3 차원 인쇄 해부학 적 모델 (3dpams)은 교육적 가치와 타당성으로 인해 적합한 도구 인 것 같습니다. 이 검토의 목적은 인간 해부학을 가르치는 데 3DPAM을 만드는 데 사용되는 방법을 설명하고 분석하고 교육적 기여를 평가하는 것입니다.
전자 검색은 교육, 학교, 학습, 교육, 교육, 교육, 교육, 교육, 3 차원, 3D, 3 차원, 인쇄, 인쇄, 인쇄, 해부학, 해부학 및 해부학을 사용하여 PubMed에서 수행되었습니다. . . 연구 결과에는 연구 특성, 모델 설계, 형태 학적 평가, 교육 성과, 강점 및 약점이 포함되었습니다.
68 개의 선택된 기사 중에서 가장 많은 연구는 두개골 지역에 중점을 두었습니다 (33 개 기사); 51 기사는 뼈 인쇄를 언급합니다. 47 개의 기사에서 3DPAM은 컴퓨터 단층 촬영을 기반으로 개발되었습니다. 5 개의 인쇄 프로세스가 나열됩니다. 플라스틱과 그 유도체는 48 개의 연구에 사용되었습니다. 각 디자인은 가격이 $ 1.25에서 $ 2,800입니다. 33 개의 연구가 3dpam을 참조 모델과 비교했습니다. 33 개의 기사가 교육 활동을 조사했습니다. 주요 이점은 시각적 및 촉각 품질, 학습 효율성, 반복성, 사용자 정의 성 및 민첩성, 시간 절약, 기능 해부학의 통합, 더 나은 정신 회전 능력, 지식 유지 및 교사/학생 만족도입니다. 주요 단점은 일관성, 디테일 또는 투명성 부족, 너무 밝고 인쇄 시간이 길고 높은 비용과 같은 설계와 관련이 있습니다.
이 체계적인 검토는 3dpam이 비용 효율적이며 해부학을 가르치는 데 효과적이라는 것을 보여줍니다. 보다 현실적인 모델은 더 비싼 3D 프린팅 기술과 더 긴 설계 시간을 사용해야하므로 전체 비용이 크게 증가합니다. 열쇠는 적절한 이미징 방법을 선택하는 것입니다. 교육 학적 관점에서 3dpam은 학습 결과와 만족도에 긍정적 인 영향을 미치는 해부학을 가르치는 효과적인 도구입니다. 3DPAM의 교수 효과는 복잡한 해부학 적 지역을 재현 할 때 가장 좋습니다. 학생들은 의료 훈련 초기에이를 사용합니다.
동물 시체의 해부는 고대 그리스부터 수행되어 왔으며 해부학을 가르치는 주요 방법 중 하나입니다. 실무 훈련 중에 수행 된 사체 해부는 대학 의대생의 이론적 커리큘럼에 사용되며 현재 해부학 연구의 금 표준으로 간주됩니다 [1,2,3,4,5]. 그러나 인간 사체 표본의 사용에는 많은 장벽이있어 새로운 훈련 도구를 찾아야한다 [6, 7]. 이러한 새로운 도구에는 증강 현실, 디지털 도구 및 3D 프린팅이 포함됩니다. Santos et al.의 최근 문헌 검토에 따르면. [8] 해부학을 가르치기위한 이러한 새로운 기술의 가치 측면에서, 3D 프린팅은 학생들의 교육 가치와 구현의 타당성 측면에서 가장 중요한 자원 중 하나 인 것으로 보인다 [4,9,10] .
3D 프린팅은 새로운 것이 아닙니다. 이 기술과 관련된 첫 번째 특허는 1984 년으로 거슬러 올라갑니다. 프랑스의 Le Méhauté, O de Witte 및 JC André, 3 주 후 미국에서 C Hull. 그 이후 로이 기술은 계속 발전해 왔으며 그 사용은 많은 영역으로 확대되었습니다. 예를 들어, NASA는 2014 년에 지구 너머의 첫 번째 물체를 인쇄했다 [11]. 의료 분야는 또한이 새로운 도구를 채택하여 개인화 된 의약품 개발에 대한 욕구를 증가시켰다 [12].
많은 저자들이 의학 교육에서 3D 인쇄 해부학 적 모델 (3DPAM)을 사용하는 이점을 보여 주었다 [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. 인간 해부학을 가르 칠 때는 비 홍보 및 해부학 적으로 정상적인 모델이 필요합니다. 일부 리뷰는 병리학 적 또는 의료/수술 훈련 모델을 조사했습니다 [8, 20, 21]. 3D 프린팅과 같은 새로운 도구를 통합 한 인간 해부학을 가르치기위한 하이브리드 모델을 개발하기 위해, 우리는 체계적인 검토를 수행하여 인간 해부학을 가르치기 위해 3D 인쇄 객체가 만드는 방법과 학생들이 이러한 3D 객체를 사용하여 학습의 효과를 평가하는 방법을 설명하고 분석하는 체계적인 검토를 수행했습니다.
