Mifumo ya anatomia iliyochapishwa yenye vipimo vitatu (3DPAM) inaonekana kuwa kifaa kinachofaa kutokana na thamani yake ya kielimu na uwezekano wake. Madhumuni ya mapitio haya ni kuelezea na kuchambua mbinu zinazotumika kuunda 3DPAM kwa ajili ya kufundisha anatomia ya binadamu na kutathmini mchango wake wa ufundishaji.
Utafutaji wa kielektroniki ulifanywa katika PubMed kwa kutumia maneno yafuatayo: elimu, shule, kujifunza, kufundisha, mafunzo, kufundisha, elimu, pande tatu, 3D, pande tatu, uchapishaji, uchapishaji, uchapishaji, anatomia, anatomia, anatomia, na anatomia. Matokeo yalijumuisha sifa za utafiti, muundo wa modeli, tathmini ya mofolojia, utendaji wa kielimu, nguvu na udhaifu.
Miongoni mwa makala 68 zilizochaguliwa, idadi kubwa zaidi ya tafiti zilizolenga eneo la fuvu (makala 33); makala 51 zinataja uchapishaji wa mifupa. Katika makala 47, 3DPAM ilitengenezwa kulingana na tomografia iliyokokotolewa. Michakato mitano ya uchapishaji imeorodheshwa. Plastiki na derivatives zake zilitumika katika tafiti 48. Kila muundo una bei kuanzia $1.25 hadi $2,800. Masomo thelathini na saba yalilinganisha 3DPAM na mifumo ya marejeleo. Makala thelathini na tatu zilichunguza shughuli za kielimu. Faida kuu ni ubora wa kuona na kugusa, ufanisi wa kujifunza, kurudia, ubinafsishaji na wepesi, kuokoa muda, ujumuishaji wa anatomia ya utendaji, uwezo bora wa mzunguko wa akili, uhifadhi wa maarifa na kuridhika kwa mwalimu/mwanafunzi. Hasara kuu zinahusiana na muundo: uthabiti, ukosefu wa maelezo au uwazi, rangi ambazo ni angavu sana, muda mrefu wa kuchapisha na gharama kubwa.
Mapitio haya ya kimfumo yanaonyesha kuwa 3DPAM ina gharama nafuu na ufanisi kwa kufundisha anatomia. Mifumo halisi zaidi inahitaji matumizi ya teknolojia ghali zaidi za uchapishaji wa 3D na muda mrefu zaidi wa usanifu, ambao utaongeza gharama kwa ujumla kwa kiasi kikubwa. Jambo la msingi ni kuchagua njia inayofaa ya upigaji picha. Kwa mtazamo wa ufundishaji, 3DPAM ni zana bora ya kufundisha anatomia, yenye athari chanya kwenye matokeo ya kujifunza na kuridhika. Athari ya kufundisha ya 3DPAM ni bora zaidi inapozalisha maeneo tata ya anatomia na wanafunzi huitumia mapema katika mafunzo yao ya kimatibabu.
Upasuaji wa maiti za wanyama umefanywa tangu Ugiriki ya kale na ni mojawapo ya njia kuu za kufundisha anatomia. Upasuaji wa maiti unaofanywa wakati wa mafunzo ya vitendo hutumika katika mtaala wa kinadharia wa wanafunzi wa matibabu wa vyuo vikuu na kwa sasa unachukuliwa kuwa kiwango cha dhahabu cha utafiti wa anatomia [1,2,3,4,5]. Hata hivyo, kuna vikwazo vingi vya matumizi ya sampuli za maiti za binadamu, na kusababisha utafutaji wa zana mpya za mafunzo [6, 7]. Baadhi ya zana hizi mpya ni pamoja na uhalisia ulioboreshwa, zana za kidijitali, na uchapishaji wa 3D. Kulingana na ukaguzi wa hivi karibuni wa fasihi na Santos et al. [8] Kwa upande wa thamani ya teknolojia hizi mpya za kufundisha anatomia, uchapishaji wa 3D unaonekana kuwa mojawapo ya rasilimali muhimu zaidi, kwa upande wa thamani ya kielimu kwa wanafunzi na kwa upande wa uwezekano wa utekelezaji [4,9,10].
Uchapishaji wa 3D si mpya. Hati miliki za kwanza zinazohusiana na teknolojia hii zilianza mwaka wa 1984: A Le Méhauté, O De Witte na JC André nchini Ufaransa, na wiki tatu baadaye C Hull nchini Marekani. Tangu wakati huo, teknolojia imeendelea kubadilika na matumizi yake yamepanuka katika maeneo mengi. Kwa mfano, NASA ilichapisha kitu cha kwanza zaidi ya Dunia mwaka wa 2014 [11]. Sehemu ya matibabu pia imetumia zana hii mpya, na hivyo kuongeza hamu ya kutengeneza dawa za kibinafsi [12].
Waandishi wengi wameonyesha faida za kutumia mifano ya anatomia iliyochapishwa kwa 3D (3DPAM) katika elimu ya matibabu [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Wakati wa kufundisha anatomia ya binadamu, mifano isiyo ya patholojia na ya kawaida ya anatomia inahitajika. Baadhi ya mapitio yamechunguza mifano ya mafunzo ya patholojia au ya kimatibabu/upasuaji [8, 20, 21]. Ili kutengeneza modeli mseto ya kufundisha anatomia ya binadamu ambayo inajumuisha zana mpya kama vile uchapishaji wa 3D, tulifanya mapitio ya kimfumo ili kuelezea na kuchambua jinsi vitu vilivyochapishwa kwa 3D vinavyoundwa kwa ajili ya kufundisha anatomia ya binadamu na jinsi wanafunzi wanavyotathmini ufanisi wa kujifunza kwa kutumia vitu hivi vya 3D.
