Dräidimensional gedréckte anatomesch Modeller (3DPAMs) schéngen e passend Instrument ze sinn wéinst hirem pädagogesche Wäert a Machbarkeet. Den Zweck vun dëser Iwwerpréiwung ass et, d'Methoden ze beschreiwen an z'analyséieren, déi benotzt gi fir 3DPAM fir d'Léiere vun der mënschlecher Anatomie ze kreéieren, an hire pädagogesche Bäitrag ze evaluéieren.
Eng elektronesch Sich gouf a PubMed mat de folgende Begrëffer duerchgefouert: education, school, learning, teaching, training, teaching, education, three-dimensional, 3D, 3-dimensional, printing, printing, printing, anatomy, anatomy, anatomy, anatomy, anatomy, anatomy, anatomy. . D'Resultater hunn Studiencharakteristiken, Modelldesign, morphologesch Bewäertung, pädagogesch Leeschtung, Stäerkten a Schwächten abegraff.
Ënnert den 68 ausgewielten Artikelen huet sech déi gréisst Zuel vu Studien op d'Schädelregioun konzentréiert (33 Artikelen); 51 Artikelen ernimmen d'Knachdrock. A 47 Artikelen gouf 3DPAM op Basis vun der Computertomographie entwéckelt. Fënnef Drockprozesser sinn opgezielt. Plastik an hir Derivater goufen a 48 Studien benotzt. All Design reecht am Präis vun 1,25 $ bis 2.800 $. Siwwenzéng Studien hunn 3DPAM mat Referenzmodeller verglach. Dräianzwanzeg Artikelen hunn pädagogesch Aktivitéiten ënnersicht. Déi Haaptvirdeeler sinn visuell a taktil Qualitéit, Léiereffizienz, Widderhuelbarkeet, Personnaliséierbarkeet a Flexibilitéit, Zäiterspuernis, Integratioun vun der funktioneller Anatomie, besser mental Rotatiounsfäegkeeten, Wëssensspäicherung a Zefriddenheet vun Enseignanten/Schüler. Déi Haaptnodeeler bezéie sech op den Design: Konsistenz, Mangel u Detailer oder Transparenz, Faarwen déi ze hell sinn, laang Drockzäiten an héich Käschten.
Dës systematesch Iwwerpréiwung weist, datt 3DPAM käschtegënschteg an effektiv fir den Ënnerrecht vun der Anatomie ass. Méi realistesch Modeller erfuerderen d'Benotzung vu méi deieren 3D-Drécktechnologien a méi laang Designzäiten, wat d'Gesamtkäschte wesentlech erhéicht. De Schlëssel ass déi passend Bildgebungsmethod ze wielen. Aus pädagogescher Siicht ass 3DPAM en effektivt Instrument fir den Ënnerrecht vun der Anatomie, mat engem positiven Impakt op d'Léierresultater an d'Zefriddenheet. Den Ënnerrechtseffekt vun 3DPAM ass am beschten, wann et komplex anatomesch Regiounen reproduzéiert an d'Studenten et fréi an hirer medizinescher Ausbildung benotzen.
D'Dissektion vun Déierekierper gëtt zënter dem antike Griicheland duerchgefouert an ass eng vun den Haaptmethoden fir d'Anatomie ze léieren. Läichendisektiounen, déi während der praktescher Ausbildung duerchgefouert ginn, ginn am theoretesche Léierplang vun den Universitéitsmedizinstudenten benotzt a gëllen de Moment als Goldstandard fir d'Studium vun der Anatomie [1,2,3,4,5]. Wéi och ëmmer, et gëtt vill Barrièren fir d'Benotzung vu mënschleche Läichenprouwen, wat d'Sich no neien Trainingsinstrumenter ausléist [6, 7]. Zu dësen neien Tools gehéieren augmentéiert Realitéit, digital Tools an 3D-Dréck. Laut enger rezenter Literaturstudie vum Santos et al. [8] Wat de Wäert vun dësen neien Technologien fir d'Anatomieunterrecht ugeet, schéngt den 3D-Dréck eng vun de wichtegsten Ressourcen ze sinn, souwuel wat de pädagogesche Wäert fir Studenten wéi och wat d'Machbarkeet vun der Ëmsetzung ugeet [4,9,10].
3D-Drécken ass näischt Neies. Déi éischt Patenter am Zesummenhang mat dëser Technologie stamen aus dem Joer 1984: A. Le Méhauté, O. De Witte a J.C. André a Frankräich, an dräi Wochen méi spéit C. Hull an den USA. Zënterhier huet sech d'Technologie weiderentwéckelt an hir Notzung huet sech a ville Beräicher ausgebreet. Zum Beispill huet d'NASA 2014 den éischten Objet iwwer d'Äerd eraus gedréckt [11]. Och de Medizinberäich huet dëst neit Instrument adoptéiert, wouduerch de Wonsch no der Entwécklung vun enger personaliséierter Medizin verstäerkt gouf [12].
Vill Autoren hunn d'Virdeeler vun der Notzung vun 3D-gedréckten anatomesche Modeller (3DPAM) an der medizinescher Ausbildung demonstréiert [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Beim Enseignement vun der mënschlecher Anatomie sinn net-pathologesch an anatomesch normal Modeller gebraucht. E puer Iwwerpréiwunge hunn pathologesch oder medizinesch/chirurgesch Trainingsmodeller ënnersicht [8, 20, 21]. Fir en Hybridmodell fir den Enseignement vun der mënschlecher Anatomie z'entwéckelen, dat nei Tools wéi den 3D-Drock integréiert, hu mir eng systematesch Iwwerpréiwung duerchgefouert fir ze beschreiwen an z'analyséieren, wéi 3D-gedréckte Objeten fir den Enseignement vun der mënschlecher Anatomie erstallt ginn a wéi d'Studenten d'Effektivitéit vum Léieren mat dësen 3D-Objeten evaluéieren.
