Uch o'lchovli bosma anatomik modellar (3DPAM) o'zining ta'limiy qiymati va amaliyligi tufayli mos vosita bo'lib tuyuladi. Ushbu sharhning maqsadi inson anatomiyasini o'qitish uchun 3DPAM yaratishda qo'llaniladigan usullarni tavsiflash va tahlil qilish hamda uning pedagogik hissasini baholashdir.
PubMed’da quyidagi atamalar yordamida elektron qidiruv o‘tkazildi: ta’lim, maktab, o‘rganish, o‘qitish, mashg‘ulotlar, o‘qitish, ta’lim, uch o‘lchovli, 3D, 3 o‘lchovli, bosma, chop etish, bosma, anatomiya, anatomiya va anatomiya. . Topilmalar tadqiqot xususiyatlari, model dizayni, morfologik baholash, ta’lim samaradorligi, kuchli va zaif tomonlarini o‘z ichiga oldi.
Tanlangan 68 ta maqola orasida eng ko'p tadqiqotlar bosh suyagi sohasiga qaratilgan (33 ta maqola); 51 ta maqolada suyak bosib chiqarish haqida so'z boradi. 47 ta maqolada 3DPAM kompyuter tomografiyasi asosida ishlab chiqilgan. Beshta bosib chiqarish jarayoni keltirilgan. 48 ta tadqiqotda plastmassalar va ularning hosilalari ishlatilgan. Har bir dizaynning narxi 1,25 dollardan 2800 dollargacha. O'ttiz yettita tadqiqotda 3DPAM mos yozuvlar modellari bilan taqqoslandi. O'ttiz uchta maqolada ta'lim faoliyati ko'rib chiqildi. Asosiy afzalliklari vizual va taktil sifat, o'rganish samaradorligi, takrorlanuvchanlik, sozlash va chaqqonlik, vaqtni tejash, funktsional anatomiyani integratsiyalash, aqliy aylanishning yaxshiroq imkoniyatlari, bilimlarni saqlash va o'qituvchi/talabaning qoniqishi. Asosiy kamchiliklar dizayn bilan bog'liq: izchillik, tafsilotlarning yo'qligi yoki shaffofligi, ranglarning juda yorqinligi, uzun bosib chiqarish vaqti va yuqori narx.
Ushbu tizimli tahlil shuni ko'rsatadiki, 3DPAM anatomiyani o'qitish uchun tejamkor va samarali hisoblanadi. Realistikroq modellar qimmatroq 3D bosib chiqarish texnologiyalaridan foydalanishni va dizayn vaqtini uzaytirishni talab qiladi, bu esa umumiy xarajatlarni sezilarli darajada oshiradi. Asosiysi, mos tasvirlash usulini tanlashdir. Pedagogik nuqtai nazardan, 3DPAM anatomiyani o'qitish uchun samarali vosita bo'lib, o'quv natijalari va qoniqishga ijobiy ta'sir ko'rsatadi. 3DPAMning o'qitish samarasi murakkab anatomik mintaqalarni qayta yaratganda va talabalar uni tibbiy tayyorgarlikning boshida qo'llaganlarida eng yaxshi bo'ladi.
Hayvonlarning jasadlarini yorib ko'rish qadimgi Yunonistondan beri amalga oshirilib kelinmoqda va anatomiyani o'qitishning asosiy usullaridan biridir. Amaliy mashg'ulotlar davomida bajariladigan jasadlarni yorib ko'rish universitet tibbiyot talabalarining nazariy o'quv dasturida qo'llaniladi va hozirda anatomiyani o'rganish uchun oltin standart hisoblanadi [1,2,3,4,5]. Biroq, inson jasad namunalaridan foydalanishda ko'plab to'siqlar mavjud bo'lib, bu yangi o'quv vositalarini izlashga undaydi [6, 7]. Ushbu yangi vositalarning ba'zilari kengaytirilgan reallik, raqamli vositalar va 3D bosib chiqarishni o'z ichiga oladi. Santos va boshqalar tomonidan yaqinda o'tkazilgan adabiyotlar sharhiga ko'ra [8]. Anatomiyani o'qitish uchun ushbu yangi texnologiyalarning qiymati nuqtai nazaridan, 3D bosib chiqarish talabalar uchun ta'limiy qiymat va amalga oshirishning maqsadga muvofiqligi nuqtai nazaridan eng muhim resurslardan biri bo'lib ko'rinadi [4,9,10].
3D bosib chiqarish yangilik emas. Ushbu texnologiyaga tegishli birinchi patentlar 1984-yilga borib taqaladi: Fransiyada A. Le Méhauté, O De Witte va J.C. Andre, uch hafta o'tgach esa AQShda C. Hull. O'shandan beri texnologiya rivojlanishda davom etdi va undan foydalanish ko'plab sohalarda kengaydi. Masalan, NASA 2014-yilda Yerdan tashqaridagi birinchi obyektni chop etdi [11]. Tibbiyot sohasi ham ushbu yangi vositani qo'lladi va shu bilan shaxsiylashtirilgan tibbiyotni rivojlantirish istagini oshirdi [12].
Ko'pgina mualliflar tibbiy ta'limda 3D bosilgan anatomik modellardan (3DPAM) foydalanishning afzalliklarini namoyish etishdi [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Inson anatomiyasini o'qitishda patologik bo'lmagan va anatomik jihatdan normal modellar kerak bo'ladi. Ba'zi sharhlarda patologik yoki tibbiy/jarrohlik mashg'ulotlari modellari o'rganilgan [8, 20, 21]. 3D bosma kabi yangi vositalarni o'z ichiga olgan inson anatomiyasini o'qitish uchun gibrid modelni ishlab chiqish uchun biz inson anatomiyasini o'qitish uchun 3D bosilgan obyektlar qanday yaratilishini va talabalar ushbu 3D obyektlardan foydalangan holda o'rganish samaradorligini qanday baholashlarini tavsiflash va tahlil qilish uchun tizimli sharh o'tkazdik.