이 체계적인 문헌 검토는 2022 년 6 월 PRISMA (체계적인 검토 및 메타 분석을위한 선호되는보고 항목) 지침을 사용한 시간 제한없이 수행되었다 [22].
포함 기준은 해부학 교육/학습에서 3DPAM을 사용한 모든 연구 논문이었습니다. 병리학 적 모델, 동물 모델, 고고 학적 모델 및 의료/외과 훈련 모델에 중점을 둔 문헌 검토, 편지 또는 기사는 제외되었습니다. 영어로 게시 된 기사 만 선택되었습니다. 온라인 초록이없는 기사는 제외되었습니다. 다수의 모델을 포함한 기사, 그 중 하나 이상은 해부학 적으로 정상이거나 교수 가치에 영향을 미치지 않는 경미한 병리학이 포함되었다.
2022 년 6 월까지 발표 된 관련 연구를 식별하기 위해 전자 데이터베이스 PubMed (NCBI 국립 의학, NCBI)에서 문헌 검색이 수행되었습니다. 교육, 학교, 교육, 교육, 학습, 교육, 교육, 3- 치수, 3D, 3D, 인쇄, 인쇄, 인쇄, 해부학, 해부학, 해부학 및 해부학. 단일 쿼리가 실행되었습니다 : ((((교육 [Title/Abstract] 또는 School [Title/Abstract] OrLearning [Title/Abstract] 또는 교육 [Title/Abstract] 또는 교육 [Title/Abstract] Oreach [Title/Abstract] 또는 교육 [제목/초록] 및 (3 차원 [제목] 또는 3D [제목] 또는 3D [제목]) 및 (인쇄 [제목] 또는 인쇄 [제목] 또는 인쇄 [제목]) 및 (해부학) [제목 ]]/초록] 또는 해부학 [Title/Abstract] 또는 해부학 [Title/Abstract] 또는 해부학 [Title/Abstract]). PubMed 데이터베이스를 수동으로 검색하고 다른 과학적 기사의 참조를 검토하여 추가 기사를 식별했습니다. 날짜 제한이 적용되지 않았지만 "사람"필터가 사용되었습니다.
검색된 모든 타이틀과 초록은 두 명의 저자 (EBR 및 AL)에 의해 포함 및 제외 기준에 대해 스크리닝되었으며, 모든 자격 기준을 충족시키지 못하는 연구는 제외되었습니다. 나머지 연구의 전체 텍스트 출판물은 세 명의 저자 (EBR, EBE 및 AL)에 의해 검색되어 검토되었습니다. 필요한 경우 기사 선택에 대한 의견 불일치는 네 번째 사람 (LT)에 의해 해결되었습니다. 모든 포함 기준을 충족 한 간행물 이이 검토에 포함되었습니다.
데이터 추출은 제 3 저자 (LT)의 감독하에 두 저자 (EBR 및 AL)에 의해 독립적으로 수행되었다.
- 모델 설계 데이터 : 해부학 적 영역, 특정 해부학 적 부품, 3D 프린팅, 획득 방법, 세분화 및 모델링 소프트웨어, 3D 프린터 유형, 재료 유형 및 수량, 인쇄 규모, 색상, 인쇄 비용.
- 모델의 형태 학적 평가 : 비교에 사용되는 모델, 전문가/교사의 의료 평가, 평가자 수, 평가 유형.
- 교육 3D 모델 : 학생 지식, 평가 방법, 학생 수, 비교 그룹 수, 학생의 무작위 화, 교육/학생 유형.
418 개의 연구가 Medline에서 확인되었고, 139 개의 기사가 "인간"필터에 의해 제외되었습니다. 제목과 초록을 검토 한 후 전체 텍스트 읽기를 위해 103 개의 연구가 선택되었습니다. 34 기사는 병리학 적 모델 (9 개 기사), 의료/수술 훈련 모델 (4 개 기사), 동물 모델 (4 개 기사), 3D 방사선 모델 (1 기사)이거나 원래 과학 기사 (16 장)가 아니기 때문에 제외되었습니다. ). 검토에 총 68 개의 기사가 포함되었습니다. 그림 1은 선택 과정을 흐름도로 제시합니다.
이 체계적인 검토에서 기사의 식별, 심사 및 포함을 요약하는 흐름도
모든 연구는 2014 년에서 2022 년 사이에 출판되었으며 2019 년의 평균 출판 연도. 68 개가 포함 된 기사 중 33 개 (49%)의 연구가 설명적이고 실험적이었고, 17 명 (25%)은 순전히 실험적이었고 18 명 (26%)은 실험. 순전히 묘사. 50 (73%) 실험 연구 중 21 (31%)은 무작위 화를 사용했습니다. 34 개의 연구 (50%) 만 통계 분석을 포함했습니다. 표 1은 각 연구의 특성을 요약합니다.
