Los modelos anatómicos impresos tridimensionales (3DPAM) parecen ser una herramienta adecuada debido a su valor educativo y viabilidad.El propósito de esta revisión es describir y analizar los métodos utilizados para crear 3DPAM para la enseñanza de la anatomía humana y evaluar su contribución pedagógica.
Se realizó una búsqueda electrónica en PubMed utilizando los siguientes términos: educación, escuela, aprendizaje, enseñanza, formación, enseñanza, educación, tridimensional, 3D, 3-dimensional, impresión, impresión, impresión, anatomía, anatomía, anatomía y anatomía. ..Los hallazgos incluyeron características del estudio, diseño del modelo, evaluación morfológica, desempeño educativo, fortalezas y debilidades.
Entre los 68 artículos seleccionados, el mayor número de estudios se centró en la región craneal (33 artículos);51 artículos mencionan la impresión ósea.En 47 artículos, se desarrolló 3DPAM basándose en tomografía computarizada.Se enumeran cinco procesos de impresión.En 48 estudios se utilizaron plásticos y sus derivados.El precio de cada diseño oscila entre 1,25 y 2.800 dólares.Treinta y siete estudios compararon 3DPAM con modelos de referencia.Treinta y tres artículos examinaron las actividades educativas.Los principales beneficios son la calidad visual y táctil, la eficiencia del aprendizaje, la repetibilidad, la personalización y la agilidad, el ahorro de tiempo, la integración de la anatomía funcional, mejores capacidades de rotación mental, la retención de conocimientos y la satisfacción del profesor/estudiante.Las principales desventajas están relacionadas con el diseño: consistencia, falta de detalle o transparencia, colores demasiado brillantes, tiempos de impresión prolongados y coste elevado.
Esta revisión sistemática muestra que 3DPAM es rentable y eficaz para enseñar anatomía.Los modelos más realistas requieren el uso de tecnologías de impresión 3D más caras y tiempos de diseño más prolongados, lo que aumentará significativamente el coste total.La clave es seleccionar el método de obtención de imágenes adecuado.Desde un punto de vista pedagógico, 3DPAM es una herramienta eficaz para la enseñanza de anatomía, con un impacto positivo en los resultados del aprendizaje y la satisfacción.El efecto didáctico de 3DPAM es mejor cuando reproduce regiones anatómicas complejas y los estudiantes lo utilizan al principio de su formación médica.
La disección de cadáveres de animales se realiza desde la antigua Grecia y es uno de los principales métodos de enseñanza de la anatomía.Las disecciones cadavéricas realizadas durante la formación práctica se utilizan en el plan de estudios teórico de los estudiantes universitarios de medicina y actualmente se consideran el estándar de oro para el estudio de anatomía [1,2,3,4,5].Sin embargo, existen muchas barreras para el uso de especímenes cadavéricos humanos, lo que impulsa la búsqueda de nuevas herramientas de capacitación [6, 7].Algunas de estas nuevas herramientas incluyen realidad aumentada, herramientas digitales e impresión 3D.Según una reciente revisión de la literatura realizada por Santos et al.[8] En términos del valor de estas nuevas tecnologías para la enseñanza de la anatomía, la impresión 3D parece ser uno de los recursos más importantes, tanto en términos de valor educativo para los estudiantes como en términos de viabilidad de implementación [4,9,10] .
La impresión 3D no es nueva.Las primeras patentes relacionadas con esta tecnología datan de 1984: A Le Méhauté, O De Witte y JC André en Francia, y tres semanas después C Hull en Estados Unidos.Desde entonces, la tecnología ha seguido evolucionando y su uso se ha expandido a muchas áreas.Por ejemplo, la NASA imprimió el primer objeto más allá de la Tierra en 2014 [11].El campo médico también ha adoptado esta nueva herramienta, aumentando así el deseo de desarrollar una medicina personalizada [12].
