Os modelos anatómicos impresos tridimensionais (3DPAM) parecen ser unha ferramenta adecuada polo seu valor educativo e viabilidade.O obxectivo desta revisión é describir e analizar os métodos empregados para crear 3DPAM para o ensino da anatomía humana e avaliar a súa contribución pedagóxica.
Realizouse unha busca electrónica en PubMed utilizando os seguintes termos: educación, escola, aprendizaxe, ensino, formación, ensino, educación, tridimensional, 3D, tridimensional, impresión, impresión, impresión, anatomía, anatomía, anatomía e anatomía ..Os achados incluíron características do estudo, deseño do modelo, avaliación morfolóxica, rendemento educativo, puntos fortes e débiles.
Entre os 68 artigos seleccionados, o maior número de estudos centráronse na rexión cranial (33 artigos);51 artigos mencionan a impresión ósea.En 47 artigos, 3DPAM desenvolveuse baseándose na tomografía computarizada.Enuméranse cinco procesos de impresión.Os plásticos e os seus derivados utilizáronse en 48 estudos.O prezo de cada deseño varía entre 1,25 e 2.800 dólares.Trinta e sete estudos compararon 3DPAM con modelos de referencia.Trinta e tres artigos examinaron as actividades educativas.Os principais beneficios son a calidade visual e táctil, a eficiencia da aprendizaxe, a repetibilidade, a personalización e axilidade, o aforro de tempo, a integración da anatomía funcional, as mellores capacidades de rotación mental, a retención do coñecemento e a satisfacción do profesor/alumno.As principais desvantaxes están relacionadas co deseño: consistencia, falta de detalle ou transparencia, cores demasiado brillantes, tempos de impresión longos e custo elevado.
Esta revisión sistemática mostra que 3DPAM é rendible e eficaz para ensinar anatomía.Os modelos máis realistas requiren o uso de tecnoloxías de impresión 3D máis caras e tempos de deseño máis longos, o que aumentará significativamente o custo global.A clave é seleccionar o método de imaxe apropiado.Desde o punto de vista pedagóxico, 3DPAM é unha ferramenta eficaz para o ensino da anatomía, cun impacto positivo nos resultados da aprendizaxe e na satisfacción.O efecto didáctico do 3DPAM é mellor cando reproduce rexións anatómicas complexas e os estudantes úsano no inicio da súa formación médica.
A disección de cadáveres de animais realízase desde a antiga Grecia e é un dos principais métodos de ensino da anatomía.As diseccións cadáveres realizadas durante a formación práctica utilízanse no currículo teórico dos estudantes universitarios de medicina e actualmente considéranse o estándar de ouro para o estudo da anatomía [1,2,3,4,5].Non obstante, hai moitas barreiras para o uso de exemplares de cadáveres humanos, o que incita á procura de novas ferramentas de adestramento [6, 7].Algunhas destas novas ferramentas inclúen realidade aumentada, ferramentas dixitais e impresión 3D.Segundo unha recente revisión da literatura de Santos et al.[8] En canto ao valor destas novas tecnoloxías para o ensino da anatomía, a impresión 3D parece ser un dos recursos máis importantes, tanto en termos de valor educativo para os estudantes como en termos de viabilidade de implementación [4,9,10] .
A impresión 3D non é nova.As primeiras patentes relacionadas con esta tecnoloxía remóntanse a 1984: A Le Méhauté, O De Witte e JC André en Francia, e tres semanas despois C Hull en EE.Desde entón, a tecnoloxía continuou evolucionando e o seu uso ampliouse a moitas áreas.Por exemplo, a NASA imprimiu o primeiro obxecto máis aló da Terra en 2014 [11].O campo médico tamén adoptou esta nova ferramenta, aumentando así o desexo de desenvolver unha medicina personalizada [12].
Moitos autores demostraron os beneficios do uso de modelos anatómicos impresos en 3D (3DPAM) na educación médica [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19].Cando se ensina a anatomía humana son necesarios modelos non patolóxicos e anatómicamente normais.Algunhas revisións examinaron modelos de adestramento patolóxico ou médico/cirúrxico [8, 20, 21].Para desenvolver un modelo híbrido para o ensino da anatomía humana que incorpore novas ferramentas como a impresión 3D, realizamos unha revisión sistemática para describir e analizar como se crean os obxectos impresos en 3D para ensinar a anatomía humana e como os estudantes avalían a eficacia da aprendizaxe utilizando estes obxectos 3D.
