Els models anatòmics impresos tridimensionals (3DPAMs) semblen ser una eina adequada pel seu valor educatiu i viabilitat. L’objectiu d’aquesta revisió és descriure i analitzar els mètodes utilitzats per crear 3DPAM per ensenyar l’anatomia humana i avaluar la seva contribució pedagògica.
Es va realitzar una cerca electrònica a PubMed mitjançant els termes següents: educació, escola, aprenentatge, ensenyament, formació, ensenyament, educació, tridimensional, 3D, tridimensional, impressió, impressió, impressió, anatomia, anatomia, anatomia i anatomia . . Els resultats van incloure característiques de l'estudi, disseny de models, avaluació morfològica, rendiment educatiu, punts forts i febles.
Entre els 68 articles seleccionats, el major nombre d’estudis centrats en la regió cranial (33 articles); 51 articles esmenten la impressió òssia. En 47 articles, es va desenvolupar 3DPAM a partir de la tomografia computada. Es mostren cinc processos d'impressió. Els plàstics i els seus derivats es van utilitzar en 48 estudis. Cada disseny oscil·la entre 1,25 i 2.800 dòlars. Trenta-set estudis van comparar 3DPAM amb models de referència. Trenta-tres articles van examinar activitats educatives. Els principals avantatges són la qualitat visual i tàctil, l’eficiència d’aprenentatge, la repetibilitat, la personalització i l’agilitat, l’estalvi de temps, la integració d’anatomia funcional, les millors capacitats de rotació mental, la retenció de coneixement i la satisfacció del professor/estudiant. Els principals desavantatges estan relacionats amb el disseny: coherència, falta de detall o transparència, colors massa brillants, temps d’impressió llargs i un cost elevat.
Aquesta revisió sistemàtica mostra que 3DPAM és rendible i eficaç per ensenyar anatomia. Els models més realistes requereixen l’ús de tecnologies d’impressió 3D més cares i temps de disseny més llargs, cosa que augmentarà significativament el cost global. La clau és seleccionar el mètode d’imatge adequat. Des d’un punt de vista pedagògic, 3DPAM és una eina eficaç per a l’ensenyament de l’anatomia, amb un impacte positiu en els resultats d’aprenentatge i la satisfacció. L’efecte docent del 3DPAM és el millor quan reprodueix regions anatòmiques complexes i els estudiants l’utilitzen a principis de la seva formació mèdica.
La dissecció de cadàvers animals s'ha realitzat des de l'antiga Grècia i és un dels principals mètodes d'ensenyament de l'anatomia. Les disseccions cadàviques realitzades durant la formació pràctica s’utilitzen en el currículum teòric dels estudiants de medicina universitària i actualment es consideren l’estàndard d’or per a l’estudi de l’anatomia [1,2,3,4,5]. Tot i això, hi ha moltes barreres per a l’ús d’exemplars cadàvics humans, que provoquen la cerca de noves eines d’entrenament [6, 7]. Algunes d’aquestes noves eines inclouen la realitat augmentada, les eines digitals i la impressió 3D. Segons una recent revisió de la literatura de Santos et al. [8] Pel que fa al valor d'aquestes noves tecnologies per a l'ensenyament de l'anatomia, la impressió 3D sembla ser un dels recursos més importants, tant en termes de valor educatiu per als estudiants com en termes de viabilitat de la implementació [4,9,10] .
La impressió 3D no és nova. Les primeres patents relacionades amb aquesta tecnologia es remunten al 1984: A Le Méhauté, O de Witte i JC André a França, i tres setmanes després C Hull als EUA. Des d’aleshores, la tecnologia ha continuat evolucionant i el seu ús s’ha expandit a moltes àrees. Per exemple, la NASA va imprimir el primer objecte més enllà de la Terra el 2014 [11]. L’àmbit mèdic també ha adoptat aquesta nova eina, augmentant així el desig de desenvolupar medicina personalitzada [12].
Molts autors han demostrat els avantatges d’utilitzar models anatòmics impresos en 3D (3DPAM) en educació mèdica [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. A l’hora d’ensenyar l’anatomia humana, es necessiten models no patològics i anatòmicament normals. Algunes revisions han examinat els models de formació patològica o mèdica/quirúrgica [8, 20, 21]. Per desenvolupar un model híbrid per ensenyar a l’anatomia humana que incorpori noves eines com la impressió 3D, vam realitzar una revisió sistemàtica per descriure i analitzar com es creen objectes impresos 3D per ensenyar anatomia humana i com els estudiants avaluen l’efectivitat de l’aprenentatge mitjançant aquests objectes 3D.
