Үш өлшемді басылған анатомиялық модельдер (3DPAM) білім беру құндылығы мен орындылығына байланысты қолайлы құрал болып көрінеді. Бұл шолудың мақсаты - адам анатомиясын оқыту үшін 3DPAM жасау үшін қолданылатын әдістерді сипаттау және талдау, сондай-ақ оның педагогикалық үлесін бағалау.
PubMed сайтында келесі терминдерді қолдана отырып электрондық іздеу жүргізілді: білім беру, мектеп, оқу, оқыту, жаттығу, оқыту, білім беру, үш өлшемді, 3D, 3 өлшемді, басып шығару, басып шығару, басып шығару, анатомия, анатомия, анатомия және анатомия. Зерттеу нәтижелері зерттеу сипаттамаларын, модель дизайны, морфологиялық бағалау, білім беру көрсеткіштері, күшті және әлсіз жақтарын қамтыды.
Таңдалған 68 мақаланың ішінде бас сүйегі аймағына бағытталған зерттеулердің ең көп саны (33 мақала); 51 мақалада сүйек басып шығару туралы айтылады. 47 мақалада 3DPAM компьютерлік томография негізінде жасалды. Бес басып шығару процесі көрсетілген. Пластмассалар және олардың туындылары 48 зерттеуде қолданылды. Әрбір дизайнның бағасы 1,25 доллардан 2800 долларға дейін. Отыз жеті зерттеу 3DPAM-ды эталондық модельдермен салыстырды. Отыз үш мақалада білім беру іс-шаралары қарастырылды. Негізгі артықшылықтары - көрнекі және тактильді сапа, оқу тиімділігі, қайталанымдылық, теңшелетіндік және ептілік, уақытты үнемдеу, функционалдық анатомияны интеграциялау, ақыл-ойды жақсы айналдыру мүмкіндіктері, білімді сақтау және мұғалім/студенттің қанағаттануы. Негізгі кемшіліктер дизайнға байланысты: тұрақтылық, бөлшектердің немесе мөлдірліктің болмауы, түстердің тым ашық болуы, ұзақ басып шығару уақыты және жоғары құны.
Бұл жүйелі шолу 3DPAM анатомияны оқыту үшін үнемді және тиімді екенін көрсетеді. Шынайы модельдер қымбатырақ 3D басып шығару технологияларын пайдалануды және жобалау уақытын ұзартуды талап етеді, бұл жалпы құнын айтарлықтай арттырады. Ең бастысы - тиісті бейнелеу әдісін таңдау. Педагогикалық тұрғыдан алғанда, 3DPAM анатомияны оқытудың тиімді құралы болып табылады, ол оқу нәтижелері мен қанағаттанушылықты арттырады. 3DPAM оқыту әсері күрделі анатомиялық аймақтарды қайталағанда және студенттер оны медициналық дайындықтың басында қолданғанда ең жақсы болады.
Жануарлардың мәйіттерін бөлшектеу ежелгі Грециядан бері жүргізіліп келеді және анатомияны оқытудың негізгі әдістерінің бірі болып табылады. Тәжірибелік сабақтар кезінде орындалатын мәйіттерді бөлшектеу университет медицина студенттерінің теориялық оқу бағдарламасында қолданылады және қазіргі уақытта анатомияны зерттеудің алтын стандарты болып саналады [1,2,3,4,5]. Дегенмен, адам мәйіттерінің үлгілерін пайдалануға көптеген кедергілер бар, бұл жаңа оқыту құралдарын іздеуге итермелейді [6, 7]. Бұл жаңа құралдардың кейбіріне кеңейтілген шындық, сандық құралдар және 3D басып шығару кіреді. Сантос және т.б. жақында жарияланған әдебиеттерге шолу бойынша [8] Анатомияны оқытуға арналған осы жаңа технологиялардың құндылығы тұрғысынан 3D басып шығару студенттер үшін білім беру құндылығы тұрғысынан да, енгізу мүмкіндігі тұрғысынан да ең маңызды ресурстардың бірі болып көрінеді [4,9,10].
3D басып шығару жаңалық емес. Бұл технологияға қатысты алғашқы патенттер 1984 жылдан басталады: Францияда А. Ле Мехауте, О. Де Витте және Дж.К. Андре, ал үш аптадан кейін АҚШ-та К. Халл. Содан бері технология дамып келеді және оны қолдану көптеген салаларға кеңейе түсті. Мысалы, NASA 2014 жылы Жерден тыс алғашқы нысанды басып шығарды [11]. Медицина саласы да бұл жаңа құралды қабылдады, осылайша жекелендірілген медицинаны дамытуға деген ұмтылысты арттырды [12].
Көптеген авторлар медициналық білім беруде 3D басып шығарылған анатомиялық модельдерді (3DPAM) қолданудың артықшылықтарын көрсетті [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Адам анатомиясын оқытқан кезде патологиялық емес және анатомиялық тұрғыдан қалыпты модельдер қажет. Кейбір шолуларда патологиялық немесе медициналық/хирургиялық оқыту модельдері қарастырылды [8, 20, 21]. 3D басып шығару сияқты жаңа құралдарды қамтитын адам анатомиясын оқытудың гибридті моделін әзірлеу үшін біз адам анатомиясын оқыту үшін 3D басып шығарылған нысандардың қалай жасалатынын және студенттердің осы 3D нысандарды пайдаланып оқу тиімділігін қалай бағалайтынын сипаттау және талдау үшін жүйелі шолу жүргіздік.
