefnyddiodd 3DPAM [51, 63]. Nododd Chen a'i gydweithwyr fod myfyrwyr a oedd yn defnyddio modelau 3D wedi perfformio'n well wrth adnabod strwythurau (penglogau), ond nid oedd unrhyw wahaniaeth yn y sgoriau MCQ [69]. Yn olaf, dangosodd Tanner a'i gydweithwyr ganlyniadau ôl-brawf gwell yn y grŵp hwn gan ddefnyddio 3DPAM o'r ffosa pterygopalatine [46]. Nodwyd offer addysgu newydd eraill yn yr adolygiad llenyddiaeth hwn. Y rhai mwyaf cyffredin yn eu plith yw realiti estynedig, realiti rhithwir a gemau difrifol [43]. Yn ôl Mahrous a'i gydweithwyr, mae dewis modelau anatomegol yn dibynnu ar nifer yr oriau y mae myfyrwyr yn chwarae gemau fideo [31]. Ar y llaw arall, anfantais fawr offer addysgu anatomeg newydd yw adborth haptig, yn enwedig ar gyfer offer rhithwir yn unig [48].
Mae'r rhan fwyaf o astudiaethau sy'n gwerthuso'r 3DPAM newydd wedi defnyddio rhagbrofion gwybodaeth. Mae'r rhagbrofion hyn yn helpu i osgoi rhagfarn yn yr asesiad. Mae rhai awduron, cyn cynnal astudiaethau arbrofol, yn eithrio pob myfyriwr a sgoriodd uwchlaw'r cyfartaledd ar y prawf rhagarweiniol [40]. Ymhlith y rhagfarnau a grybwyllwyd gan Garas a'i gydweithwyr roedd lliw'r model a dewis gwirfoddolwyr yn nosbarth y myfyrwyr [61]. Mae staenio yn hwyluso adnabod strwythurau anatomegol. Sefydlodd Chen a'i gydweithwyr amodau arbrofol llym heb unrhyw wahaniaethau cychwynnol rhwng grwpiau a chafodd yr astudiaeth ei dallu i'r graddau mwyaf posibl [69]. Mae Lim a'i gydweithwyr yn argymell y dylai'r asesiad ôl-brawf gael ei gwblhau gan drydydd parti i osgoi rhagfarn yn yr asesiad [16]. Mae rhai astudiaethau wedi defnyddio graddfeydd Likert i asesu hyfywedd 3DPAM. Mae'r offeryn hwn yn addas ar gyfer asesu boddhad, ond mae rhagfarnau pwysig o hyd i fod yn ymwybodol ohonynt [86].
Aseswyd perthnasedd addysgol 3DPAM yn bennaf ymhlith myfyrwyr meddygol, gan gynnwys myfyrwyr meddygol blwyddyn gyntaf, mewn 14 o 33 astudiaeth. Yn eu hastudiaeth beilot, adroddodd Wilk a'i gydweithwyr fod myfyrwyr meddygol yn credu y dylid cynnwys argraffu 3D yn eu dysgu anatomeg [87]. Credai 87% o'r myfyrwyr a holwyd yn astudiaeth Cercenelli mai'r ail flwyddyn astudio oedd yr amser gorau i ddefnyddio 3DPAM [84]. Dangosodd canlyniadau Tanner a'i gydweithwyr hefyd fod myfyrwyr yn perfformio'n well os nad oeddent erioed wedi astudio'r maes [46]. Mae'r data hyn yn awgrymu mai blwyddyn gyntaf yr ysgol feddygol yw'r amser gorau posibl i ymgorffori 3DPAM mewn addysgu anatomeg. Cefnogodd meta-dadansoddiad Ye y syniad hwn [18]. Yn y 27 erthygl a gynhwyswyd yn yr astudiaeth, roedd gwahaniaethau sylweddol mewn sgoriau profion rhwng 3DPAM a modelau traddodiadol ar gyfer myfyrwyr meddygol, ond nid ar gyfer preswylwyr.