Aquesta revisió sistemàtica de la literatura es va realitzar el juny de 2022 sense restriccions de temps mitjançant les directrius PRISMA (informes preferits per a revisions sistemàtiques i metaanàlisis) [22].
Els criteris d’inclusió eren tots els treballs de recerca que utilitzaven 3DPAM en l’ensenyament/aprenentatge d’anatomia. Es van excloure les revisions de literatura, cartes o articles centrats en models patològics, models animals, models arqueològics i models de formació mèdica/quirúrgica. Només es van seleccionar articles publicats en anglès. Es van excloure articles sense resums en línia disponibles. Es van incloure articles que incloïen diversos models, almenys un dels quals era anatòmicament normal o que tenia una patologia menor que no afectava el valor docent.
Es va dur a dimensional, 3D, 3D, impressió, impressió, impressió, anatomia, anatomia, anatomia i anatomia. Es va executar una única consulta: (((Education [Títol/Resum] o School [Títol/Resum] Orlearning [Títol/Resum] o ensenyament [Títol/Resum] o Formació [Títol/Resum] Oreach [Títol/Abstract]] o Educació [Títol/Resum]) i (Tres dimensions [Títol] o 3D [Títol] o 3D [Títol])) i (Imprimeix [Títol] o Imprimeix [Títol] o Imprimeix [Títol])) i (Anatomia) [Títol ]]/Resum] o anatomia [Títol/Resum] o Anatomia [Títol/Resum] o Anatomia [Títol/Resum]). Es van identificar articles addicionals buscant manualment la base de dades de PubMed i revisant referències d’altres articles científics. No es van aplicar restriccions de data, però es va utilitzar el filtre "persona".
Tots els títols i resums recuperats van ser analitzats contra criteris d’inclusió i exclusió per part de dos autors (EBR i AL), i es va excloure qualsevol estudi que no complís tots els criteris d’elegibilitat. Tres autors (EBR, EBE i AL) es van recuperar publicacions de text complet dels estudis restants (EBR, EBE i AL). Quan fos necessari, la quarta persona (LT) va resoldre els desacords en la selecció d’articles. En aquesta revisió es van incloure publicacions que van complir els criteris de tota inclusió.
L’extracció de dades va ser realitzada de manera independent per dos autors (EBR i AL) sota la supervisió d’un tercer autor (LT).
- Dades de disseny del model: regions anatòmiques, parts anatòmiques específiques, model inicial per a impressió 3D, mètode d’adquisició, programari de segmentació i modelització, tipus d’impressora 3D, tipus de material i quantitat, escala d’impressió, color, cost d’impressió.
- Avaluació morfològica dels models: models utilitzats per a la comparació, avaluació mèdica d’experts/professors, nombre d’avaluadors, tipus d’avaluació.
- Model d’ensenyament 3D: avaluació del coneixement dels estudiants, mètode d’avaluació, nombre d’estudiants, nombre de grups de comparació, aleatorització d’estudiants, educació/tipus d’estudiant.
Es van identificar 418 estudis a Medline i 139 articles van ser exclosos pel filtre “humà”. Després de revisar títols i resums, es van seleccionar 103 estudis per a la lectura del text complet. Es van excloure 34 articles perquè eren models patològics (9 articles), models de formació mèdica/quirúrgica (4 articles), models animals (4 articles), models radiològics 3D (1 article) o no eren articles científics originals (16 capítols). )). A la revisió es van incloure un total de 68 articles. La figura 1 presenta el procés de selecció com a diagrama de flux.
Diagrama de flux que resumeix la identificació, el cribratge i la inclusió d’articles en aquesta revisió sistemàtica
Tots els estudis es van publicar entre el 2014 i el 2022, amb un any mitjà de publicació de 2019. Entre els 68 articles inclosos, 33 (49%) estudis eren descriptius i experimentals, 17 (25%) eren purament experimentals i 18 (26%) eren experimental. Purament descriptiu. Dels 50 (73%) estudis experimentals, 21 (31%) van utilitzar aleatorització. Només 34 estudis (50%) van incloure anàlisis estadístiques. La taula 1 resumeix les característiques de cada estudi.