33 개의 기사 (48%)가 헤드 영역을 조사했으며, 19 개의 기사 (28%)가 흉부 영역을 조사했으며 17 개의 기사 (25%)가 복부 영역을 검사했으며 15 개의 기사 (22%)가 말단을 조사했습니다. 52 개의 기사 (75%)는 3D 인쇄 뼈를 해부학 적 모델 또는 다 슬라이스 해부학 적 모델로 언급했습니다.
3DPAM을 개발하는 데 사용되는 소스 모델 또는 파일과 관련하여 23 개의 기사 (34%)는 환자 데이터의 사용을 언급했으며 20 개의 기사 (29%)는 사체 데이터의 사용을 언급했으며 17 개의 기사 (25%)는 데이터베이스 사용에 대해 언급했습니다. 사용되었고 7 개의 연구 (10%)는 사용 된 문서의 출처를 공개하지 않았습니다.
47 개의 연구 (69%)는 컴퓨터 단층 촬영을 기반으로 3DPAM을 개발했으며 3 개의 연구 (4%)는 마이크로 문의 사용을보고했습니다. 7 기사 (10%)는 광학 스캐너를 사용하여 3D 객체를 투사하고, MRI를 사용한 4 개의 기사 (6%), 카메라 및 현미경을 사용한 1 개 기사 (1%). 14 개의 기사 (21%)는 3D 모델 디자인 소스 파일의 소스를 언급하지 않았습니다. 3D 파일은 평균 공간 해상도가 0.5mm 미만으로 생성됩니다. 최적 해상도는 30 μm [80]이고 최대 해상도는 1.5 mm [32]입니다.
6 개의 다른 소프트웨어 응용 프로그램 (세분화, 모델링, 설계 또는 인쇄)이 사용되었습니다. 모방 (구체화, Leuven, 벨기에)은 가장 자주 사용되었으며 (14 개의 연구, 21%) MeshMixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 연구, 19%), Geomagic (3D System, MO, NC, Leesville) . (10 연구, 15%), 3D 슬라이서 (Slicer Developer Training, Boston, MA) (9 연구, 13%), Blender (Blender Foundation, Amsterdam, Netherlands) (8 연구, 12%) 및 Cura (Geldemarsen, Netherlands) (7 연구, 10%).
69 개의 다른 프린터 모델과 5 개의 인쇄 프로세스가 언급되어 있습니다. FDM (융합 퇴적 모델링) 기술은 26 개의 제품 (38%), 13 개의 제품 (19%) 및 마지막으로 바인더 블라스팅 (11 개의 제품, 16%)에 사용되었습니다. 가장 적은 기술은 입체 리소그래피 (SLA) (5 개 기사, 7%) 및 선택적 레이저 소결 (SLS) (4 개 기사, 6%)입니다. 가장 일반적으로 사용되는 프린터 (7 개 기사, 10%)는 Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Israel) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65]입니다.
3DPAM (51 개 기사, 75%)을 만드는 데 사용되는 재료를 지정할 때 48 개의 연구 (71%)가 플라스틱과 유도체를 사용했습니다. 사용 된 주요 재료는 PLA (폴리 락트산) (n = 20, 29%), 수지 (n = 9, 13%) 및 ABS (아크릴로 니트릴 부타디엔 스티렌) (7 유형, 10%)였다. 23 개의 기사 (34%)가 여러 재료로 만든 3dpam을 조사했으며, 36 개의 기사 (53%)가 하나의 재료로 만 만든 3dpam을 제시했으며 9 개의 기사 (13%)는 자료를 지정하지 않았습니다.
21 개의 기사 (43%)는 평균 1 : 1의 0.25 : 1에서 2 : 1 범위의 인쇄 비율을보고했습니다. 25 개의 기사 (37%)는 1 : 1 비율을 사용했습니다. 28 3dpams (41%)는 여러 가지 색상으로 구성되었으며 인쇄 후 9 명 (13%)을 염색 하였다 [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
34 개의 기사 (50%)가 비용을 언급했습니다. 9 개 기사 (13%)는 3D 프린터 및 원료 비용을 언급했습니다. 프린터의 가격은 $ 302에서 $ 65,000입니다. 지정되면 모델 가격은 $ 1.25 ~ $ 2,800입니다. 이 극단은 골격 표본 [47] 및 고 충실도 retroperitoneal 모델 [48]에 해당합니다. 표 2는 포함 된 각 연구에 대한 모델 데이터를 요약합니다.