Mae 3DPAM fel offeryn dysgu yn gwella cyflawniad academaidd [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], cadw gwybodaeth hirdymor [32], a boddhad myfyrwyr [25, 45, 46, 52, 57, 63, 66]. , 69 , 84]. Canfu paneli o arbenigwyr fod y modelau hyn hefyd yn ddefnyddiol [37, 42, 49, 81, 82], a chanfu dwy astudiaeth foddhad athrawon gyda 3DPAM [25, 63]. O'r holl ffynonellau, mae Backhouse a'i gydweithwyr yn ystyried argraffu 3D fel y dewis arall gorau i fodelau anatomegol traddodiadol [49]. Yn eu meta-dadansoddiad cyntaf, cadarnhaodd Ye a'i gydweithwyr fod gan fyfyrwyr a dderbyniodd gyfarwyddiadau 3DPAM sgoriau ôl-brawf gwell na myfyrwyr a dderbyniodd gyfarwyddiadau 2D neu gyrff [10]. Fodd bynnag, fe wnaethant wahaniaethu 3DPAM nid yn ôl cymhlethdod, ond yn syml yn ôl y galon, y system nerfol, a cheudod yr abdomen. Mewn saith astudiaeth, ni wnaeth 3DPAM berfformio'n well na modelau eraill yn seiliedig ar brofion gwybodaeth a roddwyd i fyfyrwyr [32, 66, 69, 77, 78, 84]. Yn eu meta-dadansoddiad, daeth Salazar a'i gydweithwyr i'r casgliad bod defnyddio 3DPAM yn gwella dealltwriaeth o anatomeg gymhleth yn benodol [17]. Mae'r cysyniad hwn yn gyson â llythyr Hitas at y golygydd [88]. Nid oes angen defnyddio 3DPAM ar rai meysydd anatomegol a ystyrir yn llai cymhleth, tra byddai meysydd anatomegol mwy cymhleth (megis y gwddf neu'r system nerfol) yn ddewis rhesymegol ar gyfer 3DPAM. Gall y cysyniad hwn egluro pam nad yw rhai 3DPAMs yn cael eu hystyried yn well na modelau traddodiadol, yn enwedig pan fo myfyrwyr yn brin o wybodaeth yn y maes lle canfyddir bod perfformiad model yn well. Felly, nid yw cyflwyno model syml i fyfyrwyr sydd eisoes â rhywfaint o wybodaeth am y pwnc (myfyrwyr meddygol neu breswylwyr) yn ddefnyddiol wrth wella perfformiad myfyrwyr.
O'r holl fuddion addysgol a restrir, pwysleisiodd 11 astudiaeth rinweddau gweledol neu gyffyrddol modelau [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], a gwellodd 3 astudiaeth gryfder a gwydnwch (33, 50-52, 63, 79, 85, 86). Manteision eraill yw y gall myfyrwyr drin y strwythurau, gall athrawon arbed amser, eu bod yn haws i'w cadw na cheirw, gellir cwblhau'r prosiect o fewn 24 awr, gellir ei ddefnyddio fel offeryn addysgu gartref, a gellir ei ddefnyddio i addysgu llawer iawn o wybodaeth mewn grwpiau [30, 49, 60, 61, 80, 81]. Mae argraffu 3D dro ar ôl tro ar gyfer addysgu anatomeg cyfaint uchel yn gwneud modelau argraffu 3D yn fwy cost-effeithiol [26]. Gall defnyddio 3DPAM wella galluoedd cylchdroi meddyliol [23] a gwella dehongliad delweddau trawsdoriadol [23, 32]. Canfu dwy astudiaeth fod myfyrwyr a oedd wedi cael eu hamlygu i 3DPAM yn fwy tebygol o gael llawdriniaeth [40, 74]. Gellir mewnosod cysylltwyr metel i greu'r symudiad sydd ei angen i astudio anatomeg swyddogaethol [51, 53], neu gellir argraffu modelau gan ddefnyddio dyluniadau sbardun [67].
Mae argraffu 3D yn caniatáu creu modelau anatomegol addasadwy trwy wella agweddau penodol yn ystod y cyfnod modelu, [48, 80] creu sylfaen addas, [59] cyfuno modelau lluosog, [36] defnyddio tryloywder, (49) lliw, [45] neu wneud strwythurau mewnol penodol yn weladwy [30]. Defnyddiodd Tripodi a'i gydweithwyr glai cerflunio i ategu eu modelau esgyrn wedi'u hargraffu 3D, gan bwysleisio gwerth modelau a grëwyd ar y cyd fel offer addysgu [47]. Mewn 9 astudiaeth, cymhwyswyd lliw ar ôl argraffu [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], ond dim ond unwaith y gwnaeth myfyrwyr ei gymhwyso [49]. Yn anffodus, ni wnaeth yr astudiaeth werthuso ansawdd hyfforddiant modelu na dilyniant yr hyfforddiant. Dylid ystyried hyn yng nghyd-destun addysg anatomeg, gan fod manteision dysgu cyfunol a chyd-greu wedi'u hen sefydlu [89]. Er mwyn ymdopi â'r gweithgaredd hysbysebu cynyddol, mae hunanddysgu wedi cael ei ddefnyddio sawl gwaith i werthuso modelau [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Daeth un astudiaeth i'r casgliad bod lliw'r deunydd plastig yn rhy llachar[45], daeth astudiaeth arall i'r casgliad bod y model yn rhy