Ushbu tizimli adabiyotlar sharhi 2022-yil iyun oyida PRISMA (Sistematik sharhlar va meta-tahlillar uchun afzal ko'rilgan hisobot elementlari) ko'rsatmalaridan [22] foydalangan holda vaqt cheklovlarisiz o'tkazildi.
Qo'shilish mezonlari anatomiya o'qitish/o'rganishda 3DPAM dan foydalangan barcha tadqiqot ishlari edi. Patologik modellar, hayvon modellari, arxeologik modellar va tibbiy/jarrohlik mashg'ulotlari modellariga qaratilgan adabiyotlar sharhlari, xatlar yoki maqolalar chiqarib tashlandi. Faqat ingliz tilida nashr etilgan maqolalar tanlandi. Onlayn tezislari bo'lmagan maqolalar chiqarib tashlandi. Bir nechta modellarni o'z ichiga olgan, ulardan kamida bittasi anatomik jihatdan normal yoki o'qitish qiymatiga ta'sir qilmaydigan kichik patologiyaga ega maqolalar kiritildi.
2022-yil iyun oyigacha nashr etilgan tegishli tadqiqotlarni aniqlash uchun PubMed (Milliy tibbiyot kutubxonasi, NCBI) elektron ma'lumotlar bazasida adabiyotlar qidiruvi o'tkazildi. Quyidagi qidiruv so'zlaridan foydalaning: ta'lim, maktab, o'qitish, o'qitish, o'rganish, o'qitish, ta'lim, uch o'lchovli, 3D, 3D, bosma, chop etish, bosma, anatomiya, anatomiya, anatomiya va anatomiya. Bitta so'rov bajarildi: (((ta'lim[Sarlavha/Abstrakt] YOKI maktab[Sarlavha/Abstrakt] YOKI o'qitish[Sarlavha/Abstrakt] YOKI o'qitish[Sarlavha/Abstrakt] YOKI o'qitish[Sarlavha/Abstrakt] YOKI Reach[Sarlavha/Abstrakt] ] YOKI Ta'lim [Sarlavha/Abstrakt]) VA (Uch o'lchovli [Sarlavha] YOKI 3D [Sarlavha])) VA (Chop etish [Sarlavha] YOKI Chop etish [Sarlavha])) VA (Anatomiya) [Sarlavha] ]/abstrakt] yoki anatomiya [sarlavha/abstrakt] yoki anatomiya [sarlavha/abstrakt] yoki anatomiya [sarlavha/abstrakt]). Qo'shimcha maqolalar PubMed ma'lumotlar bazasida qo'lda qidirish va boshqa ilmiy maqolalarning havolalarini ko'rib chiqish orqali aniqlandi. Sana cheklovlari qo'llanilmadi, ammo "Shaxs" filtri ishlatilgan.
Barcha olingan sarlavhalar va tezislar ikkita muallif (EBR va AL) tomonidan kiritish va chiqarib tashlash mezonlariga muvofiq tekshirildi va barcha muvofiqlik mezonlariga javob bermaydigan har qanday tadqiqot chiqarib tashlandi. Qolgan tadqiqotlarning to'liq matnli nashrlari uchta muallif (EBR, EBE va AL) tomonidan olindi va ko'rib chiqildi. Zarur bo'lganda, maqolalarni tanlashdagi kelishmovchiliklar to'rtinchi shaxs (LT) tomonidan hal qilindi. Barcha kiritish mezonlariga javob beradigan nashrlar ushbu sharhga kiritildi.
Ma'lumotlarni ajratib olish ikki muallif (EBR va AL) tomonidan uchinchi muallif (LT) nazorati ostida mustaqil ravishda amalga oshirildi.
- Model dizayni ma'lumotlari: anatomik mintaqalar, o'ziga xos anatomik qismlar, 3D chop etish uchun dastlabki model, olish usuli, segmentatsiya va modellashtirish dasturi, 3D printer turi, material turi va miqdori, chop etish shkalasi, rangi, chop etish narxi.
- Modellarning morfologik bahosi: taqqoslash uchun ishlatiladigan modellar, mutaxassislar/o'qituvchilarning tibbiy bahosi, baholovchilar soni, baholash turi.
- 3D modelini o'qitish: talabalar bilimini baholash, baholash usuli, talabalar soni, taqqoslash guruhlari soni, talabalarni tasodifiy taqsimlash, ta'lim/o'quvchi turi.
MEDLINE’da 418 ta tadqiqot aniqlandi va 139 ta maqola “inson” filtri tomonidan chiqarib tashlandi. Sarlavhalar va tezislarni ko‘rib chiqqandan so‘ng, 103 ta tadqiqot to‘liq matnli o‘qish uchun tanlab olindi. 34 ta maqola chiqarib tashlandi, chunki ular patologik modellar (9 ta maqola), tibbiy/jarrohlik mashg‘ulotlari modellari (4 ta maqola), hayvon modellari (4 ta maqola), 3D radiologik modellar (1 ta maqola) yoki asl ilmiy maqolalar emas edi (16 ta bob). Sharhga jami 68 ta maqola kiritilgan. 1-rasmda tanlov jarayoni oqim sxemasi sifatida keltirilgan.
Ushbu tizimli sharhga maqolalarni aniqlash, saralash va kiritishni umumlashtiruvchi oqim sxemasi
Barcha tadqiqotlar 2014 va 2022 yillar oralig'ida nashr etilgan bo'lib, o'rtacha nashr yili 2019 yilni tashkil etgan. Kiritilgan 68 ta maqola orasida 33 tasi (49%) tavsifiy va eksperimental, 17 tasi (25%) sof eksperimental va 18 tasi (26%) eksperimental edi. Sof tavsifiy. 50 ta (73%) eksperimental tadqiqotlardan 21 tasi (31%) tasodifiylashtirishdan foydalangan. Faqat 34 ta tadqiqot (50%) statistik tahlillarni o'z ichiga olgan. 1-jadvalda har bir tadqiqotning xususiyatlari umumlashtirilgan.