33 articles (48%) van examinar la regió principal, 19 articles (28%) van examinar la regió toràcica, 17 articles (25%) van examinar la regió abdominopelvica i 15 articles (22%) van examinar els extrems. Cinquanta-un articles (75%) van mencionar els ossos impresos en 3D com a models anatòmics o models anatòmics multi-escales.
Pel que fa als models o fitxers d'origen utilitzats per desenvolupar 3DPAM, 23 articles (34%) van mencionar l'ús de dades del pacient, 20 articles (29%) van mencionar l'ús de dades cadàveres i 17 articles (25%) van mencionar l'ús de bases de dades. es van utilitzar i 7 estudis (10%) no van revelar la font dels documents utilitzats.
47 Estudis (69%) van desenvolupar 3DPAM basats en tomografia computada i 3 estudis (4%) van reportar l’ús de microct. 7 articles (10%) van projectar objectes 3D mitjançant escàners òptics, 4 articles (6%) mitjançant RM i 1 article (1%) mitjançant càmeres i microscopis. 14 articles (21%) no van mencionar la font dels fitxers font de disseny del model 3D. Els fitxers 3D es creen amb una resolució espacial mitjana inferior a 0,5 mm. La resolució òptima és de 30 μM [80] i la resolució màxima 1,5 mm [32].
Es van utilitzar seixanta aplicacions de programari diferents (segmentació, modelatge, disseny o impressió). Mimics (Materialize, Lovaina, Bèlgica) es va utilitzar més sovint (14 estudis, 21%), seguit de Meshmixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 Estudis, 19%), Geomagic (Sistema 3D, MO, NC, Leesville) . (10 estudis, 15%), 3D Slicer (Slicer Developer Training, Boston, MA) (9 estudis, 13%), Blender (Blender Foundation, Amsterdam, Països Baixos) (8 estudis, 12%) i Cura (Geldemarsen, Països Baixos) (7 estudis, 10%).
Es mencionen seixanta-set models d'impressora diferents i cinc processos d'impressió. La tecnologia FDM (Modelització de deposició de fusions) es va utilitzar en 26 productes (38%), la explosió de materials en 13 productes (19%) i finalment la explosió de les aglutinants (11 productes, 16%). Les tecnologies menys utilitzades són l’estereolitografia (SLA) (5 articles, 7%) i la sinterització làser selectiva (SLS) (4 articles, 6%). La impressora més utilitzada (7 articles, 10%) és el Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Israel) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Quan s’especifica els materials utilitzats per fabricar 3DPAM (51 articles, 75%), 48 estudis (71%) van utilitzar plàstics i els seus derivats. Els materials principals utilitzats van ser PLA (àcid polilàctic) (n = 20, 29%), resina (n = 9, 13%) i ABS (estirene de butadiene acrilonitril) (7 tipus, 10%). 23 articles (34%) van examinar 3DPAM elaborats amb múltiples materials, 36 articles (53%) presentaven 3DPAM elaborats amb un sol material i 9 articles (13%) no van especificar un material.
Vint-i-nou articles (43%) van reportar relacions d'impressió que van des de 0,25: 1 a 2: 1, amb una mitjana d'1: 1. Vint-i-cinc articles (37%) van utilitzar una proporció 1: 1. 28 3DPAMS (41%) consistien en múltiples colors, i 9 (13%) es van tenyir després de la impressió [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Trenta-quatre articles (50%) van mencionar costos. 9 articles (13%) van mencionar el cost de les impressores 3D i les matèries primeres. Les impressores oscil·len entre 302 i 65.000 dòlars. Quan s’especifica, els preus del model oscil·len entre 1,25 i 2.800 dòlars; Aquests extrems corresponen a exemplars esquelètics [47] i models retroperitoneals d’alta fidelitat [48]. La taula 2 resumeix les dades del model per a cada estudi inclòs.