33 개의 연구 (54%)는 3DAPM을 참조 모델과 비교했습니다. 이 연구 중에서 가장 일반적인 비교기는 14 개의 기사 (38%), 6 개의 기사 (16%)의 플라스 테이션 준비, 6 개의 기사 (16%)의 플라스 테이션 준비에 사용 된 해부학 적 참조 모델이었습니다. 가상 현실 사용, 컴퓨터 단층 촬영을 5 개의 기사 (14%)로 3dpam 1 개, 3 개의 기사 (8%)의 다른 3DPAM, 1 기사 (3%)의 심각한 게임, 1 기사 (3%)의 방사선 사진, 비즈니스 모델 1 기사 (3%)의 기사 (3%) 및 증강 현실. 34 (50%) 연구에서 3dpam을 평가했습니다. 15 명 (48%) 연구는 평가자의 경험을 자세히 설명했다 (표 3). 3DPAM은 외과 의사 또는 7 개의 연구 (47%), 6 학년의 해부학 전문가 (40%), 3 개의 연구 학생 (20%), 교사 (20%)의 교사 (20%)의 교사 (20%)에 의해 수행되었습니다. 기사의 평가자 한 명 (7%). 평가자의 평균 수는 14 (최소 2, 최대 30)입니다. 33 개의 연구 (49%)는 3DPAM 형태를 질적으로 평가했으며 10 개의 연구 (15%)는 3DPAM 형태를 정량적으로 평가했습니다. 질적 평가를 사용한 33 개의 연구 중 16 개는 순수한 설명 평가 (48%), 9 개의 사용 된 시험/등급/설문 조사 (27%) 및 8 개의 사용 된 리 커트 척도 (24%)를 사용했습니다. 표 3은 각각의 포함 된 연구에서 모델의 형태 학적 평가를 요약한다.
33 개 (48%) 기사가 조사하고 3dpam을 학생들에게 가르치는 효과를 비교했습니다. 이 연구 중 23 개 (70%) 기사가 학생 만족도를 평가했으며 17 명 (51%)은 리 커트 척도를 사용했으며 6 명 (18%)은 다른 방법을 사용했습니다. 22 개의 기사 (67%)는 지식 테스트를 통해 학생 학습을 평가했으며, 그 중 10 명 (30%)이 사전 테스트 및/또는 사후 테스트를 사용했습니다. 11 개의 연구 (33%)는 학생들의 지식을 평가하기 위해 다중 선택 질문과 테스트를 사용했으며 5 개의 연구 (15%)는 이미지 라벨링/해부학 적 식별을 사용했습니다. 각 연구에 평균 76 명의 학생들이 참여했습니다 (최소 8, 최대 319). 24 개의 연구 (72%)는 대조군을 가졌으며 그 중 20 명 (60%)은 무작위 화를 사용했습니다. 대조적으로, 한 연구 (3%)는 10 명의 다른 학생들에게 해부학 적 모델을 무작위로 할당했습니다. 평균적으로 2.6 그룹을 비교했습니다 (최소 2, 최대 10). 23 명의 연구 (70%)가 의대생이 참여했으며 그 중 14 명 (42%)은 1 학년 의대생이었습니다. 6 명 (18%) 연구에는 거주자, 4 명 (12%)의 치과 학생 및 3 명 (9%) 과학 학생이 포함되었습니다. 6 개의 연구 (18%)는 3DPAM을 사용한 자율 학습을 구현하고 평가했습니다. 표 4는 각각의 포함 된 연구에 대한 3DPAM 교육 효과 평가 결과를 요약한다.
저자가 정상적인 인간 해부학을위한 교육 도구로 3DPAM을 사용한다고보고 한 주요 장점은 현실주의 [55, 67], 정확도 [44, 50, 72, 85] 및 일관성 변동성 [34, 45 ]. , 48, 64], 색상 및 투명성 [28, 45], 내구성 [24, 56, 73], 교육 효과 [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], 비용 [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], 재현성 [80], 개선 또는 개인화 가능성 [28, 30, 36, 45, 51, 53, 59, 61, 67, 80], 학생들을 조작하는 능력 [30, 49], 교육 시간 절약 [61, 80], 저장 용이성 [61], 기능적 해부학을 통합하거나 특정 구조를 생성하는 능력 [51, 53], 67] , 골격 모델의 빠른 설계 [81], 모델을 공동으로 만들고 집으로 가져가는 능력 [49, 60, 71], 정신적 회전 능력 [23] 및 지식 유지 [32] 및 교사 [교사 [ 25, 63] 및 학생 만족도 [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
주요 단점은 디자인과 관련이 있습니다 : 강성 [80], 일관성 [28, 62], 세부 사항 또는 투명성 부족 [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], 색상이 너무 밝다 [45]. 그리고 바닥의 취약성 [71]. 다른 단점은 이미지 분할에 필요한 정보 손실 [30, 76], [36, 52, 57, 58, 74], 인쇄 시간 [57, 63, 66, 67], 해부학 적 변동성 부족 [25], 그리고 비용. 높음 [48].
이 체계적인 검토는 9 년 동안 출판 된 68 개의 기사를 요약하고 정상적인 인간 해부학을 가르치는 도구로서 3DPAM에 대한 과학계의 관심을 강조합니다. 각 해부학 적 영역을 연구하고 3D 인쇄했습니다. 이 기사들 중 37 개의 기사가 3DPAM을 다른 모델과 비교했으며 33 개의 기사가 학생들의 3DPAM의 교육 학적 관련성을 평가했습니다.