Бұл жүйелі әдебиеттерге шолу 2022 жылдың маусым айында PRISMA (Жүйелі шолулар мен мета-талдауларға арналған артықшылықты есеп беру элементтері) нұсқауларын [22] қолдана отырып, уақыт шектеусіз жүргізілді.
Қосу критерийлері анатомияны оқыту/оқыту кезінде 3DPAM қолданатын барлық зерттеу жұмыстары болды. Патологиялық модельдерге, жануарлар модельдеріне, археологиялық модельдерге және медициналық/хирургиялық оқыту модельдеріне бағытталған әдеби шолулар, хаттар немесе мақалалар алынып тасталды. Тек ағылшын тілінде жарияланған мақалалар таңдалды. Онлайн рефераттары жоқ мақалалар алынып тасталды. Бірнеше модельді қамтитын, кем дегенде біреуі анатомиялық тұрғыдан қалыпты немесе оқыту құндылығына әсер етпейтін шағын патологиясы бар мақалалар енгізілді.
2022 жылдың маусым айына дейін жарияланған тиісті зерттеулерді анықтау үшін PubMed (Ұлттық медицина кітапханасы, NCBI) электрондық дерекқорында әдебиеттерді іздеу жүргізілді. Келесі іздеу терминдерін пайдаланыңыз: білім беру, мектеп, оқыту, оқыту, оқу, оқыту, білім беру, үш өлшемді, 3D, 3D, басып шығару, басып шығару, басып шығару, анатомия, анатомия, анатомия және анатомия. Бір ғана сұраныс орындалды: (((білім беру[Атауы/Аннотация] НЕМЕСЕ мектеп[Атауы/Аннотация] НЕМЕСЕ оқыту[Атауы/Аннотация] НЕМЕСЕ оқыту[Атауы/Аннотация] НЕМЕСЕ оқыту[Атауы/Аннотация] OReach[Атауы/Аннотация] ] НЕМЕСЕ Білім беру [Атауы/Аннотация]) ЖӘНЕ (Үш өлшемді [Атауы] НЕМЕСЕ 3D [Атауы])) ЖӘНЕ (Басып шығару [Атауы] НЕМЕСЕ Басып шығару [Атауы])) ЖӘНЕ (Анатомия) [Атауы] ]/аннотация] немесе анатомия [атауы/аннотация] немесе анатомия [атауы/аннотация] немесе анатомия [атауы/аннотация]). Қосымша мақалалар PubMed дерекқорында қолмен іздеу және басқа ғылыми мақалалардың сілтемелерін қарау арқылы анықталды. Күн шектеулері қолданылмады, бірақ «Тұлға» сүзгісі қолданылды.
Барлық алынған тақырыптар мен тезистерді екі автор (EBR және AL) қосу және алып тастау критерийлеріне сәйкес тексерді, ал барлық талаптарға сай келмейтін кез келген зерттеу алынып тасталды. Қалған зерттеулердің толық мәтінді басылымдарын үш автор (EBR, EBE және AL) алып, шолу жасады. Қажет болған жағдайда мақалаларды іріктеудегі келіспеушіліктер төртінші тұлға (LT) арқылы шешілді. Барлық қосу критерийлеріне сәйкес келетін басылымдар осы шолуға енгізілді.
Деректерді алуды екі автор (EBR және AL) үшінші автордың (LT) басшылығымен тәуелсіз түрде жүргізді.
- Модельді жобалау деректері: анатомиялық аймақтар, нақты анатомиялық бөліктер, 3D басып шығаруға арналған бастапқы модель, алу әдісі, сегменттеу және модельдеу бағдарламалық жасақтамасы, 3D принтер түрі, материал түрі және саны, басып шығару масштабы, түсі, басып шығару құны.
- Модельдерді морфологиялық бағалау: салыстыру үшін қолданылатын модельдер, сарапшылардың/мұғалімдердің медициналық бағалауы, бағалаушылар саны, бағалау түрі.
- 3D моделін оқыту: оқушылардың білімін бағалау, бағалау әдісі, оқушылар саны, салыстыру топтарының саны, оқушыларды кездейсоқ таңдау, білім/оқушы түрі.
MEDLINE-да 418 зерттеу анықталды, ал 139 мақала «адам» сүзгісімен алынып тасталды. Тақырыптар мен тезистерді қарап шыққаннан кейін, толық мәтінді оқу үшін 103 зерттеу таңдалды. 34 мақала алынып тасталды, себебі олар патологиялық модельдер (9 мақала), медициналық/хирургиялық оқыту модельдері (4 мақала), жануарлар модельдері (4 мақала), 3D радиологиялық модельдер (1 мақала) немесе түпнұсқа ғылыми мақалалар емес (16 тарау). Шолуға барлығы 68 мақала енгізілді. 1-суретте іріктеу процесі блок-схема ретінде көрсетілген.
Осы жүйелі шолуға мақалаларды анықтауды, іріктеуді және қосуды қорытындылайтын блок-схема
Барлық зерттеулер 2014 және 2022 жылдар аралығында жарияланды, орташа жарияланған жылы 2019 жыл болды. Қосылған 68 мақаланың ішінде 33 (49%) зерттеу сипаттамалық және эксперименттік, 17 (25%) таза эксперименттік және 18 (26%) эксперименттік болды. Таза сипаттамалық. 50 (73%) эксперименттік зерттеулердің 21-інде (31%) рандомизация қолданылды. Тек 34 зерттеуде (50%) статистикалық талдаулар болды. 1-кестеде әрбір зерттеудің сипаттамалары қорытындыланған.