Mapitio haya ya kimfumo ya fasihi yalifanywa mnamo Juni 2022 bila vikwazo vya muda kwa kutumia miongozo ya PRISMA (Vipengele Vinavyopendekezwa vya Kuripoti kwa Mapitio ya Kimfumo na Uchambuzi wa Meta) [22].
Vigezo vya ujumuishaji vyote vilikuwa karatasi za utafiti zilizotumia 3DPAM katika ufundishaji/ujifunzaji wa anatomia. Mapitio ya fasihi, barua, au makala zinazozingatia mifumo ya patholojia, mifumo ya wanyama, mifumo ya akiolojia, na mifumo ya mafunzo ya matibabu/upasuaji hazikujumuishwa. Ni makala zilizochapishwa kwa Kiingereza pekee ndizo zilizochaguliwa. Makala bila muhtasari unaopatikana mtandaoni ndizo zilizotengwa. Makala zilizojumuisha mifumo mingi, angalau moja ambayo ilikuwa ya kawaida kianatomia au ilikuwa na ugonjwa mdogo usioathiri thamani ya ufundishaji, zilijumuishwa.
Utafutaji wa fasihi ulifanywa katika hifadhidata ya kielektroniki ya PubMed (Maktaba ya Kitaifa ya Tiba, NCBI) ili kubaini tafiti husika zilizochapishwa hadi Juni 2022. Tumia maneno yafuatayo ya utafutaji: elimu, shule, ufundishaji, ufundishaji, ujifunzaji, ufundishaji, elimu, yenye pande tatu, 3D, 3D, uchapishaji, uchapishaji, uchapishaji, anatomia, anatomia, anatomia na anatomia. Swali moja lilifanywa: (((elimu[Kichwa/Muhtasari] AU shule[Kichwa/Muhtasari] AU kujifunza[Kichwa/Muhtasari] AU kufundisha[Kichwa/Muhtasari] AU mafunzo[Kichwa/Muhtasari] AU Kila[Kichwa/Muhtasari] ] AU Elimu [Kichwa/Muhtasari]) NA (Vipimo Vitatu [Kichwa] AU 3D [Kichwa] AU 3D [Kichwa])) NA (Chapisha [Kichwa] AU Chapisha [Kichwa] AU Chapisha [Kichwa])) NA (Anatomia) [Kichwa] ]/muhtasari] au anatomia [kichwa/muhtasari] au anatomia [kichwa/muhtasari] au anatomia [kichwa/muhtasari]). Makala ya ziada yalitambuliwa kwa kutafuta kwa mikono hifadhidata ya PubMed na kupitia marejeleo ya makala mengine ya kisayansi. Hakuna vikwazo vya tarehe vilivyotumika, lakini kichujio cha "Mtu" kilitumika.
Vichwa na muhtasari wote vilivyopatikana vilichunguzwa dhidi ya vigezo vya kuingizwa na kutengwa na waandishi wawili (EBR na AL), na utafiti wowote ambao haukukidhi vigezo vyote vya ustahiki ulitengwa. Machapisho kamili ya tafiti zilizobaki yalipatikana na kupitiwa na waandishi watatu (EBR, EBE na AL). Ilipohitajika, kutokubaliana katika uteuzi wa makala kulitatuliwa na mtu wa nne (LT). Machapisho yaliyokidhi vigezo vyote vya kuingizwa yalijumuishwa katika ukaguzi huu.
Uchimbaji wa data ulifanywa kwa kujitegemea na waandishi wawili (EBR na AL) chini ya usimamizi wa mwandishi wa tatu (LT).
- Data ya muundo wa modeli: maeneo ya anatomia, sehemu maalum za anatomia, modeli ya awali ya uchapishaji wa 3D, mbinu ya kupata, programu ya mgawanyiko na uundaji wa modeli, aina ya printa ya 3D, aina ya nyenzo na wingi, kipimo cha uchapishaji, rangi, gharama ya uchapishaji.
- Tathmini ya kimofolojia ya mifano: mifano inayotumika kulinganisha, tathmini ya kimatibabu ya wataalamu/walimu, idadi ya watathmini, aina ya tathmini.
- Kufundisha modeli ya 3D: tathmini ya maarifa ya mwanafunzi, mbinu ya tathmini, idadi ya wanafunzi, idadi ya vikundi vya kulinganisha, upangaji nasibu wa wanafunzi, elimu/aina ya mwanafunzi.
Tafiti 418 zilitambuliwa katika MEDLINE, na makala 139 zilitengwa na kichujio cha "binadamu". Baada ya kupitia vichwa na muhtasari, tafiti 103 zilichaguliwa kwa ajili ya usomaji kamili wa maandishi. Makala 34 zilitengwa kwa sababu zilikuwa ama mifano ya kiafya (makala 9), mifano ya mafunzo ya kimatibabu/upasuaji (makala 4), mifano ya wanyama (makala 4), mifano ya radiolojia ya 3D (makala 1) au hazikuwa makala asilia za kisayansi (sura 16). ). Jumla ya makala 68 zilijumuishwa katika ukaguzi. Mchoro 1 unaonyesha mchakato wa uteuzi kama chati ya mtiririko.
Chati ya mtiririko inayofupisha utambuzi, uchunguzi, na ujumuishaji wa makala katika ukaguzi huu wa kimfumo
Tafiti zote zilichapishwa kati ya 2014 na 2022, ikiwa na wastani wa mwaka wa uchapishaji wa 2019. Miongoni mwa makala 68 zilizojumuishwa, tafiti 33 (49%) zilikuwa za maelezo na majaribio, 17 (25%) zilikuwa za majaribio tu, na 18 (26%) zilikuwa za majaribio. Zina maelezo tu. Kati ya tafiti 50 za majaribio (73%), 21 (31%) zilitumia nasibu. Ni tafiti 34 pekee (50%) zilizojumuisha uchanganuzi wa takwimu. Jedwali la 1 linafupisha sifa za kila utafiti.