해부학 적 3D 인쇄 연구의 설계의 차이를 고려할 때, 우리는 메타 분석을 수행하는 것이 적절하다고 생각하지 않았습니다. 2020 년에 발표 된 메타 분석은 주로 3DPAM 설계 및 생산의 기술 및 기술적 측면을 분석하지 않고 훈련 후 해부학적 지식 테스트에 중점을 두었습니다 [10].
헤드 영역은 아마도 해부학의 복잡성으로 인해 학생들이 사지 나 몸통에 비해 3 차원 공간 에서이 해부학 영역을 묘사하기가 더 어려워지기 때문에 가장 많이 연구 된 것입니다. CT는 가장 일반적으로 사용되는 이미징 양식입니다. 이 기술은 특히 의료 환경에서 널리 사용되지만 공간 분해능이 제한되어 있으며 연조직 대비가 낮습니다. 이러한 한계는 CT 스캔을 신경계의 분할 및 모델링에 부적합하게 만듭니다. 반면, 컴퓨터 단층 촬영은 뼈 조직 세분화/모델링에 더 적합합니다. 뼈/연조직 대비는 3D 인쇄 해부학 적 모델 전에 이러한 단계를 완료하는 데 도움이됩니다. 반면, MicroCT는 뼈 영상화에서의 공간 해상도 측면에서 기준 기술로 간주됩니다 [70]. 광학 스캐너 또는 MRI를 사용하여 이미지를 얻을 수도 있습니다. 더 높은 해상도는 뼈 표면의 평활을 방해하고 해부학 적 구조의 미묘함을 보존합니다 [59]. 모델의 선택은 공간 분해능에도 영향을 미칩니다. 예를 들어, 가소화 모델은 해상도가 낮습니다 [45]. 그래픽 디자이너는 맞춤형 3D 모델을 만들어야하며 비용이 증가합니다 (시간당 $ 25 ~ $ 150) [43]. 고품질 .STL 파일을 얻는 것만으로는 고품질 해부학 적 모델을 생성하기에 충분하지 않습니다. 인쇄판에서 해부학 적 모델의 방향과 같은 인쇄 매개 변수를 결정해야한다 [29]. 일부 저자는 SLS와 같은 고급 인쇄 기술이 3DPAM의 정확도를 향상시키기 위해 가능한 한 가능한 한 사용되어야한다고 제안합니다 [38]. 3DPAM의 생산에는 전문적인 지원이 필요합니다. 가장 인기있는 전문가는 엔지니어 [72], 방사선 전문의, [75], 그래픽 디자이너 [43] 및 해부학자 [25, 28, 51, 57, 76, 77]입니다.
세분화 및 모델링 소프트웨어는 정확한 해부학 적 모델을 얻는 데 중요한 요소이지만 이러한 소프트웨어 패키지의 비용과 복잡성은 사용을 방해합니다. 여러 연구에 따르면 다양한 소프트웨어 패키지 및 인쇄 기술의 사용을 비교하여 각 기술의 장점과 단점을 강조했습니다 [68]. 모델링 소프트웨어 외에도 선택된 프린터와 호환되는 소프트웨어 인쇄도 필요합니다. 일부 저자는 온라인 3D 프린팅을 선호합니다 [75]. 충분한 3D 객체가 인쇄되면 투자는 재무 수익으로 이어질 수 있습니다 [72].
플라스틱은 가장 일반적으로 사용되는 재료입니다. 광범위한 텍스처와 색상은 3dpam에서 선택한 재료로 만듭니다. 일부 저자들은 전통적인 사체 또는 플라스 테이션 모델에 비해 높은 강도를 칭찬했다 [24, 56, 73]. 일부 플라스틱에는 굽힘 또는 스트레칭 특성이 있습니다. 예를 들어, FDM 기술이있는 Filaflex는 최대 700%까지 확장 할 수 있습니다. 일부 저자들은 그것을 근육, 힘줄 및 인대 복제를위한 선택의 재료라고 생각합니다 [63]. 반면에 두 연구에서 인쇄 중 섬유 방향에 대한 의문이 제기되었습니다. 실제로 근육 섬유 방향, 삽입, 신경 분포 및 기능은 근육 모델링에서 중요합니다 [33].
놀랍게도 인쇄 규모를 언급 한 연구는 거의 없습니다. 많은 사람들이 1 : 1 비율이 표준이라고 생각하기 때문에 저자는 언급하지 않기로 선택했을 수도 있습니다. 스케일링은 대규모 그룹의 지시 된 학습에 유용하지만, 특히 클래스 크기가 커지고 모델의 물리적 크기가 중요한 요소 인 경우 스케일링의 타당성은 아직 탐색되지 않았습니다. 물론, 전체 크기의 규모는 다양한 해부학 적 요소를 환자에게 쉽게 찾아서 전달할 수있게 해주므로 종종 사용되는 이유를 설명 할 수 있습니다.