33 мақалада (48%) бас аймағы, 19 мақалада (28%) кеуде аймағы, 17 мақалада (25%) іш-жамбас аймағы және 15 мақалада (22%) аяқ-қолдар зерттелген. Елу бір мақалада (75%) 3D басып шығарылған сүйектер анатомиялық модельдер немесе көп тілікті анатомиялық модельдер ретінде аталған.
3DPAM әзірлеу үшін пайдаланылған бастапқы модельдерге немесе файлдарға келетін болсақ, 23 мақалада (34%) пациенттердің деректерін пайдалану, 20 мақалада (29%) мәйіт деректерін пайдалану және 17 мақалада (25%) дерекқорларды пайдалану туралы айтылған, ал 7 зерттеуде (10%) пайдаланылған құжаттардың көзі көрсетілмеген.
47 зерттеу (69%) компьютерлік томографияға негізделген 3DPAM әзірледі, ал 3 зерттеу (4%) микроКТ қолдану туралы хабарлады. 7 мақала (10%) оптикалық сканерлерді пайдаланып 3D нысандарды, 4 мақала (6%) МРТ көмегімен және 1 мақала (1%) камералар мен микроскоптарды пайдаланып проекциялады. 14 мақалада (21%) 3D модель дизайнының бастапқы файлдарының көзі көрсетілмеген. 3D файлдары орташа кеңістіктік ажыратымдылығы 0,5 мм-ден аз болатындай етіп жасалады. Оңтайлы ажыратымдылық - 30 мкм [80], ал максималды ажыратымдылық - 1,5 мм [32].
Алпыс түрлі бағдарламалық жасақтама (сегменттеу, модельдеу, дизайн немесе басып шығару) пайдаланылды. Mimics (Materialise, Leuven, Бельгия) ең жиі қолданылды (14 зерттеу, 21%), одан кейін MeshMixer (Autodesk, Сан-Рафаэль, Калифорния) (13 зерттеу, 19%), Geomagic (3D System, MO, NC, Leesville). (10 зерттеу, 15%), 3D Slicer (Slicer Developer Training, Бостон, MA) (9 зерттеу, 13%), Blender (Blender Foundation, Амстердам, Нидерланды) (8 зерттеу, 12%) және CURA (Geldemarsen, Нидерланды) (7 зерттеу, 10%).
Алпыс жеті түрлі принтер моделі және бес басып шығару процесі туралы айтылады. FDM (Fused Deposition Modeling) технологиясы 26 өнімде (38%), 13 өнімде материалды жару (19%) және соңында байланыстырғышты жару (11 өнім, 16%) қолданылды. Ең аз қолданылатын технологиялар - стереолитография (SLA) (5 мақала, 7%) және селективті лазерлік күйдіру (SLS) (4 мақала, 6%). Ең көп қолданылатын принтер (7 мақала, 10%) - Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Израиль) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
3DPAM жасау үшін пайдаланылған материалдарды көрсеткен кезде (51 мақала, 75%), 48 зерттеуде (71%) пластмассалар және олардың туындылары қолданылды. Негізгі материалдар PLA (полисүт қышқылы) (n = 20, 29%), шайыр (n = 9, 13%) және ABS (акрилонитрил бутадиен стирол) (7 түрі, 10%) болды. 23 мақалада (34%) бірнеше материалдардан жасалған 3DPAM қарастырылды, 36 мақалада (53%) тек бір материалдан жасалған 3DPAM ұсынылды, ал 9 мақалада (13%) материал көрсетілмеген.
Жиырма тоғыз мақалада (43%) баспа коэффициенттері 0,25:1-ден 2:1-ге дейін, орташа есеппен 1:1 болғаны туралы хабарланды. Жиырма бес мақалада (37%) 1:1 қатынасы қолданылды. 28 3DPAM (41%) бірнеше түстен тұрды, ал 9 (13%) басып шығарылғаннан кейін боялған [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Отыз төрт мақалада (50%) шығындар туралы айтылған. 9 мақалада (13%) 3D принтерлер мен шикізаттың құны туралы айтылған. Принтерлердің бағасы 302 доллардан 65 000 долларға дейін. Көрсетілген жағдайда, модельдердің бағасы 1,25 доллардан 2800 долларға дейін болады; бұл шектен шығулар қаңқа үлгілеріне [47] және жоғары дәлдіктегі ретроперитонеальды модельдерге [48] сәйкес келеді. 2-кестеде әрбір енгізілген зерттеу үшін модельдік деректер қорытындыланған.
Отыз жеті зерттеу (54%) 3DAPM-ді анықтамалық модельмен салыстырды. Осы зерттеулердің ішінде ең көп таралған салыстыру құралы 14 мақалада (38%), 6 мақалада пластиналанған препараттар (16%), 6 мақалада пластиналанған препараттар (16%) қолданылған анатомиялық анықтамалық модель болды. Виртуалды шындықты пайдалану, компьютерлік томография, 5 мақалада бір 3DPAM (14%), 3 мақалада тағы бір 3DPAM (8%), 1 мақалада күрделі ойындар (3%), 1 мақалада рентгенограммалар (3%), 1 мақалада бизнес модельдері (3%) және 1 мақалада (3%) кеңейтілген шындық (3%). Отыз төрт (50%) зерттеу 3DPAM-ды бағалады. Он бес (48%) зерттеу бағалаушылардың тәжірибесін егжей-тегжейлі сипаттады (3-кесте). 3DPAM-ды 7 зерттеуде хирургтар немесе емдеуші дәрігерлер (47%), 6 зерттеуде анатомиялық мамандар (40%), 3 зерттеуде студенттер (20%), 3 зерттеуде бағалау үшін мұғалімдер (пән көрсетілмеген) (20%) және мақалада тағы бір бағалаушы (7%) орындады. Бағалаушылардың орташа саны 14 (ең азы 2, ең көпі 30). Отыз үш зерттеу (49%) 3DPAM морфологиясын сапалық тұрғыдан, ал 10 зерттеу (15%) 3DPAM морфологиясын сандық тұрғыдан бағалады. Сапалық бағалауды қолданған 33 зерттеудің 16-сында тек сипаттамалық бағалаулар (48%), 9-ында тесттер/рейтингтер/сауалнамалар (27%) және 8-інде Ликерт шкалалары (24%) қолданылды. 3-кестеде әрбір енгізілген зерттеудегі модельдердің морфологиялық бағалаулары қорытындыланған.