Makala 33 (48%) zilichunguza eneo la kichwa, makala 19 (28%) zilichunguza eneo la kifua, makala 17 (25%) zilichunguza eneo la tumbo, na makala 15 (22%) zilichunguza viungo. Makala hamsini na moja (75%) zilitaja mifupa iliyochapishwa kwa 3D kama mifano ya anatomia au mifano ya anatomia ya vipande vingi.
Kuhusu mifumo au faili chanzo zilizotumika kutengeneza 3DPAM, makala 23 (34%) zilitaja matumizi ya data ya mgonjwa, makala 20 (29%) zilitaja matumizi ya data ya maiti, na makala 17 (25%) zilitaja matumizi ya hifadhidata. zilitumika, na tafiti 7 (10%) hazikufichua chanzo cha hati zilizotumika.
Uchunguzi 47 (69%) ulitengeneza 3DPAM kulingana na tomografia iliyokokotolewa, na tafiti 3 (4%) ziliripoti matumizi ya microCT. Makala 7 (10%) yalionyesha vitu vya 3D kwa kutumia skana za macho, makala 4 (6%) kwa kutumia MRI, na makala 1 (1%) kwa kutumia kamera na darubini. Makala 14 (21%) hayakutaja chanzo cha faili za chanzo cha muundo wa modeli ya 3D. Faili za 3D huundwa kwa azimio la wastani la nafasi la chini ya 0.5 mm. Azimio bora ni 30 μm [80] na azimio la juu zaidi ni 1.5 mm [32].
Programu sitini tofauti za programu (ugawaji, uundaji wa modeli, usanifu au uchapishaji) zilitumika. Mimics (Materialise, Leuven, Ubelgiji) ilitumika mara nyingi zaidi (tafiti 14, 21%), ikifuatiwa na MeshMixer (Autodesk, San Rafael, CA) (tafiti 13, 19%), Geomagic (Mfumo wa 3D, MO, NC, Leesville). (tafiti 10, 15%), Kikata 3D (Mafunzo ya Wasanidi Programu wa Kikata, Boston, MA) (tafiti 9, 13%), Blender (Blender Foundation, Amsterdam, Uholanzi) (tafiti 8, 12%) na CURA (Geldemarsen, Uholanzi) (tafiti 7, 10%).
Mifumo sitini na saba tofauti ya printa na michakato mitano ya uchapishaji imetajwa. Teknolojia ya FDM (Fused Deposition Modeling) ilitumika katika bidhaa 26 (38%), ulipuaji wa nyenzo katika bidhaa 13 (19%) na hatimaye ulipuaji wa binder (bidhaa 11, 16%). Teknolojia zinazotumika kidogo zaidi ni stereolithography (SLA) (makala 5, 7%) na selective leza sintering (SLS) (makala 4, 6%). Printa inayotumika sana (makala 7, 10%) ni Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Israel) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Wakati wa kubainisha vifaa vilivyotumika kutengeneza 3DPAM (makala 51, 75%), tafiti 48 (71%) zilitumia plastiki na derivatives zake. Vifaa vikuu vilivyotumika vilikuwa PLA (asidi ya polilaktiki) (n = 20, 29%), resini (n = 9, 13%) na ABS (aina 7, 10%). Vipengele 23 (34%) vilichunguza 3DPAM iliyotengenezwa kwa nyenzo nyingi, vipengele 36 (53%) viliwasilisha 3DPAM iliyotengenezwa kwa nyenzo moja tu, na vipengele 9 (13%) havikubainisha nyenzo.
Makala ishirini na tisa (43%) ziliripoti uwiano wa uchapishaji kuanzia 0.25:1 hadi 2:1, kwa wastani wa 1:1. Makala ishirini na tano (37%) zilitumia uwiano wa 1:1. 3DPAM 28 (41%) zilikuwa na rangi nyingi, na 9 (13%) zilipakwa rangi baada ya uchapishaji [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Makala thelathini na nne (50%) zilitaja gharama. Makala 9 (13%) zilitaja gharama ya vichapishi vya 3D na malighafi. Bei ya vichapishi inaanzia $302 hadi $65,000. Zikibainishwa, bei za mifano zinaanzia $1.25 hadi $2,800; viwango hivi vya juu vinahusiana na sampuli za mifupa [47] na modeli za retroperitoneal zenye uaminifu wa hali ya juu [48]. Jedwali la 2 linatoa muhtasari wa data ya modeli kwa kila utafiti uliojumuishwa.