fregus[71], a dangosodd dwy astudiaeth arall ddiffyg amrywioldeb anatomegol yng nghynllun modelau unigol[25, 45]. Daeth saith astudiaeth i'r casgliad nad yw manylion anatomegol 3DPAM yn ddigonol [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Ar gyfer modelau anatomegol mwy manwl o ranbarthau mawr a chymhleth, fel y retroperitonewm neu asgwrn cefn y gwddf, ystyrir bod yr amser segmentu a modelu yn hir iawn a bod y gost yn uchel iawn (tua US$2000) [27, 48]. Nododd Hojo a'i gydweithwyr yn eu hastudiaeth ei bod wedi cymryd 40 awr i greu'r model anatomegol o'r pelfis [42]. Yr amser segmentu hiraf oedd 380 awr mewn astudiaeth gan Weatherall a'i gydweithwyr, lle cyfunwyd modelau lluosog i greu model llwybr anadlu pediatrig cyflawn [36]. Mewn naw astudiaeth, ystyriwyd bod amser segmentu ac argraffu yn anfanteision [36, 42, 57, 58, 74]. Fodd bynnag, beirniadodd 12 astudiaeth briodweddau ffisegol eu modelau, yn enwedig eu cysondeb, [28, 62] diffyg tryloywder, [30] breuder a monocromatigrwydd, [71] diffyg meinwe meddal, [66] neu ddiffyg manylion [28, 34], 45, 48, 62, 63, 81]. Gellir goresgyn yr anfanteision hyn drwy gynyddu'r amser segmentu neu efelychu. Roedd colli ac adfer gwybodaeth berthnasol yn broblem a wynebwyd gan dri thîm [30, 74, 77]. Yn ôl adroddiadau cleifion, nid oedd asiantau cyferbyniad ïodinedig yn darparu gwelededd fasgwlaidd gorau posibl oherwydd cyfyngiadau dos [74]. Ymddengys bod chwistrellu model cadaverig yn ddull delfrydol sy'n symud i ffwrdd o egwyddor "cyn lleied â phosibl" a chyfyngiadau dos yr asiant cyferbyniad a chwistrellir.
Yn anffodus, nid yw llawer o erthyglau'n sôn am rai nodweddion allweddol 3DPAM. Nododd llai na hanner yr erthyglau'n benodol a oedd eu 3DPAM wedi'i liwio. Roedd y sylw a roddwyd i gwmpas yr argraffu yn anghyson (43% o erthyglau), a dim ond 34% a soniodd am ddefnyddio cyfryngau lluosog. Mae'r paramedrau argraffu hyn yn hanfodol oherwydd eu bod yn dylanwadu ar briodweddau dysgu 3DPAM. Nid yw'r rhan fwyaf o erthyglau'n darparu digon o wybodaeth am gymhlethdodau cael 3DPAM (amser dylunio, cymwysterau personél, costau meddalwedd, costau argraffu, ac ati). Mae'r wybodaeth hon yn hanfodol a dylid ei hystyried cyn ystyried dechrau prosiect i ddatblygu 3DPAM newydd.
Mae'r adolygiad systematig hwn yn dangos bod dylunio ac argraffu modelau anatomegol arferol mewn 3D yn ymarferol am gost isel, yn enwedig wrth ddefnyddio argraffwyr FDM neu SLA a deunyddiau plastig unlliw rhad. Fodd bynnag, gellir gwella'r dyluniadau sylfaenol hyn trwy ychwanegu lliw neu ychwanegu dyluniadau mewn gwahanol ddefnyddiau. Mae modelau mwy realistig (wedi'u hargraffu gan ddefnyddio deunyddiau lluosog o wahanol liwiau a gweadau i efelychu rhinweddau cyffyrddol model cyfeirio cadaver yn agos) yn gofyn am dechnolegau argraffu 3D drutach ac amseroedd dylunio hirach. Bydd hyn yn cynyddu'r gost gyffredinol yn sylweddol. Ni waeth pa broses argraffu a ddewisir, mae dewis y dull delweddu priodol yn allweddol i lwyddiant 3DPAM. Po uchaf yw'r datrysiad gofodol, y mwyaf realistig yw'r model a gellir ei ddefnyddio ar gyfer ymchwil uwch. O safbwynt addysgeg, mae 3DPAM yn offeryn effeithiol ar gyfer addysgu anatomeg, fel y dangosir gan y profion gwybodaeth a roddir i fyfyrwyr a'u boddhad. Mae effaith addysgu 3DPAM ar ei gorau pan fydd yn atgynhyrchu rhanbarthau anatomegol cymhleth ac mae myfyrwyr yn ei ddefnyddio'n gynnar yn eu hyfforddiant meddygol.
Nid yw'r setiau data a gynhyrchwyd a/neu a ddadansoddwyd yn yr astudiaeth gyfredol ar gael i'r cyhoedd oherwydd rhwystrau iaith ond maent ar gael gan yr awdur cyfatebol ar gais rhesymol.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. Adolygiad o gyrsiau anatomeg gros, microanatomeg, niwrobioleg ac embryoleg mewn cwricwla ysgolion meddygol yr Unol Daleithiau. Anat Rec. 2002;269(2):118-22.
Ghosh SK Dyrannu cadaferaidd fel offeryn addysgol ar gyfer gwyddoniaeth anatomegol yn yr 21ain ganrif: Dyrannu fel offeryn addysgol. Dadansoddiad o addysg wyddonol. 2017;10(3):286–99.
Amser postio: Ebr-09-2024