33 ta maqola (48%) bosh sohasini, 19 ta maqola (28%) ko'krak qafasi sohasini, 17 ta maqola (25%) qorin-tos sohasini va 15 ta maqola (22%) oyoq-qo'llarni o'rganib chiqdi. Ellik bitta maqolada (75%) 3D bosilgan suyaklar anatomik modellar yoki ko'p bo'lakli anatomik modellar sifatida tilga olingan.
3DPAM ni ishlab chiqishda ishlatilgan manba modellari yoki fayllariga kelsak, 23 ta maqolada (34%) bemor ma'lumotlaridan foydalanish, 20 ta maqolada (29%) kadavr ma'lumotlaridan foydalanish va 17 ta maqolada (25%) ma'lumotlar bazalaridan foydalanish haqida so'z yuritilgan va 7 ta tadqiqotda (10%) ishlatilgan hujjatlarning manbasi oshkor qilinmagan.
47 ta tadqiqot (69%) kompyuter tomografiyasiga asoslangan 3DPAM ni ishlab chiqdi va 3 ta tadqiqot (4%) mikroKT dan foydalanish haqida xabar berdi. 7 ta maqola (10%) optik skanerlar yordamida 3D obyektlarni, 4 ta maqola (6%) MRT yordamida va 1 ta maqola (1%) kameralar va mikroskoplar yordamida proyeksiya qildi. 14 ta maqolada (21%) 3D model dizayni manba fayllarining manbasi tilga olinmagan. 3D fayllar o'rtacha fazoviy aniqligi 0,5 mm dan kam bo'lgan holda yaratiladi. Optimal aniqlik 30 μm [80] va maksimal aniqlik 1,5 mm [32].
Oltmish xil dasturiy ta'minot (segmentatsiya, modellashtirish, dizayn yoki bosib chiqarish) ishlatilgan. Ko'pincha Mimics (Materialise, Leuven, Belgiya) ishlatilgan (14 ta tadqiqot, 21%), undan keyin MeshMixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 ta tadqiqot, 19%), Geomagic (3D System, MO, NC, Leesville). (10 ta tadqiqot, 15%), 3D Slicer (Slicer Developer Training, Boston, MA) (9 ta tadqiqot, 13%), Blender (Blender Foundation, Amsterdam, Niderlandiya) (8 ta tadqiqot, 12%) va CURA (Geldemarsen, Niderlandiya) (7 ta tadqiqot, 10%).
Oltmish yetti xil printer modeli va beshta bosib chiqarish jarayoni tilga olingan. FDM (Fused Deposition Modeling) texnologiyasi 26 ta mahsulotda (38%), 13 ta mahsulotda materialni portlatishda (19%) va nihoyat bog'lovchi portlatishda (11 ta mahsulot, 16%) qo'llanilgan. Eng kam qo'llaniladigan texnologiyalar stereolitografiya (SLA) (5 ta maqola, 7%) va selektiv lazer sinterlash (SLS) (4 ta maqola, 6%). Eng ko'p ishlatiladigan printer (7 ta maqola, 10%) Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Isroil) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
3DPAM tayyorlash uchun ishlatiladigan materiallarni ko'rsatishda (51 ta maqola, 75%), 48 ta tadqiqotda (71%) plastmassalar va ularning hosilalari ishlatilgan. Asosiy materiallar PLA (polilaktik kislota) (n = 20, 29%), qatron (n = 9, 13%) va ABS (akrilonitril butadien stirol) (7 turdagi, 10%) edi. 23 ta maqolada (34%) bir nechta materiallardan tayyorlangan 3DPAM tekshirildi, 36 ta maqolada (53%) faqat bitta materialdan tayyorlangan 3DPAM taqdim etildi va 9 ta maqolada (13%) material ko'rsatilmagan.
Yigirma to'qqizta maqolada (43%) bosma nisbatlar 0,25:1 dan 2:1 gacha, o'rtacha 1:1 ni tashkil etgani haqida xabar berilgan. Yigirma beshta maqolada (37%) 1:1 nisbat ishlatilgan. 28 ta 3DPAM (41%) bir nechta ranglardan iborat bo'lgan va 9 tasi (13%) bosilgandan keyin bo'yalgan [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
O'ttiz to'rtta maqolada (50%) xarajatlar qayd etilgan. 9 ta maqolada (13%) 3D printerlar va xom ashyolarning narxi qayd etilgan. Printerlarning narxi 302 dollardan 65 000 dollargacha. Belgilangan hollarda, model narxlari 1,25 dollardan 2800 dollargacha; bu ekstremal qiymatlar skelet namunalariga [47] va yuqori aniqlikdagi retroperitoneal modellarga [48] mos keladi. 2-jadvalda har bir kiritilgan tadqiqot uchun model ma'lumotlari umumlashtirilgan.