Uchunguzi thelathini na saba (54%) ulilinganisha 3DAPM na mfumo wa marejeleo. Miongoni mwa tafiti hizi, kilinganishi cha kawaida kilikuwa mfumo wa marejeleo wa anatomia, uliotumika katika makala 14 (38%), maandalizi yaliyopakwa plastiki katika makala 6 (16%), maandalizi yaliyopakwa plastiki katika makala 6 (16%). Matumizi ya uhalisia pepe, tomografia iliyokokotolewa, upigaji picha wa 3DPAM moja katika makala 5 (14%), 3DPAM nyingine katika makala 3 (8%), michezo mikubwa katika makala 1 (3%), radiografia katika makala 1 (3%), mifumo ya biashara katika makala 1 (3%) na uhalisia ulioongezwa katika makala 1 (3%). Uchunguzi thelathini na nne (50%) ulipima 3DPAM. Uchunguzi kumi na tano (48%) ulielezea uzoefu wa wakadiriaji kwa undani (Jedwali 3). 3DPAM ilifanywa na madaktari bingwa wa upasuaji au madaktari wanaohudhuria katika tafiti 7 (47%), wataalamu wa anatomia katika tafiti 6 (40%), wanafunzi katika tafiti 3 (20%), walimu (nidhamu haijabainishwa) katika tafiti 3 (20%) kwa ajili ya tathmini na mtathmini mmoja zaidi katika makala (7%). Idadi ya wastani ya watathmini ni 14 (kiwango cha chini 2, kiwango cha juu 30). Masomo thelathini na tatu (49%) yalipima mofolojia ya 3DPAM kwa ubora, na tafiti 10 (15%) zilipima mofolojia ya 3DPAM kwa kiasi. Kati ya tafiti 33 zilizotumia tathmini za ubora, 16 zilitumia tathmini za maelezo pekee (48%), 9 zilitumia vipimo/ukadiriaji/tafiti (27%), na 8 zilitumia mizani ya Likert (24%). Jedwali la 3 linatoa muhtasari wa tathmini za mofolojia za mifano katika kila utafiti uliojumuishwa.
Makala thelathini na tatu (48%) zilichunguza na kulinganisha ufanisi wa kufundisha 3DPAM kwa wanafunzi. Kati ya tafiti hizi, makala 23 (70%) zilipima kuridhika kwa wanafunzi, 17 (51%) zilitumia mizani ya Likert, na 6 (18%) zilitumia mbinu zingine. Makala ishirini na mbili (67%) zilipima ujifunzaji wa wanafunzi kupitia upimaji wa maarifa, ambapo 10 (30%) zilitumia majaribio ya awali na/au majaribio ya baada. Masomo kumi na moja (33%) yalitumia maswali na mitihani ya kuchagua jibu sahihi ili kutathmini maarifa ya wanafunzi, na tafiti tano (15%) zilitumia utambulisho wa picha/anatomia. Wastani wa wanafunzi 76 walishiriki katika kila utafiti (kiwango cha chini 8, kiwango cha juu 319). Masomo ishirini na nne (72%) yalikuwa na kikundi cha udhibiti, ambapo 20 (60%) yalitumia nasibu. Kwa upande mwingine, utafiti mmoja (3%) uligawa mifano ya anatomia kwa nasibu kwa wanafunzi 10 tofauti. Kwa wastani, vikundi 2.6 vililinganishwa (kiwango cha chini 2, kiwango cha juu 10). Tafiti ishirini na tatu (70%) zilihusisha wanafunzi wa udaktari, ambapo 14 (42%) walikuwa wanafunzi wa udaktari wa mwaka wa kwanza. Tafiti sita (18%) zilihusisha wakazi, wanafunzi 4 (12%) wa meno, na wanafunzi 3 (9%) wa sayansi. Tafiti sita (18%) zilitekeleza na kutathmini ujifunzaji wa kujitegemea kwa kutumia 3DPAM. Jedwali la 4 linatoa muhtasari wa matokeo ya tathmini ya ufanisi wa ufundishaji wa 3DPAM kwa kila utafiti uliojumuishwa.
Faida kuu zilizoripotiwa na waandishi kwa kutumia 3DPAM kama zana ya kufundishia anatomia ya kawaida ya binadamu ni sifa za kuona na kugusa, ikiwa ni pamoja na uhalisia [55, 67], usahihi [44, 50, 72, 85], na uthabiti tofauti [34, 45]. , 48, 64], rangi na uwazi [28, 45], uimara [24, 56, 73], athari ya kielimu [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], gharama [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], urejelezaji [80], uwezekano wa uboreshaji au ubinafsishaji [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], uwezo wa kuwadanganya wanafunzi [30, 49], kuokoa muda wa kufundisha [61, 80], urahisi wa kuhifadhi [61], uwezo wa kuunganisha anatomia ya utendaji kazi au kuunda miundo maalum [51, 53], 67], muundo wa haraka wa mifupa modeli [81], uwezo wa kuunda modeli kwa pamoja na kuzipeleka nyumbani [49, 60, 71], kuboresha uwezo wa kuzunguka kiakili [23] na kuhifadhi maarifa [32], na pia kwa mwalimu [25, 63] na kuridhika kwa wanafunzi [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Hasara kuu zinahusiana na muundo: ugumu [80], uthabiti [28, 62], ukosefu wa maelezo au uwazi [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], rangi angavu sana [45]. na udhaifu wa sakafu [71]. Hasara zingine ni pamoja na upotevu wa taarifa [30, 76], muda mrefu unaohitajika kwa mgawanyiko wa picha [36, 52, 57, 58, 74], muda wa kuchapisha [57, 63, 66, 67], ukosefu wa tofauti za anatomiki [25], na gharama. Juu [48].
Mapitio haya ya kimfumo yanafupisha makala 68 zilizochapishwa kwa zaidi ya miaka 9 na yanaangazia shauku ya jamii ya kisayansi katika 3DPAM kama chombo cha kufundisha anatomia ya kawaida ya binadamu. Kila eneo la anatomia lilisomwa na kuchapishwa kwa 3D. Kati ya makala hizi, makala 37 zililinganisha 3DPAM na mifumo mingine, na makala 33 zilitathmini umuhimu wa ufundishaji wa 3DPAM kwa wanafunzi.
Kwa kuzingatia tofauti katika muundo wa tafiti za uchapishaji wa anatomia wa 3D, hatukuiona inafaa kufanya uchambuzi wa meta. Uchambuzi wa meta uliochapishwa mwaka wa 2020 ulilenga zaidi majaribio ya maarifa ya anatomia baada ya mafunzo bila kuchambua vipengele vya kiufundi na kiteknolojia vya muundo na uzalishaji wa 3DPAM [10].