Esta revisión sistemática da literatura realizouse en xuño de 2022 sen restricións de tempo utilizando as directrices PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) [22].
Os criterios de inclusión foron todos os traballos de investigación que utilizaban 3DPAM no ensino/aprendizaxe da anatomía.Excluíronse revisións bibliográficas, cartas ou artigos centrados en modelos patolóxicos, modelos animais, modelos arqueolóxicos e modelos de formación médico/cirúrxica.Só se seleccionaron artigos publicados en inglés.Excluíronse os artigos sen resumos dispoñibles en liña.Incluíronse artigos que incluían varios modelos, polo menos un dos cales era anatómicamente normal ou tiña unha patoloxía leve que non afectaba o valor docente.
Realizouse unha busca bibliográfica na base de datos electrónica PubMed (Biblioteca Nacional de Medicina, NCBI) para identificar os estudos relevantes publicados ata xuño de 2022. Use os seguintes termos de busca: educación, escola, ensino, ensino, aprendizaxe, ensino, educación, tres. dimensional, 3D, 3D, impresión, impresión, impresión, anatomía, anatomía, anatomía e anatomía.Executouse unha única consulta: (((educación[Título/Resumo] OU escola[Título/Resumo] ORaprendizaxe[Título/Resumo] OU ensino[Título/Resumo] OU formación[Título/Resumo] OAlcanza[Título/Resumo] ] OU Educación [Título/Resumo]) AND (Tres dimensións [Título] OU 3D [Título] OU 3D [Título])) AND (Imprimir [Título] OU Imprimir [Título] OU Imprimir [Título])) AND (Anatomía) [Título ] ]/resumen] ou anatomía [título/resumo] ou anatomía [título/resumen] ou anatomía [título/resumen]).Identificáronse artigos adicionais buscando manualmente na base de datos PubMed e revisando referencias doutros artigos científicos.Non se aplicaron restricións de data, pero utilizouse o filtro "Persoa".
Todos os títulos e resumos recuperados foron seleccionados en función dos criterios de inclusión e exclusión por dous autores (EBR e AL) e excluíuse calquera estudo que non cumprise todos os criterios de elixibilidade.As publicacións de texto completo dos estudos restantes foron recuperadas e revisadas por tres autores (EBR, EBE e AL).Cando fose necesario, os desacordos na selección dos artigos foron resoltos por unha cuarta persoa (LT).Nesta revisión incluíronse publicacións que cumpriron todos os criterios de inclusión.
A extracción de datos foi realizada de forma independente por dous autores (EBR e AL) baixo a supervisión dun terceiro autor (LT).
- Datos de deseño do modelo: rexións anatómicas, pezas anatómicas específicas, modelo inicial para impresión 3D, método de adquisición, software de segmentación e modelado, tipo de impresora 3D, tipo e cantidade de material, escala de impresión, cor, custo de impresión.
- Valoración morfolóxica de modelos: modelos empregados para a comparación, valoración médica de expertos/docentes, número de avaliadores, tipo de avaliación.
- Modelo 3D didáctico: avaliación dos coñecementos do alumnado, método de avaliación, número de alumnos, número de grupos de comparación, aleatorización do alumnado, educación/tipo de alumno.
Identificáronse 418 estudos en MEDLINE e 139 artigos foron excluídos polo filtro "humano".Despois de revisar títulos e resumos, seleccionáronse 103 estudos para a lectura de texto completo.Excluíronse 34 artigos porque eran modelos patolóxicos (9 artigos), modelos de formación médico/cirúrxica (4 artigos), modelos animais (4 artigos), modelos radiolóxicos 3D (1 artigo) ou non eran artigos científicos orixinais (16 capítulos).).Na revisión incluíronse un total de 68 artigos.A figura 1 presenta o proceso de selección como un diagrama de fluxo.
Diagrama de fluxo que resume a identificación, selección e inclusión de artigos nesta revisión sistemática
Todos os estudos foron publicados entre 2014 e 2022, cun ano de publicación medio de 2019. Entre os 68 artigos incluídos, 33 (49%) estudos foron descritivos e experimentais, 17 (25%) foron puramente experimentais e 18 (26%) foron experimental.Puramente descritivo.Dos 50 (73%) estudos experimentais, 21 (31%) utilizaron a aleatorización.Só 34 estudos (50%) incluíron análises estatísticas.A táboa 1 resume as características de cada estudo.