Dës systematesch Literaturstudie gouf am Juni 2022 ouni Zäitbeschränkungen no de PRISMA-Richtlinnen (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) duerchgefouert [22].
D'Inclusiounskriterien waren all Fuerschungspabeieren, déi 3DPAM am Anatomieunterrecht/-Léieren benotzen. Literaturkritiken, Bréiwer oder Artikelen, déi sech op pathologesch Modeller, Déiermodeller, archeologesch Modeller a medizinesch/chirurgesch Ausbildungsmodeller konzentréieren, goufen ausgeschloss. Nëmmen Artikelen, déi op Englesch publizéiert goufen, goufen ausgewielt. Artikelen ouni verfügbar Online-Abstrakte goufen ausgeschloss. Artikelen, déi verschidde Modeller enthalen hunn, vun deenen op d'mannst ee anatomesch normal war oder eng liicht Pathologie hat, déi de Léierwäert net beaflosst huet, goufen abegraff.
Eng Literatursich gouf an der elektronescher Datebank PubMed (National Library of Medicine, NCBI) duerchgefouert fir relevant Studien z'identifizéieren, déi bis Juni 2022 publizéiert goufen. Benotzt déi folgend Sichbegrëffer: education, school, teaching, teaching, learning, teaching, education, three-dimensional, 3D, 3D, printing, printing, anatomy, anatomy, anatomy an anatomy. Eng eenzeg Ufro gouf ausgeféiert: (((education[Titel/Abstract] OR school[Titel/Abstract] ORlearning[Titel/Abstract] OR teaching[Titel/Abstract] OR training[Titel/Abstract] OReach[Titel/Abstract] ] OR Education [Titel/Abstract]) AND (Three Dimensions [Titel] OR 3D [Titel] OR 3D [Titel])) AND (Print [Titel] OR Print [Titel] OR Print [Titel])) AND (Anatomy) [Titel] ]/abstract] or anatomy [title/abstract] or anatomy [title/abstract] or anatomy [title/abstract]). Weider Artikelen goufen identifizéiert andeems d'PubMed-Datebank manuell duerchsicht an d'Referenze vun anere wëssenschaftlechen Artikelen iwwerpréift goufen. Et goufen keng Datumsbeschränkungen ugewannt, awer de Filter "Persoun" gouf benotzt.
All fonnt Titelen an Abstrakte goufen vun zwee Autoren (EBR an AL) no den Inclusiouns- an Exklusiounskriterien iwwerpréift, an all Studie, déi net all Zoulagungskriterien erfëllt huet, gouf ausgeschloss. Volltextpublikatioune vun de reschtleche Studien goufen vun dräi Autoren (EBR, EBE an AL) fonnt a iwwerpréift. Wa néideg, goufen Meenungsverschiddenheeten bei der Auswiel vun den Artikelen vun enger véierter Persoun (LT) geléist. Publikatiounen, déi all Inclusiounskriterien erfëllt hunn, goufen an dës Iwwerpréiwung abegraff.
D'Datenextraktioun gouf onofhängeg vun zwee Autoren (EBR an AL) ënner der Opsiicht vun engem drëtten Auteur (LT) duerchgefouert.
- Modelldesigndaten: anatomesch Regiounen, spezifesch anatomesch Deeler, initialt Modell fir den 3D-Drock, Acquisitiounsmethod, Segmentéierungs- a Modelléierungssoftware, 3D-Drocktyp, Materialtyp a Quantitéit, Drockskala, Faarf, Drockkäschten.
- Morphologesch Bewäertung vu Modeller: Modeller déi fir de Verglach benotzt ginn, medizinesch Bewäertung vun Experten/Enseignanten, Zuel vun den Evaluatoren, Aart vun der Bewäertung.
- 3D-Modell vum Enseignement: Bewäertung vum Wëssen vun de Schüler, Bewäertungsmethod, Zuel vun de Schüler, Zuel vun de Vergläichsgruppen, Zoufallsgrupp vun de Schüler, Ausbildung/Schülertyp.
418 Studien goufen am MEDLINE identifizéiert, an 139 Artikelen goufen duerch de "mënschleche" Filter ausgeschloss. Nodeems d'Titelen an d'Abstrakte gepréift goufen, goufen 103 Studien fir d'Liesung am Volltext ausgewielt. 34 Artikelen goufen ausgeschloss, well et sech entweder ëm pathologesch Modeller (9 Artikelen), medizinesch/chirurgesch Trainingsmodeller (4 Artikelen), Déiermodeller (4 Artikelen), 3D-radiologesch Modeller (1 Artikel) oder keng originell wëssenschaftlech Artikelen (16 Kapitelen) handelt. Insgesamt goufen 68 Artikelen an d'Iwwerpréiwung abegraff. Figur 1 weist de Selektiounsprozess als Ablaufdiagramm.
Flossdiagramm, dat d'Identifikatioun, d'Screening an d'Inklusioun vun Artikelen an dëser systematescher Iwwerpréiwung zesummefaasst
All Studien goufen tëscht 2014 an 2022 publizéiert, mat engem duerchschnëttleche Publikatiounsjoer vun 2019. Vun den 68 abegraffen Artikelen waren 33 (49%) Studien deskriptiv an experimentell, 17 (25%) ware reng experimentell an 18 (26%) ware experimentell. Reng deskriptiv. Vun den 50 (73%) experimentellen Studien hunn 21 (31%) Randomiséierung benotzt. Nëmmen 34 Studien (50%) hunn statistesch Analysen abegraff. Tabelle 1 resüméiert d'Charakteristike vun all Studie.