Eneo la kichwa ndilo linalosomwa zaidi, labda kwa sababu ugumu wa anatomia yake hufanya iwe vigumu zaidi kwa wanafunzi kuonyesha eneo hili la anatomia katika nafasi ya pande tatu ikilinganishwa na viungo au kiwiliwili. CT ndiyo njia ya upigaji picha inayotumika sana. Mbinu hii hutumika sana, haswa katika mazingira ya kimatibabu, lakini ina azimio dogo la anga na utofautishaji mdogo wa tishu laini. Mapungufu haya hufanya skani za CT zisifae kwa mgawanyiko na uundaji wa mfumo wa neva. Kwa upande mwingine, tomografia iliyokokotolewa inafaa zaidi kwa mgawanyiko/uundaji wa tishu za mfupa; Utofautishaji wa tishu laini za mfupa husaidia kukamilisha hatua hizi kabla ya mifano ya anatomia ya uchapishaji wa 3D. Kwa upande mwingine, microCT inachukuliwa kuwa teknolojia ya marejeleo katika suala la azimio la anga katika upigaji picha wa mfupa [70]. Skana za macho au MRI pia zinaweza kutumika kupata picha. Ubora wa juu huzuia kulainisha nyuso za mfupa na huhifadhi ujanja wa miundo ya anatomia [59]. Chaguo la modeli pia huathiri azimio la anga: kwa mfano, mifano ya plastiki ina azimio la chini [45]. Wabunifu wa michoro wanapaswa kuunda mifano maalum ya 3D, ambayo huongeza gharama ($25 hadi $150 kwa saa) [43]. Kupata faili za .STL zenye ubora wa juu haitoshi kuunda mifumo ya anatomia yenye ubora wa juu. Ni muhimu kubaini vigezo vya uchapishaji, kama vile mwelekeo wa mfumo wa anatomia kwenye bamba la uchapishaji [29]. Baadhi ya waandishi wanapendekeza kwamba teknolojia za uchapishaji za hali ya juu kama vile SLS zinapaswa kutumika inapowezekana ili kuboresha usahihi wa 3DPAM [38]. Uzalishaji wa 3DPAM unahitaji usaidizi wa kitaalamu; wataalamu wanaotafutwa zaidi ni wahandisi [72], wataalamu wa eksirei, [75], wabunifu wa michoro [43] na wataalamu wa anatomia [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Programu ya ugawaji na uundaji wa modeli ni mambo muhimu katika kupata modeli sahihi za anatomia, lakini gharama ya vifurushi hivi vya programu na ugumu wake huzuia matumizi yake. Tafiti kadhaa zimelinganisha matumizi ya vifurushi tofauti vya programu na teknolojia za uchapishaji, zikionyesha faida na hasara za kila teknolojia [68]. Mbali na programu ya uundaji wa modeli, programu ya uchapishaji inayoendana na printa iliyochaguliwa pia inahitajika; baadhi ya waandishi wanapendelea kutumia uchapishaji wa 3D mtandaoni [75]. Ikiwa vitu vya kutosha vya 3D vimechapishwa, uwekezaji unaweza kusababisha faida za kifedha [72].
Plastiki ndiyo nyenzo inayotumika sana. Aina zake mbalimbali za umbile na rangi huifanya kuwa nyenzo inayopendelewa kwa 3DPAM. Baadhi ya waandishi wameisifu nguvu yake ya juu ikilinganishwa na mifumo ya kitamaduni ya maiti au plastiki [24, 56, 73]. Baadhi ya plastiki hata zina sifa za kupinda au kunyoosha. Kwa mfano, Filaflex yenye teknolojia ya FDM inaweza kunyoosha hadi 700%. Baadhi ya waandishi huiona kama nyenzo inayopendelewa kwa ajili ya uigaji wa misuli, kano na ligament [63]. Kwa upande mwingine, tafiti mbili zimeibua maswali kuhusu mwelekeo wa nyuzi wakati wa uchapishaji. Kwa kweli, mwelekeo wa nyuzi za misuli, uingizaji, uhifadhi wa ndani, na utendakazi ni muhimu katika uundaji wa misuli [33].
Cha kushangaza, tafiti chache hutaja kiwango cha uchapishaji. Kwa kuwa watu wengi wanaona uwiano wa 1:1 kuwa wa kawaida, mwandishi anaweza kuwa amechagua kutotaja hilo. Ingawa kuongeza ukubwa kungekuwa muhimu kwa ujifunzaji ulioelekezwa katika vikundi vikubwa, uwezekano wa kuongeza ukubwa bado haujachunguzwa, haswa kwa kuongezeka kwa ukubwa wa darasa na ukubwa wa kimwili wa modeli kuwa jambo muhimu. Bila shaka, mizani ya ukubwa kamili hurahisisha kupata na kuwasilisha vipengele mbalimbali vya anatomia kwa mgonjwa, ambayo inaweza kuelezea kwa nini hutumiwa mara nyingi.