Trenta-set estudis (54%) van comparar el 3DAPM amb un model de referència. Entre aquests estudis, el comparador més comú va ser un model de referència anatòmic, utilitzat en 14 articles (38%), preparats plastinats en 6 articles (16%), preparacions plastinats en 6 articles (16%). Ús de la realitat virtual, tomografia computada Imaging One 3DPAM en 5 articles (14%), un altre 3dpam en 3 articles (8%), jocs seriosos en un article (3%), radiografies en 1 article (3%), models de negoci a 1 Article (3%) i realitat augmentada en 1 article (3%). Trenta-quatre (50%) estudis van valorar 3DPAM. Quinze (48%) estudis van descriure en detall les experiències dels raters (taula 3). 3DPAM va ser realitzat per cirurgians o assistents a metges en 7 estudis (47%), especialistes anatòmics en 6 estudis (40%), estudiants en 3 estudis (20%), professors (disciplina no especificats) en 3 estudis (20%) per a l'avaluació i un més avaluador a l’article (7%). El nombre mitjà d’avaluadors és de 14 (mínim 2, màxim 30). Trenta-tres estudis (49%) van avaluar qualitativament la morfologia 3DPAM i 10 estudis (15%) van avaluar quantitativament la morfologia 3DPAM. Dels 33 estudis que van utilitzar avaluacions qualitatives, 16 van utilitzar avaluacions purament descriptives (48%), 9 proves/valoracions/enquestes utilitzades (27%) i 8 escales Likert utilitzades (24%). La taula 3 resumeix les avaluacions morfològiques dels models en cada estudi inclòs.
Trenta-tres articles (48%) van examinar i van comparar l'efectivitat de l'ensenyament 3DPAM als estudiants. D’aquests estudis, 23 (70%) articles van avaluar la satisfacció dels estudiants, 17 (51%) van utilitzar escales de Likert i 6 (18%) van utilitzar altres mètodes. Vint-i-dos articles (67%) van avaluar l’aprenentatge dels estudiants mitjançant proves de coneixement, dels quals 10 (30%) utilitzaven pretest i/o posttestes. Onze estudis (33%) van utilitzar preguntes i proves d’opció múltiple per avaluar el coneixement dels estudiants i cinc estudis (15%) van utilitzar l’etiquetatge d’imatges/identificació anatòmica. Una mitjana de 76 estudiants van participar en cada estudi (mínim 8, màxim 319). Vint-i-quatre estudis (72%) tenien un grup de control, dels quals 20 (60%) utilitzaven aleatorització. En canvi, un estudi (3%) va assignar aleatòriament models anatòmics a 10 estudiants diferents. De mitjana, es van comparar 2,6 grups (mínim 2, màxim 10). Vint-i-tres estudis (70%) van implicar estudiants de medicina, dels quals 14 (42%) van ser estudiants de medicina de primer any. Sis (18%) estudis van implicar residents, 4 (12%) estudiants dentals i 3 (9%) estudiants de ciències. Sis estudis (18%) van implementar i avaluar l’aprenentatge autònom mitjançant 3DPAM. La taula 4 resumeix els resultats de l’avaluació de l’efectivitat de l’ensenyament 3DPAM per a cada estudi inclòs.
Els principals avantatges reportats pels autors per utilitzar 3DPAM com a eina d’ensenyament per a l’anatomia humana normal són les característiques visuals i tàctils, inclòs el realisme [55, 67], la precisió [44, 50, 72, 85] i la variabilitat de la consistència [34, 45 ]. , 48, 64], color i transparència [28, 45], durabilitat [24, 56, 73], efecte educatiu [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], cost [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], reproductibilitat [80], possibilitat de millora o personalització [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], La capacitat de manipular els estudiants [30, 49], estalviar temps d’ensenyament [61, 80], facilitat d’emmagatzematge [61], la capacitat d’integrar l’anatomia funcional o crear estructures específiques [51, 53], 67] , Disseny ràpid dels models esquelètics [81], la capacitat de co-crear models i portar-los a casa [49, 60, 71], millorar les habilitats de rotació mental [23] i la retenció de coneixement [32], així com el professor [ 25, 63] i satisfacció dels estudiants [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Els principals desavantatges estan relacionats amb el disseny: rigidesa [80], coherència [28, 62], falta de detall o transparència [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], colors massa brillants [45]. i la fragilitat del sòl [71]. Altres desavantatges són la pèrdua d'informació [30, 76], necessàriament necessària per a la segmentació d'imatges [36, 52, 57, 58, 74], temps d'impressió [57, 63, 66, 67], falta de variabilitat anatòmica [25], i costar. Alt [48].
Aquesta revisió sistemàtica resumeix 68 articles publicats al llarg de 9 anys i destaca l’interès de la comunitat científica en 3DPAM com a eina per ensenyar l’anatomia humana normal. Cada regió anatòmica es va estudiar i es va imprimir en 3D. D’aquests articles, 37 articles van comparar 3DPAM amb altres models i 33 articles van valorar la rellevància pedagògica del 3DPAM per als estudiants.