33 artigos (48%) examinaron a rexión da cabeza, 19 artigos (28%) examinaron a rexión torácica, 17 artigos (25%) examinaron a rexión abdominopélvica e 15 artigos (22%) examinaron as extremidades.Cincuenta e un artigos (75 %) mencionaron ósos impresos en 3D como modelos anatómicos ou modelos anatómicos multicorte.
En canto aos modelos ou ficheiros fonte utilizados para desenvolver 3DPAM, 23 artigos (34%) mencionaron o uso de datos de pacientes, 20 artigos (29%) mencionaron o uso de datos cadavéricos e 17 artigos (25%) mencionaron o uso de bases de datos.foron utilizados, e 7 estudos (10%) non revelaron a fonte dos documentos utilizados.
47 estudos (69 %) desenvolveron 3DPAM baseado na tomografía computarizada e 3 estudos (4 %) informaron do uso da microTC.7 artigos (10%) proxectaron obxectos 3D mediante escáneres ópticos, 4 artigos (6%) mediante resonancia magnética e 1 artigo (1%) usando cámaras e microscopios.14 artigos (21%) non mencionaron a fonte dos ficheiros fonte do deseño do modelo 3D.Os ficheiros 3D créanse cunha resolución espacial media inferior a 0,5 mm.A resolución óptima é de 30 μm [80] e a máxima de 1,5 mm [32].
Utilizáronse sesenta aplicacións de software diferentes (segmentación, modelado, deseño ou impresión).Mimics (Materialise, Leuven, Bélxica) utilizouse con máis frecuencia (14 estudos, 21%), seguido de MeshMixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 estudos, 19%), Geomagic (3D System, MO, NC, Leesville) .(10 estudos, 15%), 3D Slicer (Slicer Developer Training, Boston, MA) (9 estudos, 13%), Blender (Blender Foundation, Amsterdam, Holanda) (8 estudos, 12%) e CURA (Geldemarsen, Holanda) (7 estudos, 10%).
Menciónanse sesenta e sete modelos de impresora diferentes e cinco procesos de impresión.A tecnoloxía FDM (Fused Deposition Modeling) utilizouse en 26 produtos (38%), granallado de material en 13 produtos (19%) e finalmente granallado de aglutinante (11 produtos, 16%).As tecnoloxías menos utilizadas son a estereolitografía (SLA) (5 artigos, 7%) e a sinterización selectiva con láser (SLS) (4 artigos, 6%).A impresora máis utilizada (7 artigos, 10%) é a Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Israel) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Á hora de especificar os materiais empregados para facer 3DPAM (51 artigos, 75%), 48 estudos (71%) utilizaron plásticos e os seus derivados.Os principais materiais empregados foron PLA (ácido poliláctico) (n = 20, 29%), resina (n = 9, 13%) e ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) (7 tipos, 10%).23 artigos (34%) examinaron 3DPAM feito de varios materiais, 36 artigos (53%) presentaron 3DPAM feito dun só material e 9 artigos (13%) non especificaron ningún material.
Vinte e nove artigos (43 %) informaron de ratios de impresión entre 0,25:1 e 2:1, cunha media de 1:1.Vinte e cinco artigos (37%) utilizaron unha proporción de 1:1.28 3DPAM (41%) consistían en varias cores e 9 (13%) tinxironse despois da impresión [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Trinta e catro artigos (50%) mencionaron custos.9 artigos (13%) mencionaron o custo das impresoras 3D e das materias primas.Os prezos das impresoras oscilan entre os 302 e os 65.000 dólares.Cando se especifica, os prezos do modelo oscilan entre $ 1,25 e $ 2,800;estes extremos corresponden a exemplares esqueléticos [47] e modelos retroperitoneais de alta fidelidade [48].A táboa 2 resume os datos do modelo de cada estudo incluído.
