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 utilizados para criar 3DPAM para o ensino de anatomia humana e avaliar sua contribuição pedagógica.
Uma pesquisa eletrônica foi realizada no PubMed usando os seguintes termos: education, school, learning, Teaching, training, Teaching, education, tridimensional, 3D, 3-dimensional, Printing, Printing, Printing, Anatomy, Anatomy, Anatomy e Anatomy. ..Os resultados incluíram características do estudo, desenho do modelo, 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 impressão óssea.Em 47 artigos, o 3DPAM foi desenvolvido com base na tomografia computadorizada.Cinco processos de impressão estão listados.Plásticos e seus derivados foram utilizados em 48 estudos.O preço de cada design varia de US$ 1,25 a US$ 2.800.Trinta e sete estudos compararam o 3DPAM com modelos de referência.Trinta e três artigos examinaram atividades educativas.Os principais benefícios são qualidade visual e tátil, eficiência de aprendizagem, repetibilidade, customização e agilidade, economia de tempo, integração da anatomia funcional, melhores capacidades de rotação mental, retenção de conhecimento e satisfação professor/aluno.As principais desvantagens estão relacionadas ao design: consistência, falta de detalhes ou transparência, cores muito brilhantes, longos tempos de impressão e alto custo.
Esta revisão sistemática mostra que o 3DPAM é econômico e eficaz para o ensino de anatomia.Modelos mais realistas requerem o uso de tecnologias de impressão 3D mais caras e tempos de design mais longos, o que aumentará significativamente o custo global.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 impacto positivo nos resultados e na satisfação da aprendizagem.O efeito de ensino do 3DPAM é melhor quando ele reproduz regiões anatômicas complexas e os alunos o utilizam no início de sua formação médica.
A dissecação de cadáveres de animais é realizada desde a Grécia antiga e é um dos principais métodos de ensino de anatomia.Dissecações cadavéricas realizadas durante o treinamento prático são utilizadas no currículo teórico de estudantes universitários de medicina e são atualmente consideradas o padrão ouro para o estudo da anatomia [1,2,3,4,5].No entanto, existem muitas barreiras ao uso de espécimes cadavéricos humanos, o que leva à busca por novas ferramentas de treinamento [6, 7].Algumas dessas novas ferramentas incluem realidade aumentada, ferramentas digitais e impressão 3D.De acordo com uma recente revisão da literatura realizada por Santos et al.[8] Em termos do valor destas novas tecnologias para o ensino de anatomia, a impressão 3D parece ser um dos recursos mais importantes, tanto em termos de valor educacional para os alunos como em termos de viabilidade de implementação [4,9,10] .
A impressão 3D não é nova.As primeiras patentes relacionadas com esta tecnologia datam de 1984: A Le Méhauté, O De Witte e JC André em França, e três semanas depois C Hull nos EUA.Desde então, a tecnologia continuou a evoluir e a sua utilização expandiu-se para muitas áreas.Por exemplo, a NASA imprimiu o primeiro objeto além da Terra em 2014 [11].A área médica também adotou esta nova ferramenta, aumentando assim o desejo de desenvolver uma 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 incorpore 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 da anatomia humana e como os alunos avaliam a eficácia do aprendizado usando esses objetos 3D.
Esta revisão sistemática da literatura foi conduzida em junho de 2022 sem restrições de tempo usando as diretrizes PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) [22].
Os critérios de inclusão foram todos os trabalhos de pesquisa utilizando 3DPAM no ensino/aprendizagem de anatomia.Foram excluídas revisões de literatura, cartas ou artigos com foco em modelos patológicos, modelos animais, modelos arqueológicos e modelos de treinamento médico/cirúrgico.Foram selecionados apenas artigos publicados em inglês.Foram excluídos artigos sem resumos disponíveis on-line.Foram incluídos artigos que incluíam múltiplos modelos, pelo menos um dos quais era anatomicamente normal ou apresentava patologia menor que não afetava o valor do ensino.