33 Artikelen (48%) hunn d'Kappregioun ënnersicht, 19 Artikelen (28%) d'Thorakalregioun, 17 Artikelen (25%) d'Bauch- a Beckenregioun an 15 Artikelen (22%) d'Extremitéiten. Eenanzwanzeg Artikelen (75%) hunn 3D-gedréckte Schanken als anatomesch Modeller oder Multi-Slice-anatomesch Modeller ernimmt.
Wat d'Quellmodeller oder -dateien ugeet, déi fir d'Entwécklung vun 3DPAM benotzt goufen, hunn 23 Artikelen (34%) d'Benotzung vu Patientendaten ernimmt, 20 Artikelen (29%) d'Benotzung vu Läichendaten an 17 Artikelen (25%) d'Benotzung vun Datebanken ernimmt. Et goufe benotzt, an 7 Studien (10%) hunn d'Quell vun den Dokumenter, déi benotzt goufen, net bekannt gemaach.
47 Studien (69%) hunn 3DPAM baséiert op Computertomographie entwéckelt, an 3 Studien (4%) hunn d'Benotzung vu MicroCT gemellt. 7 Artikelen (10%) hunn 3D-Objeten mat optesche Scanner projetéiert, 4 Artikelen (6%) mat MRI, an 1 Artikel (1%) mat Kameraen a Mikroskopen. 14 Artikelen (21%) hunn d'Quell vun den 3D-Modelldesign-Quelldateien net ernimmt. 3D-Dateie ginn mat enger duerchschnëttlecher raimlecher Opléisung vu manner wéi 0,5 mm erstallt. Déi optimal Opléisung ass 30 μm [80] an déi maximal Opléisung ass 1,5 mm [32].
Sechzeg verschidde Softwareapplikatiounen (Segmentéierung, Modelléierung, Design oder Dréckerei) goufen benotzt. Mimics (Materialise, Léiwen, Belsch) gouf am meeschten benotzt (14 Studien, 21%), gefollegt vu MeshMixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 Studien, 19%), Geomagic (3D System, MO, NC, Leesville). (10 Studien, 15%), 3D Slicer (Slicer Developer Training, Boston, MA) (9 Studien, 13%), Blender (Blender Foundation, Amsterdam, Holland) (8 Studien, 12%) a CURA (Geldemarsen, Holland) (7 Studien, 10%).
Siwwenzeg-siwwenzeg verschidden Dréckermodeller a fënnef Dréckprozesser ginn ernimmt. D'FDM-Technologie (Fused Deposition Modeling) gouf a 26 Produkter (38%) benotzt, Materialstrahlen a 13 Produkter (19%) a schliisslech Bindemittelstrahlen (11 Produkter, 16%). Déi mannst benotzt Technologien sinn Stereolithographie (SLA) (5 Artikelen, 7%) a selektiv Lasersinterung (SLS) (4 Artikelen, 6%). Den am meeschte benotzten Drécker (7 Artikelen, 10%) ass de Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Israel) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Bei der Spezifikatioun vun de Materialien, déi fir d'Produktioun vun 3DPAM benotzt ginn (51 Artikelen, 75%), hunn 48 Studien (71%) Plastik an hir Derivater benotzt. Déi haaptsächlech benotzt Materialien waren PLA (Polymëllechsäure) (n = 20, 29%), Harz (n = 9, 13%) an ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) (7 Typen, 10%). 23 Artikelen (34%) hunn 3DPAM aus verschiddene Materialien ënnersicht, 36 Artikelen (53%) hunn 3DPAM aus nëmmen engem Material presentéiert, an 9 Artikelen (13%) hunn kee Material spezifizéiert.
Neunanzwanzeg Artikelen (43%) hunn Drockverhältnisser tëscht 0,25:1 an 2:1 gemellt, mat engem Duerchschnëtt vun 1:1. Fënnefanzwanzeg Artikelen (37%) hunn e Verhältnis vun 1:1 benotzt. 28 3DPAMs (41%) bestoungen aus verschiddene Faarwen, an 9 (13%) goufen nom Drock gefierft [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Véieranzwanzeg Artikelen (50%) hunn d'Käschten ernimmt. 9 Artikelen (13%) hunn d'Käschte vun 3D-Dréckeren a Rohmaterialien ernimmt. Drécker kaschten tëscht 302 an 65.000 $. Wann spezifizéiert, leien d'Modellpräisser tëscht 1,25 an 2.800 $; dës Extremer entspriechen Skelettproben [47] an High-Fidelity-Retroperitonealmodeller [48]. Tabelle 2 resüméiert d'Modelldaten fir all abegraff Studie.