Muchos autores han demostrado los beneficios del uso de modelos anatómicos impresos en 3D (3DPAM) en la educación médica [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19].Cuando se enseña anatomía humana, se necesitan modelos no patológicos y anatómicamente normales.Algunas revisiones han examinado modelos de entrenamiento patológico o médico/quirúrgico [8, 20, 21].Para desarrollar un modelo híbrido para la enseñanza de la anatomía humana que incorpore nuevas herramientas como la impresión 3D, realizamos una revisión sistemática para describir y analizar cómo se crean los objetos impresos en 3D para la enseñanza de la anatomía humana y cómo los estudiantes evalúan la efectividad del aprendizaje utilizando estos objetos 3D.
Esta revisión sistemática de la literatura se realizó en junio de 2022 sin restricciones de tiempo utilizando las pautas PRISMA (Elementos de informes preferidos para revisiones sistemáticas y metanálisis) [22].
Los criterios de inclusión fueron todos los artículos de investigación que utilizaron 3DPAM en la enseñanza/aprendizaje de anatomía.Se excluyeron revisiones de literatura, cartas o artículos centrados en modelos patológicos, modelos animales, modelos arqueológicos y modelos de entrenamiento médico/quirúrgico.Sólo se seleccionaron artículos publicados en inglés.Se excluyeron los artículos sin resúmenes disponibles en línea.Se incluyeron artículos que incluían múltiples modelos, al menos uno de los cuales era anatómicamente normal o tenía patología menor que no afectaba el valor didáctico.
Se realizó una búsqueda bibliográfica en la base de datos electrónica PubMed (Biblioteca Nacional de Medicina, NCBI) para identificar estudios relevantes publicados hasta junio de 2022. Utilice los siguientes términos de búsqueda: educación, escuela, enseñanza, enseñanza, aprendizaje, enseñanza, educación, tres- dimensional, 3D, 3D, impresión, impresión, impresión, anatomía, anatomía, anatomía y anatomía.Se ejecutó una única consulta: (((educación[Título/Resumen] O escuela[Título/Resumen] Oaprendizaje[Título/Resumen] O enseñanza[Título/Resumen] O capacitación[Título/Resumen] Oalcance[Título/Resumen] ] O Educación [Título/Resumen]) Y (Tres Dimensiones [Título] O 3D [Título] O 3D [Título])) Y (Imprimir [Título] O Imprimir [Título] O Imprimir [Título])) Y (Anatomía) [Título ] ]/resumen] o anatomía [título/resumen] o anatomía [título/resumen] o anatomía [título/resumen]).Se identificaron artículos adicionales mediante búsquedas manuales en la base de datos PubMed y revisión de referencias de otros artículos científicos.No se aplicaron restricciones de fecha, pero se utilizó el filtro “Persona”.
Dos autores (EBR y AL) examinaron todos los títulos y resúmenes recuperados según los criterios de inclusión y exclusión, y se excluyó cualquier estudio que no cumpliera con todos los criterios de elegibilidad.Tres autores (EBR, EBE y AL) recuperaron y revisaron las publicaciones de texto completo de los estudios restantes.Cuando fue necesario, los desacuerdos en la selección de artículos fueron resueltos por una cuarta persona (LT).En esta revisión se incluyeron las publicaciones que cumplieron con todos los criterios de inclusión.
La extracción de datos la realizaron de forma independiente dos autores (EBR y AL) bajo la supervisión de un tercer autor (LT).
- Datos de diseño del modelo: regiones anatómicas, partes anatómicas específicas, modelo inicial para impresión 3D, método de adquisición, software de segmentación y modelado, tipo de impresora 3D, tipo y cantidad de material, escala de impresión, color, costo de impresión.
- Evaluación morfológica de modelos: modelos utilizados para comparación, evaluación médica de expertos/profesores, número de evaluadores, tipo de evaluación.
- Modelo de enseñanza 3D: evaluación del conocimiento de los estudiantes, método de evaluación, número de estudiantes, número de grupos de comparación, aleatorización de los estudiantes, educación/tipo de estudiante.