Foi realizada uma pesquisa bibliográfica na base de dados eletrônica PubMed (National Library of Medicine, NCBI) para identificar estudos relevantes publicados até junho de 2022. Use os seguintes termos de pesquisa: education, school, Teaching, Teaching, Learning, Teaching, Education, three- dimensional, 3D, 3D, impressão, impressão, impressão, anatomia, anatomia, anatomia e anatomia.Uma única consulta foi executada: (((educação[Título/Resumo] OR escola[Título/Resumo] ORaprendizagem[Título/Resumo] OR ensino[Título/Resumo] OR treinamento[Título/Resumo] OReach[Título/Resumo] ] OR Educação [Título/Resumo]) AND (Três Dimensões [Título] OR 3D [Título] OR 3D [Título])) AND (Imprimir [Título] OU Imprimir [Título] OU Imprimir [Título])) AND (Anatomia) [Título ] ]/resumo] ou anatomia [título/resumo] ou anatomia [título/resumo] ou anatomia [título/resumo]).Artigos adicionais foram identificados por meio de pesquisa manual na base de dados PubMed e revisão de referências de outros artigos científicos.Não foram aplicadas restrições de data, mas foi utilizado o filtro “Pessoa”.
Todos os títulos e resumos recuperados foram selecionados de acordo com os critérios de inclusão e exclusão por dois autores (EBR e AL), e qualquer estudo que não atendesse a todos os critérios de elegibilidade foi excluído.As publicações completas dos demais estudos foram recuperadas e revisadas por três autores (EBR, EBE e AL).Quando necessário, as divergências na seleção dos artigos foram resolvidas por uma quarta pessoa (LT).Publicações que atenderam 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 desenho 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 e quantidade de material, escala de impressão, cor, custo de impressão.
- Avaliação morfológica dos modelos: modelos utilizados para comparação, avaliação médica dos especialistas/professores, número de avaliadores, tipo de avaliação.
- Modelo 3D de ensino: avaliação do conhecimento dos alunos, método de avaliação, número de alunos, número de grupos de comparação, randomização dos alunos, escolaridade/tipo de aluno.
Foram identificados 418 estudos no MEDLINE e 139 artigos foram excluídos pelo filtro “humano”.Após análise dos títulos e resumos, foram selecionados 103 estudos para leitura na íntegra.Foram excluídos 34 artigos por serem modelos patológicos (9 artigos), modelos de treinamento médico/cirúrgico (4 artigos), modelos animais (4 artigos), modelos radiológicos 3D (1 artigo) ou não serem artigos científicos originais (16 capítulos).).Um total de 68 artigos foram incluídos na revisão.A Figura 1 apresenta o processo de seleção em forma de fluxograma.
Fluxograma resumindo a identificação, triagem e inclusão de artigos nesta revisão sistemática
Todos os estudos foram publicados entre 2014 e 2022, com ano médio de publicação de 2019. Entre os 68 artigos incluídos, 33 (49%) estudos eram descritivos e experimentais, 17 (25%) eram puramente experimentais e 18 (26%) eram experimental.Puramente descritivo.Dos 50 (73%) estudos experimentais, 21 (31%) utilizaram randomização.Apenas 34 estudos (50%) incluíram análises estatísticas.A Tabela 1 resume as características de cada estudo.
33 artigos (48%) examinaram a região da cabeça, 19 artigos (28%) examinaram a região torácica, 17 artigos (25%) examinaram a região abdominopélvica e 15 artigos (22%) examinaram as extremidades.Cinquenta e um artigos (75%) mencionaram ossos impressos em 3D como modelos anatômicos ou modelos anatômicos multi-slice.