Kati ya printa nyingi zinazopatikana sokoni, zile zinazotumia teknolojia ya PolyJet (inki ya nyenzo au binder) kutoa uchapishaji wa rangi na tabaka nyingi (na kwa hivyo umbile nyingi) gharama ya uchapishaji wa ubora wa juu kati ya dola za Marekani 20,000 na dola za Marekani 250,000 (https: //www.aniwaa.com/). Gharama hii kubwa inaweza kupunguza utangazaji wa 3DPAM katika shule za matibabu. Mbali na gharama ya printa, gharama ya vifaa vinavyohitajika kwa uchapishaji wa inkjet ni kubwa kuliko kwa printa za SLA au FDM [68]. Bei za printa za SLA au FDM pia zina bei nafuu zaidi, kuanzia €576 hadi €4,999 katika makala zilizoorodheshwa katika ukaguzi huu. Kulingana na Tripodi na wenzake, kila sehemu ya mifupa inaweza kuchapishwa kwa dola za Marekani 1.25 [47]. Tafiti kumi na moja zilihitimisha kuwa uchapishaji wa 3D ni wa bei nafuu kuliko uundaji wa plastiki au mifumo ya kibiashara [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Zaidi ya hayo, mifumo hii ya kibiashara imeundwa kutoa taarifa za mgonjwa bila maelezo ya kutosha kwa ajili ya kufundisha anatomia [80]. Mifumo hii ya kibiashara inachukuliwa kuwa duni kuliko 3DPAM [44]. Inafaa kuzingatia kwamba, pamoja na teknolojia ya uchapishaji inayotumika, gharama ya mwisho ni sawia na kipimo na kwa hivyo ukubwa wa mwisho wa 3DPAM [48]. Kwa sababu hizi, kipimo cha ukubwa kamili kinapendelewa [37].
Utafiti mmoja tu ulilinganisha 3DPAM na mifano ya anatomia inayopatikana kibiashara [72]. Sampuli za maiti ndizo zinazotumika sana kulinganisha 3DPAM. Licha ya mapungufu yake, mifano ya maiti inabaki kuwa kifaa muhimu cha kufundisha anatomia. Tofauti lazima ifanywe kati ya uchunguzi wa maiti, mgawanyiko na mfupa mkavu. Kulingana na majaribio ya mafunzo, tafiti mbili zilionyesha kuwa 3DPAM ilikuwa na ufanisi zaidi kuliko mgawanyiko wa plastiki [16, 27]. Utafiti mmoja ulilinganisha saa moja ya mafunzo kwa kutumia 3DPAM (kiungo cha chini) na saa moja ya mgawanyiko wa eneo moja la anatomia [78]. Hakukuwa na tofauti kubwa kati ya njia hizo mbili za kufundisha. Inawezekana kwamba kuna utafiti mdogo kuhusu mada hii kwa sababu ulinganisho kama huo ni mgumu kufanya. Ugawaji ni maandalizi yanayochukua muda kwa wanafunzi. Wakati mwingine saa nyingi za maandalizi zinahitajika, kulingana na kile kinachoandaliwa. Ulinganisho wa tatu unaweza kufanywa na mifupa mkavu. Utafiti uliofanywa na Tsai na Smith uligundua kuwa alama za mtihani zilikuwa bora zaidi katika kundi linalotumia 3DPAM [51, 63]. Chen na wenzake walibainisha kuwa wanafunzi wanaotumia modeli za 3D walifanya vyema zaidi katika kutambua miundo (fuvu), lakini hakukuwa na tofauti katika alama za MCQ [69]. Hatimaye, Tanner na wenzake walionyesha matokeo bora baada ya mtihani katika kundi hili kwa kutumia 3DPAM ya pterygopalatine fossa [46]. Zana zingine mpya za kufundishia zilitambuliwa katika ukaguzi huu wa fasihi. Zilizo maarufu zaidi kati yao ni uhalisia ulioboreshwa, uhalisia pepe na michezo nzito [43]. Kulingana na Mahrous na wenzake, upendeleo wa modeli za anatomia hutegemea idadi ya saa ambazo wanafunzi hucheza michezo ya video [31]. Kwa upande mwingine, upungufu mkubwa wa zana mpya za kufundishia anatomia ni maoni ya haptic, haswa kwa zana pepe pekee [48].
Tafiti nyingi zinazotathmini 3DPAM mpya zimetumia majaribio ya awali ya maarifa. Majaribio haya ya awali husaidia kuepuka upendeleo katika tathmini. Baadhi ya waandishi, kabla ya kufanya tafiti za majaribio, huwatenga wanafunzi wote waliopata alama zaidi ya wastani katika jaribio la awali [40]. Miongoni mwa upendeleo ambao Garas na wenzake walitaja ni pamoja na rangi ya modeli na uteuzi wa wajitolea katika darasa la wanafunzi [61]. Madoa hurahisisha utambuzi wa miundo ya anatomia. Chen na wenzake walianzisha hali kali za majaribio bila tofauti za awali kati ya vikundi na utafiti huo ulipofushwa kwa kiwango cha juu iwezekanavyo [69]. Lim na wenzake wanapendekeza kwamba tathmini ya baada ya mtihani ikamilishwe na mtu wa tatu ili kuepuka upendeleo katika tathmini [16]. Baadhi ya tafiti zimetumia mizani ya Likert kutathmini uwezekano wa 3DPAM. Chombo hiki kinafaa kwa kutathmini kuridhika, lakini bado kuna upendeleo muhimu wa kufahamu [86].
Umuhimu wa kielimu wa 3DPAM ulipimwa kimsingi miongoni mwa wanafunzi wa udaktari, wakiwemo wanafunzi wa udaktari wa mwaka wa kwanza, katika tafiti 14 kati ya 33. Katika utafiti wao wa majaribio, Wilk na wenzake waliripoti kwamba wanafunzi wa udaktari waliamini kwamba uchapishaji wa 3D unapaswa kujumuishwa katika ujifunzaji wao wa anatomia [87]. 87% ya wanafunzi waliohojiwa katika utafiti wa Cercenelli waliamini kwamba mwaka wa pili wa utafiti ulikuwa wakati mzuri wa kutumia 3DPAM [84]. Matokeo ya Tanner na wenzake pia yalionyesha kuwa wanafunzi walifanya vizuri zaidi ikiwa hawajawahi kusoma uwanja huo [46]. Data hizi zinaonyesha kwamba mwaka wa kwanza wa shule ya udaktari ndio wakati mzuri wa kuingiza 3DPAM katika ufundishaji wa anatomia. Uchambuzi wa meta wa Ye uliunga mkono wazo hili [18]. Katika makala 27 zilizojumuishwa katika utafiti huo, kulikuwa na tofauti kubwa katika alama za mtihani kati ya 3DPAM na mifumo ya kitamaduni kwa wanafunzi wa udaktari, lakini si kwa wakazi.