Отыз үш (48%) мақалада студенттерге 3DPAM оқытудың тиімділігі қарастырылып, салыстырылды. Осы зерттеулердің 23 (70%) мақаласында студенттердің қанағаттануы бағаланды, 17 (51%) мақалада Ликерт шкаласы қолданылды, ал 6 (18%) басқа әдістер қолданылды. Жиырма екі мақалада (67%) студенттердің білімін білімді тексеру арқылы бағалау жүргізілді, оның 10 (30%) алдын ала және/немесе кейінгі тестілеу қолданылды. Он бір зерттеуде (33%) студенттердің білімін бағалау үшін бірнеше жауап нұсқасы бар сұрақтар мен тесттер қолданылды, ал бес зерттеуде (15%) кескінді белгілеу/анатомиялық сәйкестендіру қолданылды. Әр зерттеуге орта есеппен 76 студент қатысты (кемінде 8, ең көбі 319). Жиырма төрт зерттеуде (72%) бақылау тобы болды, оның 20-сында (60%) кездейсоқ таңдау қолданылды. Керісінше, бір зерттеуде (3%) кездейсоқ түрде 10 түрлі студентке анатомиялық модельдер тағайындалды. Орташа есеппен 2,6 топ салыстырылды (кемінде 2, ең көбі 10). Жиырма үш зерттеуге (70%) медицина студенттері қатысты, оның ішінде 14 (42%) бірінші курс медицина студенттері болды. Алты (18%) зерттеуге резиденттер, 4 (12%) стоматология студенттері және 3 (9%) жаратылыстану ғылымдары студенттері қатысты. Алты зерттеу (18%) 3DPAM көмегімен дербес оқуды енгізді және бағалады. 4-кестеде әрбір қосылған зерттеу үшін 3DPAM оқыту тиімділігін бағалау нәтижелері қорытындыланған.
Авторлар хабарлағандай, 3DPAM-ды қалыпты адам анатомиясын оқыту құралы ретінде пайдаланудың негізгі артықшылықтары - реализмді [55, 67], дәлдікті [44, 50, 72, 85] және консистенцияның өзгергіштігін [34, 45] қоса алғанда, визуалды және тактильді сипаттамалар. , 48, 64], түсі мен мөлдірлігі [28, 45], беріктігі [24, 56, 73], білім беру әсері [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], құны [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], қайталанымдылығы [80], жақсарту немесе жекелендіру мүмкіндігі [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], оқушыларды манипуляциялау мүмкіндігі [30, 49], оқыту уақытын үнемдеу [61, 80], сақтаудың қарапайымдылығы [61], функционалды анатомияны біріктіру немесе нақты құрылымдарды жасау мүмкіндігі [51, 53], 67], қаңқаның жылдам дизайны модельдер [81], модельдерді бірлесіп жасау және оларды үйге алып кету мүмкіндігі [49, 60, 71], ақыл-ой айналымы қабілеттерін жақсарту [23] және білімді сақтау [32], сондай-ақ мұғалімге [25, 63] және оқушының қанағаттанушылығына [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84] қатысты.
Негізгі кемшіліктер дизайнға байланысты: қаттылық [80], тұрақтылық [28, 62], егжей-тегжейліліктің немесе мөлдірліктің болмауы [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], түстердің тым ашық болуы [45] және еденнің сынғыштығы [71]. Басқа кемшіліктерге ақпараттың жоғалуы [30, 76], кескінді сегменттеуге ұзақ уақыт қажет [36, 52, 57, 58, 74], басып шығару уақыты [57, 63, 66, 67], анатомиялық өзгергіштіктің болмауы [25] және құны жатады. Жоғары [48].
Бұл жүйелі шолу 9 жыл ішінде жарияланған 68 мақаланы қорытындылайды және ғылыми қоғамдастықтың 3DPAM-ға қалыпты адам анатомиясын оқыту құралы ретіндегі қызығушылығын көрсетеді. Әрбір анатомиялық аймақ зерттеліп, 3D басып шығарылды. Осы мақалалардың 37-сінде 3DPAM басқа модельдермен салыстырылды, ал 33 мақалада 3DPAM-ның студенттер үшін педагогикалық маңыздылығы бағаланды.
Анатомиялық 3D басып шығару зерттеулерінің дизайнындағы айырмашылықтарды ескере отырып, біз мета-талдау жүргізуді орынды деп санамадық. 2020 жылы жарияланған мета-талдау негізінен 3DPAM дизайны мен өндірісінің техникалық және технологиялық аспектілерін талдамай, оқытудан кейінгі анатомиялық білім сынақтарына бағытталған [10].