Em relação aos modelos de origem ou arquivos utilizados para desenvolver o 3DPAM, 23 artigos (34%) mencionaram o uso de dados de pacientes, 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 em tomografia computadorizada e 3 estudos (4%) relataram o uso de microCT.7 artigos (10%) projetaram objetos 3D utilizando scanners ópticos, 4 artigos (6%) utilizando ressonância magnética e 1 artigo (1%) utilizando câmeras e microscópios.14 artigos (21%) não mencionaram a origem dos arquivos fonte do projeto 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).Mimics (Materialise, Leuven, Bélgica) foi usado com mais frequência (14 estudos, 21%), seguido 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 diferentes de impressoras e cinco processos de impressão.A tecnologia FDM (Fused Deposition Modeling) foi utilizada em 26 produtos (38%), jateamento de material em 13 produtos (19%) e finalmente jateamento de ligante (11 produtos, 16%).As tecnologias menos utilizadas são a estereolitografia (SLA) (5 artigos, 7%) e a sinterização seletiva a laser (SLS) (4 artigos, 6%).A impressora mais utilizada (7 artigos, 10%) é a Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Israel) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Ao especificar os materiais utilizados na confecção do 3DPAM (51 artigos, 75%), 48 estudos (71%) utilizaram 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 3DPAM feito de múltiplos 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 proporções de impressão variando de 0,25:1 a 2:1, com média de 1:1.Vinte e cinco artigos (37%) utilizaram proporção de 1:1.28 3DPAMs (41%) consistiam em múltiplas cores e 9 (13%) foram tingidos 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.O preço das impressoras varia de US$ 302 a US$ 65.000.Quando especificado, os preços dos modelos variam de US$ 1,25 a US$ 2.800;esses extremos correspondem a espécimes esqueléticos [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 com um modelo de referência.Dentre esses estudos, o comparador mais comum foi um modelo de referência anatômico, utilizado em 14 artigos (38%), preparações plastinadas em 6 artigos (16%), preparações plastinadas em 6 artigos (16%).Uso de realidade virtual, tomografia computadorizada imaginando 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 o 3DPAM.Quinze (48%) estudos descreveram detalhadamente as experiências dos avaliadores (Tabela 3).O 3DPAM foi realizado por cirurgiões ou médicos assistentes em 7 estudos (47%), especialistas anatômicos em 6 estudos (40%), estudantes em 3 estudos (20%), professores (disciplina não especificada) em 3 estudos (20%) para avaliação e mais um avaliador no artigo (7%).O número médio de avaliadores é 14 (mínimo 2, máximo 30).Trinta e três estudos (49%) avaliaram a morfologia do 3DPAM qualitativamente e 10 estudos (15%) avaliaram a morfologia do 3DPAM quantitativamente.Dos 33 estudos que utilizaram avaliações qualitativas, 16 utilizaram avaliações puramente descritivas (48%), 9 utilizaram testes/avaliações/pesquisas (27%) e 8 utilizaram 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 do 3DPAM aos alunos.Desses estudos, 23 (70%) artigos avaliaram a satisfação dos alunos, 17 (51%) utilizaram escalas Likert e 6 (18%) utilizaram outros métodos.Vinte e dois artigos (67%) avaliaram a aprendizagem dos alunos por meio de testes de conhecimento, dos quais 10 (30%) utilizaram pré-testes e/ou pós-testes.Onze estudos (33%) utilizaram questões e testes de múltipla escolha para avaliar o conhecimento dos alunos, e cinco estudos (15%) utilizaram rotulagem de imagens/identificação anatômica.Participaram em média 76 alunos em cada estudo (mínimo 8, máximo 319).Vinte e quatro estudos (72%) tiveram grupo controle, dos quais 20 (60%) utilizaram randomização.Em contraste, um estudo (3%) atribuiu aleatoriamente modelos anatômicos a 10 estudantes diferentes.Em média, foram comparados 2,6 grupos (mínimo 2, máximo 10).Vinte e três estudos (70%) envolveram estudantes de medicina, dos quais 14 (42%) eram estudantes do primeiro ano de medicina.Seis (18%) estudos envolveram residentes, 4 (12%) estudantes de odontologia e 3 (9%) estudantes de ciências.Seis estudos (18%) implementaram e avaliaram a aprendizagem autônoma 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 ao usar 3DPAM como 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 dos alunos [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 muito brilhantes [45].e a fragilidade do piso[71].Outras desvantagens incluem perda de informações [30, 76], longo tempo necessário para 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 ao longo de 9 anos e destaca o interesse da comunidade científica no 3DPAM como ferramenta para o ensino da anatomia humana normal.Cada região anatômica foi estudada e impressa em 3D.Desses artigos, 37 artigos compararam o 3DPAM com outros modelos, e 33 artigos avaliaram a relevância pedagógica do 3DPAM para os alunos.