O'ttiz yettita tadqiqot (54%) 3DAPM ni mos yozuvlar modeli bilan taqqosladi. Ushbu tadqiqotlar orasida eng keng tarqalgan taqqoslash vositasi 14 ta maqolada (38%), 6 ta maqolada plastinlangan preparatlar (16%), 6 ta maqolada plastinlangan preparatlar (16%) ishlatilgan anatomik mos yozuvlar modeli edi. Virtual reallikdan foydalanish, kompyuter tomografiyasi tasvirlari 5 ta maqolada bitta 3DPAM (14%), 3 ta maqolada yana bir 3DPAM (8%), 1 ta maqolada jiddiy o'yinlar (3%), 1 ta maqolada rentgenografiya (3%), 1 ta maqolada biznes modellari (3%) va 1 ta maqolada (3%) kengaytirilgan reallik (3%). O'ttiz to'rtta (50%) tadqiqot 3DPAM ni baholadi. O'n beshta (48%) tadqiqot baholovchilarning tajribalarini batafsil bayon qildi (3-jadval). 3DPAM 7 ta tadqiqotda jarrohlar yoki davolovchi shifokorlar (47%), 6 ta tadqiqotda anatomik mutaxassislar (40%), 3 ta tadqiqotda talabalar (20%), 3 ta tadqiqotda o'qituvchilar (fan ko'rsatilmagan) (20%) va maqolada yana bitta baholovchi (7%) tomonidan baholandi. Baholovchilarning o'rtacha soni 14 ta (kamida 2 ta, maksimal 30 ta). O'ttiz uchta tadqiqot (49%) 3DPAM morfologiyasini sifat jihatidan, 10 ta tadqiqot (15%) esa 3DPAM morfologiyasini miqdoriy jihatdan baholadi. Sifatli baholashlardan foydalangan 33 ta tadqiqotdan 16 tasi faqat tavsifli baholashlardan (48%), 9 tasi testlar/reytinglar/so'rovlardan (27%) va 8 tasi Likert shkalalaridan (24%) foydalangan. 3-jadvalda har bir kiritilgan tadqiqotdagi modellarning morfologik baholashlari umumlashtirilgan.
O'ttiz uchta (48%) maqolada talabalarga 3DPAM o'qitish samaradorligi o'rganildi va taqqoslandi. Ushbu tadqiqotlardan 23 tasi (70%) maqolada talabalarning qoniqishi baholandi, 17 tasi (51%) Likert shkalasidan va 6 tasi (18%) boshqa usullardan foydalanildi. Yigirma ikkita maqolada (67%) talabalarning bilim sinovlari orqali o'rganishi baholandi, ulardan 10 tasi (30%) oldindan va/yoki posttestlardan foydalanildi. O'n bir tadqiqotda (33%) talabalarning bilimlarini baholash uchun ko'p tanlovli savollar va testlardan, beshta tadqiqotda (15%) esa tasvirlarni belgilash/anatomik identifikatsiyadan foydalanildi. Har bir tadqiqotda o'rtacha 76 talaba ishtirok etdi (kamida 8 ta, maksimal 319 ta). Yigirma to'rtta tadqiqotda (72%) nazorat guruhi mavjud edi, ulardan 20 tasi (60%) tasodifiylashtirishdan foydalandi. Aksincha, bitta tadqiqotda (3%) tasodifiy ravishda 10 xil talabaga anatomik modellar tayinlandi. O'rtacha 2,6 guruh taqqoslandi (kamida 2 ta, maksimal 10 ta). Yigirma uchta tadqiqot (70%) tibbiyot talabalari ishtirokida o'tkazildi, ulardan 14 tasi (42%) tibbiyotning birinchi kurs talabalari edi. Oltita (18%) tadqiqot rezidentlar, 4 tasi (12%) stomatologiya talabalari va 3 tasi (9%) fan talabalari ishtirok etdi. Oltita tadqiqot (18%) 3DPAM yordamida mustaqil o'rganishni amalga oshirdi va baholadi. 4-jadvalda har bir kiritilgan tadqiqot uchun 3DPAM o'qitish samaradorligini baholash natijalari umumlashtirilgan.
Mualliflar tomonidan 3DPAM dan normal inson anatomiyasi uchun o'qitish vositasi sifatida foydalanishning asosiy afzalliklari vizual va taktil xususiyatlar, jumladan, realizm [55, 67], aniqlik [44, 50, 72, 85] va izchillik o'zgaruvchanligi [34, 45] hisoblanadi. , 48, 64], rang va shaffoflik [28, 45], chidamlilik [24, 56, 73], ta'limiy effekt [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], narx [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], takrorlanuvchanlik [80], takomillashtirish yoki shaxsiylashtirish imkoniyati [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], o'quvchilarni manipulyatsiya qilish qobiliyati [30, 49], o'qitish vaqtini tejash [61, 80], saqlash qulayligi [61], funktsional anatomiyani birlashtirish yoki muayyan tuzilmalarni yaratish qobiliyati [51, 53], 67], skeletning tezkor dizayni modellar [81], modellarni birgalikda yaratish va ularni uyga olib ketish qobiliyati [49, 60, 71], aqliy aylanish qobiliyatlarini yaxshilash [23] va bilimlarni saqlash [32], shuningdek, o'qituvchi [25, 63] va o'quvchining qoniqishi [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Asosiy kamchiliklar dizayn bilan bog'liq: qattiqlik [80], izchillik [28, 62], tafsilotlarning yo'qligi yoki shaffoflikning yo'qligi [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], ranglarning juda yorqinligi [45] va polning mo'rtligi [71]. Boshqa kamchiliklarga ma'lumotlarning yo'qolishi [30, 76], tasvir segmentatsiyasi uchun uzoq vaqt talab qilinishi [36, 52, 57, 58, 74], chop etish vaqti [57, 63, 66, 67], anatomik o'zgaruvchanlikning yo'qligi [25] va narx kiradi. Yuqori [48].
Ushbu tizimli sharh 9 yil davomida nashr etilgan 68 ta maqolani umumlashtiradi va ilmiy hamjamiyatning 3DPAMga normal inson anatomiyasini o'qitish vositasi sifatida qiziqishini ta'kidlaydi. Har bir anatomik mintaqa o'rganildi va 3D chop etildi. Ushbu maqolalardan 37 tasida 3DPAM boshqa modellar bilan taqqoslandi va 33 ta maqolada 3DPAMning talabalar uchun pedagogik ahamiyati baholandi.
Anatomik 3D bosib chiqarish tadqiqotlari dizaynidagi farqlarni hisobga olgan holda, biz meta-tahlil o'tkazishni maqsadga muvofiq deb hisoblamadik. 2020-yilda nashr etilgan meta-tahlil asosan 3DPAM dizayni va ishlab chiqarishning texnik va texnologik jihatlarini tahlil qilmasdan, mashg'ulotlardan keyingi anatomik bilim sinovlariga qaratilgan edi [10].