Бас аймағы ең көп зерттелген, себебі оның анатомиясының күрделілігі студенттерге бұл анатомиялық аймақты аяқ-қолдармен немесе денемен салыстырғанда үш өлшемді кеңістікте бейнелеуді қиындатады. КТ - бейнелеу әдісінің ең көп қолданылатын түрі. Бұл әдіс кеңінен қолданылады, әсіресе медициналық мекемелерде, бірақ кеңістіктік ажыратымдылығы шектеулі және жұмсақ тіндердің контрасты төмен. Бұл шектеулер КТ сканерлеуді жүйке жүйесін сегменттеу және модельдеу үшін жарамсыз етеді. Екінші жағынан, компьютерлік томография сүйек тінін сегменттеу/модельдеу үшін жақсырақ қолайлы; Сүйек/жұмсақ тіндердің контрасты анатомиялық модельдерді 3D басып шығармас бұрын осы қадамдарды аяқтауға көмектеседі. Екінші жағынан, микроКТ сүйек бейнелеуінде кеңістіктік ажыратымдылық тұрғысынан анықтамалық технология болып саналады [70]. Кескіндерді алу үшін оптикалық сканерлерді немесе МРТ-ны да пайдалануға болады. Жоғары ажыратымдылық сүйек беттерінің тегістелуіне жол бермейді және анатомиялық құрылымдардың нәзіктігін сақтайды [59]. Модельді таңдау кеңістіктік ажыратымдылыққа да әсер етеді: мысалы, пластиктендірілген модельдердің ажыратымдылығы төмен [45]. Графикалық дизайнерлер арнайы 3D модельдер жасауы керек, бұл шығындарды арттырады (сағатына 25 доллардан 150 долларға дейін) [43]. Жоғары сапалы .STL файлдарын алу жоғары сапалы анатомиялық модельдерді жасау үшін жеткіліксіз. Басып шығару параметрлерін, мысалы, анатомиялық модельдің баспа пластинасындағы бағытын анықтау қажет [29]. Кейбір авторлар 3DPAM дәлдігін арттыру үшін SLS сияқты озық басып шығару технологияларын мүмкіндігінше пайдалану керек деп болжайды [38]. 3DPAM өндірісі кәсіби көмекті қажет етеді; ең көп сұранысқа ие мамандар - инженерлер [72], радиологтар [75], графикалық дизайнерлер [43] және анатомдар [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Сегментация және модельдеу бағдарламалық жасақтамасы дәл анатомиялық модельдерді алуда маңызды факторлар болып табылады, бірақ бұл бағдарламалық жасақтама пакеттерінің құны мен олардың күрделілігі оларды пайдалануға кедергі келтіреді. Бірнеше зерттеулер әртүрлі бағдарламалық жасақтама пакеттері мен басып шығару технологияларын пайдалануды салыстырды, бұл әрбір технологияның артықшылықтары мен кемшіліктерін көрсетті [68]. Модельдеу бағдарламалық жасақтамасынан басқа, таңдалған принтермен үйлесімді басып шығару бағдарламалық жасақтамасы да қажет; кейбір авторлар онлайн 3D басып шығаруды пайдалануды жөн көреді [75]. Егер жеткілікті 3D нысандары басып шығарылса, инвестиция қаржылық кіріс әкелуі мүмкін [72].
Пластик - ең көп қолданылатын материал. Оның текстуралары мен түстерінің кең ауқымы оны 3DPAM үшін таңдаулы материал етеді. Кейбір авторлар оның дәстүрлі мәйіт немесе пластиналанған модельдермен салыстырғанда жоғары беріктігін жоғары бағалады [24, 56, 73]. Кейбір пластмассалардың тіпті иілу немесе созылу қасиеттері бар. Мысалы, FDM технологиясы бар Filaflex 700%-ға дейін созылуы мүмкін. Кейбір авторлар оны бұлшықет, сіңір және байлам репликациясы үшін таңдаулы материал деп санайды [63]. Екінші жағынан, екі зерттеу басып шығару кезінде талшықтың бағдары туралы сұрақтар туғызды. Шын мәнінде, бұлшықет талшығының бағдары, инсерциясы, иннервациясы және функциясы бұлшықет модельдеуде өте маңызды [33].
Таңқаларлығы, басып шығару масштабы туралы зерттеулер аз. Көптеген адамдар 1:1 қатынасын стандартты деп санайтындықтан, автор бұл туралы айтпауды жөн көрген болуы мүмкін. Масштабты ұлғайту үлкен топтарда бағытталған оқыту үшін пайдалы болар еді, бірақ масштабтаудың орындылығы әлі зерттелген жоқ, әсіресе сыныптардың өсуі және модельдің физикалық өлшемі маңызды фактор болғандықтан. Әрине, толық өлшемді масштабтар әртүрлі анатомиялық элементтерді табуды және пациентке жеткізуді жеңілдетеді, бұл олардың жиі қолданылатынын түсіндіруі мүмкін.