Siwwenzéng Studien (54%) hunn den 3DAPM mat engem Referenzmodell verglach. Ënnert dëse Studien war dee meescht verbreeten Vergläicher en anatomescht Referenzmodell, dat a 14 Artikelen (38%), plastinéierte Virbereedungen a 6 Artikelen (16%), plastinéierte Virbereedungen a 6 Artikelen (16%) benotzt gouf. D'Benotzung vu virtueller Realitéit, Computertomographie-Bildgebung, engem 3DPAM a 5 Artikelen (14%), engem aneren 3DPAM an 3 Artikelen (8%), seriéis Spiller an 1 Artikel (3%), Röntgenbiller an 1 Artikel (3%), Geschäftsmodeller an 1 Artikel (3%) an augmentéierter Realitéit an 1 Artikel (3%). Véieranzwanzeg (50%) Studien hunn 3DPAM evaluéiert. Fofzéng (48%) Studien hunn d'Erfahrunge vun de Bewäerter am Detail beschriwwen (Tabell 3). 3DPAM gouf a 7 Studien (47%) vu Chirurgen oder behandelnden Dokteren duerchgefouert, anatomesche Spezialisten a 6 Studien (40%), Studenten an 3 Studien (20%), Enseignanten (Disziplin net spezifizéiert) an 3 Studien (20%) fir d'Bewäertung an engem weidere Bewäerter am Artikel (7%). Déi duerchschnëttlech Zuel vun Evaluatoren ass 14 (minimum 2, maximal 30). Dräianzwanzeg Studien (49%) hunn d'3DPAM-Morphologie qualitativ an 10 Studien (15%) d'3DPAM-Morphologie quantitativ bewäert. Vun den 33 Studien, déi qualitativ Bewäertunge benotzt hunn, hunn 16 reng beschreiwend Bewäertunge benotzt (48%), 9 hunn Tester/Bewäertungen/Ëmfroen (27%) an 8 hunn Likert-Skalen (24%) benotzt. Tabelle 3 resüméiert déi morphologesch Bewäertunge vun de Modeller an all abegraffene Studie.
Dräianzwanzeg (48%) Artikelen hunn d'Effektivitéit vum Léiere vun 3DPAM u Studenten ënnersicht a verglach. Vun dëse Studien hunn 23 (70%) Artikelen d'Zefriddenheet vun de Studenten evaluéiert, 17 (51%) Likert-Skalen a 6 (18%) aner Methoden benotzt. Zweeanzwanzeg Artikelen (67%) hunn d'Léieren vun de Studenten duerch Wëssenstester evaluéiert, vun deenen 10 (30%) Virtester an/oder Posttester benotzt hunn. Eelef Studien (33%) hunn Multiple-Choice-Froen an Tester benotzt fir d'Wëssen vun de Studenten ze evaluéieren, a fënnef Studien (15%) hunn Bildmarkéierung/anatomesch Identifikatioun benotzt. Am Duerchschnëtt hunn 76 Studenten un all Studie deelgeholl (minimum 8, maximal 319). Véieranzwanzeg Studien (72%) haten eng Kontrollgrupp, vun deenen 20 (60%) Randomiséierung benotzt hunn. Am Géigesaz dozou huet eng Studie (3%) zoufälleg anatomesch Modeller un 10 verschidde Studenten zougewisen. Am Duerchschnëtt goufen 2,6 Gruppe verglach (minimum 2, maximal 10). Dräianzwanzeg Studien (70%) hunn Medizinstudenten involvéiert, dovun 14 (42%) Medizinstudenten am éischte Joer. Sechs (18%) Studien hunn Assistenzärzten, 4 (12%) Zänndokterstudenten an 3 (9%) Wëssenschaftsstudenten involvéiert. Sechs Studien (18%) hunn autonomt Léieren mat 3DPAM implementéiert an evaluéiert. Tabelle 4 resüméiert d'Resultater vun der 3DPAM-Bewäertung vun der Léiereffektivitéit fir all abegraff Studie.
Déi Haaptvirdeeler, déi vun den Autoren uginn sinn, fir 3DPAM als Léierinstrument fir déi normal mënschlech Anatomie ze benotzen, sinn visuell an taktil Charakteristiken, dorënner Realismus [55, 67], Genauegkeet [44, 50, 72, 85] a Konsistenzvariabilitéit [34, 45]. , 48, 64], Faarf an Transparenz [28, 45], Haltbarkeet [24, 56, 73], pädagogeschen Effekt [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], Käschten [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], Reproduzéierbarkeet [80], Méiglechkeet vun Verbesserung oder Personaliséierung [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], d'Fäegkeet fir Studenten ze manipuléieren [30, 49], Zäitspueren beim Léieren [61, 80], einfach Lagerung [61], d'Fäegkeet fir funktionell Anatomie z'integréieren oder spezifesch Strukturen ze kreéieren [51, 53], 67], séiert Design vu Skelettmodeller [81], d'Fäegkeet fir zesummen ze kreéieren Modeller benotzen an se mat heem huelen [49, 60, 71], d'Fäegkeeten zur mentaler Rotatioun [23] an d'Wëssenserhaalung [32] verbesseren, souwéi op den Enseignant [25, 63] an d'Zefriddenheet vun de Schüler [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Déi Haaptnodeeler bezéie sech op den Design: Steifheet [80], Konsistenz [28, 62], Mangel u Detailer oder Transparenz [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], ze hell Faarwen [45] an d'Zerbriechlechkeet vum Buedem [71]. Aner Nodeeler sinn Informatiounsverloscht [30, 76], laang Zäit fir d'Bildsegmentéierung [36, 52, 57, 58, 74], Drockzäit [57, 63, 66, 67], Mangel u anatomescher Variabilitéit [25] a Käschten. Héich [48].
Dës systematesch Iwwerpréiwung resüméiert 68 Artikelen, déi iwwer 9 Joer publizéiert goufen, a weist op d'Interesse vun der wëssenschaftlecher Gemeinschaft un 3DPAM als Instrument fir d'Léiere vun der normaler mënschlecher Anatomie hin. All anatomesch Regioun gouf studéiert an 3D-gedréckt. Vun dësen Artikelen hunn 37 Artikelen 3DPAM mat anere Modeller verglach, an 33 Artikelen hunn déi pädagogesch Relevanz vun 3DPAM fir Studenten evaluéiert.
Wéinst den Ënnerscheeder am Design vun anatomeschen 3D-Dréckstudien hu mir et net ubruecht gehalen, eng Metaanalyse duerchzeféieren. Eng Metaanalyse, déi am Joer 2020 publizéiert gouf, huet sech haaptsächlech op anatomesch Wëssenstester no der Ausbildung konzentréiert, ouni déi technesch an technologesch Aspekter vum 3DPAM-Design a vun der Produktioun ze analyséieren [10].
