Os modelos anatômicos impressos tridimensionais (3DPAMs) parecem ser uma ferramenta adequada devido ao seu valor educacional e viabilidade. O objetivo desta revisão é descrever e analisar os métodos usados para criar 3DPAM para ensinar anatomia humana e avaliar sua contribuição pedagógica.
Uma pesquisa eletrônica foi realizada no PubMed usando os seguintes termos: educação, escola, aprendizado, ensino, treinamento, ensino, educação, tridimensional, 3D, tridimensional, impressão, impressão, impressão, anatomia, anatomia, anatomia e anatomia . . Os resultados incluíram características do estudo, design de modelos, avaliação morfológica, desempenho educacional, pontos fortes e fracos.
Entre os 68 artigos selecionados, o maior número de estudos focou na região craniana (33 artigos); 51 Artigos mencionam a impressão óssea. Em 47 artigos, o 3DPAM foi desenvolvido com base em tomografia computadorizada. Cinco processos de impressão estão listados. Os plásticos e seus derivados foram usados em 48 estudos. Cada design varia de preço de US $ 1,25 a US $ 2.800. Trinta e sete estudos compararam 3DPAM com modelos de referência. Trinta e três artigos examinaram as atividades educacionais. Os principais benefícios são qualidade visual e tátil, eficiência de aprendizado, repetibilidade, personalização e agilidade, economia de tempo, integração de anatomia funcional, melhores capacidades de rotação mental, retenção de conhecimento e satisfação do professor/aluno. As principais desvantagens estão relacionadas ao design: consistência, falta de detalhes ou transparência, cores muito brilhantes, tempos de impressão longos e alto custo.
Esta revisão sistemática mostra que o 3DPAM é econômico e eficaz para o ensino de anatomia. Modelos mais realistas exigem o uso de tecnologias de impressão 3D mais caras e tempos de design mais longos, o que aumentará significativamente o custo geral. A chave é selecionar o método de imagem apropriado. Do ponto de vista pedagógico, o 3DPAM é uma ferramenta eficaz para o ensino de anatomia, com um impacto positivo nos resultados e satisfação da aprendizagem. O efeito de ensino do 3DPAM é melhor quando reproduz regiões anatômicas complexas e os alunos o usam no início de seu treinamento médico.
A dissecção de cadáveres de animais tem sido realizada desde a Grécia antiga e é um dos principais métodos de ensino de anatomia. As dissecções cadavéricas realizadas durante o treinamento prático são usadas no currículo teórico de estudantes de medicina da universidade e atualmente são considerados o padrão -ouro para o estudo da anatomia [1,2,3,4,5]. No entanto, existem muitas barreiras ao uso de espécimes cadavéricos humanos, provocando a busca de novas ferramentas de treinamento [6, 7]. Algumas dessas novas ferramentas incluem realidade aumentada, ferramentas digitais e impressão 3D. De acordo com uma recente revisão de literatura de Santos et al. [8] Em termos do valor dessas novas tecnologias para o ensino da anatomia, a impressão 3D parece ser um dos recursos mais importantes, tanto em termos de valor educacional para os alunos quanto em termos de viabilidade de implementação [4,9,10] .
A impressão 3D não é nova. As primeiras patentes relacionadas a essa tecnologia datam de 1984: A Le Méhauté, O de Witte e JC André na França e três semanas depois C. Casco nos EUA. Desde então, a tecnologia continuou a evoluir e seu uso se expandiu para muitas áreas. Por exemplo, a NASA imprimiu o primeiro objeto além da Terra em 2014 [11]. O campo médico também adotou essa nova ferramenta, aumentando assim o desejo de desenvolver medicina personalizada [12].
Muitos autores demonstraram os benefícios do uso de modelos anatômicos impressos em 3D (3DPAM) na educação médica [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Ao ensinar anatomia humana, são necessários modelos não patológicos e anatomicamente normais. Algumas revisões examinaram modelos de treinamento patológico ou médico/cirúrgico [8, 20, 21]. Para desenvolver um modelo híbrido para o ensino de anatomia humana que incorpora novas ferramentas, como a impressão 3D, realizamos uma revisão sistemática para descrever e analisar como os objetos impressos em 3D são criados para o ensino de anatomia humana e como os alunos avaliam a eficácia do aprendizado de usar esses objetos 3D.