Tenint en compte les diferències en el disseny d’estudis anatòmics d’impressió 3D, no hem considerat oportú realitzar una metaanàlisi. Una metaanàlisi publicada el 2020 es va centrar principalment en proves de coneixement anatòmiques després de formar-se sense analitzar els aspectes tècnics i tecnològics del disseny i producció 3DPAM [10].
La regió principal és la més estudiada, probablement perquè la complexitat de la seva anatomia fa que els estudiants representin aquesta regió anatòmica en un espai tridimensional en comparació amb les extremitats o el tors. La TC és, amb molt, la modalitat d’imatge més utilitzada. Aquesta tècnica s’utilitza àmpliament, sobretot en entorns mèdics, però té una resolució espacial limitada i un baix contrast de teixits tous. Aquestes limitacions fan que les exploracions de TC no siguin adequades per a la segmentació i la modelització del sistema nerviós. D'altra banda, la tomografia computada s'adapta millor a la segmentació/modelatge de teixits ossis; El contrast d’os/teixits tous ajuda a completar aquests passos abans de la impressió 3D Models anatòmics. D'altra banda, el microct es considera la tecnologia de referència en termes de resolució espacial en la imatge òssia [70]. També es poden utilitzar escàners òptics o RMN per obtenir imatges. Una resolució més elevada impedeix suavitzar les superfícies òssies i conserva la subtilesa d’estructures anatòmiques [59]. L’elecció del model també afecta la resolució espacial: per exemple, els models de plàstic tenen una resolució inferior [45]. Els dissenyadors gràfics han de crear models 3D personalitzats, cosa que augmenta els costos (25 a 150 dòlars per hora) [43]. L’obtenció de fitxers .stl d’alta qualitat no és suficient per crear models anatòmics d’alta qualitat. Cal determinar els paràmetres d’impressió, com l’orientació del model anatòmic a la placa d’impressió [29]. Alguns autors suggereixen que s’han d’utilitzar tecnologies d’impressió avançades com SLS sempre que sigui possible per millorar la precisió del 3DPAM [38]. La producció de 3DPAM requereix assistència professional; Els especialistes més buscats són enginyers [72], radiòlegs, [75], dissenyadors gràfics [43] i anatomistes [25, 28, 51, 57, 76, 77].
El programari de segmentació i modelització són factors importants per obtenir models anatòmics precisos, però el cost d’aquests paquets de programari i la seva complexitat dificulten el seu ús. Diversos estudis han comparat l'ús de diferents paquets de programari i tecnologies d'impressió, destacant els avantatges i els desavantatges de cada tecnologia [68]. A més de modelar programari, també cal imprimir programari compatible amb la impressora seleccionada; Alguns autors prefereixen utilitzar la impressió 3D en línia [75]. Si s’imprimeixen prou objectes 3D, la inversió pot comportar rendiments financers [72].
El plàstic és, amb molt, el material més utilitzat. La seva àmplia gamma de textures i colors el converteixen en el material escollit per a 3DPAM. Alguns autors han elogiat la seva gran força en comparació amb els models tradicionals cadàvics o plastinats [24, 56, 73]. Alguns plàstics fins i tot tenen propietats de flexió o estirament. Per exemple, FilaFlex amb tecnologia FDM pot estirar fins al 700%. Alguns autors consideren que el material escollit per a la replicació muscular, tendó i lligament [63]. D'altra banda, dos estudis han plantejat preguntes sobre l'orientació de la fibra durant la impressió. De fet, l’orientació, la inserció, la innervació i la funció de la fibra muscular són crítics en el modelat muscular [33].
Sorprenentment, pocs estudis esmenten l’escala d’impressió. Com que moltes persones consideren que la relació 1: 1 és estàndard, l’autor pot haver optat per no parlar -ne. Tot i que l’escalació seria útil per a l’aprenentatge dirigit en grups grans, encara no s’ha explorat la viabilitat de l’escalat, sobretot amb les mides de classe creixents i la mida física del model és un factor important. Per descomptat, les escales de mida completa faciliten localitzar i comunicar diversos elements anatòmics al pacient, cosa que pot explicar per què s’utilitzen sovint.