Bosh sohasi eng ko'p o'rganilgan soha hisoblanadi, ehtimol uning anatomiyasining murakkabligi talabalar uchun bu anatomik sohani oyoq-qo'llar yoki tanaga nisbatan uch o'lchovli fazoda tasvirlashni qiyinlashtiradi. KT eng ko'p qo'llaniladigan tasvirlash usuli hisoblanadi. Bu usul keng qo'llaniladi, ayniqsa tibbiy sharoitlarda, ammo cheklangan fazoviy aniqlikka va past yumshoq to'qimalar kontrastiga ega. Bu cheklovlar KT skanerlarini asab tizimini segmentatsiya qilish va modellashtirish uchun yaroqsiz holga keltiradi. Boshqa tomondan, kompyuter tomografiyasi suyak to'qimasini segmentatsiyalash/modellashtirish uchun ko'proq mos keladi; Suyak/yumshoq to'qimalar kontrasti anatomik modellarni 3D chop etishdan oldin bu bosqichlarni bajarishga yordam beradi. Boshqa tomondan, mikroKT suyak tasvirida fazoviy aniqlik nuqtai nazaridan mos yozuvlar texnologiyasi hisoblanadi [70]. Tasvirlarni olish uchun optik skanerlar yoki MRT ham ishlatilishi mumkin. Yuqori aniqlik suyak yuzalarining silliqlanishiga to'sqinlik qiladi va anatomik tuzilmalarning nozikligini saqlaydi [59]. Modelni tanlash fazoviy aniqlikka ham ta'sir qiladi: masalan, plastiklashtirish modellari pastroq aniqlikka ega [45]. Grafik dizaynerlar maxsus 3D modellarni yaratishlari kerak, bu esa xarajatlarni oshiradi (soatiga 25 dan 150 dollargacha) [43]. Yuqori sifatli .STL fayllarini olish yuqori sifatli anatomik modellarni yaratish uchun yetarli emas. Bosib chiqarish parametrlarini, masalan, anatomik modelning bosma plastinkadagi yo'nalishini aniqlash kerak [29]. Ba'zi mualliflar 3DPAM aniqligini oshirish uchun iloji boricha SLS kabi ilg'or bosma texnologiyalardan foydalanish kerakligini ta'kidlaydilar [38]. 3DPAM ishlab chiqarish professional yordamni talab qiladi; eng ko'p talab qilinadigan mutaxassislar muhandislar [72], radiologlar [75], grafik dizaynerlar [43] va anatomistlar [25, 28, 51, 57, 76, 77].
Segmentatsiya va modellashtirish dasturlari aniq anatomik modellarni olishda muhim omillar hisoblanadi, ammo bu dasturiy ta'minot paketlarining narxi va ularning murakkabligi ulardan foydalanishga to'sqinlik qiladi. Bir nechta tadqiqotlar turli dasturiy ta'minot paketlari va bosib chiqarish texnologiyalaridan foydalanishni taqqoslab, har bir texnologiyaning afzalliklari va kamchiliklarini ta'kidladi [68]. Modellashtirish dasturlariga qo'shimcha ravishda, tanlangan printer bilan mos keladigan bosib chiqarish dasturi ham talab qilinadi; ba'zi mualliflar onlayn 3D bosib chiqarishdan foydalanishni afzal ko'rishadi [75]. Agar yetarli miqdorda 3D obyektlar chop etilsa, investitsiya moliyaviy daromad keltirishi mumkin [72].
Plastik, shubhasiz, eng ko'p ishlatiladigan materialdir. Uning keng teksturalari va ranglari uni 3DPAM uchun tanlangan materialga aylantiradi. Ba'zi mualliflar uning an'anaviy kadavr yoki plastinlangan modellarga nisbatan yuqori mustahkamligini maqtashgan [24, 56, 73]. Ba'zi plastmassalar hatto egilish yoki cho'zish xususiyatlariga ham ega. Masalan, FDM texnologiyasiga ega Filaflex 700% gacha cho'zilishi mumkin. Ba'zi mualliflar uni mushak, pay va ligament replikatsiyasi uchun tanlangan material deb hisoblashadi [63]. Boshqa tomondan, ikkita tadqiqot chop etish paytida tolaning yo'nalishi haqida savollar tug'dirdi. Darhaqiqat, mushak tolasining yo'nalishi, qo'shilishi, innervatsiyasi va funktsiyasi mushaklarni modellashtirishda juda muhimdir [33].
Ajablanarlisi shundaki, chop etish ko'lami haqida kam sonli tadqiqotlar eslatib o'tilgan. Ko'p odamlar 1:1 nisbatini standart deb hisoblaganligi sababli, muallif bu haqda eslatib o'tmaslikni tanlagan bo'lishi mumkin. Katta guruhlarda yo'naltirilgan o'qitish uchun masshtabni kengaytirish foydali bo'lsa-da, masshtablashning maqsadga muvofiqligi hali o'rganilmagan, ayniqsa sinflar sonining o'sishi va modelning jismoniy hajmi muhim omil bo'lganligi sababli. Albatta, to'liq o'lchamli masshtablar bemorga turli anatomik elementlarni topish va yetkazishni osonlashtiradi, bu ularning nima uchun tez-tez ishlatilishini tushuntirishi mumkin.