Essa revisão sistemática da literatura foi realizada em junho de 2022 sem restrições de tempo usando diretrizes de PRISMA (itens de relatório preferidos para revisões sistemáticas e metanálises) [22].
Os critérios de inclusão foram todos trabalhos de pesquisa usando 3DPAM no ensino/aprendizagem de anatomia. Revisões de literatura, cartas ou artigos com foco em modelos patológicos, modelos animais, modelos arqueológicos e modelos de treinamento médico/cirúrgico foram excluídos. Apenas artigos publicados em inglês foram selecionados. Artigos sem resumos on -line disponíveis foram excluídos. Artigos que incluíam vários modelos, pelo menos um dos quais era anatomicamente normal ou tinham uma pequena patologia que não afetava o valor do ensino, foram incluídos.
Uma pesquisa de literatura foi realizada no banco de dados eletrônico PubMed (National Library of Medicine, NCBI) para identificar estudos relevantes publicados até junho de 2022. Use os seguintes termos de pesquisa: educação, escola, ensino, ensino, aprendizagem, ensino, educação, três- Dimensional, 3D, 3D, impressão, impressão, impressão, anatomia, anatomia, anatomia e anatomia. Uma única consulta foi executada: (((Educação [Título/Resumo] ou Escola [Título/Resumo] Orlearning [Title/Abstract] ou Ensino [Título/Resumo] ou Treinamento [Título/Resumo] Oreach [Title/Abstract]] ou Educação [Título/Resumo]) e (Três Dimensões [Título] ou 3D [Title] ou 3D [Title])) e (Print [Title] ou Print [Title] ou Print [Title])) e (Anatomia) [Title) ]]/Resumo] ou anatomia [Title/Resumo] ou Anatomia [Title/Abstract] ou Anatomia [Title/Abstract]). Artigos adicionais foram identificados pesquisando manualmente no banco de dados do PubMed e revisando referências de outros artigos científicos. Nenhuma restrição de data foi aplicada, mas o filtro "pessoa" foi usado.
Todos os títulos e resumos recuperados foram rastreados contra critérios de inclusão e exclusão por dois autores (EBR e AL), e qualquer estudo que não atenda a todos os critérios de elegibilidade foi excluído. As publicações de texto completo dos estudos restantes foram recuperadas e revisadas por três autores (EBR, EBE e AL). Quando necessário, as desacordos na seleção de artigos foram resolvidas por uma quarta pessoa (LT). As publicações que atendiam a todos os critérios de inclusão foram incluídas nesta revisão.
A extração de dados foi realizada de forma independente por dois autores (EBR e AL) sob a supervisão de um terceiro autor (LT).
- Dados de design do modelo: regiões anatômicas, peças anatômicas específicas, modelo inicial para impressão 3D, método de aquisição, software de segmentação e modelagem, tipo de impressora 3D, tipo de material e quantidade, escala de impressão, cor, custo de impressão.
- Avaliação morfológica dos modelos: modelos usados para comparação, avaliação médica de especialistas/professores, número de avaliadores, tipo de avaliação.
- Ensino 3D Modelo: Avaliação do conhecimento do aluno, método de avaliação, número de alunos, número de grupos de comparação, randomização de estudantes, educação/tipo de aluno.
418 Estudos foram identificados no MEDLINE e 139 artigos foram excluídos pelo filtro "humano". Após revisar títulos e resumos, 103 estudos foram selecionados para leitura de texto completo. 34 Os artigos foram excluídos porque eram modelos patológicos (9 artigos), modelos de treinamento médico/cirúrgico (4 artigos), modelos animais (4 artigos), modelos radiológicos 3D (1 artigo) ou não eram artigos científicos originais (16 capítulos). ). Um total de 68 artigos foram incluídos na revisão. A Figura 1 apresenta o processo de seleção como um fluxograma.
Fluxo de fluxo resumindo a identificação, triagem e inclusão de artigos nesta revisão sistemática
Todos os estudos foram publicados entre 2014 e 2022, com um ano médio de publicação de 2019. Entre os 68 artigos incluídos, 33 (49%) estudos foram descritivos e experimentais, 17 (25%) foram puramente experimentais e 18 (26%) foram experimental. Puramente descritivo. Dos 50 (73%) estudos experimentais, 21 (31%) usaram randomização. Apenas 34 estudos (50%) incluíram análises estatísticas. A Tabela 1 resume as características de cada estudo.