3DPAM kama zana ya kujifunzia huboresha mafanikio ya kitaaluma [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], uhifadhi wa maarifa wa muda mrefu [32], na kuridhika kwa wanafunzi [25, 45, 46, 52, 57, 63, 66]. , 69, 84]. Jopo la wataalamu pia liliona mifumo hii kuwa muhimu [37, 42, 49, 81, 82], na tafiti mbili zilibaini kuridhika kwa mwalimu na 3DPAM [25, 63]. Kati ya vyanzo vyote, Backhouse na wenzake wanaona uchapishaji wa 3D kuwa mbadala bora wa mifumo ya kitamaduni ya anatomia [49]. Katika uchambuzi wao wa kwanza wa meta, Ye na wenzake walithibitisha kwamba wanafunzi waliopokea maagizo ya 3DPAM walikuwa na alama bora baada ya mtihani kuliko wanafunzi waliopokea maagizo ya 2D au maiti [10]. Hata hivyo, walitofautisha 3DPAM si kwa ugumu, bali kwa moyo, mfumo wa neva, na tumbo. Katika tafiti saba, 3DPAM haikufanya vizuri zaidi ya mifumo mingine kulingana na majaribio ya maarifa yaliyotolewa kwa wanafunzi [32, 66, 69, 77, 78, 84]. Katika uchambuzi wao wa meta, Salazar na wenzake walihitimisha kwamba matumizi ya 3DPAM yanaboresha haswa uelewa wa anatomia changamano [17]. Wazo hili linaendana na barua ya Hitas kwa mhariri [88]. Baadhi ya maeneo ya anatomia yanayochukuliwa kuwa magumu zaidi hayahitaji matumizi ya 3DPAM, ilhali maeneo ya anatomia changamano zaidi (kama vile shingo au mfumo wa neva) yatakuwa chaguo la kimantiki kwa 3DPAM. Wazo hili linaweza kuelezea kwa nini baadhi ya 3DPAM hazizingatiwi kuwa bora kuliko mifumo ya kitamaduni, haswa wakati wanafunzi wanakosa ujuzi katika eneo ambalo utendaji wa modeli unapatikana kuwa bora. Kwa hivyo, kuwasilisha modeli rahisi kwa wanafunzi ambao tayari wana ujuzi fulani wa somo hilo (wanafunzi wa matibabu au wakazi) hakusaidii katika kuboresha utendaji wa wanafunzi.
Kati ya faida zote za kielimu zilizoorodheshwa, tafiti 11 zilisisitiza sifa za kuona au kugusa za mifano [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], na tafiti 3 ziliboresha nguvu na uimara (33, 50 -52, 63, 79, 85, 86). Faida zingine ni kwamba wanafunzi wanaweza kudhibiti miundo, walimu wanaweza kuokoa muda, ni rahisi kuhifadhi kuliko maiti, mradi unaweza kukamilika ndani ya saa 24, unaweza kutumika kama zana ya kusomea nyumbani, na unaweza kutumika kufundisha vikundi vingi vya habari [30, 49, 60, 61, 80, 81]. Uchapishaji unaorudiwa wa 3D kwa ajili ya kufundisha anatomia kwa wingi hufanya mifano ya uchapishaji wa 3D kuwa na gharama nafuu zaidi [26]. Matumizi ya 3DPAM yanaweza kuboresha uwezo wa mzunguko wa akili [23] na kuboresha tafsiri ya picha za sehemu mbalimbali [23, 32]. Tafiti mbili ziligundua kuwa wanafunzi walio katika hatari ya kupata 3DPAM walikuwa na uwezekano mkubwa wa kufanyiwa upasuaji [40, 74]. Viunganishi vya chuma vinaweza kupachikwa ili kuunda harakati zinazohitajika kusoma anatomia ya utendaji kazi [51, 53], au modeli zinaweza kuchapishwa kwa kutumia miundo ya vichochezi [67].