Trinta e sete estudos (54%) compararon o 3DAPM cun modelo de referencia.Entre estes estudos, o comparador máis común foi un modelo de referencia anatómico, utilizado en 14 artigos (38%), preparacións plastinadas en 6 artigos (16%), preparacións plastinadas en 6 artigos (16%).Uso de realidade virtual, imaxe de tomografía computarizada un 3DPAM en 5 artigos (14%), outro 3DPAM en 3 artigos (8%), xogos serios en 1 artigo (3%), radiografías en 1 artigo (3%), modelos de negocio en 1 artigo (3%) e realidade aumentada en 1 artigo (3%).Trinta e catro (50%) estudos avaliaron 3DPAM.Quince (48%) estudos describían en detalle as experiencias dos avaliadores (táboa 3).O 3DPAM foi realizado por cirurxiáns ou médicos asistentes en 7 estudos (47%), especialistas anatómicos en 6 estudos (40%), estudantes en 3 estudos (20%), profesores (disciplina non especificada) en 3 estudos (20%) para a avaliación. e un avaliador máis no artigo (7%).A media de avaliadores é de 14 (mínimo 2, máximo 30).Trinta e tres estudos (49%) avaliaron cualitativamente a morfoloxía do 3DPAM e 10 estudos (15%) avaliaron cuantitativamente a morfoloxía do 3DPAM.Dos 33 estudos que utilizaron avaliacións cualitativas, 16 utilizaron avaliacións puramente descritivas (48%), 9 utilizaron probas/valoracións/enquisas (27%) e 8 utilizaron escalas Likert (24%).A táboa 3 resume as valoracións morfolóxicas dos modelos en cada estudo incluído.
Trinta e tres (48%) artigos examinaron e compararon a eficacia de ensinar 3DPAM aos estudantes.Destes estudos, 23 (70%) artigos avaliaron a satisfacción dos estudantes, 17 (51%) utilizaron escalas Likert e 6 (18%) utilizaron outros métodos.Vinte e dous artigos (67%) avaliaron a aprendizaxe dos estudantes mediante probas de coñecemento, dos cales 10 (30%) utilizaron pretests e/ou posttests.Once estudos (33%) utilizaron preguntas e probas de opción múltiple para avaliar os coñecementos dos estudantes, e cinco estudos (15%) utilizaron a etiquetaxe de imaxes/identificación anatómica.En cada estudo participaron unha media de 76 estudantes (mínimo 8, máximo 319).Vinte e catro estudos (72%) tiñan un grupo control, dos cales 20 (60%) utilizaron a aleatorización.En cambio, un estudo (3%) asignou modelos anatómicos aleatoriamente a 10 estudantes diferentes.De media, comparáronse 2,6 grupos (mínimo 2, máximo 10).Vinte e tres estudos (70%) participaron estudantes de medicina, dos cales 14 (42%) eran estudantes de primeiro curso de medicina.Seis estudos (18%) implicaron residentes, 4 (12%) estudantes de odontoloxía e 3 (9%) estudantes de ciencias.Seis estudos (18%) implementaron e avaliaron a aprendizaxe autónoma mediante 3DPAM.A táboa 4 resume os resultados da avaliación da eficacia docente 3DPAM para cada estudo incluído.
As principais vantaxes informadas polos autores para usar 3DPAM como ferramenta de ensino para a anatomía humana normal son as características visuais e táctiles, incluíndo o realismo [55, 67], a precisión [44, 50, 72, 85] e a variabilidade da consistencia [34, 45] ]., 48, 64], cor e transparencia [28, 45], durabilidade [24, 56, 73], efecto educativo [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], custo [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], reproducibilidade [80], posibilidade de mellora ou personalización [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], a capacidade de manipular os estudantes [30, 49], o aforro de tempo de ensinanza [61, 80], a facilidade de almacenamento [61], a capacidade de integrar a anatomía funcional ou crear estruturas específicas [51, 53], 67] , deseño rápido de modelos esqueléticos [81], a capacidade de co-crear modelos e levalos a casa [49, 60, 71], mellorar as habilidades de rotación mental [23] e a retención de coñecementos [32], así como no profesor [32] . 25, 63] e a satisfacción do alumnado [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
As principais desvantaxes están relacionadas co deseño: rixidez [80], consistencia [28, 62], falta de detalle ou transparencia [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], cores demasiado brillantes [45].e a fraxilidade do chan[71].Outras desvantaxes inclúen a perda de información [30, 76], moito tempo necesario para a segmentación da imaxe [36, 52, 57, 58, 74], o tempo de impresión [57, 63, 66, 67], a falta de variabilidade anatómica [25], e custo.Alto[48].
Esta revisión sistemática resume 68 artigos publicados ao longo de 9 anos e destaca o interese da comunidade científica polo 3DPAM como ferramenta para o ensino da anatomía humana normal.Cada rexión anatómica foi estudada e impresa en 3D.Destes artigos, 37 artigos compararon 3DPAM con outros modelos e 33 artigos avaliaron a relevancia pedagóxica do 3DPAM para os estudantes.