33 Artigos (48%) examinaram a região principal, 19 artigos (28%) examinaram a região torácica, 17 artigos (25%) examinaram a região abdominopélvica e 15 artigos (22%) examinaram as extremidades. Cinqüenta e um artigos (75%) mencionaram ossos impressos em 3D como modelos anatômicos ou modelos anatômicos de várias fatias.
Em relação aos modelos de origem ou arquivos usados para desenvolver 3DPAM, 23 artigos (34%) mencionaram o uso de dados do paciente, 20 artigos (29%) mencionaram o uso de dados cadavéricos e 17 artigos (25%) mencionaram o uso de bancos de dados. foram utilizados e 7 estudos (10%) não divulgaram a fonte dos documentos utilizados.
47 estudos (69%) desenvolveram 3DPAM com base na tomografia computadorizada e 3 estudos (4%) relataram o uso de microct. 7 artigos (10%) projetados 3D objetos usando scanners ópticos, 4 artigos (6%) usando ressonância magnética e 1 artigo (1%) usando câmeras e microscópios. 14 Artigos (21%) não mencionaram a fonte dos arquivos de origem de design do modelo 3D. Os arquivos 3D são criados com uma resolução espacial média inferior a 0,5 mm. A resolução ideal é de 30 μm [80] e a resolução máxima é de 1,5 mm [32].
Foram utilizados sessenta aplicativos de software diferentes (segmentação, modelagem, design ou impressão). As imitadoras (materializar, Leuven, Bélgica) foram usadas com mais frequência (14 estudos, 21%), seguidos por 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, Amsterdã, Holanda) (8 estudos, 12%) e Cura (Geldemarsen, Holanda) (7 estudos, 10%).
São mencionados sessenta e sete modelos de impressoras diferentes e cinco processos de impressão. A tecnologia FDM (modelagem de deposição fundida) foi usada em 26 produtos (38%), explosão de material em 13 produtos (19%) e finalmente explosão de fichário (11 produtos, 16%). As tecnologias menos usadas são estereolitografia (SLA) (5 artigos, 7%) e sinterização seletiva a laser (SLS) (4 artigos, 6%). A impressora mais usada (7 artigos, 10%) é o Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Israel) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Ao especificar os materiais usados para criar 3DPAM (51 artigos, 75%), 48 estudos (71%) usaram plásticos e seus derivados. Os principais materiais utilizados foram PLA (ácido polilático) (n = 20, 29%), resina (n = 9, 13%) e ABS (acrilonitrila butadieno estireno) (7 tipos, 10%). 23 artigos (34%) examinaram o 3DPam feito de vários materiais, 36 artigos (53%) apresentaram 3dpam feito de apenas um material e 9 artigos (13%) não especificaram um material.
Vinte e nove artigos (43%) relataram taxas de impressão que variam de 0,25: 1 a 2: 1, com uma média de 1: 1. Vinte e cinco artigos (37%) usaram uma proporção de 1: 1. 28 3dpams (41%) consistiram em várias cores e 9 (13%) foram tingidas após a impressão [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Trinta e quatro artigos (50%) mencionaram custos. 9 artigos (13%) mencionaram o custo de impressoras 3D e matérias -primas. As impressoras variam de US $ 302 a US $ 65.000. Quando especificado, os preços do modelo variam de US $ 1,25 a US $ 2.800; Esses extremos correspondem a amostras esqueléticas [47] e modelos retroperitoneais de alta fidelidade [48]. A Tabela 2 resume os dados do modelo para cada estudo incluído.