Se identificaron 418 estudios en MEDLINE y 139 artículos fueron excluidos por el filtro "humano".Después de revisar títulos y resúmenes, se seleccionaron 103 estudios para lectura de texto completo.Se excluyeron 34 artículos porque eran modelos patológicos (9 artículos), modelos de entrenamiento médico/quirúrgico (4 artículos), modelos animales (4 artículos), modelos radiológicos 3D (1 artículo) o no eran artículos científicos originales (16 capítulos).).En la revisión se incluyeron un total de 68 artículos.La Figura 1 presenta el proceso de selección como un diagrama de flujo.
Diagrama de flujo que resume la identificación, selección e inclusión de artículos en esta revisión sistemática.
Todos los estudios se publicaron entre 2014 y 2022, con un año de publicación promedio de 2019. Entre los 68 artículos incluidos, 33 (49%) estudios fueron descriptivos y experimentales, 17 (25%) fueron puramente experimentales y 18 (26%) fueron experimental.Puramente descriptivo.De los 50 (73%) estudios experimentales, 21 (31%) utilizaron aleatorización.Sólo 34 estudios (50%) incluyeron análisis estadísticos.La Tabla 1 resume las características de cada estudio.
33 artículos (48%) examinaron la región de la cabeza, 19 artículos (28%) examinaron la región torácica, 17 artículos (25%) examinaron la región abdominopélvica y 15 artículos (22%) examinaron las extremidades.Cincuenta y un artículos (75%) mencionaron huesos impresos en 3D como modelos anatómicos o modelos anatómicos de cortes múltiples.
En cuanto a los modelos fuente o archivos utilizados para desarrollar 3DPAM, 23 artículos (34%) mencionaron el uso de datos de pacientes, 20 artículos (29%) mencionaron el uso de datos cadavéricos y 17 artículos (25%) mencionaron el uso de bases de datos.se utilizaron, y 7 estudios (10%) no revelaron la fuente de los documentos utilizados.
47 estudios (69%) desarrollaron 3DPAM basado en tomografía computarizada y 3 estudios (4%) informaron el uso de microCT.7 artículos (10%) proyectaron objetos 3D mediante escáneres ópticos, 4 artículos (6%) mediante resonancia magnética y 1 artículo (1%) mediante cámaras y microscopios.14 artículos (21%) no mencionaron la fuente de los archivos fuente del diseño del modelo 3D.Los archivos 3D se crean con una resolución espacial media de menos de 0,5 mm.La resolución óptima es 30 μm [80] y la resolución máxima es 1,5 mm [32].
Se utilizaron sesenta aplicaciones informáticas diferentes (segmentación, modelado, diseño o impresión).Mimics (Materialise, Lovaina, Bélgica) fue el más utilizado (14 estudios, 21%), seguido de MeshMixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 estudios, 19%), Geomagic (3D System, MO, NC, Leesville) .(10 estudios, 15%), 3D Slicer (Slicer Developer Training, Boston, MA) (9 estudios, 13%), Blender (Blender Foundation, Ámsterdam, Países Bajos) (8 estudios, 12%) y CURA (Geldemarsen, Países Bajos) (7 estudios, 10%).
Se mencionan sesenta y siete modelos diferentes de impresoras y cinco procesos de impresión.La tecnología FDM (Fused Deposition Modeling) se utilizó en 26 productos (38%), granallado de material en 13 productos (19%) y finalmente granallado de aglomerantes (11 productos, 16%).Las tecnologías menos utilizadas son la estereolitografía (SLA) (5 artículos, 7%) y la sinterización selectiva por láser (SLS) (4 artículos, 6%).La impresora más utilizada (7 artículos, 10%) es la Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Israel) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Al especificar los materiales utilizados para fabricar 3DPAM (51 artículos, 75%), 48 estudios (71%) utilizaron plásticos y sus derivados.Los principales materiales utilizados fueron PLA (ácido poliláctico) (n = 20, 29%), resina (n = 9, 13%) y ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) (7 tipos, 10%).23 artículos (34%) examinaron 3DPAM elaborado a partir de múltiples materiales, 36 artículos (53%) presentaron 3DPAM elaborado a partir de un solo material y 9 artículos (13%) no especificaron ningún material.