D'Kappregioun ass am meeschte studéiert, wahrscheinlech well d'Komplexitéit vun hirer Anatomie et fir Studenten méi schwéier mécht, dës anatomesch Regioun am dräidimensionale Raum am Verglach mat de Glidder oder dem Torso duerzestellen. CT ass déi wäit verbreetst Bildgebungsmodalitéit. Dës Technik gëtt wäit verbreet, besonnesch am medizinesche Beräich, awer huet eng limitéiert raimlech Opléisung an e niddrege Weichgewebekontrast. Dës Aschränkungen maachen CT-Scannen net gëeegent fir d'Segmentéierung an d'Modelléierung vum Nervensystem. Op der anerer Säit ass d'Computertomographie besser geegent fir d'Segmentéierung/Modelléierung vu Knachgewebe; Knach-/Weichgewebekontrast hëlleft dës Schrëtt ofzeschléissen, ier anatomesch Modeller am 3D-Drock gesat ginn. Op der anerer Säit gëllt d'Mikro-CT als Referenztechnologie a punkto raimlech Opléisung an der Knachbildgebung [70]. Optesch Scanner oder MRI kënnen och benotzt ginn, fir Biller ze kréien. Eng méi héich Opléisung verhënnert d'Glättung vu Knachoberflächen an erhält d'Subtilitéit vun anatomesche Strukturen [59]. D'Wiel vum Modell beaflosst och d'raimlech Opléisung: zum Beispill hunn Plastifizéierungsmodeller eng méi niddreg Opléisung [45]. Grafikdesigner mussen personaliséiert 3D-Modeller erstellen, wat d'Käschten erhéicht ($ 25 bis $ 150 pro Stonn) [43]. Et ass net genuch, héichqualitativ .STL-Dateien ze kréien, fir héichqualitativ anatomesch Modeller ze kreéieren. Et ass néideg, Drockparameter ze bestëmmen, wéi d'Orientéierung vum anatomesche Modell op der Drockplack [29]. Verschidden Autoren proposéieren, datt fortgeschratt Drocktechnologien wéi SLS wou ëmmer méiglech agesat solle ginn, fir d'Genauegkeet vun 3DPAM ze verbesseren [38]. D'Produktioun vun 3DPAM erfuerdert professionell Hëllef; déi meescht gesichte Spezialisten sinn Ingenieuren [72], Radiologen [75], Grafikdesigner [43] an Anatomen [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Segmentéierungs- a Modelléierungssoftware si wichteg Faktoren fir präzis anatomesch Modeller ze kréien, awer d'Käschte vun dëse Softwarepakete an hir Komplexitéit behënneren hir Notzung. Verschidde Studien hunn d'Benotzung vu verschiddene Softwarepakete an Drécktechnologien verglach an d'Vir- an Nodeeler vun all Technologie ervirgehuewen [68]. Nieft der Modelléierungssoftware ass och eng Drécksoftware noutwendeg, déi mam gewielten Drécker kompatibel ass; verschidden Autoren léiwer den Online-3D-Drock [75]. Wann genuch 3D-Objeten gedréckt ginn, kann d'Investitioun zu finanzielle Rendementer féieren [72].
Plastik ass dat wäit verbreetst Material. Seng breet Palette vun Texturen a Faarwen mécht et zum Material vun der Wiel fir 3DPAM. E puer Autoren hunn seng héich Stäerkt am Verglach mat traditionelle Kadaver- oder Plastinatiounsmodeller gelueft [24, 56, 73]. E puer Plastiker hunn souguer Biege- oder Streckeigenschaften. Zum Beispill kann Filaflex mat FDM-Technologie bis zu 700% dehnen. E puer Autoren betruechten et als Material vun der Wiel fir Muskel-, Sehnen- a Bännerreplikatioun [63]. Op der anerer Säit hunn zwou Studien Froen iwwer d'Faserorientéierung beim Drécken opgeworf. Tatsächlech sinn d'Muskelfaserorientéierung, d'Insertioun, d'Innervatioun an d'Funktioun entscheedend beim Muskelmodelléieren [33].
Iwwerraschenderweis erwähnen nëmme wéineg Studien d'Skala vum Drock. Well vill Leit d'Verhältnes 1:1 als Standard betruechten, huet den Auteur sech vläicht dofir entscheet, et net ze nennen. Och wann eng Vergréisserung fir geriicht Léieren a grousse Gruppen nëtzlech wier, gouf d'Machbarkeet vun der Skaléierung nach net exploréiert, besonnesch mat wuessende Klassgréissten an der physescher Gréisst vum Modell als wichtege Faktor. Natierlech erliichteren d'Skalaen a voller Gréisst, verschidden anatomesch Elementer ze lokaliséieren an un de Patient ze vermëttelen, wat erkläre kéint, firwat se dacks benotzt ginn.