Trinta e sete estudos (54%) compararam o 3DAPM a um modelo de referência. Entre esses estudos, o comparador mais comum foi um modelo de referência anatômica, usado em 14 artigos (38%), preparações plastinadas em 6 artigos (16%), preparações plastinadas em 6 artigos (16%). Uso da realidade virtual, a tomografia computadorizada de um 3dpam em 5 artigos (14%), outro 3dpam em 3 artigos (8%), jogos sérios em 1 artigo (3%), radiografias em 1 artigo (3%), modelos de negócios em 1 artigo (3%) e realidade aumentada em 1 artigo (3%). Trinta e quatro (50%) estudos avaliaram 3dpam. Quinze (48%) estudos descreveram as experiências dos avaliadores em detalhes (Tabela 3). O 3DPAM foi realizado por cirurgiões ou médicos participantes em 7 estudos (47%), especialistas anatômicos em 6 estudos (40%), estudantes em 3 estudos (20%), professores (disciplina não especificados) em 3 estudos (20%) para avaliação e mais um avaliador no artigo (7%). O número médio de avaliadores é de 14 (mínimo 2, no máximo 30). Trinta e três estudos (49%) avaliaram qualitativamente a morfologia em 3DPAM, e 10 estudos (15%) avaliaram a morfologia em 3dpam quantitativamente. Dos 33 estudos que utilizaram avaliações qualitativas, 16 utilizaram avaliações puramente descritivas (48%), 9 usaram testes/classificações/pesquisas (27%) e 8 usaram escalas Likert (24%). A Tabela 3 resume as avaliações morfológicas dos modelos em cada estudo incluído.
Trinta e três (48%) artigos examinaram e compararam a eficácia do ensino de 3DPAM aos alunos. Desses estudos, 23 (70%) artigos avaliaram a satisfação do aluno, 17 (51%) usaram escalas Likert e 6 (18%) usaram outros métodos. Vinte e dois artigos (67%) avaliaram a aprendizagem dos alunos por meio de testes de conhecimento, dos quais 10 (30%) usaram pré-testes e/ou pós-teste. Onze estudos (33%) usaram perguntas e testes de múltipla escolha para avaliar o conhecimento dos alunos, e cinco estudos (15%) usaram a marcação de imagem/identificação anatômica. Uma média de 76 alunos participou de cada estudo (mínimo 8, máximo 319). Vinte e quatro estudos (72%) apresentaram um grupo controle, dos quais 20 (60%) usaram randomização. Por outro lado, um estudo (3%) designou aleatoriamente modelos anatômicos para 10 alunos diferentes. Em média, 2,6 grupos foram comparados (mínimo 2, máximo 10). Vinte e três estudos (70%) envolveram estudantes de medicina, dos quais 14 (42%) eram estudantes de medicina do primeiro ano. Seis (18%) estudos envolveram residentes, 4 (12%) estudantes de odontologia e 3 (9%) estudantes de ciências. Seis estudos (18%) implementaram e avaliaram o aprendizado autônomo usando 3DPAM. A Tabela 4 resume os resultados da avaliação da eficácia do ensino 3DPAM para cada estudo incluído.
As principais vantagens relatadas pelos autores para usar o 3DPAM como uma ferramenta de ensino para anatomia humana normal são características visuais e táteis, incluindo realismo [55, 67], precisão [44, 50, 72, 85] e variabilidade de consistência [34, 45 ]. , 48, 64], cor e transparência [28, 45], durabilidade [24, 56, 73], efeito educacional [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], custo [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], reprodutibilidade [80], possibilidade de melhoria ou personalização [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], a capacidade de manipular os alunos [30, 49], economizando tempo de ensino [61, 80], facilidade de armazenamento [61], a capacidade de integrar anatomia funcional ou criar estruturas específicas [51, 53], 67] , Design rápido de modelos esqueléticos [81], a capacidade de co-criar modelos e levá-los para casa [49, 60, 71], melhorar as habilidades de rotação mental [23] e retenção de conhecimento [32], bem como no professor [ 25, 63] e satisfação do aluno [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
As principais desvantagens estão relacionadas ao design: rigidez [80], consistência [28, 62], falta de detalhes ou transparência [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], cores brilhantes [45]. e a fragilidade do piso [71]. Outras desvantagens incluem perda de informações [30, 76], muito tempo necessário para a segmentação de imagens [36, 52, 57, 58, 74], tempo de impressão [57, 63, 66, 67], falta de variabilidade anatômica [25], e custo. Alto [48].
Esta revisão sistemática resume 68 artigos publicados em 9 anos e destaca o interesse da comunidade científica em 3dpam como uma ferramenta para ensinar anatomia humana normal. Cada região anatômica foi estudada e impressa em 3D. Desses artigos, 37 artigos compararam 3DPAM com outros modelos e 33 artigos avaliaram a relevância pedagógica do 3DPAM para os alunos.