Нарықта қолжетімді көптеген принтерлердің ішінде түрлі-түсті және көп қабатты (және сондықтан көп текстуралы) жоғары ажыратымдылықтағы басып шығаруды қамтамасыз ету үшін PolyJet (материал немесе байланыстырушы сия бүріккіш) технологиясын пайдаланатындар 20 000 АҚШ долларынан 250 000 АҚШ долларына дейін тұрады (https: //www.aniwaa.com/). Бұл жоғары баға медициналық оқу орындарында 3DPAM-ның насихатталуын шектеуі мүмкін. Принтердің құнынан басқа, сия бүріккіш басып шығару үшін қажетті материалдардың құны SLA немесе FDM принтерлеріне қарағанда жоғары [68]. SLA немесе FDM принтерлерінің бағалары да қолжетімді, осы шолуда келтірілген мақалаларда 576 еуродан 4999 еуроға дейін. Tripodi және әріптестерінің айтуынша, әрбір қаңқа бөлігін 1,25 АҚШ долларына басып шығаруға болады [47]. Он бір зерттеу 3D басып шығарудың пластикаландыруға немесе коммерциялық модельдерге қарағанда арзанырақ екендігі туралы қорытынды жасады [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Сонымен қатар, бұл коммерциялық модельдер анатомияны оқыту үшін жеткілікті егжей-тегжейсіз пациент туралы ақпарат беру үшін жасалған [80]. Бұл коммерциялық модельдер 3DPAM-нан төмен деп саналады [44]. Қолданылатын басып шығару технологиясынан басқа, соңғы құны масштабқа және демек, 3DPAM-ның соңғы өлшеміне пропорционалды екенін атап өткен жөн [48]. Осы себептерге байланысты толық өлшемді масштаб артықшылық болып табылады [37].
Тек бір зерттеу 3DPAM-ды коммерциялық қолжетімді анатомиялық модельдермен салыстырды [72]. Кадавр үлгілері 3DPAM үшін ең жиі қолданылатын салыстырмалы құрал болып табылады. Шектеулеріне қарамастан, кадавр модельдері анатомияны оқыту үшін құнды құрал болып қала береді. Аутопсия, диссекция және құрғақ сүйек арасында айырмашылық жасау керек. Оқу сынақтарына сүйене отырып, екі зерттеу 3DPAM-ның пластиналанған диссекцияға қарағанда айтарлықтай тиімді екенін көрсетті [16, 27]. Бір зерттеу 3DPAM (төменгі аяқ-қол) қолданылған бір сағаттық оқытуды сол анатомиялық аймақтың бір сағаттық диссекциясымен салыстырды [78]. Екі оқыту әдісі арасында айтарлықтай айырмашылықтар болған жоқ. Мұндай салыстыруларды жүргізу қиын болғандықтан, бұл тақырып бойынша зерттеулер аз болуы мүмкін. Диссекция студенттер үшін көп уақытты қажет ететін дайындық болып табылады. Кейде дайындалып жатқан нәрсеге байланысты ондаған сағаттық дайындық қажет болады. Үшінші салыстыруды құрғақ сүйектермен жасауға болады. Цай мен Смит жүргізген зерттеу 3DPAM қолданатын топта тест нәтижелері айтарлықтай жақсы екенін анықтады [51, 63]. Чен және әріптестері 3D модельдерді қолданатын студенттер құрылымдарды (бас сүйектерін) анықтауда жақсы нәтиже көрсеткенін, бірақ MCQ ұпайларында ешқандай айырмашылық болмағанын атап өтті [69]. Соңында, Таннер және әріптестері бұл топта пертергопалатина шұңқырының 3DPAM-ын қолдану арқылы тестілеуден кейінгі жақсы нәтижелер көрсетті [46]. Бұл әдебиетке шолуда басқа да жаңа оқыту құралдары анықталды. Олардың ішіндегі ең көп таралғандары - кеңейтілген шындық, виртуалды шындық және күрделі ойындар [43]. Махрус пен әріптестерінің айтуынша, анатомиялық модельдерге деген артықшылық студенттердің бейне ойындарды ойнайтын сағаттарына байланысты [31]. Екінші жағынан, жаңа анатомияны оқыту құралдарының негізгі кемшілігі - тактильді кері байланыс, әсіресе таза виртуалды құралдар үшін [48].
Жаңа 3DPAM бағалау зерттеулерінің көпшілігінде білімді алдын ала тексеру әдістері қолданылған. Бұл алдын ала тексерулер бағалауда қателіктерді болдырмауға көмектеседі. Кейбір авторлар эксперименттік зерттеулер жүргізбес бұрын алдын ала тексеруде орташадан жоғары балл жинаған барлық студенттерді алып тастайды [40]. Гарас пен әріптестері атап өткен қателіктердің қатарында модельдің түсі және оқушылар тобынан еріктілерді таңдау болды [61]. Бояу анатомиялық құрылымдарды анықтауға көмектеседі. Чен мен әріптестері топтар арасында бастапқы айырмашылықтарсыз қатаң эксперименттік жағдайларды белгіледі және зерттеу мүмкіндігінше жасырылды [69]. Лим мен әріптестері бағалауда қателіктерді болдырмау үшін тесттен кейінгі бағалауды үшінші тарап аяқтауды ұсынады [16]. Кейбір зерттеулерде 3DPAM мүмкіндігін бағалау үшін Ликерт шкалалары қолданылған. Бұл құрал қанағаттанушылықты бағалау үшін жарамды, бірақ әлі де маңызды қателіктерді білу керек [86].