Veintinueve artículos (43%) informaron proporciones de impresión que oscilaban entre 0,25:1 y 2:1, con un promedio de 1:1.Veinticinco artículos (37%) utilizaron una proporción de 1:1.28 3DPAM (41%) consistían en varios colores y 9 (13%) se teñieron después de la impresión [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Treinta y cuatro artículos (50%) mencionaron costos.9 artículos (13%) mencionaron el coste de las impresoras 3D y las materias primas.El precio de las impresoras oscila entre 302 y 65.000 dólares.Cuando se especifica, los precios de los modelos oscilan entre $1,25 y $2800;estos extremos corresponden a muestras esqueléticas [47] y modelos retroperitoneales de alta fidelidad [48].La Tabla 2 resume los datos del modelo para cada estudio incluido.
Treinta y siete estudios (54%) compararon el 3DAPM con un modelo de referencia.Entre estos estudios, el comparador más común fue un modelo anatómico de referencia, utilizado en 14 artículos (38%), preparaciones plastinadas en 6 artículos (16%), preparaciones plastinadas en 6 artículos (16%).Uso de realidad virtual, imágenes de tomografía computarizada un 3DPAM en 5 artículos (14%), otro 3DPAM en 3 artículos (8%), juegos serios en 1 artículo (3%), radiografías en 1 artículo (3%), modelos de negocio en 1 artículo (3%) y realidad aumentada en 1 artículo (3%).Treinta y cuatro (50%) estudios evaluaron 3DPAM.Quince (48%) estudios describieron en detalle las experiencias de los evaluadores (Tabla 3).3DPAM fue realizado por cirujanos o médicos tratantes en 7 estudios (47%), especialistas anatómicos en 6 estudios (40%), estudiantes en 3 estudios (20%), profesores (disciplina no especificada) en 3 estudios (20%) para la evaluación. y un evaluador más en el artículo (7%).El número medio de evaluadores es de 14 (mínimo 2, máximo 30).Treinta y tres estudios (49%) evaluaron la morfología de 3DPAM cualitativamente y 10 estudios (15%) evaluaron la morfología de 3DPAM cuantitativamente.De los 33 estudios que utilizaron evaluaciones cualitativas, 16 utilizaron evaluaciones puramente descriptivas (48%), 9 utilizaron pruebas/calificaciones/encuestas (27%) y 8 utilizaron escalas Likert (24%).La Tabla 3 resume las evaluaciones morfológicas de los modelos en cada estudio incluido.
Treinta y tres (48%) artículos examinaron y compararon la eficacia de enseñar 3DPAM a los estudiantes.De estos estudios, 23 (70%) artículos evaluaron la satisfacción de los estudiantes, 17 (51%) utilizaron escalas Likert y 6 (18%) utilizaron otros métodos.Veintidós artículos (67%) evaluaron el aprendizaje de los estudiantes mediante pruebas de conocimientos, de los cuales 10 (30%) utilizaron pruebas previas y/o posteriores.Once estudios (33%) utilizaron preguntas y pruebas de opción múltiple para evaluar el conocimiento de los estudiantes, y cinco estudios (15%) utilizaron etiquetado de imágenes/identificación anatómica.En cada estudio participaron una media de 76 estudiantes (mínimo 8, máximo 319).Veinticuatro estudios (72%) tuvieron un grupo de control, de los cuales 20 (60%) utilizaron aleatorización.Por el contrario, un estudio (3%) asignó aleatoriamente modelos anatómicos a 10 estudiantes diferentes.En promedio, se compararon 2,6 grupos (mínimo 2, máximo 10).Veintitrés estudios (70%) involucraron a estudiantes de medicina, de los cuales 14 (42%) eran estudiantes de medicina de primer año.Seis (18%) estudios involucraron a residentes, 4 (12%) estudiantes de odontología y 3 (9%) estudiantes de ciencias.Seis estudios (18%) implementaron y evaluaron el aprendizaje autónomo utilizando 3DPAM.La Tabla 4 resume los resultados de la evaluación de la eficacia docente 3DPAM para cada estudio incluido.