Dadas as diferenças no projeto de estudos anatômicos de impressão 3D, não consideramos apropriado realizar uma metanálise. Uma metanálise publicada em 2020 focou principalmente nos testes de conhecimento anatômico após o treinamento sem analisar os aspectos técnicos e tecnológicos do projeto e produção 3DPAM [10].
A região principal é a mais estudada, provavelmente porque a complexidade de sua anatomia torna mais difícil para os alunos retratar essa região anatômica no espaço tridimensional em comparação com os membros ou o tronco. A TC é de longe a modalidade de imagem mais usada. Essa técnica é amplamente utilizada, especialmente em ambientes médicos, mas possui resolução espacial limitada e baixo contraste de tecidos moles. Essas limitações tornam a tomografia computadorizada inadequada para segmentação e modelagem do sistema nervoso. Por outro lado, a tomografia computadorizada é mais adequada para a segmentação/modelagem de tecido ósseo; O contraste dos ossos/tecidos moles ajuda a concluir essas etapas antes dos modelos anatômicos de impressão 3D. Por outro lado, o microct é considerado a tecnologia de referência em termos de resolução espacial na imagem óssea [70]. Scanners ópticos ou ressonância magnética também podem ser usados para obter imagens. Maior resolução impede a suavização das superfícies ósseas e preserva a sutileza das estruturas anatômicas [59]. A escolha do modelo também afeta a resolução espacial: por exemplo, os modelos de plastificação têm uma resolução mais baixa [45]. Os designers gráficos precisam criar modelos 3D personalizados, o que aumenta os custos (US $ 25 a US $ 150 por hora) [43]. A obtenção de arquivos .STL de alta qualidade não é suficiente para criar modelos anatômicos de alta qualidade. É necessário determinar os parâmetros de impressão, como a orientação do modelo anatômico na placa de impressão [29]. Alguns autores sugerem que tecnologias avançadas de impressão, como o SLS, devem ser usadas sempre que possível para melhorar a precisão do 3DPAM [38]. A produção do 3DPAM requer assistência profissional; Os especialistas mais procurados são engenheiros [72], radiologistas, [75], designers gráficos [43] e anatomistas [25, 28, 51, 57, 76, 77].
O software de segmentação e modelagem são fatores importantes para obter modelos anatômicos precisos, mas o custo desses pacotes de software e sua complexidade dificultam seu uso. Vários estudos compararam o uso de diferentes pacotes de software e tecnologias de impressão, destacando as vantagens e desvantagens de cada tecnologia [68]. Além de modelar o software, também é necessário o software de impressão compatível com a impressora selecionada; Alguns autores preferem usar a impressão 3D online [75]. Se objetos 3D suficientes forem impressos, o investimento poderá levar a retornos financeiros [72].
O plástico é de longe o material mais usado. Sua ampla gama de texturas e cores o torna o material de escolha para o 3DPAM. Alguns autores elogiaram sua alta resistência em comparação com os modelos cadavéricos ou plastinados tradicionais [24, 56, 73]. Alguns plásticos ainda têm propriedades de flexão ou alongamento. Por exemplo, o Filaflex com a tecnologia FDM pode se esticar até 700%. Alguns autores o consideram o material de escolha para replicação muscular, tendão e ligamento [63]. Por outro lado, dois estudos levantaram questões sobre a orientação da fibra durante a impressão. De fato, a orientação da fibra muscular, a inserção, a inervação e a função são críticas na modelagem muscular [33].
Surpreendentemente, poucos estudos mencionam a escala de impressão. Como muitas pessoas consideram a proporção de 1: 1 padrão, o autor pode ter optado por não mencionar. Embora a ampliação seja útil para o aprendizado direcionado em grandes grupos, a viabilidade de escala ainda não foi explorada, especialmente com o tamanho de turmas em crescimento e o tamanho físico do modelo sendo um fator importante. Obviamente, escalas em tamanho real facilitam a localização e a comunicação de vários elementos anatômicos ao paciente, o que pode explicar por que eles são frequentemente usados.