Dadas as diferenzas no deseño dos estudos anatómicos de impresión 3D, non consideramos apropiado realizar unha metaanálise.Unha metaanálise publicada en 2020 centrouse principalmente en probas de coñecementos anatómicos despois do adestramento sen analizar os aspectos técnicos e tecnolóxicos do deseño e produción de 3DPAM [10].
A rexión da cabeza é a máis estudada, probablemente porque a complexidade da súa anatomía dificulta aos estudantes representar esta rexión anatómica nun espazo tridimensional en comparación coas extremidades ou o torso.A TC é, con diferenza, a modalidade de imaxe máis utilizada.Esta técnica é moi utilizada, especialmente en ámbitos médicos, pero ten unha resolución espacial limitada e un baixo contraste de tecidos brandos.Estas limitacións fan que as exploracións de TC non sexan adecuadas para a segmentación e modelaxe do sistema nervioso.Por outra banda, a tomografía computarizada é máis adecuada para a segmentación/modelado do tecido óseo;O contraste óseo/tecido brando axuda a completar estes pasos antes de imprimir modelos anatómicos en 3D.Por outra banda, a microCT considérase a tecnoloxía de referencia en termos de resolución espacial na imaxe ósea [70].Tamén se poden usar escáneres ópticos ou resonancia magnética para obter imaxes.A maior resolución impide o suavizado das superficies óseas e preserva a sutileza das estruturas anatómicas [59].A elección do modelo tamén afecta á resolución espacial: por exemplo, os modelos de plastificación teñen unha resolución máis baixa [45].Os deseñadores gráficos teñen que crear modelos 3D personalizados, o que aumenta os custos (entre 25 e 150 dólares por hora) [43].A obtención de ficheiros .STL de alta calidade non é suficiente para crear modelos anatómicos de alta calidade.É necesario determinar os parámetros de impresión, como a orientación do modelo anatómico na placa de impresión [29].Algúns autores suxiren que as tecnoloxías de impresión avanzadas como SLS deberían utilizarse sempre que sexa posible para mellorar a precisión do 3DPAM [38].A produción de 3DPAM require asistencia profesional;os especialistas máis demandados son enxeñeiros [72], radiólogos [75], deseñadores gráficos [43] e anatomistas [25, 28, 51, 57, 76, 77].
O software de segmentación e modelado son factores importantes para obter modelos anatómicos precisos, pero o custo destes paquetes de software e a súa complexidade dificultan o seu uso.Varios estudos compararon o uso de diferentes paquetes de software e tecnoloxías de impresión, destacando as vantaxes e inconvenientes de cada tecnoloxía [68].Ademais do software de modelado, tamén é necesario un software de impresión compatible coa impresora seleccionada;algúns autores prefiren utilizar a impresión 3D en liña [75].Se se imprimen suficientes obxectos en 3D, o investimento pode dar lugar a retornos financeiros [72].
O plástico é, con diferenza, o material máis utilizado.A súa ampla gama de texturas e cores convérteno no material preferido para 3DPAM.Algúns autores eloxiaron a súa alta resistencia en comparación cos modelos tradicionais cadáveres ou plastinados [24, 56, 73].Algúns plásticos incluso teñen propiedades de flexión ou estiramento.Por exemplo, Filaflex coa tecnoloxía FDM pode estirarse ata un 700%.Algúns autores consideran que é o material de elección para a replicación de músculos, tendóns e ligamentos [63].Por outra banda, dous estudos suscitaron dúbidas sobre a orientación da fibra durante a impresión.De feito, a orientación, a inserción, a inervación e a función das fibras musculares son fundamentais no modelado muscular [33].
Sorprendentemente, poucos estudos mencionan a escala da impresión.Dado que moitas persoas consideran que a relación 1:1 é estándar, o autor quizais optou por non mencionala.Aínda que a ampliación sería útil para a aprendizaxe dirixida en grandes grupos, aínda non se explorou a viabilidade da escala, especialmente co aumento do tamaño das clases e o tamaño físico do modelo sendo un factor importante.Por suposto, as balanzas de tamaño completo facilitan a localización e comunicación de varios elementos anatómicos ao paciente, o que pode explicar por que se usan a miúdo.