De les moltes impressores disponibles al mercat, les que utilitzen la tecnologia PolyJet (material o aglutinador) per proporcionar color i multi-capes (i per tant de múltiples textos) costos d’impressió d’alta definició entre 20.000 i 250.000 dòlars americans (https: // www .aniwaa.com/). Aquest elevat cost pot limitar la promoció de 3DPAM a les escoles de medicina. A més del cost de la impressora, el cost dels materials necessaris per a la impressió de tinta és superior al de les impressores SLA o FDM [68]. Els preus per a les impressores SLA o FDM també són més assequibles, que van des de 576 € fins a 4.999 € en els articles enumerats en aquesta revisió. Segons Tripodi i els seus col·legues, cada part esquelètica es pot imprimir per 1,25 dòlars americans [47]. Onze estudis van concloure que la impressió 3D és més barata que els models de plastificació o comercial [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. A més, aquests models comercials estan dissenyats per proporcionar informació del pacient sense detalls suficients per a l'ensenyament d'anatomia [80]. Aquests models comercials es consideren inferiors al 3DPAM [44]. Val la pena assenyalar que, a més de la tecnologia d’impressió utilitzada, el cost final és proporcional a l’escala i, per tant, la mida final del 3DPAM [48]. Per aquests motius, es prefereix l'escala de mida completa [37].
Només un estudi va comparar 3DPAM amb models anatòmics disponibles comercialment [72]. Les mostres cadàviques són el comparador més utilitzat per a 3DPAM. Malgrat les seves limitacions, els models cadàvics segueixen sent una valuosa eina per ensenyar anatomia. S’ha de distingir una distinció entre l’autòpsia, la dissecció i l’os sec. A partir de les proves de formació, dos estudis van demostrar que el 3DPAM era significativament més eficaç que la dissecció plastinada [16, 27]. Un estudi va comparar una hora d’entrenament amb 3DPAM (extremitat inferior) amb una hora de dissecció de la mateixa regió anatòmica [78]. No hi va haver diferències significatives entre els dos mètodes d’ensenyament. És probable que hi hagi poca investigació sobre aquest tema perquè aquestes comparacions són difícils de fer. La dissecció és una preparació que requereix temps per als estudiants. De vegades es requereixen desenes d’hores de preparació, depenent del que s’està preparant. Es pot fer una tercera comparació amb ossos secs. Un estudi de TSAI i Smith va trobar que les puntuacions de les proves eren significativament millors en el grup mitjançant 3DPAM [51, 63]. Chen i col·legues van assenyalar que els estudiants que utilitzaven models 3D van funcionar millor en la identificació de les estructures (cranis), però no hi va haver cap diferència en les puntuacions de MCQ [69]. Finalment, Tanner i col·legues van demostrar millors resultats post-test en aquest grup mitjançant 3DPAM de la pterygopalatine fossa [46]. En aquesta revisió de la literatura es van identificar altres noves eines d'ensenyament. Els més habituals entre ells són la realitat augmentada, la realitat virtual i els jocs seriosos [43]. Segons Mahrous i els seus col·legues, la preferència pels models anatòmics depèn del nombre d’hores que els estudiants juguin videojocs [31]. D'altra banda, un gran inconvenient de les noves eines d'ensenyament d'anatomia és la retroalimentació haptica, especialment per a eines purament virtuals [48].
La majoria dels estudis que avaluen el nou 3DPAM han utilitzat pretensions de coneixement. Aquestes pretensions ajuden a evitar el biaix en l'avaluació. Alguns autors, abans de realitzar estudis experimentals, exclouen tots els estudiants que van anotar per sobre de la mitjana a la prova preliminar [40]. Entre els biaixos Garas i col·legues esmentats hi havia el color del model i la selecció de voluntaris a la classe d’estudiants [61]. La tinció facilita la identificació d’estructures anatòmiques. Chen i col·legues van establir condicions experimentals estrictes sense diferències inicials entre grups i l'estudi es va cegar fins a la màxima extensió possible [69]. Lim i els seus col·legues recomanen que un tercer finalitzi la valoració post-test per evitar el biaix en l'avaluació [16]. Alguns estudis han utilitzat escales de Likert per avaluar la viabilitat del 3DPAM. Aquest instrument és adequat per avaluar la satisfacció, però encara hi ha biaixos importants per tenir coneixement [86].
La rellevància educativa del 3DPAM es va avaluar principalment entre els estudiants de medicina, inclosos els estudiants de medicina de primer any, en 14 de 33 estudis. En el seu estudi pilot, Wilk i els seus col·legues van informar que els estudiants de medicina creien que la impressió en 3D havia de ser inclosa en el seu aprenentatge d’anatomia [87]. El 87% dels estudiants enquestats a l'estudi Cercenelli van creure que el segon any d'estudi va ser el millor moment per utilitzar 3DPAM [84]. Els resultats de Tanner i els seus col·legues també van demostrar que els estudiants funcionaven millor si mai no haguessin estudiat el camp [46]. Aquestes dades suggereixen que el primer any d’escola de medicina és el moment òptim per incorporar 3DPAM a l’ensenyament d’anatomia. La metaanàlisi de Ye va donar suport a aquesta idea [18]. En els 27 articles inclosos en l'estudi, hi va haver diferències significatives en les puntuacions de proves entre 3DPAM i models tradicionals per a estudiants de medicina, però no per als residents.