Das muitas impressoras disponíveis no mercado, aquelas que usam a tecnologia PolyJet (material ou jato de tinta) para fornecer cores de cor e várias camadas (e, portanto, multi-textura) de alta definição entre US $ 20.000 e US $ 250.000 (https: // www .aniwaa.com/). Esse alto custo pode limitar a promoção do 3DPAM em escolas de medicina. Além do custo da impressora, o custo dos materiais necessários para a impressão a jato de tinta é maior que para as impressoras SLA ou FDM [68]. Os preços das impressoras SLA ou FDM também são mais acessíveis, variando de € 576 a 4.999 € nos artigos listados nesta revisão. De acordo com Tripodi e colegas, cada parte esquelética pode ser impressa por US $ 1,25 [47]. Onze estudos concluíram que a impressão 3D é mais barata que os modelos de plastificação ou comerciais [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Além disso, esses modelos comerciais são projetados para fornecer informações do paciente sem detalhes suficientes para o ensino de anatomia [80]. Esses modelos comerciais são considerados inferiores ao 3DPAM [44]. Vale ressaltar que, além da tecnologia de impressão usada, o custo final é proporcional à escala e, portanto, o tamanho final do 3DPAM [48]. Por esses motivos, a escala em tamanho real é preferida [37].
Apenas um estudo comparou 3DPAM com modelos anatômicos disponíveis comercialmente [72]. As amostras cadavéricas são o comparador mais comumente usado para 3DPAM. Apesar de suas limitações, os modelos cadavéricos continuam sendo uma ferramenta valiosa para o ensino de anatomia. Uma distinção deve ser feita entre autópsia, dissecção e osso seco. Com base nos testes de treinamento, dois estudos mostraram que o 3DPAM foi significativamente mais eficaz que a dissecção plastinada [16, 27]. Um estudo comparou uma hora de treinamento usando 3DPAM (extremidade inferior) com uma hora de dissecção da mesma região anatômica [78]. Não houve diferenças significativas entre os dois métodos de ensino. É provável que haja pouca pesquisa sobre esse tópico, porque essas comparações são difíceis de fazer. A dissecção é uma preparação demorada para os alunos. Às vezes, são necessárias dezenas de horas de preparação, dependendo do que está sendo preparado. Uma terceira comparação pode ser feita com ossos secos. Um estudo de Tsai e Smith descobriu que os escores de teste eram significativamente melhores no grupo usando 3DPAM [51, 63]. Chen e colegas observaram que os alunos que usam modelos 3D tiveram melhor desempenho na identificação de estruturas (crânios), mas não houve diferença nas pontuações do MCQ [69]. Finalmente, Tanner e colegas demonstraram melhores resultados pós-teste neste grupo usando 3DPAM da fossa pterigopalatina [46]. Outras novas ferramentas de ensino foram identificadas nesta revisão da literatura. O mais comum entre eles são a realidade aumentada, a realidade virtual e os jogos sérios [43]. Segundo Mahrous and Colleagues, a preferência por modelos anatômicos depende do número de horas que os alunos jogam videogames [31]. Por outro lado, uma grande desvantagem de novas ferramentas de ensino de anatomia é um feedback háptico, especialmente para ferramentas puramente virtuais [48].
A maioria dos estudos que avalia o novo 3DPAM usou pré -testes de conhecimento. Esses pré -testes ajudam a evitar o viés na avaliação. Alguns autores, antes de realizar estudos experimentais, excluem todos os alunos que obtiveram a média acima da média no teste preliminar [40]. Entre os preconceitos e os colegas mencionados estavam a cor do modelo e a seleção de voluntários na aula de estudantes [61]. A coloração facilita a identificação de estruturas anatômicas. Chen e colegas estabeleceram condições experimentais rigorosas, sem diferenças iniciais entre os grupos e o estudo, ficou cego na extensão máxima possível [69]. Lim e colegas recomendam que a avaliação pós-teste seja concluída por terceiros para evitar viés na avaliação [16]. Alguns estudos usaram escalas Likert para avaliar a viabilidade do 3DPAM. Este instrumento é adequado para avaliar a satisfação, mas ainda existem vieses importantes a serem cientes de [86].