Das moitas impresoras dispoñibles no mercado, as que usan a tecnoloxía PolyJet (inxección de tinta de material ou aglutinante) para proporcionar impresión de alta definición en cor e multicapa (e, polo tanto, multitextura), custan entre 20.000 e 250.000 dólares (https://www. .aniwaa.com/).Este alto custo pode limitar a promoción de 3DPAM nas facultades de medicina.Ademais do custo da impresora, o custo dos materiais necesarios para a impresión de inxección de tinta é maior que para as impresoras SLA ou FDM [68].Os prezos das impresoras SLA ou FDM tamén son máis asequibles, oscilando entre os 576 e os 4.999 euros nos artigos que figuran nesta revisión.Segundo Tripodi e colegas, cada parte do esqueleto pódese imprimir por 1,25 dólares [47].Once estudos concluíron que a impresión 3D é máis barata que a plastificación ou os modelos comerciais [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83].Ademais, estes modelos comerciais están deseñados para proporcionar información ao paciente sen detalles suficientes para o ensino da anatomía [80].Estes modelos comerciais considéranse inferiores ao 3DPAM [44].Cabe destacar que, ademais da tecnoloxía de impresión utilizada, o custo final é proporcional á escala e, polo tanto, ao tamaño final do 3DPAM [48].Por estes motivos, prefírese a escala de tamaño completo [37].
Só un estudo comparou 3DPAM con modelos anatómicos dispoñibles comercialmente [72].As mostras de cadáver son o comparador máis usado para 3DPAM.A pesar das súas limitacións, os modelos cadavéricos seguen sendo unha ferramenta valiosa para o ensino da anatomía.Hai que distinguir entre autopsia, disección e óso seco.Con base en probas de adestramento, dous estudos demostraron que o 3DPAM foi significativamente máis efectivo que a disección plastinada [16, 27].Un estudo comparou unha hora de adestramento usando 3DPAM (extremidade inferior) cunha hora de disección da mesma rexión anatómica [78].Non houbo diferenzas significativas entre os dous métodos de ensino.É probable que haxa poucas investigacións sobre este tema porque tales comparacións son difíciles de facer.A disección é unha preparación que leva tempo para os estudantes.Ás veces son necesarias ducias de horas de preparación, dependendo do que se estea a preparar.Unha terceira comparación pódese facer con ósos secos.Un estudo de Tsai e Smith descubriu que as puntuacións das probas foron significativamente mellores no grupo que usaba 3DPAM [51, 63].Chen e os seus colegas sinalaron que os estudantes que usaban modelos 3D tiveron un mellor rendemento na identificación de estruturas (cranios), pero non houbo diferenzas nas puntuacións MCQ [69].Finalmente, Tanner e os seus colegas demostraron mellores resultados despois da proba neste grupo usando 3DPAM da fosa pterigopalatina [46].Nesta revisión bibliográfica identificáronse outras novas ferramentas didácticas.Os máis comúns entre eles son a realidade aumentada, a realidade virtual e os xogos serios [43].Segundo Mahrous e colegas, a preferencia polos modelos anatómicos depende do número de horas que os estudantes xogan a videoxogos [31].Por outra banda, un inconveniente importante das novas ferramentas de ensino de anatomía é a retroalimentación háptica, especialmente para ferramentas puramente virtuais [48].
A maioría dos estudos que avalían o novo 3DPAM utilizaron probas previas de coñecemento.Estas probas previas axudan a evitar sesgos na avaliación.Algúns autores, antes de realizar estudos experimentais, exclúen a todos os estudantes que obtiveron unha puntuación superior á media na proba preliminar [40].Entre os prexuízos que Garas e os seus colegas mencionaron estaban a cor do modelo e a selección de voluntarios na clase do alumnado [61].A tinción facilita a identificación de estruturas anatómicas.Chen e os seus colegas estableceron condicións experimentais estritas sen diferenzas iniciais entre os grupos e o estudo foi cegado na máxima medida posible [69].Lim e os seus colegas recomendan que a avaliación posterior á proba sexa completada por un terceiro para evitar sesgos na avaliación [16].Algúns estudos utilizaron escalas Likert para avaliar a viabilidade do 3DPAM.Este instrumento é adecuado para avaliar a satisfacción, pero aínda hai importantes prexuízos que ter en conta [86].
A relevancia educativa do 3DPAM avaliouse principalmente entre os estudantes de medicina, incluídos os estudantes de primeiro ano de medicina, en 14 de 33 estudos.No seu estudo piloto, Wilk e os seus colegas informaron que os estudantes de medicina crían que a impresión 3D debería incluírse na súa aprendizaxe de anatomía [87].O 87% dos estudantes enquisados no estudo Cercenelli cría que o segundo ano de estudo era o mellor momento para usar 3DPAM [84].Os resultados de Tanner e os seus colegas tamén mostraron que os estudantes tiñan un mellor rendemento se nunca estudaran o campo [46].Estes datos suxiren que o primeiro ano da facultade de medicina é o momento óptimo para incorporar 3DPAM ao ensino de anatomía.A metaanálise de Ye apoiou esta idea [18].Nos 27 artigos incluídos no estudo, houbo diferenzas significativas nas puntuacións das probas entre 3DPAM e os modelos tradicionais para estudantes de medicina, pero non para os residentes.