시장에서 사용 가능한 많은 프린터 중 폴리 제트 (재료 또는 바인더 잉크젯) 기술을 사용하여 색상 및 다층 (및 다중 텍스트) 고화질 인쇄 비용이 미화 20,000 달러에서 250,000 달러 (https : // www)를 제공합니다. .aniwaa.com/). 이 높은 비용은 의과 대학에서 3dpam의 홍보를 제한 할 수 있습니다. 프린터 비용 외에도 잉크젯 인쇄에 필요한 재료 비용은 SLA 또는 FDM 프린터보다 높습니다 [68]. SLA 또는 FDM 프린터의 가격 도이 검토에 나열된 기사에서 € 576에서 € 4,999 범위에 더 저렴합니다. Tripodi와 동료들에 따르면, 각 골격 부분은 미화 1.25 달러에 인쇄 될 수있다 [47]. 11 개의 연구에 따르면 3D 프린팅은 가소화 또는 상업용 모델보다 저렴하다고 결론을 내렸다 [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. 또한,이 상용 모델은 해부학 교육을위한 충분한 세부 사항없이 환자 정보를 제공하도록 설계되었습니다 [80]. 이 상용 모델은 3dpam보다 열등한 것으로 간주됩니다 [44]. 사용 된 인쇄 기술 외에도 최종 비용은 스케일에 비례하므로 3DPAM의 최종 크기에 비례한다는 점은 주목할 가치가 있습니다 [48]. 이러한 이유로, 전체 크기 규모가 선호된다 [37].
단 하나의 연구 만 3dpam을 상업적으로 이용 가능한 해부학 적 모델과 비교했다 [72]. 사체 샘플은 3dpam에서 가장 일반적으로 사용되는 비교기입니다. 그들의 한계에도 불구하고, 사체 모델은 해부학을 가르치는 데 귀중한 도구로 남아 있습니다. 부검, 해부 및 건조 뼈 사이에는 구별이 이루어져야합니다. 훈련 테스트에 기초하여, 두 연구에 따르면 3dpam은 플라스 테이션 해부보다 훨씬 더 효과적이라는 것이 밝혀졌습니다 [16, 27]. 한 연구는 동일한 해부학 적 영역의 1 시간의 해부와 3dpam (하부 말단)을 사용한 1 시간의 훈련을 비교했다 [78]. 두 교수법 사이에는 큰 차이가 없었습니다. 이러한 비교가 어렵 기 때문에이 주제에 대한 연구가 거의 없을 가능성이 높습니다. 해부는 학생들에게 시간이 많이 걸리는 준비입니다. 때로는 준비중인 것에 따라 수십 시간의 준비가 필요합니다. 세 번째 비교는 마른 뼈로 이루어질 수 있습니다. TSAI와 Smith의 연구에 따르면 시험 점수는 3DPAM을 사용하여 그룹에서 상당히 우수하다는 것을 발견했습니다 [51, 63]. Chen과 동료들은 3D 모델을 사용하는 학생들이 구조 (두개골) 식별에서 더 잘 수행했지만 MCQ 점수에는 차이가 없다고 지적했다 [69]. 마지막으로 Tanner와 동료들은 Pterygopalatine Fossa의 3dpam을 사용 하여이 그룹에서 더 나은 테스트 결과를 보여 주었다 [46]. 이 문헌 검토에서 다른 새로운 교육 도구가 확인되었습니다. 그들 중 가장 흔한 것은 증강 현실, 가상 현실 및 심각한 게임이다 [43]. Mahrous와 동료들에 따르면 해부학 적 모델에 대한 선호는 학생들이 비디오 게임을하는 시간에 달려 있습니다 [31]. 반면, 새로운 해부학 교육 도구의 주요 단점은 특히 순수한 가상 도구에 대한 햅틱 피드백입니다 [48].
새로운 3DPAM을 평가하는 대부분의 연구는 지식의 사전 테스트를 사용했습니다. 이 사전 테스트는 평가의 편견을 피하는 데 도움이됩니다. 일부 저자는 실험 연구를 수행하기 전에 예비 시험에서 평균보다 높은 점수를받은 모든 학생들을 배제합니다 [40]. Garas와 동료들 중에 언급 된 편견 중에는 모델의 색상과 학생 수업에서 자원 봉사자 선택이있었습니다 [61]. 염색은 해부학 적 구조의 식별을 용이하게한다. Chen과 동료들은 그룹간에 초기 차이가없는 엄격한 실험 조건을 확립했으며 연구는 가능한 최대까지 눈을 멀게했습니다 [69]. Lim과 동료들은 평가 후 편견을 피하기 위해 제 3자가 테스트 후 평가를 완료 할 것을 권장합니다 [16]. 일부 연구는 리 커트 척도를 사용하여 3dpam의 타당성을 평가했습니다. 이 도구는 만족도를 평가하는 데 적합하지만 [86]에 대해서는 여전히 중요한 편견이 있습니다.