A relevância educacional do 3DPAM foi avaliada principalmente entre estudantes de medicina, incluindo estudantes de medicina do primeiro ano, em 14 dos 33 estudos. Em seu estudo piloto, Wilk e colegas relataram que os estudantes de medicina acreditavam que a impressão 3D deveria ser incluída em seu aprendizado de anatomia [87]. 87% dos estudantes pesquisados no estudo de Cerceneli acreditavam que o segundo ano de estudo era o melhor momento para usar 3DPAM [84]. Os resultados de Tanner e colegas também mostraram que os alunos tiveram melhor desempenho se nunca tivessem estudado o campo [46]. Esses dados sugerem que o primeiro ano da faculdade de medicina é o momento ideal para incorporar 3DPAM no ensino de anatomia. A meta-análise de Ye apoiou essa idéia [18]. Nos 27 artigos incluídos no estudo, houve diferenças significativas nas pontuações dos testes entre 3DPAM e modelos tradicionais para estudantes de medicina, mas não para os residentes.
3dpam como ferramenta de aprendizado melhora o desempenho acadêmico [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], retenção de conhecimento a longo prazo [32] e satisfação do aluno [25, 45, 46, 52, 57, 63 , 66]. , 69, 84]. Os painéis de especialistas também consideraram esses modelos úteis [37, 42, 49, 81, 82], e dois estudos encontraram satisfação do professor com 3dpam [25, 63]. De todas as fontes, o backhouse e os colegas consideram a impressão 3D a melhor alternativa aos modelos anatômicos tradicionais [49]. Em sua primeira meta-análise, Ye e colegas confirmaram que os estudantes que receberam instruções em 3DPAM tiveram melhores pontuações pós-teste do que os estudantes que receberam instruções 2D ou de cadáveres [10]. No entanto, eles diferenciaram o 3DPAM não pela complexidade, mas simplesmente de coração, sistema nervoso e cavidade abdominal. Em sete estudos, o 3DPAM não superou outros modelos baseados em testes de conhecimento administrados aos alunos [32, 66, 69, 77, 78, 84]. Em sua metanálise, Salazar e colegas concluíram que o uso de 3DPAM melhora especificamente a compreensão da anatomia complexa [17]. Esse conceito é consistente com a carta de Hitas ao editor [88]. Algumas áreas anatômicas consideradas menos complexas não requerem o uso de 3DPAM, enquanto áreas anatômicas mais complexas (como o pescoço ou sistema nervoso) seriam uma escolha lógica para 3DPAM. Esse conceito pode explicar por que alguns 3DPAMs não são considerados superiores aos modelos tradicionais, especialmente quando os alunos não têm conhecimento no domínio em que o desempenho do modelo é considerado superior. Assim, apresentar um modelo simples para os alunos que já possuem algum conhecimento sobre o assunto (estudantes de medicina ou residentes) não é útil para melhorar o desempenho dos alunos.
De todos os benefícios educacionais listados, 11 estudos enfatizaram as qualidades visuais ou táteis dos modelos [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], e 3 estudos aprimoraram a força e a durabilidade (33 , 50 -52, 63, 79, 85, 86). Outras vantagens são que os alunos podem manipular as estruturas, os professores podem economizar tempo, são mais fáceis de preservar do que os cadáveres, o projeto pode ser concluído dentro de 24 horas, pode ser usado como uma ferramenta de educação em casa e pode ser usada para ensinar grandes quantidades de informação. grupos [30, 49, 60, 61, 80, 81]. A impressão 3D repetida para o ensino de anatomia de alto volume torna os modelos de impressão 3D mais econômicos [26]. O uso do 3DPAM pode melhorar as capacidades de rotação mental [23] e melhorar a interpretação das imagens transversais [23, 32]. Dois estudos descobriram que os estudantes expostos a 3dpam tinham maior probabilidade de se submeter a cirurgia [40, 74]. Os conectores metálicos podem ser incorporados para criar o movimento necessário para estudar anatomia funcional [51, 53], ou os modelos podem ser impressos usando projetos de gatilho [67].