Bozorda mavjud bo'lgan ko'plab printerlar orasida rangli va ko'p qatlamli (va shuning uchun ko'p teksturali) yuqori aniqlikdagi chop etishni ta'minlash uchun PolyJet (material yoki bog'lovchi inkjet) texnologiyasidan foydalanadiganlari 20 000 dan 250 000 AQSH dollarigacha turadi (https: //www.aniwaa.com/). Bu yuqori narx tibbiyot maktablarida 3DPAM ni targ'ib qilishni cheklashi mumkin. Printer narxidan tashqari, inkjet chop etish uchun zarur bo'lgan materiallar narxi SLA yoki FDM printerlariga qaraganda yuqori [68]. SLA yoki FDM printerlarining narxlari ham arzonroq bo'lib, ushbu sharhda keltirilgan maqolalarda 576 yevrodan 4999 yevrogacha o'zgarib turadi. Tripodi va hamkasblarining fikriga ko'ra, har bir skelet qismini 1,25 AQSH dollariga chop etish mumkin [47]. O'n bir tadqiqot shuni ko'rsatdiki, 3D bosib chiqarish plastiklashtirish yoki tijorat modellariga qaraganda arzonroq [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Bundan tashqari, ushbu tijorat modellari anatomiyani o'qitish uchun yetarli tafsilotlarsiz bemor haqida ma'lumot berish uchun mo'ljallangan [80]. Ushbu tijorat modellari 3DPAM dan pastroq deb hisoblanadi [44]. Shuni ta'kidlash kerakki, qo'llaniladigan bosib chiqarish texnologiyasidan tashqari, yakuniy narx masshtabga va shuning uchun 3DPAM ning yakuniy o'lchamiga mutanosibdir [48]. Shu sabablarga ko'ra, to'liq o'lchamli masshtab afzalroqdir [37].
Faqat bitta tadqiqotda 3DPAM tijoratda mavjud bo'lgan anatomik modellar bilan taqqoslandi [72]. Kadavr namunalari 3DPAM uchun eng ko'p ishlatiladigan taqqoslash vositasidir. Cheklovlariga qaramay, kadavr modellari anatomiyani o'qitish uchun qimmatli vosita bo'lib qolmoqda. Avtopsiya, disseksiya va quruq suyak o'rtasida farq qilish kerak. O'quv testlariga asoslanib, ikkita tadqiqot shuni ko'rsatdiki, 3DPAM plastinlangan disseksiyaga qaraganda ancha samaraliroq edi [16, 27]. Bir tadqiqotda 3DPAM (pastki oyoq-qo'l) yordamida bir soatlik mashg'ulot bir xil anatomik mintaqaning bir soatlik disseksiyasi bilan taqqoslandi [78]. Ikkala o'qitish usuli o'rtasida sezilarli farqlar yo'q edi. Ehtimol, bu mavzu bo'yicha tadqiqotlar kam, chunki bunday taqqoslashlarni amalga oshirish qiyin. Disseksiya talabalar uchun ko'p vaqt talab qiladigan tayyorgarlikdir. Ba'zan nima tayyorlanayotganiga qarab o'nlab soatlik tayyorgarlik talab etiladi. Uchinchi taqqoslash quruq suyaklar bilan amalga oshirilishi mumkin. Tsay va Smit tomonidan o'tkazilgan tadqiqot shuni ko'rsatdiki, 3DPAM yordamida guruhda test ballari ancha yaxshi edi [51, 63]. Chen va hamkasblari 3D modellardan foydalangan talabalar tuzilmalarni (bosh suyaklarini) aniqlashda yaxshiroq natijalarga erishganliklarini ta'kidladilar, ammo MCQ ballarida farq yo'q edi [69]. Nihoyat, Tanner va hamkasblari bu guruhda pterygopalatine fossasining 3DPAM yordamida testdan keyingi yaxshiroq natijalarni ko'rsatdilar [46]. Ushbu adabiyotlar sharhida boshqa yangi o'qitish vositalari aniqlandi. Ular orasida eng keng tarqalganlari kengaytirilgan reallik, virtual reallik va jiddiy o'yinlardir [43]. Mahrous va hamkasblarining fikriga ko'ra, anatomik modellarga ustunlik talabalarning video o'yinlarni o'ynash soatlariga bog'liq [31]. Boshqa tomondan, yangi anatomiya o'qitish vositalarining asosiy kamchiligi, ayniqsa sof virtual vositalar uchun haptik teskari aloqadir [48].
Yangi 3DPAM ni baholovchi ko'pgina tadqiqotlarda bilimlarni oldindan tekshirish usullari qo'llanilgan. Ushbu oldindan tekshirish usullari baholashda tarafkashlikning oldini olishga yordam beradi. Ba'zi mualliflar eksperimental tadqiqotlar o'tkazishdan oldin dastlabki testda o'rtacha ko'rsatkichdan yuqori ball olgan barcha talabalarni chiqarib tashlashadi [40]. Garas va hamkasblari tilga olgan tarafkashliklar orasida modelning rangi va talabalar sinfidagi ko'ngillilarni tanlash bor edi [61]. Bo'yash anatomik tuzilmalarni aniqlashni osonlashtiradi. Chen va hamkasblari guruhlar o'rtasida dastlabki farqlarsiz qat'iy eksperimental sharoitlarni o'rnatdilar va tadqiqot iloji boricha ko'r bo'lib qoldi [69]. Lim va hamkasblari baholashda tarafkashlikning oldini olish uchun testdan keyingi baholashni uchinchi tomon tomonidan yakunlashni tavsiya qiladilar [16]. Ba'zi tadqiqotlarda 3DPAM ning maqsadga muvofiqligini baholash uchun Likert shkalalaridan foydalanilgan. Ushbu vosita qoniqishni baholash uchun mos keladi, ammo hali ham e'tiborga olish kerak bo'lgan muhim tarafkashliklar mavjud [86].