Vun de ville Drucker, déi um Maart verfügbar sinn, kaschten déi, déi PolyJet-Technologie (Material- oder Bindemittel-Tëntendruck) benotzen, fir Faarf- an Multischichten- (an dofir Multitextur-) High-Definition-Drock ze liwweren, tëscht 20.000 an 250.000 US-Dollar (https://www.aniwaa.com/). Dës héich Käschte kéinten d'Promotioun vun 3DPAM an de Medizinstudium limitéieren. Nieft de Käschte vum Drucker sinn d'Käschte fir d'Materialien, déi fir den Tëntendruck gebraucht ginn, méi héich wéi fir SLA- oder FDM-Drécker [68]. D'Präisser fir SLA- oder FDM-Drécker si méi bezuelbar a reechen tëscht 576 an 4.999 € an den Artikelen, déi an dëser Iwwerpréiwung opgezielt sinn. Laut Tripodi a Kollegen kann all Skelettdeel fir 1,25 US-Dollar gedréckt ginn [47]. Eelef Studien hunn de Schluss gezunn, datt den 3D-Drock méi bëlleg ass wéi Plastifizéierung oder kommerziell Modeller [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Ausserdeem sinn dës kommerziell Modeller entwéckelt fir Patienteninformatiounen ze liwweren, ouni genuch Detailer fir den Anatomieunterrecht [80]. Dës kommerziell Modeller gëllen als mannerwäerteg wéi 3DPAM [44]. Et ass derwäert ze bemierken, datt, zousätzlech zu der benotzter Drécktechnologie, déi endgülteg Käschte proportional zur Skala an dofir zur Endgréisst vum 3DPAM sinn [48]. Aus dëse Grënn gëtt de Vollskala bevorzugt [37].
Nëmmen eng Studie huet 3DPAM mat kommerziell verfügbaren anatomesche Modeller verglach [72]. Läichenproben sinn de meescht benotzte Vergläicher fir 3DPAM. Trotz hire Limitatiounen bleiwen Läichenmodeller e wäertvollt Instrument fir d'Anatomie ze léieren. Et muss tëscht Autopsie, Dissektion an dréchenem Knach ënnerscheet ginn. Baséierend op Trainingstester hunn zwou Studien gewisen, datt 3DPAM däitlech méi effektiv war wéi plastinéiert Dissektion [16, 27]. Eng Studie huet eng Stonn Training mat 3DPAM (ënnescht Extremitéit) mat enger Stonn Dissektion vun der selwechter anatomescher Regioun verglach [78]. Et gouf keng signifikant Ënnerscheeder tëscht den zwou Léiermethoden. Et ass wahrscheinlech, datt et wéineg Fuerschung zu dësem Thema gëtt, well sou Vergläicher schwéier ze maachen sinn. Dissektion ass eng zäitopwänneg Virbereedung fir Studenten. Heiansdo sinn Dosende vu Stonne Virbereedung erfuerderlech, ofhängeg dovun, wat virbereet gëtt. En drëtte Verglach kann mat dréchene Knache gemaach ginn. Eng Studie vum Tsai a Smith huet festgestallt, datt d'Testergebnisse an der Grupp, déi 3DPAM benotzt huet, däitlech besser waren [51, 63]. Chen a Kollegen hunn festgestallt, datt Studenten, déi 3D-Modeller benotzt hunn, besser Resultater bei der Identifikatioun vu Strukturen (Schädelen) erreecht hunn, awer et gouf keen Ënnerscheed an de MCQ-Scores festgestallt [69]. Schlussendlech hunn den Tanner a Kollegen an dëser Grupp besser Resultater nom Test mat 3DPAM vun der Pterygopalatin-Fossa gewisen [46]. Aner nei Léierinstrumenter goufen an dëser Literaturstudie identifizéiert. Déi heefegst dovun sinn Augmented Reality, Virtual Reality a Serious Games [43]. Laut Mahrous a Kollegen hänkt d'Preferenz fir anatomesch Modeller vun der Unzuel u Stonnen of, déi d'Schüler Videospiller spillen [31]. Op der anerer Säit ass en groussen Nodeel vun neien Anatomie-Léierinstrumenter haptesch Feedback, besonnesch fir reng virtuell Tools [48].
Déi meescht Studien, déi den neien 3DPAM evaluéieren, hunn Virtester vum Wëssen benotzt. Dës Virtester hëllefen, Verzerrungen an der Bewäertung ze vermeiden. E puer Autoren schléissen, ier se experimentell Studien duerchféieren, all Studenten aus, déi iwwer dem Duerchschnëtt am Virtest erzielt hunn [40]. Zu de Verzerrungen, déi de Garas a seng Kollegen ernimmt hunn, gehéieren d'Faarf vum Modell an d'Auswiel vu Fräiwëllegen an der Studentenklass [61]. D'Färbung erliichtert d'Identifikatioun vun anatomesche Strukturen. De Chen a seng Kollegen hunn strikt experimentell Konditioune festgeluecht, ouni initial Ënnerscheeder tëscht de Gruppen, an d'Studie gouf sou wäit wéi méiglech geblannt [69]. De Lim a seng Kollegen empfeelen, datt d'Bewäertung nom Test vun enger Drëtter Partei duerchgefouert gëtt, fir Verzerrungen an der Bewäertung ze vermeiden [16]. E puer Studien hunn Likert-Skalaen benotzt, fir d'Machbarkeet vun 3DPAM ze bewäerten. Dëst Instrument ass gëeegent fir d'Zefriddenheet ze bewäerten, awer et gëtt ëmmer nach wichteg Verzerrungen, op déi ee muss oppassen [86].
Déi pädagogesch Relevanz vun 3DPAM gouf haaptsächlech bei Medizinstudenten, dorënner och Éischtjoersstudenten, a 14 vun 33 Studien evaluéiert. An hirer Pilotstudie hunn de Wilk a seng Kollegen gemellt, datt Medizinstudenten der Meenung waren, datt den 3D-Drock an hirem Anatomieléieren integréiert sollt ginn [87]. 87% vun de Studenten, déi an der Cercenelli-Studie befrot goufen, waren der Meenung, datt dat zweet Studiejoer déi bescht Zäit wier, fir 3DPAM ze benotzen [84]. D'Resultater vum Tanner a senge Kollegen hunn och gewisen, datt d'Studenten besser ofgeschnidden hunn, wa se dëst Gebitt ni studéiert hätten [46]. Dës Donnéeë suggeréieren, datt dat éischt Joer vun der Medizinstudium déi optimal Zäit ass, fir 3DPAM an den Anatomieléieren z'integréieren. D'Metaanalyse vum Ye huet dës Iddi ënnerstëtzt [18]. An den 27 Artikelen, déi an der Studie abegraff waren, gouf et bedeitend Ënnerscheeder an den Testergebnisse tëscht 3DPAM an traditionelle Modeller fir Medizinstudenten, awer net fir Assistenzärzten.