3DPAM-ның білім беру саласындағы өзектілігі негізінен медицина студенттері, соның ішінде бірінші курс медицина студенттері арасында 33 зерттеудің 14-інде бағаланды. Пилоттық зерттеуінде Уилк және әріптестері медицина студенттерінің анатомияны оқытуға 3D басып шығаруды қосу керек деп санайтынын хабарлады [87]. Черченелли зерттеуінде сауалнамаға қатысқан студенттердің 87%-ы оқудың екінші жылы 3DPAM қолданудың ең жақсы уақыты деп санады [84]. Таннер мен әріптестерінің нәтижелері сонымен қатар студенттер бұл саланы ешқашан оқымаған болса, жақсы нәтиже көрсеткенін көрсетті [46]. Бұл деректер медициналық мектептің бірінші жылы 3DPAM-ды анатомияны оқытуға енгізудің ең оңтайлы уақыты екенін көрсетеді. Йенің мета-талдауы бұл идеяны қолдады [18]. Зерттеуге енгізілген 27 мақалада медицина студенттері үшін 3DPAM мен дәстүрлі модельдер арасында тест нәтижелерінде айтарлықтай айырмашылықтар болды, бірақ резиденттер үшін емес.
3DPAM оқу құралы ретінде оқу жетістіктерін [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], білімді ұзақ мерзімді сақтауды [32] және студенттердің қанағаттанушылығын [25, 45, 46, 52, 57, 63, 66] жақсартады. Сарапшылар тобы да бұл модельдерді пайдалы деп тапты [37, 42, 49, 81, 82], ал екі зерттеу мұғалімдердің 3DPAM-ға қанағаттанушылығын анықтады [25, 63]. Барлық дереккөздердің ішінде Бэкхаус және әріптестері 3D басып шығаруды дәстүрлі анатомиялық модельдерге ең жақсы балама деп санайды [49]. Алғашқы мета-талдауында Е және әріптестері 3DPAM нұсқауларын алған студенттердің 2D немесе мәйіт нұсқауларын алған студенттерге қарағанда тесттен кейінгі нәтижелері жақсы екенін растады [10]. Дегенмен, олар 3DPAM-ды күрделілігі бойынша емес, жай ғана жүрек, жүйке жүйесі және іш қуысы бойынша ажыратты. Жеті зерттеуде 3DPAM студенттерге берілген білім тесттеріне негізделген басқа модельдерден асып түспеді [32, 66, 69, 77, 78, 84]. Мета-талдауында Салазар және әріптестері 3DPAM қолдану күрделі анатомияны түсінуді жақсартады деген қорытындыға келді [17]. Бұл тұжырымдама Хитастың редакторға жазған хатына сәйкес келеді [88]. Онша күрделі емес деп саналатын кейбір анатомиялық аймақтар 3DPAM қолдануды қажет етпейді, ал күрделірек анатомиялық аймақтар (мысалы, мойын немесе жүйке жүйесі) 3DPAM үшін логикалық таңдау болар еді. Бұл тұжырымдама кейбір 3DPAM-дардың дәстүрлі модельдерден неге жоғары деп саналмайтынын түсіндіруі мүмкін, әсіресе студенттер модельдің өнімділігі жоғары болып табылатын салада білімі жеткіліксіз болған кезде. Осылайша, пән бойынша білімі бар студенттерге (медициналық студенттер немесе резиденттер) қарапайым модельді ұсыну студенттердің өнімділігін жақсартуға көмектеспейді.
Барлық аталған білім беру артықшылықтарының ішінде 11 зерттеу модельдердің көрнекі немесе тактильді қасиеттеріне баса назар аударды [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], ал 3 зерттеу беріктік пен төзімділікті жақсартты (33, 50 -52, 63, 79, 85, 86). Басқа артықшылықтары - оқушылар құрылымдарды басқара алады, мұғалімдер уақытты үнемдей алады, оларды мәйіттерге қарағанда сақтау оңай, жобаны 24 сағат ішінде аяқтауға болады, оны үйде оқыту құралы ретінде пайдалануға болады және оны көп көлемде ақпарат беру үшін пайдалануға болады. топтар [30, 49, 60, 61, 80, 81]. Жоғары көлемді анатомияны оқыту үшін қайталанатын 3D басып шығару 3D басып шығару модельдерін үнемді етеді [26]. 3DPAM қолдану ақыл-ой айналымын жақсартуға [23] және көлденең кескіндерді түсіндіруді жақсартуға мүмкіндік береді [23, 32]. Екі зерттеу 3DPAM әсеріне ұшыраған студенттердің хирургиялық араласуға бейім екенін көрсетті [40, 74]. Функционалдық анатомияны зерттеу үшін қажетті қозғалысты жасау үшін металл қосқыштарды енгізуге болады [51, 53] немесе модельдерді триггерлік конструкцияларды пайдаланып басып шығаруға болады [67].