3DPAM como ferramenta de aprendizaxe mellora o rendemento académico [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], a retención de coñecemento a longo prazo [32] e a satisfacción dos estudantes [25, 45, 46, 52, 57, 63 , 66]., 69 , 84].Os paneis de expertos tamén atoparon estes modelos útiles [37, 42, 49, 81, 82], e dous estudos atoparon a satisfacción do profesorado co 3DPAM [25, 63].De todas as fontes, Backhouse e os seus colegas consideran que a impresión 3D é a mellor alternativa aos modelos anatómicos tradicionais [49].Na súa primeira metaanálise, Ye e os seus colegas confirmaron que os estudantes que recibiron instrucións 3DPAM tiveron mellores puntuacións despois da proba que os que recibiron instrucións 2D ou cadáver [10].Non obstante, diferenciaron o 3DPAM non pola complexidade, senón simplemente polo corazón, o sistema nervioso e a cavidade abdominal.En sete estudos, 3DPAM non superou outros modelos baseados en probas de coñecemento administradas aos estudantes [32, 66, 69, 77, 78, 84].Na súa metaanálise, Salazar e os seus colegas concluíron que o uso de 3DPAM mellora específicamente a comprensión da anatomía complexa [17].Este concepto é consistente coa carta de Hitas ao editor [88].Algunhas áreas anatómicas consideradas menos complexas non requiren o uso de 3DPAM, mentres que as áreas anatómicas máis complexas (como o pescozo ou o sistema nervioso) serían unha opción lóxica para o 3DPAM.Este concepto pode explicar por que algúns 3DPAM non se consideran superiores aos modelos tradicionais, especialmente cando os estudantes carecen de coñecementos no dominio onde o rendemento do modelo é superior.Así, presentar un modelo sinxelo aos estudantes que xa teñen algún coñecemento da materia (estudantes de medicina ou residentes) non é útil para mellorar o rendemento do alumnado.
De todos os beneficios educativos enumerados, 11 estudos fixeron fincapé nas calidades visuais ou táctiles dos modelos [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], e 3 estudos melloraron a forza e a durabilidade (33). , 50 -52, 63, 79, 85, 86).Outras vantaxes son que os estudantes poden manipular as estruturas, os profesores poden aforrar tempo, son máis fáciles de conservar que os cadáveres, o proxecto pódese completar en 24 horas, pódese usar como ferramenta de educación na casa e pode usarse para ensinar grandes cantidades. de información.grupos [30, 49, 60, 61, 80, 81].A impresión 3D repetida para o ensino de anatomía de gran volume fai que os modelos de impresión 3D sexan máis rendibles [26].O uso de 3DPAM pode mellorar as capacidades de rotación mental [23] e mellorar a interpretación de imaxes transversais [23, 32].Dous estudos descubriron que os estudantes expostos a 3DPAM tiñan máis probabilidades de someterse a unha cirurxía [40, 74].Pódense incorporar conectores metálicos para crear o movemento necesario para estudar a anatomía funcional [51, 53], ou pódense imprimir modelos usando deseños de gatillo [67].