3DPAM com a eina d’aprenentatge millora l’assoliment acadèmic [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], retenció de coneixement a llarg termini [32] i satisfacció dels estudiants [25, 45, 46, 52, 57, 63 , 66]. , 69, 84]. Els panells d’experts també van trobar útils aquests models [37, 42, 49, 81, 82], i dos estudis van trobar satisfacció del professor amb 3DPAM [25, 63]. De totes les fonts, Backhouse i col·legues consideren que la impressió 3D és la millor alternativa als models anatòmics tradicionals [49]. En la seva primera metaanàlisi, Ye i els seus col·legues van confirmar que els estudiants que van rebre instruccions 3DPAM tenien millors puntuacions post-test que els estudiants que van rebre instruccions 2D o cadàvers [10]. Tot i això, van diferenciar 3DPAM no per la complexitat, sinó simplement per cor, sistema nerviós i cavitat abdominal. En set estudis, 3DPAM no va superar altres models basats en proves de coneixement administrades als estudiants [32, 66, 69, 77, 78, 84]. En la seva metaanàlisi, Salazar i els seus col·legues van concloure que l’ús de 3DPAM millora específicament la comprensió de l’anatomia complexa [17]. Aquest concepte és coherent amb la carta d’Hitas a l’editor [88]. Algunes zones anatòmiques considerades menys complexes no requereixen l’ús de 3DPAM, mentre que les zones anatòmiques més complexes (com el coll o el sistema nerviós) serien una elecció lògica per al 3DPAM. Aquest concepte pot explicar per què alguns 3DPAM no es consideren superiors als models tradicionals, sobretot quan els estudiants no tenen coneixement en el domini on el rendiment del model és superior. Per tant, presentar un model senzill als estudiants que ja tinguin coneixement del tema (estudiants de medicina o residents) no és útil per millorar el rendiment dels estudiants.
De tots els beneficis educatius enumerats, 11 estudis van destacar les qualitats visuals o tàctils dels models [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85] i 3 estudis van millorar la força i la durabilitat (33 (33 , 50 -52, 63, 79, 85, 86). Altres avantatges són que els estudiants poden manipular les estructures, els professors poden estalviar temps, són més fàcils de preservar que els cadàvers, el projecte es pot completar en 24 hores, es pot utilitzar com a eina d’escola domèstica i es pot utilitzar per ensenyar grans quantitats d'informació. Grups [30, 49, 60, 61, 80, 81]. La impressió 3D repetida per a l'ensenyament d'anatomia de gran volum fa que els models d'impressió 3D siguin més rendibles [26]. L’ús de 3DPAM pot millorar les capacitats de rotació mental [23] i millorar la interpretació d’imatges transversals [23, 32]. Dos estudis van trobar que els estudiants exposats a 3DPAM tenien més probabilitats de sotmetre's a cirurgia [40, 74]. Els connectors metàl·lics es poden incrustar per crear el moviment necessari per estudiar l’anatomia funcional [51, 53], o es poden imprimir models mitjançant dissenys de disparadors [67].