3DPAM의 교육적 관련성은 주로 33 개의 연구 중 14 개 연구에서 1 학년 의대생을 포함한 의대생들 사이에서 주로 평가되었습니다. 윌크와 동료들은 파일럿 연구에서 의대생들이 3D 프린팅이 해부 학습에 포함되어야한다고 믿었다고보고했다 [87]. Cercenelli 연구에서 설문 조사에 참여한 학생의 87%는 연구 2 년차가 3dpam을 사용하기 가장 좋은시기라고 생각했습니다 [84]. Tanner와 동료의 결과는 또한 학생들 이이 분야를 연구 한 적이 없다면 더 잘 수행했음을 보여 주었다 [46]. 이 데이터는 의과 대학의 첫해가 3DPAM을 해부학 교육에 통합하기위한 최적의 시간임을 시사합니다. Ye의 메타 분석은이 아이디어를지지했다 [18]. 이 연구에 포함 된 27 개의 기사에서는 3DPAM과 의대생을위한 전통적인 모델 사이의 시험 점수에는 유의 한 차이가 있었지만 주민에게는 그렇지 않았습니다.
학습 도구로서의 3DPAM은 학업 성취도를 향상시킨다 [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], 장기 지식 유지 [32] 및 학생 만족도 [25, 45, 46, 52, 57, 63 , 66]. , 69, 84]. 전문가의 패널은 또한이 모델들이 유용하다는 것을 발견했으며 [37, 42, 49, 81, 82], 두 연구에서 3dpam [25, 63]에 대한 교사 만족도를 발견했습니다. 모든 출처 중에서, 백 하우스와 동료들은 3D 프린팅이 전통적인 해부학 적 모델에 대한 최상의 대안이라고 생각합니다 [49]. 첫 번째 메타 분석에서 YE와 동료들은 3DPAM 지시를받은 학생들이 2D 또는 시체 지침을받은 학생들보다 테스트 후 점수가 더 좋다는 것을 확인했습니다 [10]. 그러나 그들은 복잡성이 아니라 단순히 심장, 신경계 및 복강으로 3dpam을 구별했습니다. 7 개의 연구에서 3DPAM은 학생들에게 시행되는 지식 테스트를 기반으로 다른 모델을 능가하지 않았습니다 [32, 66, 69, 77, 78, 84]. Salazar와 동료들은 메타 분석에서 3dpam의 사용은 특히 복잡한 해부학에 대한 이해를 향상 시킨다고 결론 지었다 [17]. 이 개념은 편집자에게 보낸 Hitas의 편지와 일치한다 [88]. 덜 복잡한 것으로 간주되는 일부 해부학 영역은 3dpam의 사용을 요구하지 않는 반면, 목 또는 신경계와 같은 더 복잡한 해부학 영역은 3dpam의 논리적 선택이 될 것입니다. 이 개념은 왜 일부 3dpam이 전통적인 모델보다 우수한 것으로 간주되지 않는지, 특히 학생들이 모델 성능이 우수한 도메인에 대한 지식이 부족한 경우에 설명 할 수 있습니다. 따라서 이미 주제 (의대생 또는 거주자)에 대한 지식이있는 학생들에게 간단한 모델을 제시하는 것은 학생의 성과 향상에 도움이되지 않습니다.
나열된 모든 교육 혜택 중 11 개 연구는 모델의 시각적 또는 촉각 적 특성을 강조했다 [27,34,44,45,48,55,55,63,67,72,85], 3 개의 연구는 강도와 내구성 향상 (33 , 50-52, 63, 79, 85, 86). 다른 장점은 학생들이 구조물을 조작 할 수 있고, 교사가 시간을 절약 할 수 있고, 시체보다 보존하기 쉽고, 프로젝트를 24 시간 이내에 완료 할 수 있으며, 홈 스쿨링 도구로 사용할 수 있으며, 많은 금액을 가르치는 데 사용할 수 있다는 것입니다. 정보의. 그룹 [30, 49, 60, 61, 80, 81]. 대량의 해부학 교육을위한 3D 프린팅은 3D 프린팅 모델을보다 비용 효율적으로 만듭니다 [26]. 3DPAM의 사용은 정신적 회전 능력을 향상시키고 [23] 단면 이미지의 해석을 향상시킬 수있다 [23, 32]. 두 연구에 따르면 3DPAM에 노출 된 학생들은 수술을받을 가능성이 더 높습니다 [40, 74]. 금속 커넥터는 기능 해부학을 연구하는 데 필요한 움직임을 만들기 위해 내장 될 수 있으며 [51, 53], 트리거 설계 [67]를 사용하여 모델을 인쇄 할 수 있습니다.