A impressão 3D permite a criação de modelos anatômicos ajustáveis, melhorando certos aspectos durante o estágio de modelagem, [48, 80] criando uma base adequada, [59] combinando vários modelos, [36] usando transparência (49) cor, [45] ou Tornando certas estruturas internas visíveis [30]. Tripodi e colegas usaram argila de escultura para complementar seus modelos de ossos impressos em 3D, enfatizando o valor dos modelos co-criados como ferramentas de ensino [47]. Em 9 estudos, a cor foi aplicada após a impressão [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], mas os alunos o aplicaram apenas uma vez [49]. Infelizmente, o estudo não avaliou a qualidade do treinamento modelo ou a sequência de treinamento. Isso deve ser considerado no contexto da educação de anatomia, pois os benefícios do aprendizado e da criação combinados estão bem estabelecidos [89]. Para lidar com a crescente atividade de publicidade, o auto-aprendizagem tem sido usado muitas vezes para avaliar modelos [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Um estudo concluiu que a cor do material plástico era muito brilhante [45], outro estudo concluiu que o modelo era muito frágil [71], e dois outros estudos indicaram uma falta de variabilidade anatômica no design de modelos individuais [25, 45 ]. . Sete estudos concluíram que o detalhe anatômico do 3DPAM é insuficiente [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Para modelos anatômicos mais detalhados de regiões grandes e complexas, como o retroperitônio ou a coluna cervical, o tempo de segmentação e modelagem é considerado muito longo e o custo é muito alto (cerca de US $ 2000) [27, 48]. Hojo e colegas declararam em seu estudo que levou 40 horas para criar o modelo anatômico da pelve [42]. O tempo de segmentação mais longo foi de 380 horas em um estudo de Weatherall e colegas, no qual vários modelos foram combinados para criar um modelo completo das vias aéreas pediátricas [36]. Em nove estudos, o tempo de segmentação e impressão foram considerados desvantagens [36, 42, 57, 58, 74]. No entanto, 12 estudos criticaram as propriedades físicas de seus modelos, particularmente sua consistência, [28, 62] falta de transparência, [30] fragilidade e monocromaticidade, [71] falta de tecido mole, [66] ou falta de detalhes [28, 34]. , 45, 48, 62, 63, 81]. Essas desvantagens podem ser superadas aumentando o tempo de segmentação ou simulação. Perder e recuperar informações relevantes foi um problema enfrentado por três equipes [30, 74, 77]. Segundo relatos do paciente, os agentes de contraste iodinados não forneceram visibilidade vascular ideal devido a limitações de dose [74]. A injeção de um modelo cadavérico parece ser um método ideal que se afasta do princípio de "o mínimo possível" e das limitações da dose do agente de contraste injetadas.
Infelizmente, muitos artigos não mencionam alguns recursos importantes do 3DPAM. Menos da metade dos artigos afirmou explicitamente se o 3DPAM foi matizado. A cobertura do escopo da impressão foi inconsistente (43% dos artigos) e apenas 34% mencionaram o uso de vários meios. Esses parâmetros de impressão são críticos porque influenciam as propriedades de aprendizado do 3DPAM. A maioria dos artigos não fornece informações suficientes sobre as complexidades da obtenção de 3DPAM (tempo de design, qualificações de pessoal, custos de software, custos de impressão etc.). Essas informações são críticas e devem ser consideradas antes de considerar iniciar um projeto para desenvolver um novo 3DPAM.
Essa revisão sistemática mostra que o design e a impressão 3D de impressão normais de modelos anatômicos são viáveis a baixo custo, especialmente ao usar impressoras FDM ou SLA e materiais plásticos de cor única baratos. No entanto, esses designs básicos podem ser aprimorados adicionando cores ou adicionando projetos em diferentes materiais. Modelos mais realistas (impressos usando vários materiais de cores e texturas diferentes para replicar de perto as qualidades táteis de um modelo de referência de cadáver) requerem tecnologias de impressão 3D mais caras e tempos de design mais longos. Isso aumentará significativamente o custo total. Não importa qual processo de impressão seja escolhido, escolher o método de imagem apropriado é a chave para o sucesso do 3DPAM. Quanto maior a resolução espacial, mais realista o modelo se torna e pode ser usado para pesquisas avançadas. Do ponto de vista pedagógico, o 3DPAM é uma ferramenta eficaz para o ensino da anatomia, como evidenciado pelos testes de conhecimento administrados aos alunos e sua satisfação. O efeito de ensino do 3DPAM é melhor quando reproduz regiões anatômicas complexas e os alunos o usam no início de seu treinamento médico.
Os conjuntos de dados gerados e/ou analisados no presente estudo não estão disponíveis ao público devido a barreiras ao idioma, mas estão disponíveis no autor correspondente sob solicitação razoável.
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Ghosh Sk Dissecção CADAVERIC como uma ferramenta educacional para ciência anatômica no século XXI: dissecção como ferramenta educacional. Análise de Educação em Ciência. 2017; 10 (3): 286–99.
Hora de postagem: abril-09-2024