La impressió 3D permet la creació de models anatòmics regulables millorant certs aspectes durant l’etapa de modelatge, [48, 80] creant una base adequada, [59] combinant diversos models, [36] mitjançant transparència, (49) color, [45] o fent visibles certes estructures internes [30]. Tripodi i col·legues van utilitzar argila esculpida per complementar els seus models d’os impresos en 3D, posant èmfasi en el valor dels models co-creats com a eines d’ensenyament [47]. En 9 estudis, es va aplicar el color després de la impressió [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], però els estudiants ho van aplicar només una vegada [49]. Malauradament, l’estudi no va avaluar la qualitat de la formació del model ni la seqüència de formació. Això s’ha de considerar en el context de l’educació amb anatomia, ja que els avantatges de l’aprenentatge i la co-creació barrejats estan ben establerts [89]. Per fer front a la creixent activitat publicitària, l’autoaprenentatge s’ha utilitzat moltes vegades per avaluar models [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Un estudi va concloure que el color del material plàstic era massa brillant [45], un altre estudi va concloure que el model era massa fràgil [71], i dos altres estudis van indicar una manca de variabilitat anatòmica en el disseny de models individuals [25, 45 ]. . Set estudis van concloure que el detall anatòmic del 3DPAM és insuficient [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Per a models anatòmics més detallats de regions grans i complexes, com el retroperitoneu o la columna cervical, el temps de segmentació i modelatge es considera molt llarg i el cost és molt elevat (aproximadament 2000 dòlars americans) [27, 48]. Hojo i els seus col·legues van declarar en el seu estudi que van trigar 40 hores a crear el model anatòmic de la pelvis [42]. El temps de segmentació més llarg va ser de 380 hores en un estudi de Weatherall i col·legues, en què es van combinar diversos models per crear un model complet de les vies respiratòries pediàtriques [36]. En nou estudis, la segmentació i el temps d’impressió es van considerar desavantatges [36, 42, 57, 58, 74]. Tot i això, 12 estudis van criticar les propietats físiques dels seus models, particularment la seva coherència, [28, 62] falta de transparència, [30] fragilitat i monocromaticitat, [71] manca de teixit tou, [66] o falta de detall [28, 28, 34]. , 45, 48, 62, 63, 81]. Aquests desavantatges es poden superar augmentant la segmentació o el temps de simulació. La pèrdua i la recuperació de la informació rellevant va ser un problema a què s’enfronta tres equips [30, 74, 77]. Segons els informes del pacient, els agents de contrast iodat no proporcionaven una visibilitat vascular òptima a causa de les limitacions de la dosi [74]. La injecció d’un model cadàver sembla ser un mètode ideal que s’allunya del principi de “tan petit com sigui possible” i de les limitacions de la dosi d’agent de contrast injectat.
Malauradament, molts articles no mencionen algunes característiques clau del 3DPAM. Menys de la meitat dels articles van declarar explícitament si el seu 3DPAM estava tenyit. La cobertura de l’àmbit d’impressió era inconsistent (el 43% dels articles) i només el 34% va mencionar l’ús de múltiples suports. Aquests paràmetres d’impressió són crítics perquè influeixen en les propietats d’aprenentatge del 3DPAM. La majoria d’articles no proporcionen informació suficient sobre les complexitats d’obtenir 3DPAM (temps de disseny, qualificacions de personal, costos de programari, costos d’impressió, etc.). Aquesta informació és fonamental i s’ha de tenir en compte abans de plantejar -se iniciar un projecte per desenvolupar un nou 3DPAM.
Aquesta revisió sistemàtica mostra que el disseny i la impressió 3D d’impressió 3D normals són factibles a baix cost, sobretot quan s’utilitzen impressores FDM o SLA i materials de plàstic d’un sol color barat. Tanmateix, aquests dissenys bàsics es poden millorar afegint color o afegint dissenys en diferents materials. Els models més realistes (impresos amb diversos materials de diferents colors i textures per replicar estretament les qualitats tàctils d’un model de referència del cadàver) requereixen tecnologies d’impressió 3D més cares i temps de disseny més llargs. Això augmentarà significativament el cost global. Independentment de quin procés d’impressió s’escull, l’elecció del mètode d’imatge adequat és clau per a l’èxit de 3DPAM. Com més gran sigui la resolució espacial, més realista és el model i es pot utilitzar per a investigacions avançades. Des d’un punt de vista pedagògic, 3DPAM és una eina eficaç per a l’ensenyament de l’anatomia, com ho demostren les proves de coneixement administrades als estudiants i la seva satisfacció. L’efecte docent del 3DPAM és el millor quan reprodueix regions anatòmiques complexes i els estudiants l’utilitzen a principis de la seva formació mèdica.
Els conjunts de dades generats i/o analitzats en l'estudi actual no estan disponibles públicament a causa de les barreres lingüístiques, però estan disponibles a l'autor corresponent a petició raonable.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. Una revisió de l’anatomia bruta, la microanatomia, la neurobiologia i els cursos d’embriologia en els currículums de l’escola de medicina dels Estats Units. Anat Rec. 2002; 269 (2): 118-22.
Ghosh SK Cadaveric Dissecció com a eina educativa per a la ciència anatòmica al segle XXI: dissecció com a eina educativa. Anàlisi de l'educació científica. 2017; 10 (3): 286–99.
Hora de publicació: 09 d'abril-2024