3DPAM als Léierinstrument verbessert d'akademesch Leeschtungen [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], d'laangfristeg Wëssenserhalen [32] an d'Zefriddenheet vun de Schüler [25, 45, 46, 52, 57, 63, 66], 69, 84]. Expertenpanele hunn dës Modeller och nëtzlech fonnt [37, 42, 49, 81, 82], an zwou Studien hunn d'Zefriddenheet vun de Léierpersonal mat 3DPAM festgestallt [25, 63]. Vun alle Quellen betruechten de Backhouse a seng Kollegen den 3D-Drock als déi bescht Alternativ zu traditionellen anatomesche Modeller [49]. An hirer éischter Metaanalyse hunn den Ye a seng Kollegen bestätegt, datt Schüler, déi 3DPAM-Instruktioune kruten, besser Resultater nom Test haten ewéi Schüler, déi 2D- oder Läicheninstruktioune kruten [10]. Si hunn 3DPAM awer net no Komplexitéit ënnerscheet, mä einfach no Häerz, Nervensystem a Bauchhöhl. A siwe Studien huet 3DPAM aner Modeller net iwwertraff, déi op Wëssenstester baséiert waren, déi de Studenten duerchgefouert goufen [32, 66, 69, 77, 78, 84]. An hirer Metaanalyse sinn de Salazar a seng Kollegen zum Schluss komm, datt d'Benotzung vun 3DPAM speziell d'Verständnis vun der komplexer Anatomie verbessert [17]. Dëst Konzept entsprécht dem Hitas sengem Bréif un den Editeur [88]. E puer anatomesch Beräicher, déi als manner komplex ugesi ginn, erfuerderen d'Benotzung vun 3DPAM net, während méi komplex anatomesch Beräicher (wéi den Hals oder den Nervensystem) eng logesch Wiel fir 3DPAM wieren. Dëst Konzept kéint erklären, firwat e puer 3DPAMs net als besser wéi traditionell Modeller ugesi ginn, besonnesch wann de Studenten net genuch Wëssen an deem Beräich hunn, wou d'Modellperformance als besser fonnt gëtt. Dofir ass et net hëllefräich, e einfache Modell de Studenten ze presentéieren, déi scho Wëssen iwwer d'Thema hunn (Medizinstudenten oder Assistenzärzten), fir d'Leeschtung vun de Studenten ze verbesseren.
Vun all den opgezielten edukative Virdeeler hunn 11 Studien déi visuell oder taktil Qualitéite vu Modeller ervirgehuewen [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], an 3 Studien hunn d'Stäerkt an d'Haltbarkeet verbessert (33, 50-52, 63, 79, 85, 86). Aner Virdeeler sinn, datt d'Schüler d'Strukturen manipuléiere kënnen, d'Enseignanten Zäit spueren, se méi einfach ze konservéieren sinn wéi Läichen, de Projet bannent 24 Stonnen ofgeschloss ka ginn, et als Homeschooling-Tool ka benotzt ginn, an et ka benotzt ginn fir grouss Quantitéiten un Informatioun a Gruppen ze léieren [30, 49, 60, 61, 80, 81]. Widderholl 3D-Dréck fir den Ënnerrecht vun Anatomie a grousse Volumen mécht 3D-Dréckmodeller méi kosteneffektiv [26]. D'Benotzung vun 3DPAM kann d'mental Rotatiounsfäegkeeten verbesseren [23] an d'Interpretatioun vu Querschnittsbiller verbesseren [23, 32]. Zwee Studien hunn erausfonnt, datt Studenten, déi 3DPAM ausgesat waren, eng méi héich Wahrscheinlechkeet haten, eng Operatioun ze maachen [40, 74]. Metallverbinder kënnen agebett ginn, fir déi Bewegung ze kreéieren, déi néideg ass, fir d'funktionell Anatomie ze studéieren [51, 53], oder Modeller kënnen mat Triggerdesignen gedréckt ginn [67].