Uchapishaji wa 3D huruhusu uundaji wa mifano ya anatomia inayoweza kurekebishwa kwa kuboresha vipengele fulani wakati wa hatua ya uundaji wa mifano, [48, 80] kuunda msingi unaofaa, [59] kuchanganya mifano mingi, [36] kwa kutumia uwazi, (49) rangi, [45] au kufanya miundo fulani ya ndani ionekane [30]. Tripodi na wenzake walitumia udongo wa kuchonga ili kukamilisha mifano yao ya mifupa iliyochapishwa ya 3D, wakisisitiza thamani ya mifano iliyoundwa pamoja kama zana za kufundishia [47]. Katika tafiti 9, rangi ilitumika baada ya uchapishaji [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], lakini wanafunzi waliitumia mara moja tu [49]. Kwa bahati mbaya, utafiti huo haukutathmini ubora wa mafunzo ya mifano au mlolongo wa mafunzo. Hii inapaswa kuzingatiwa katika muktadha wa elimu ya anatomia, kwani faida za kujifunza mchanganyiko na uundaji-mchanganyiko zimethibitishwa vyema [89]. Ili kukabiliana na shughuli inayokua ya utangazaji, kujifunza binafsi kumetumika mara nyingi kutathmini mifumo [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Utafiti mmoja ulihitimisha kwamba rangi ya nyenzo za plastiki ilikuwa angavu sana[45], utafiti mwingine ulihitimisha kwamba mfumo ulikuwa dhaifu sana[71], na tafiti zingine mbili zilionyesha ukosefu wa tofauti za anatomia katika muundo wa mifumo ya kibinafsi[25, 45]. . Tafiti saba zilihitimisha kwamba undani wa anatomia wa 3DPAM hautoshi [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Kwa mifano ya kina zaidi ya anatomia ya maeneo makubwa na magumu, kama vile retroperitoneum au uti wa mgongo wa kizazi, muda wa kugawanyika na uundaji wa mifano unachukuliwa kuwa mrefu sana na gharama ni kubwa sana (karibu dola za Marekani 2000) [27, 48]. Hojo na wenzake walisema katika utafiti wao kwamba ilichukua saa 40 kuunda mfano wa anatomia wa pelvis [42]. Muda mrefu zaidi wa kugawanyika ulikuwa saa 380 katika utafiti uliofanywa na Weatherall na wenzake, ambapo mifano mingi iliunganishwa ili kuunda mfano kamili wa njia ya hewa ya watoto [36]. Katika tafiti tisa, muda wa kugawanyika na uchapishaji ulizingatiwa kuwa na hasara [36, 42, 57, 58, 74]. Hata hivyo, tafiti 12 zilikosoa sifa za kimwili za mifano yao, hasa uthabiti wao, [28, 62] ukosefu wa uwazi, [30] udhaifu na monochromaticity, [71] ukosefu wa tishu laini, [66] au ukosefu wa maelezo [28, 34]. , 45, 48, 62, 63, 81]. Hasara hizi zinaweza kutatuliwa kwa kuongeza muda wa kugawanya au kuiga. Kupoteza na kupata taarifa muhimu ilikuwa tatizo lililokabiliwa na timu tatu [30, 74, 77]. Kulingana na ripoti za wagonjwa, mawakala wa utofautishaji wenye iodini hawakutoa mwonekano bora wa mishipa kutokana na mapungufu ya kipimo [74]. Sindano ya modeli ya maiti inaonekana kuwa njia bora inayoondokana na kanuni ya "kidogo iwezekanavyo" na mapungufu ya kipimo cha wakala wa utofautishaji aliyedungwa.
Kwa bahati mbaya, makala nyingi hazitaji baadhi ya vipengele muhimu vya 3DPAM. Chini ya nusu ya makala zilisema waziwazi kama 3DPAM yao ilikuwa na rangi. Ufikiaji wa wigo wa uchapishaji haukuwa thabiti (43% ya makala), na 34% pekee walitaja matumizi ya vyombo vingi vya habari. Vigezo hivi vya uchapishaji ni muhimu kwa sababu vinaathiri sifa za kujifunza za 3DPAM. Makala nyingi hazitoi taarifa za kutosha kuhusu ugumu wa kupata 3DPAM (muda wa muundo, sifa za wafanyakazi, gharama za programu, gharama za uchapishaji, n.k.). Taarifa hii ni muhimu na inapaswa kuzingatiwa kabla ya kuzingatia kuanzisha mradi wa kutengeneza 3DPAM mpya.
Mapitio haya ya kimfumo yanaonyesha kwamba kubuni na kuchapisha mifano ya kawaida ya anatomia ya 3D kunawezekana kwa gharama ya chini, hasa wakati wa kutumia printa za FDM au SLA na vifaa vya plastiki vya bei rahisi vya rangi moja. Hata hivyo, miundo hii ya msingi inaweza kuboreshwa kwa kuongeza rangi au kuongeza miundo katika vifaa tofauti. Mifano halisi zaidi (iliyochapishwa kwa kutumia vifaa vingi vya rangi na umbile tofauti ili kuiga kwa karibu sifa za kugusa za modeli ya marejeleo ya maiti) inahitaji teknolojia za uchapishaji za 3D ghali zaidi na muda mrefu zaidi wa usanifu. Hii itaongeza kwa kiasi kikubwa gharama ya jumla. Haijalishi ni mchakato gani wa uchapishaji uliochaguliwa, kuchagua njia inayofaa ya upigaji picha ni muhimu kwa mafanikio ya 3DPAM. Kadiri azimio la anga linavyokuwa kubwa, ndivyo modeli inavyokuwa ya kweli zaidi na inaweza kutumika kwa utafiti wa hali ya juu. Kutoka kwa mtazamo wa ufundishaji, 3DPAM ni zana bora ya kufundisha anatomia, kama inavyothibitishwa na majaribio ya maarifa yanayotolewa kwa wanafunzi na kuridhika kwao. Athari ya kufundisha ya 3DPAM ni bora zaidi inapozalisha maeneo tata ya anatomia na wanafunzi huitumia mapema katika mafunzo yao ya kimatibabu.
Seti za data zilizozalishwa na/au kuchanganuliwa katika utafiti wa sasa hazipatikani hadharani kutokana na vikwazo vya lugha lakini zinapatikana kutoka kwa mwandishi husika kwa ombi linalofaa.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. Mapitio ya kozi za anatomia jumla, anatomia ndogo, biolojia ya neva, na kiinitete katika mitaala ya shule ya matibabu ya Marekani. Anat Rec. 2002;269(2):118-22.
Ghosh SK Upasuaji wa maiti kama chombo cha kuelimisha sayansi ya anatomia katika karne ya 21: Upasuaji kama chombo cha kuelimisha. Uchambuzi wa elimu ya sayansi. 2017;10(3):286–99.
Muda wa chapisho: Aprili-09-2024