3DPAM ning ta'limga oid ahamiyati asosan tibbiyot talabalari, jumladan, birinchi kurs tibbiyot talabalari o'rtasida 33 ta tadqiqotdan 14 tasida baholandi. O'zlarining sinov tadqiqotida Wilk va hamkasblari tibbiyot talabalari anatomiyani o'rganishga 3D bosib chiqarishni kiritish kerak deb hisoblashlarini xabar qilishdi [87]. Cercenelli tadqiqotida so'ralgan talabalarning 87% o'qishning ikkinchi yili 3DPAM dan foydalanish uchun eng yaxshi vaqt deb hisoblashgan [84]. Tanner va hamkasblarining natijalari shuni ko'rsatdiki, agar talabalar hech qachon bu sohani o'rganmagan bo'lsalar, yaxshiroq natijalarga erishishgan [46]. Bu ma'lumotlar tibbiyot maktabining birinchi yili 3DPAM ni anatomiya o'qitishga kiritish uchun eng maqbul vaqt ekanligini ko'rsatadi. Ye ning meta-tahlili bu g'oyani qo'llab-quvvatladi [18]. Tadqiqotga kiritilgan 27 ta maqolada tibbiyot talabalari uchun 3DPAM va an'anaviy modellar o'rtasida test ballarida sezilarli farqlar mavjud edi, ammo rezidentlar uchun emas.
3DPAM o'quv vositasi sifatida akademik yutuqlarni [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], bilimlarni uzoq muddatli saqlashni [32] va talabalarning qoniqishini [25, 45, 46, 52, 57, 63, 66] yaxshilaydi. Mutaxassislar paneli ham ushbu modellarni foydali deb topdi [37, 42, 49, 81, 82] va ikkita tadqiqot o'qituvchilarning 3DPAMdan qoniqishini aniqladi [25, 63]. Barcha manbalar orasida Backhouse va hamkasblari 3D bosib chiqarishni an'anaviy anatomik modellarga eng yaxshi alternativ deb hisoblashadi [49]. Birinchi meta-tahlilida Ye va hamkasblari 3DPAM ko'rsatmalarini olgan talabalar 2D yoki jasad ko'rsatmalarini olgan talabalarga qaraganda testdan keyingi natijalar yaxshiroq ekanligini tasdiqladilar [10]. Biroq, ular 3DPAMni murakkabligi bo'yicha emas, balki shunchaki yurak, asab tizimi va qorin bo'shlig'i bo'yicha farqlashdi. Yetti tadqiqotda 3DPAM talabalarga o'tkazilgan bilim testlariga asoslanib boshqa modellardan ustun kelmadi [32, 66, 69, 77, 78, 84]. Meta-tahlillarida Salazar va hamkasblari 3DPAM dan foydalanish murakkab anatomiyani tushunishni yaxshilaydi degan xulosaga kelishdi [17]. Bu kontseptsiya Hitasning muharrirga yozgan xatiga mos keladi [88]. Unchalik murakkab bo'lmagan deb hisoblangan ba'zi anatomik sohalar 3DPAM dan foydalanishni talab qilmaydi, murakkabroq anatomik sohalar (masalan, bo'yin yoki asab tizimi) esa 3DPAM uchun mantiqiy tanlov bo'ladi. Ushbu kontseptsiya ba'zi 3DPAMlar nima uchun an'anaviy modellardan ustun deb hisoblanmasligini tushuntirishi mumkin, ayniqsa talabalar model ishlashi ustun bo'lgan sohada bilimga ega emaslar. Shunday qilib, fan bo'yicha allaqachon ma'lum bilimga ega bo'lgan talabalarga (tibbiyot talabalari yoki rezidentlar) oddiy modelni taqdim etish talabalarning ish faoliyatini yaxshilashda foydali emas.
Sanab o'tilgan barcha ta'lim afzalliklaridan 11 ta tadqiqot modellarning vizual yoki taktil xususiyatlariga urg'u berdi [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85] va 3 ta tadqiqot mustahkamlik va chidamlilikni yaxshiladi (33, 50 -52, 63, 79, 85, 86). Boshqa afzalliklari shundaki, o'quvchilar tuzilmalarni boshqarishi mumkin, o'qituvchilar vaqtni tejashlari mumkin, ularni jasadlarga qaraganda saqlash osonroq, loyiha 24 soat ichida yakunlanishi mumkin, undan uyda ta'lim vositasi sifatida foydalanish mumkin va undan katta hajmdagi ma'lumotlarni o'rgatish uchun foydalanish mumkin. guruhlar [30, 49, 60, 61, 80, 81]. Yuqori hajmli anatomiyani o'qitish uchun takroriy 3D bosib chiqarish 3D bosib chiqarish modellarini tejamkorroq qiladi [26]. 3DPAM dan foydalanish aqliy aylanish qobiliyatini yaxshilashi [23] va kesma tasvirlarni talqin qilishni yaxshilashi mumkin [23, 32]. Ikki tadqiqot shuni ko'rsatdiki, 3DPAM ta'siriga uchragan talabalar jarrohlik amaliyotini o'tkazish ehtimoli ko'proq [40, 74]. Funktsional anatomiyani o'rganish uchun zarur bo'lgan harakatni yaratish uchun metall konnektorlarni o'rnatish mumkin [51, 53] yoki modellarni trigger dizaynlari yordamida chop etish mumkin [67].