Dadas as diferenças no desenho dos estudos anatômicos de impressão 3D, não consideramos apropriado realizar uma meta-análise.Uma meta-análise publicada em 2020 concentrou-se principalmente em testes de conhecimento anatômico após o treinamento, sem analisar os aspectos técnicos e tecnológicos do projeto e produção 3DPAM [10].
A região da cabeça 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 aos membros ou ao tronco.A TC é de longe a modalidade de imagem mais comumente usada.Esta técnica é amplamente utilizada, especialmente em ambientes médicos, mas tem 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 segmentação/modelagem de tecido ósseo;O contraste osso/tecido mole ajuda a concluir essas etapas antes da impressão de modelos anatômicos em 3D.Por outro lado, a microCT é considerada a tecnologia de referência em termos de resolução espacial em imagens ósseas [70].Scanners ópticos ou ressonância magnética também podem ser usados para obter imagens.Uma resolução mais alta evita o alisamento das superfícies ósseas e preserva a sutileza das estruturas anatômicas [59].A escolha do modelo também afeta a resolução espacial: por exemplo, modelos de plastificação possuem 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 parâmetros de impressão, como a orientação do modelo anatômico na chapa de impressão [29].Alguns autores sugerem que tecnologias de impressão avançadas, como 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].
Softwares de segmentação e modelagem são fatores importantes na obtenção de 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 do software de modelagem, também é necessário um software de impressão compatível com a impressora selecionada;alguns autores preferem usar impressão 3D online [75].Se forem impressos objetos 3D suficientes, o investimento pode levar a retornos financeiros [72].
O plástico é de longe o material mais utilizado.Sua ampla gama de texturas e cores o tornam o material preferido para 3DPAM.Alguns autores elogiaram sua alta resistência em comparação aos modelos tradicionais cadavéricos ou plastinados [24, 56, 73].Alguns plásticos ainda possuem propriedades de flexão ou alongamento.Por exemplo, Filaflex com tecnologia FDM pode esticar até 700%.Alguns autores consideram-no o material de escolha para replicação de músculos, tendões e ligamentos [63].Por outro lado, dois estudos levantaram questões sobre a orientação das fibras durante a impressão.Na verdade, a orientação, inserção, inervação e função das fibras musculares são críticas na modelagem muscular [33].
Surpreendentemente, poucos estudos mencionam a escala da impressão.Como muitas pessoas consideram a proporção de 1:1 padrão, o autor pode ter optado por não mencioná-la.Embora a expansão fosse útil para a aprendizagem dirigida em grandes grupos, a viabilidade da expansão ainda não foi explorada, especialmente com o aumento do tamanho das turmas e o tamanho físico do modelo sendo um factor importante.É claro que as escalas de tamanho real facilitam a localização e a comunicação de vários elementos anatômicos ao paciente, o que pode explicar por que são frequentemente utilizadas.
Das muitas impressoras disponíveis no mercado, aquelas que utilizam a tecnologia PolyJet (jato de tinta de material ou aglutinante) para fornecer impressão colorida e multicamadas (e, portanto, multitextura) de alta definição custam entre US$ 20.000 e US$ 250.000 (https: //www .aniwaa.com/).Este alto custo pode limitar a promoção do 3DPAM nas escolas médicas.Além do custo da impressora, o custo dos materiais necessários para a impressão a jato de tinta é maior do que para impressoras SLA ou FDM [68].Os preços das impressoras SLA ou FDM também são mais acessíveis, variando entre 576€ e 4.999€ nos artigos listados nesta review.Segundo Tripodi e colegas, cada parte do esqueleto pode ser impressa por US$ 1,25 [47].Onze estudos concluíram que a impressão 3D é mais barata que a plastificação ou modelos 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 utilizada, o custo final é proporcional à escala e, portanto, ao tamanho final do 3DPAM [48].Por estas razões, a escala de tamanho real é preferida [37].