3D 프린팅은 모델링 단계에서 특정 측면을 개선하여 조절 가능한 해부학 적 모델을 생성 할 수 있습니다. [48, 80] 적합한베이스를 생성, [59] 여러 모델을 결합한 [36] 투명성 사용 (49) 색상, [45] 특정 내부 구조를 보이게한다 [30]. Tripodi와 동료들은 Sculpting Clay를 사용하여 3D 인쇄 된 뼈 모델을 보완하여 공동 창작 된 모델의 가치를 교육 도구로 강조했습니다 [47]. 9 개의 연구에서, 인쇄 후 색상이 적용되었다 [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75]. 그러나 학생들은 한 번만 적용했다 [49]. 불행히도,이 연구는 모델 훈련의 질 또는 일련의 훈련을 평가하지 않았습니다. 혼합 학습과 공동 창조의 이점이 잘 확립되어 있기 때문에 이것은 해부학 교육의 맥락에서 고려되어야한다 [89]. 증가하는 광고 활동에 대처하기 위해, 자기 학습은 모델을 평가하기 위해 여러 번 사용되었습니다 [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
한 연구는 플라스틱 재료의 색이 너무 밝았다 [45], 다른 연구는 모델이 너무 깨지기 쉬웠다 [71], 다른 두 연구는 개별 모델의 설계에서 해부학 적 변동이 부족하다는 것을 나타냈다 [25, 45 ]. . 7 개의 연구에 따르면 3dpam의 해부학 적 세부 사항은 충분하지 않다고 결론 지었다 [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
retroperitoneum 또는 cervical spine과 같은 크고 복잡한 영역의보다 자세한 해부학 적 모델을 위해, 세분화 및 모델링 시간은 매우 길고 비용이 매우 높으며 (약 US $ 2000) [27, 48]. Hojo와 동료들은 연구에서 골반의 해부학 적 모델을 만드는 데 40 시간이 걸렸다 고 밝혔다 [42]. 가장 긴 세분화 시간은 Weatherall과 동료들의 연구에서 380 시간이었다. 여기서 여러 모델이 결합되어 완전한 소아기도 모델을 만들었다 [36]. 9 개의 연구에서, 분할 및 인쇄 시간은 단점으로 간주되었다 [36, 42, 57, 58, 74]. 그러나 12 연구는 모델의 물리적 특성, 특히 일관성, [28, 62] 투명성 부족, [30] 취약성 및 단색 성, [71] 연조직 부족, [66] 세부 사항 [28, 34]. , 45, 48, 62, 63, 81]. 이러한 단점은 분할 또는 시뮬레이션 시간을 늘려 극복 할 수 있습니다. 관련 정보를 잃고 검색하는 것은 세 팀이 직면 한 문제였습니다 [30, 74, 77]. 환자 보고서에 따르면, 요오드화 조영제는 용량 제한으로 인한 최적의 혈관 가시성을 제공하지 않았다 [74]. 사체 모델의 주입은“가능한 한 적은 적은”원리와 대비 제의 선량의 한계에서 주입되는 이상적인 방법으로 보입니다.
불행히도 많은 기사에서 3dpam의 주요 기능을 언급하지 않습니다. 기사의 절반 미만은 3DPAM이 착색되었는지 명시 적으로 언급했습니다. 인쇄 범위의 범위는 일치하지 않았으며 (기사의 43%), 34%만이 여러 미디어의 사용을 언급했습니다. 이 인쇄 매개 변수는 3dpam의 학습 특성에 영향을 미치기 때문에 중요합니다. 대부분의 기사는 3DPAM (설계 시간, 인사 자격, 소프트웨어 비용, 인쇄 비용 등)의 복잡성에 대한 충분한 정보를 제공하지 않습니다. 이 정보는 중요하며 새로운 3dpam을 개발하기위한 프로젝트를 시작하기 전에 고려해야합니다.
이 체계적인 검토에 따르면 특히 FDM 또는 SLA 프린터 및 저렴한 단일 컬러 플라스틱 재료를 사용할 때는 저렴한 비용으로 정상적인 해부학 적 모델을 설계 및 3D 인쇄 할 수 있습니다. 그러나 이러한 기본 설계는 색상을 추가하거나 다른 재료에 디자인을 추가하여 향상시킬 수 있습니다. 더 현실적인 모델 (Cadaver Reference 모델의 촉각 특성을 밀접하게 복제하기 위해 다른 색상과 텍스처의 여러 재료를 사용하여 인쇄)에는 더 비싼 3D 프린팅 기술과 더 긴 설계 시간이 필요합니다. 이것은 전체 비용을 크게 증가시킬 것입니다. 어떤 인쇄 프로세스를 선택하든 적절한 이미징 방법을 선택하는 것은 3DPAM의 성공의 핵심입니다. 공간 해상도가 높을수록 모델이 더 현실적으로되고 고급 연구에 사용될 수 있습니다. 교육 학적 관점에서 3dpam은 학생들에게 시행되는 지식 테스트와 만족도에 의해 입증 된 바와 같이 해부학을 가르치는 효과적인 도구입니다. 3DPAM의 교수 효과는 복잡한 해부학 적 지역을 재현 할 때 가장 좋습니다. 학생들은 의료 훈련 초기에이를 사용합니다.
현재 연구에서 생성 및/또는 분석 된 데이터 세트는 언어 장벽으로 인해 공개적으로 제공되지 않지만 합리적인 요청에 따라 해당 저자로부터 제공됩니다.
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