3D bosib chiqarish modellashtirish bosqichida ma'lum jihatlarni yaxshilash, [48, 80] mos asos yaratish, [59] bir nechta modellarni birlashtirish, [36] shaffoflikdan foydalanish, (49) rang berish, [45] yoki ma'lum ichki tuzilmalarni ko'rinadigan qilish [30] orqali sozlanishi mumkin bo'lgan anatomik modellarni yaratish imkonini beradi. Tripodi va hamkasblari 3D bosilgan suyak modellarini to'ldirish uchun haykaltaroshlik loyidan foydalanganlar, birgalikda yaratilgan modellarning o'qitish vositasi sifatidagi qiymatini ta'kidladilar [47]. 9 ta tadqiqotda rang bosib chiqarilgandan keyin qo'llanilgan [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], ammo talabalar uni faqat bir marta qo'lladilar [49]. Afsuski, tadqiqotda modellarni o'qitish sifati yoki o'qitish ketma-ketligi baholanmagan. Buni anatomiya ta'limi kontekstida ko'rib chiqish kerak, chunki aralash o'rganish va birgalikda yaratishning afzalliklari yaxshi ma'lum [89]. O'sib borayotgan reklama faoliyatiga moslashish uchun modellarni baholash uchun o'z-o'zini o'rganish ko'p marta qo'llanilgan [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Bir tadqiqot plastik materialning rangi juda yorqin degan xulosaga keldi[45], boshqa bir tadqiqot model juda mo'rt degan xulosaga keldi[71] va yana ikkita tadqiqot individual modellar dizaynida anatomik o'zgaruvchanlikning yo'qligini ko'rsatdi[25, 45]. Yetti tadqiqot 3DPAM ning anatomik tafsilotlari yetarli emas degan xulosaga keldi [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Retroperitoneum yoki bo'yin umurtqasi kabi katta va murakkab mintaqalarning batafsil anatomik modellari uchun segmentatsiya va modellashtirish vaqti juda uzoq deb hisoblanadi va narxi juda yuqori (taxminan 2000 AQSh dollari) [27, 48]. Xojo va hamkasblari o'z tadqiqotlarida tos suyagining anatomik modelini yaratish uchun 40 soat vaqt ketganini ta'kidladilar [42]. Weatherall va hamkasblari tomonidan o'tkazilgan tadqiqotda eng uzoq segmentatsiya vaqti 380 soatni tashkil etdi, unda bir nechta modellar to'liq bolalar havo yo'li modelini yaratish uchun birlashtirildi [36]. To'qqizta tadqiqotda segmentatsiya va chop etish vaqti kamchiliklar deb hisoblandi [36, 42, 57, 58, 74]. Biroq, 12 ta tadqiqot ularning modellarining fizik xususiyatlarini, xususan, ularning izchilligini, [28, 62] shaffoflikning yo'qligini, [30] mo'rtlik va monoxromatiklikni, [71] yumshoq to'qimalarning yo'qligini, [66] yoki tafsilotlarning yo'qligini [28, 34] tanqid qildi. , 45, 48, 62, 63, 81]. Bu kamchiliklarni segmentatsiya yoki simulyatsiya vaqtini ko'paytirish orqali bartaraf etish mumkin. Tegishli ma'lumotlarni yo'qotish va olish uchta jamoa duch kelgan muammo edi [30, 74, 77]. Bemorlarning xabarlariga ko'ra, yodlangan kontrast moddalar doza cheklovlari tufayli optimal qon tomir ko'rinishini ta'minlamagan [74]. Kadavr modelini in'ektsiya qilish "iloji boricha kamroq" tamoyilidan va in'ektsiya qilingan kontrast modda dozasining cheklovlaridan uzoqlashadigan ideal usul bo'lib tuyuladi.
Afsuski, ko'plab maqolalarda 3DPAM ning ba'zi asosiy xususiyatlari tilga olinmagan. Maqolalarning yarmidan kamrog'i ularning 3DPAM ranglanganligini aniq ko'rsatgan. Bosma hajmini yoritish nomuvofiq edi (maqolalarning 43%) va atigi 34% bir nechta media vositalaridan foydalanishni qayd etgan. Ushbu bosma parametrlari juda muhim, chunki ular 3DPAM ning o'rganish xususiyatlariga ta'sir qiladi. Ko'pgina maqolalarda 3DPAM ni olishning murakkabligi (dizayn vaqti, xodimlarning malakasi, dasturiy ta'minot xarajatlari, bosma xarajatlari va boshqalar) haqida yetarli ma'lumot berilmaydi. Bu ma'lumot juda muhim va yangi 3DPAM ni ishlab chiqish loyihasini boshlashdan oldin ko'rib chiqilishi kerak.
Ushbu tizimli tahlil shuni ko'rsatadiki, oddiy anatomik modellarni loyihalash va 3D chop etish arzon narxlarda amalga oshirilishi mumkin, ayniqsa FDM yoki SLA printerlari va arzon bir rangli plastik materiallardan foydalanganda. Biroq, bu asosiy dizaynlarni rang qo'shish yoki turli materiallarda dizaynlarni qo'shish orqali yaxshilash mumkin. Ko'proq realistik modellar (murdaning mos yozuvlar modelining taktil xususiyatlarini yaqindan takrorlash uchun turli xil rang va teksturalarga ega bir nechta materiallardan foydalangan holda chop etilgan) qimmatroq 3D chop etish texnologiyalarini va uzoqroq dizayn vaqtini talab qiladi. Bu umumiy xarajatlarni sezilarli darajada oshiradi. Qaysi chop etish jarayoni tanlanmasin, mos tasvirlash usulini tanlash 3DPAM muvaffaqiyatining kalitidir. Fazoviy o'lcham qanchalik yuqori bo'lsa, model shunchalik realistik bo'ladi va ilg'or tadqiqotlar uchun ishlatilishi mumkin. Pedagogik nuqtai nazardan, 3DPAM anatomiyani o'qitish uchun samarali vositadir, bu talabalarga o'tkaziladigan bilim testlari va ularning qoniqishidan dalolat beradi. 3DPAMning o'qitish samarasi murakkab anatomik mintaqalarni qayta yaratganda va talabalar uni tibbiy tayyorgarlikning boshida qo'llaganlarida eng yaxshi bo'ladi.
Joriy tadqiqotda yaratilgan va/yoki tahlil qilingan ma'lumotlar to'plamlari til to'siqlari tufayli ommaga ochiq emas, ammo tegishli muallifdan oqilona so'rov bo'yicha foydalanish mumkin.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. AQSh tibbiyot maktabi o'quv dasturlaridagi yalpi anatomiya, mikroanatomiya, neyrobiologiya va embriologiya kurslariga sharh. Anat Rec. 2002;269(2):118-22.
Ghosh SK Kadavr dissektsiyasi 21-asrda anatomik fan uchun ta'lim vositasi sifatida: Dissektsiya ta'lim vositasi sifatida. Fan ta'limi tahlili. 2017;10(3):286–99.
Joylashtirilgan vaqt: 2024-yil 9-aprel