Apenas um estudo comparou o 3DPAM com modelos anatômicos disponíveis comercialmente [72].Amostras cadavéricas são o comparador mais comumente usado para 3DPAM.Apesar das suas limitações, os modelos cadavéricos continuam a ser uma ferramenta valiosa para o ensino da anatomia.Deve ser feita uma distinção entre autópsia, dissecção e osso seco.Com base em 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 investigação sobre este tema porque tais comparações são difíceis de fazer.A dissecação 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 realizado por Tsai e Smith descobriu que os resultados dos testes foram significativamente melhores no grupo que usou 3DPAM [51, 63].Chen e colegas observaram que os alunos que usaram 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 de literatura.Os mais comuns entre eles são realidade aumentada, realidade virtual e jogos sérios [43].Segundo Mahrous e colegas, a preferência por modelos anatômicos depende do número de horas que os alunos jogam videogame [31].Por outro lado, uma grande desvantagem das novas ferramentas de ensino de anatomia é o feedback tátil, especialmente para ferramentas puramente virtuais [48].
A maioria dos estudos que avaliam o novo 3DPAM utilizou pré-testes de conhecimento.Esses pré-testes ajudam a evitar distorções na avaliação.Alguns autores, antes de realizar estudos experimentais, excluem todos os alunos que obtiveram notas acima da média na prova preliminar [40].Entre os preconceitos mencionados por Garas e colegas estavam a cor do modelo e a seleção de voluntários na turma de alunos [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 foi cegado ao máximo possível [69].Lim e colegas recomendam que a avaliação pós-teste seja realizada por terceiros para evitar preconceitos na avaliação [16].Alguns estudos utilizaram escalas Likert para avaliar a viabilidade do 3DPAM.Este instrumento é adequado para avaliar a satisfação, mas ainda existem preconceitos importantes a ter em conta [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.No seu estudo piloto, Wilk e colegas relataram que os estudantes de medicina acreditavam que a impressão 3D deveria ser incluída na sua aprendizagem de anatomia [87].87% dos alunos pesquisados no estudo Cercenelli acreditavam que o segundo ano de estudo era o melhor momento para usar o 3DPAM [84].Os resultados de Tanner e colegas também mostraram que os alunos tiveram melhor desempenho se nunca tivessem estudado a área [46].Esses dados sugerem que o primeiro ano da faculdade de medicina é o momento ideal para incorporar o 3DPAM no ensino de anatomia.A meta-análise de Ye apoiou esta ideia [18].Nos 27 artigos incluídos no estudo, houve diferenças significativas nas pontuações dos testes entre o 3DPAM e os modelos tradicionais para estudantes de medicina, mas não para residentes.
O 3DPAM como ferramenta de aprendizagem 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].Painéis de especialistas também consideraram esses modelos úteis [37, 42, 49, 81, 82], e dois estudos constataram a satisfação dos professores com o 3DPAM [25, 63].De todas as fontes, Backhouse e colegas consideram a impressão 3D a melhor alternativa aos modelos anatômicos tradicionais [49].Em sua primeira meta-análise, Ye e colegas confirmaram que os alunos que receberam instruções 3DPAM tiveram melhores pontuações pós-teste do que os alunos que receberam instruções 2D ou de cadáver [10].No entanto, eles diferenciaram o 3DPAM não pela complexidade, mas simplesmente pelo coração, sistema nervoso e cavidade abdominal.Em sete estudos, o 3DPAM não superou outros modelos baseados em testes de conhecimento administrados a alunos [32, 66, 69, 77, 78, 84].Na sua meta-análise, Salazar e colegas concluíram que o uso do 3DPAM melhora especificamente a compreensão da anatomia complexa [17].Este conceito é consistente com a carta de Hitas ao editor [88].Algumas áreas anatômicas consideradas menos complexas não requerem o uso do 3DPAM, enquanto áreas anatômicas mais complexas (como pescoço ou sistema nervoso) seriam uma escolha lógica para o 3DPAM.Este conceito pode explicar porque alguns 3DPAMs não são considerados superiores aos modelos tradicionais, especialmente quando os alunos não têm conhecimento no domínio onde o desempenho do modelo é considerado superior.Assim, apresentar um modelo simples para alunos que já possuem algum conhecimento sobre o assunto (estudantes de medicina ou residentes) não ajuda a 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 melhoraram a resistência 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 em 24 horas, pode ser usado como ferramenta de ensino em casa e pode ser usado para ensinar grandes quantidades. de informação.grupos [30, 49, 60, 61, 80, 81].A impressão 3D repetida para ensino de anatomia em grande volume torna os modelos de impressão 3D mais econômicos [26].O uso de 3DPAM pode melhorar as capacidades de rotação mental [23] e melhorar a interpretação de imagens transversais [23, 32].Dois estudos descobriram que estudantes expostos ao 3DPAM tinham maior probabilidade de se submeterem a cirurgia [40, 74].Conectores de metal podem ser incorporados para criar o movimento necessário para estudar a anatomia funcional [51, 53], ou modelos podem ser impressos usando designs de gatilho [67].