A impresión 3D permite a creación de modelos anatómicos axustables mellorando certos aspectos durante a etapa de modelado, [48, 80] creando unha base adecuada, [59] combinando varios modelos, [36] usando transparencia, (49) cor, [45] ou facendo visibles certas estruturas internas [30].Tripodi e os seus colegas utilizaron arxila para esculpir para complementar os seus modelos óseos impresos en 3D, facendo fincapé no valor dos modelos co-creados como ferramentas didácticas [47].En 9 estudos, a cor aplicouse despois da impresión [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], pero os estudantes a aplicaron só unha vez [49].Desafortunadamente, o estudo non avaliou a calidade do adestramento do modelo nin a secuencia do adestramento.Isto debería considerarse no contexto da educación en anatomía, xa que os beneficios da aprendizaxe combinada e da co-creación están ben establecidos [89].Para facer fronte á crecente actividade publicitaria, a autoaprendizaxe utilizouse moitas veces para avaliar modelos [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Un estudo concluíu que a cor do material plástico era demasiado brillante[45], outro estudo concluíu que o modelo era demasiado fráxil[71] e outros dous estudos indicaron unha falta de variabilidade anatómica no deseño dos modelos individuais[25, 45]. ]..Sete estudos concluíron que o detalle anatómico do 3DPAM é insuficiente [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Para modelos anatómicos máis detallados de rexións grandes e complexas, como o retroperitoneo ou a columna cervical, o tempo de segmentación e modelado considérase moi longo e o custo é moi elevado (uns 2000 dólares estadounidenses) [27, 48].Hojo e os seus colegas afirmaron no seu estudo que tardaron 40 horas en crear o modelo anatómico da pelve [42].O tempo de segmentación máis longo foi de 380 horas nun estudo realizado por Weatherall e os seus colegas, no que se combinaron varios modelos para crear un modelo completo de vía aérea pediátrica [36].En nove estudos, a segmentación e o tempo de impresión consideráronse desvantaxes [36, 42, 57, 58, 74].Porén, 12 estudos criticaron as propiedades físicas dos seus modelos, particularmente a súa consistencia, [28, 62] falta de transparencia, [30] fraxilidade e monocromaticidade, [71] falta de tecido brando, [66] ou falta de detalle [28, 34]., 45, 48, 62, 63, 81].Estas desvantaxes pódense superar aumentando o tempo de segmentación ou simulación.Perder e recuperar información relevante foi un problema ao que se enfrontaron tres equipos [30, 74, 77].Segundo os informes dos pacientes, os axentes de contraste iodados non proporcionaron unha visibilidade vascular óptima debido ás limitacións de dose [74].A inxección dun modelo cadáver parece ser un método ideal que se afasta do principio de "o menos posible" e das limitacións da dose de axente de contraste inxectado.
Desafortunadamente, moitos artigos non mencionan algunhas características clave de 3DPAM.Menos da metade dos artigos indicaban explícitamente se o seu 3DPAM estaba tintado.A cobertura do ámbito da impresión foi inconsistente (43% dos artigos) e só o 34% mencionou o uso de múltiples medios.Estes parámetros de impresión son críticos porque inflúen nas propiedades de aprendizaxe de 3DPAM.A maioría dos artigos non proporcionan información suficiente sobre as complexidades da obtención de 3DPAM (tempo de deseño, cualificación do persoal, custos de software, custos de impresión, etc.).Esta información é fundamental e debe considerarse antes de considerar iniciar un proxecto para desenvolver un novo 3DPAM.
Esta revisión sistemática mostra que o deseño e impresión en 3D de modelos anatómicos normais é factible a baixo custo, especialmente cando se usan impresoras FDM ou SLA e materiais plásticos dunha soa cor económicos.Non obstante, estes deseños básicos pódense mellorar engadindo cor ou engadindo deseños en diferentes materiais.Os modelos máis realistas (impresos utilizando varios materiais de diferentes cores e texturas para replicar de preto as calidades táctiles dun modelo de referencia de cadáver) requiren tecnoloxías de impresión 3D máis caras e tempos de deseño máis longos.Isto aumentará significativamente o custo global.Non importa o proceso de impresión que se escolla, escoller o método de imaxe adecuado é clave para o éxito de 3DPAM.Canto maior sexa a resolución espacial, máis realista será o modelo e pódese utilizar para investigacións avanzadas.Desde o punto de vista pedagóxico, o 3DPAM é unha ferramenta eficaz para a ensinanza da anatomía, como o demostran as probas de coñecementos que se realizan ao alumnado e a súa satisfacción.O efecto didáctico do 3DPAM é mellor cando reproduce rexións anatómicas complexas e os estudantes úsano no inicio da súa formación médica.
Os conxuntos de datos xerados e/ou analizados no estudo actual non están dispoñibles públicamente debido ás barreiras lingüísticas, pero están dispoñibles no autor correspondente previa solicitude razoable.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM.Unha revisión dos cursos de anatomía groseira, microanatomía, neurobioloxía e embrioloxía nos currículos da facultade de medicina dos Estados Unidos.Anat Rec.2002;269(2):118-22.
Ghosh SK Disección cadavérica como ferramenta educativa para a ciencia anatómica no século XXI: a disección como ferramenta educativa.Análise da educación científica.2017;10(3):286–99.
Hora de publicación: abril-09-2024