Den 3D-Drock erméiglecht d'Erstelle vun upassbare anatomesche Modeller andeems verschidden Aspekter während der Modelléierungsphase verbessert ginn, [48, 80] eng passend Basis geschaf ginn, [59] verschidde Modeller kombinéiert ginn, [36] Transparenz benotzt ginn, (49) Faarf benotzt ginn, [45] oder bestëmmt intern Strukturen sichtbar gemaach ginn [30]. Tripodi a Kollegen hunn Skulpturlehm benotzt fir hir 3D-gedréckte Knachmodeller ze komplementéieren, andeems se de Wäert vu gemeinsam erstallte Modeller als Léierinstrumenter ervirgehuewen hunn [47]. An 9 Studien gouf Faarf nom Drock ugewannt [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], awer d'Studenten hunn se nëmmen eemol ugewannt [49]. Leider huet d'Studie d'Qualitéit vum Modelltraining oder d'Sequenz vum Training net evaluéiert. Dëst sollt am Kontext vun der Anatomieausbildung berécksiichtegt ginn, well d'Virdeeler vum Blended Learning a Co-Creation gutt etabléiert sinn [89]. Fir mat der wuessender Reklammaktivitéit eens ze ginn, gouf Selbstléiermethoden e puermol benotzt fir Modeller ze evaluéieren [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Eng Studie huet festgestallt, datt d'Faarf vum Plastikmaterial ze hell war[45], eng aner Studie huet festgestallt, datt de Modell ze fragil war[71], an zwou aner Studien hunn op e Manktem un anatomescher Variabilitéit am Design vun den eenzelne Modeller higewisen[25, 45]. Siwe Studien hunn festgestallt, datt den anatomeschen Detail vun 3DPAM net ausräichend ass [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Fir méi detailléiert anatomesch Modeller vu groussen a komplexe Regiounen, wéi dem Retroperitoneum oder der Halswirbelsail, gëllt d'Segmentéierungs- a Modelléierungszäit als ganz laang an d'Käschte si ganz héich (ongeféier US$2000) [27, 48]. Den Hojo a seng Kollegen hunn an hirer Studie uginn, datt et 40 Stonnen gedauert huet, fir den anatomesche Modell vum Becken ze kreéieren [42]. Déi längsten Segmentéierungszäit war 380 Stonnen an enger Studie vu Weatherall a Kollegen, an där verschidde Modeller kombinéiert goufen, fir e komplette pädiatresche Loftweeërmodell ze kreéieren [36]. An néng Studien goufen d'Segmentéierungs- an Drockzäit als Nodeeler ugesinn [36, 42, 57, 58, 74]. Wéi och ëmmer, 12 Studien hunn déi physikalesch Eegeschafte vun hire Modeller kritiséiert, besonnesch hir Konsistenz, [28, 62] Mangel un Transparenz, [30] Zerbriechlechkeet a Monochromatizitéit, [71] Mangel u mëllen Tissu, [66] oder Mangel un Detailer [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81]. Dës Nodeeler kënnen iwwerwonne ginn, andeems d'Segmentéierungs- oder Simulatiounszäit erhéicht gëtt. De Verloscht an d'Ofrufung vu relevante Informatiounen war e Problem, mat deem dräi Équipen konfrontéiert waren [30, 74, 77]. Laut Patientenberichter hunn jodéiert Kontrastmëttel wéinst Dosisbeschränkungen keng optimal vaskulär Visibilitéit geliwwert [74]. D'Injektioun vun engem Läichenmodell schéngt eng ideal Method ze sinn, déi sech vum Prinzip "sou wéineg wéi méiglech" an de Limitatioune vun der Dosis vum injizéierte Kontrastmëttel ewechbeweegt.
Leider erwähnen vill Artikelen net e puer Schlësselmerkmale vum 3DPAM. Manner wéi d'Halschent vun den Artikelen hunn explizit uginn, ob hiren 3DPAM getéint war. D'Ofdeckung vum Ëmfang vum Drock war net konsequent (43% vun den Artikelen), an nëmmen 34% hunn d'Benotzung vu verschiddene Medien erwähnt. Dës Drockparameter si kritesch, well se d'Léiereegeschafte vum 3DPAM beaflossen. Déi meescht Artikelen liwweren net genuch Informatiounen iwwer d'Komplexitéit vun der Erhaalung vun 3DPAM (Designzäit, Personalqualifikatiounen, Softwarekäschten, Drockkäschten, etc.). Dës Informatioun ass kritesch a sollt berécksiichtegt ginn, ier een e Projet fir d'Entwécklung vun engem neien 3DPAM ufänkt.
Dës systematesch Iwwerpréiwung weist, datt den Design an den 3D-Drock vun normalen anatomesche Modeller zu niddrege Käschten machbar ass, besonnesch wann FDM- oder SLA-Drécker a bëlleg eenfaarweg Plastikmaterialien benotzt ginn. Dës Basisdesignen kënnen awer verbessert ginn, andeems Faarf oder Designen a verschiddene Materialien derbäigesat ginn. Méi realistesch Modeller (gedréckt mat verschiddene Materialien a verschiddene Faarwen an Texturen, fir d'taktil Qualitéite vun engem Läichenreferenzmodell genee ze replizéieren) erfuerderen méi deier 3D-Drocktechnologien a méi laang Designzäiten. Dëst wäert d'Gesamtkäschten däitlech erhéijen. Egal wéi ee Drockprozess gewielt gëtt, d'Wiel vun der passender Bildgebungsmethod ass de Schlëssel zum Erfolleg vum 3DPAM. Wat méi héich d'raimlech Opléisung ass, wat méi realistesch de Modell gëtt a kann fir fortgeschratt Fuerschung benotzt ginn. Aus pädagogescher Siicht ass 3DPAM en effektivt Instrument fir d'Anatomie ze léieren, wéi d'Wëssenstester, déi de Studenten duerchgefouert ginn, an hir Zefriddenheet beweisen. Den Léiereffekt vun 3DPAM ass am beschten, wann et komplex anatomesch Regiounen reproduzéiert an d'Studenten et fréi an hirer medizinescher Ausbildung benotzen.
D'Datensätz, déi an der aktueller Studie generéiert an/oder analyséiert goufen, sinn wéinst Sproochbarrièren net ëffentlech verfügbar, kënnen awer op Ufro vum entspriechenden Auteur kritt ginn.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. E Réckbléck op d'Grousanatomie, Mikroanatomie, Neurobiologie an Embryologiecoursen am Léierplang vun den US-amerikanesche Medizinschoulen. Anat Rec. 2002;269(2):118-22.
Ghosh SK Kadaverdissektion als edukativt Instrument fir d'anatomesch Wëssenschaft am 21. Joerhonnert: Dissektion als edukativt Instrument. Analyse vun der Wëssenschaftsbildung. 2017;10(3):286–99.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 09. Abrëll 2024