A impressão 3D permite a criação de modelos anatômicos ajustáveis, melhorando certos aspectos durante a fase de modelagem, [48, 80] criando uma base adequada, [59] combinando vários modelos, [36] usando transparência, (49) cor, [45] ou tornando visíveis certas estruturas internas [30].Tripodi e colegas usaram argila para esculpir para complementar seus modelos ósseos 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 aplicaram apenas uma vez [49].Infelizmente, o estudo não avaliou a qualidade do treinamento do modelo ou a sequência do treinamento.Isto deve ser considerado no contexto da educação em anatomia, uma vez que os benefícios da aprendizagem combinada e da cocriação estão bem estabelecidos [89].Para lidar com a crescente atividade publicitária, a autoaprendizagem tem sido utilizada 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$ 2.000) [27, 48].Hojo e colegas afirmaram em seu estudo que foram necessárias 40 horas para criar o modelo anatômico da pelve [42].O tempo de segmentação mais longo foi de 380 horas em um estudo realizado por Weatherall e colegas, no qual vários modelos foram combinados para criar um modelo completo de vias aéreas pediátricas [36].Em nove estudos, a segmentação e o tempo de 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 tecidos moles, [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].De acordo com relatos de pacientes, os agentes de contraste iodados não proporcionaram visibilidade vascular ideal devido a limitações de dose [74].A injeção de modelo cadavérico parece ser um método ideal que se afasta do princípio do “o mínimo possível” e das limitações da dose do agente de contraste injetado.
Infelizmente, muitos artigos não mencionam alguns recursos principais do 3DPAM.Menos da metade dos artigos declararam explicitamente se o 3DPAM era colorido.A cobertura do escopo da impressão foi inconsistente (43% dos artigos) e apenas 34% mencionaram o uso de múltiplas mídias.Esses parâmetros de impressão são críticos porque influenciam as propriedades de aprendizagem do 3DPAM.A maioria dos artigos não fornece informações suficientes sobre as complexidades da obtenção do 3DPAM (tempo de design, qualificação do pessoal, custos de software, custos de impressão, etc.).Esta informação é crítica e deve ser considerada antes de considerar iniciar um projeto para desenvolver um novo 3DPAM.
Esta revisão sistemática mostra que projetar e imprimir modelos anatômicos normais em 3D é viável a baixo custo, especialmente quando se utilizam impressoras FDM ou SLA e materiais plásticos baratos de uma única cor.No entanto, esses designs básicos podem ser aprimorados adicionando cores ou designs em diferentes materiais.Modelos mais realistas (impressos usando vários materiais de diferentes cores e texturas para replicar de perto as qualidades táteis de um modelo de referência de cadáver) exigem tecnologias de impressão 3D mais caras e tempos de design mais longos.Isso aumentará significativamente o custo geral.Independentemente do processo de impressão escolhido, a escolha do método de imagem apropriado é fundamental 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 de anatomia, como evidenciado pelos testes de conhecimentos aplicados aos alunos e pela sua satisfação.O efeito de ensino do 3DPAM é melhor quando ele reproduz regiões anatômicas complexas e os alunos o utilizam no início de sua formação médica.
Os conjuntos de dados gerados e/ou analisados no presente estudo não estão disponíveis publicamente devido a barreiras linguísticas, mas estão disponíveis no autor correspondente mediante solicitação razoável.
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Ghosh SK Dissecção cadavérica como ferramenta educacional para a ciência anatômica no século 21: Dissecção como ferramenta educacional.Análise do ensino de ciências.2017;10(3):286–99.
Horário da postagem: 09/04/2024