3D басып шығару модельдеу кезеңінде белгілі бір аспектілерді жақсарту, [48, 80] қолайлы негіз жасау, [59] бірнеше модельдерді біріктіру, [36] мөлдірлікті пайдалану, (49) түсті пайдалану, [45] немесе белгілі бір ішкі құрылымдарды көрінетін ету [30] арқылы реттелетін анатомиялық модельдерді жасауға мүмкіндік береді. Триподи және оның әріптестері 3D басып шығарылған сүйек модельдерін толықтыру үшін мүсіндік сазды қолданды, бірлесіп жасалған модельдердің оқыту құралы ретіндегі құндылығын атап өтті [47]. 9 зерттеуде басып шығарғаннан кейін түс қолданылды [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], бірақ студенттер оны тек бір рет қолданды [49]. Өкінішке орай, зерттеу модельді оқыту сапасын немесе оқыту реттілігін бағалаған жоқ. Мұны анатомия білімі тұрғысынан қарастыру керек, себебі аралас оқыту мен бірлесіп жасаудың артықшылықтары жақсы анықталған [89]. Өсіп келе жатқан жарнамалық белсенділікке төтеп беру үшін модельдерді бағалау үшін өзін-өзі оқыту бірнеше рет қолданылды [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Бір зерттеу пластикалық материалдың түсі тым ашық деген қорытындыға келді[45], тағы бір зерттеу модель тым нәзік деген қорытындыға келді[71], ал тағы екі зерттеу жеке модельдердің дизайнында анатомиялық өзгергіштіктің жоқтығын көрсетті[25, 45]. Жеті зерттеу 3DPAM анатомиялық бөлшектері жеткіліксіз деген қорытындыға келді [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Ірі және күрделі аймақтардың, мысалы, ретроперитонеум немесе мойын омыртқасының егжей-тегжейлі анатомиялық модельдері үшін сегменттеу және модельдеу уақыты өте ұзақ және құны өте жоғары (шамамен 2000 АҚШ доллары) деп саналады [27, 48]. Ходжо және әріптестері өз зерттеулерінде жамбастың анатомиялық моделін жасауға 40 сағат кеткенін мәлімдеді [42]. Ең ұзақ сегменттеу уақыты Weatherall және әріптестерінің зерттеуінде 380 сағат болды, онда бірнеше модельдер біріктіріліп, педиатриялық тыныс алу жолдарының толық моделін жасады [36]. Тоғыз зерттеуде сегменттеу және басып шығару уақыты кемшіліктер болып саналды [36, 42, 57, 58, 74]. Дегенмен, 12 зерттеу олардың модельдерінің физикалық қасиеттерін, әсіресе олардың консистенциясын, [28, 62] мөлдірліктің болмауын, [30] сынғыштығын және монохроматикалықтығын, [71] жұмсақ тіндердің болмауын, [66] немесе егжей-тегжейдің болмауын [28, 34] сынады. , 45, 48, 62, 63, 81]. Бұл кемшіліктерді сегменттеу немесе модельдеу уақытын арттыру арқылы жоюға болады. Тиісті ақпаратты жоғалту және алу үш топтың алдында тұрған мәселе болды [30, 74, 77]. Пациенттердің есептеріне сәйкес, йодталған контраст агенттері дозаның шектеулеріне байланысты оңтайлы тамыр көрінуін қамтамасыз етпеді [74]. Мәйіт моделін енгізу «мүмкіндігінше аз» қағидатынан және енгізілген контраст агентінің дозасының шектеулерінен алшақтайтын идеалды әдіс болып көрінеді.
Өкінішке орай, көптеген мақалаларда 3DPAM-ның кейбір негізгі ерекшеліктері айтылмайды. Мақалалардың жартысынан азы 3DPAM-ның боялған-боялмағанын анық көрсетті. Баспа көлемінің қамтылуы сәйкес келмеді (мақалалардың 43%-ы), ал тек 34%-ы бірнеше медианы пайдалануды атап өтті. Бұл басып шығару параметрлері өте маңызды, себебі олар 3DPAM-ның оқу қасиеттеріне әсер етеді. Көптеген мақалалар 3DPAM алудың күрделілігі (жобалау уақыты, қызметкерлердің біліктілігі, бағдарламалық жасақтама құны, басып шығару құны және т.б.) туралы жеткілікті ақпарат бермейді. Бұл ақпарат өте маңызды және жаңа 3DPAM әзірлеу жобасын бастамас бұрын ескерілуі керек.
Бұл жүйелі шолу қалыпты анатомиялық модельдерді жобалау және 3D басып шығару арзан бағамен мүмкін екенін көрсетеді, әсіресе FDM немесе SLA принтерлерін және арзан бір түсті пластикалық материалдарды пайдаланған кезде. Дегенмен, бұл негізгі дизайндарды түс қосу немесе әртүрлі материалдардағы дизайндарды қосу арқылы жақсартуға болады. Шынайы модельдер (мәйіттің анықтамалық моделінің тактильді қасиеттерін дәл қайталау үшін әртүрлі түстер мен текстуралардың бірнеше материалдарын пайдаланып басылған) қымбатырақ 3D басып шығару технологияларын және ұзағырақ жобалау уақытын қажет етеді. Бұл жалпы құнын айтарлықтай арттырады. Қай басып шығару процесі таңдалса да, тиісті бейнелеу әдісін таңдау 3DPAM табысының кілті болып табылады. Кеңістіктік ажыратымдылық неғұрлым жоғары болса, модель соғұрлым шынайы болады және оны озық зерттеулер үшін пайдалануға болады. Педагогикалық тұрғыдан алғанда, 3DPAM анатомияны оқытудың тиімді құралы болып табылады, бұл студенттерге берілетін білім тесттерімен және олардың қанағаттанушылығымен дәлелденеді. 3DPAM оқыту әсері күрделі анатомиялық аймақтарды қайталағанда және студенттер оны медициналық дайындықтың басында қолданғанда ең жақсы болады.
Ағымдағы зерттеуде жасалған және/немесе талданған деректер жиынтығы тілдік кедергілерге байланысты көпшілікке қолжетімді емес, бірақ тиісті автордан ақылға қонымды сұраныс бойынша қолжетімді.
Дрейк Р.Л., Лоури ДЖ., Пруитт С.М. АҚШ медициналық мектептерінің оқу бағдарламаларындағы жалпы анатомия, микроанатомия, нейробиология және эмбриология курстарына шолу. Anat Rec. 2002;269(2):118-22.
Гош С.К. Мәйітті диссекциялау 21 ғасырдағы анатомиялық ғылымның білім беру құралы ретінде: Диссекция білім беру құралы ретінде. Ғылыми білім беруді талдау. 2017;10(3):286–99.
Жарияланған уақыты: 09.04.2024