Las principales ventajas informadas por los autores del uso de 3DPAM como herramienta de enseñanza de la anatomía humana normal son las características visuales y táctiles, incluido el realismo [55, 67], la precisión [44, 50, 72, 85] y la variabilidad de la consistencia [34, 45]. ]., 48, 64], color y transparencia [28, 45], durabilidad [24, 56, 73], efecto educativo [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], costo [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], reproducibilidad [80], posibilidad de mejora o personalización [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], la capacidad de manipular a los estudiantes [30, 49], el ahorro de tiempo de enseñanza [61, 80], la facilidad de almacenamiento [61], la capacidad de integrar anatomía funcional o crear estructuras específicas [51, 53], 67] , diseño rápido de modelos esqueléticos [81], la capacidad de co-crear modelos y llevárselos a casa [49, 60, 71], mejorar las habilidades de rotación mental [23] y la retención de conocimientos [32], así como en el profesor [ 25, 63] y satisfacción de los estudiantes [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
Las principales desventajas están relacionadas con el diseño: rigidez [80], consistencia [28, 62], falta de detalle o transparencia [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], colores demasiado brillantes [45].y la fragilidad del suelo[71].Otras desventajas incluyen la pérdida de información [30, 76], mucho tiempo requerido para la segmentación de la imagen [36, 52, 57, 58, 74], tiempo de impresión [57, 63, 66, 67], falta de variabilidad anatómica [25], y costo.Alto[48].
Esta revisión sistemática resume 68 artículos publicados durante 9 años y destaca el interés de la comunidad científica en 3DPAM como herramienta para la enseñanza de la anatomía humana normal.Cada región anatómica fue estudiada e impresa en 3D.De estos artículos, 37 artículos compararon 3DPAM con otros modelos y 33 artículos evaluaron la relevancia pedagógica de 3DPAM para los estudiantes.
Dadas las diferencias en el diseño de los estudios anatómicos de impresión 3D, no consideramos apropiado realizar un metanálisis.Un metaanálisis publicado en 2020 se centró principalmente en pruebas de conocimientos anatómicos después del entrenamiento sin analizar los aspectos técnicos y tecnológicos del diseño y producción de 3DPAM [10].
La región de la cabeza es la más estudiada, probablemente porque la complejidad de su anatomía hace que sea más difícil para los estudiantes representar esta región anatómica en un espacio tridimensional en comparación con las extremidades o el torso.La TC es, con diferencia, la modalidad de imagen más utilizada.Esta técnica se usa ampliamente, especialmente en entornos médicos, pero tiene una resolución espacial limitada y un bajo contraste de los tejidos blandos.Estas limitaciones hacen que las tomografías computarizadas no sean adecuadas para la segmentación y modelado del sistema nervioso.Por otro lado, la tomografía computarizada es más adecuada para la segmentación/modelado del tejido óseo;El contraste de hueso/tejido blando ayuda a completar estos pasos antes de imprimir modelos anatómicos en 3D.Por otro lado, la microCT se considera la tecnología de referencia en términos de resolución espacial en imágenes óseas [70].También se pueden utilizar escáneres ópticos o resonancia magnética para obtener imágenes.Una resolución más alta evita el suavizado de las superficies óseas y preserva la sutileza de las estructuras anatómicas [59].La elección del modelo también afecta a la resolución espacial: por ejemplo, los modelos de plastificación tienen una resolución más baja [45].Los diseñadores gráficos tienen que crear modelos 3D personalizados, lo que aumenta los costos (de 25 a 150 dólares por hora) [43].Obtener archivos .STL de alta calidad no es suficiente para crear modelos anatómicos de alta calidad.Es necesario determinar parámetros de impresión, como la orientación del modelo anatómico en la plancha de impresión [29].Algunos autores sugieren que se deberían utilizar tecnologías de impresión avanzadas como SLS siempre que sea posible para mejorar la precisión de 3DPAM [38].La producción de 3DPAM requiere asistencia profesional;los especialistas más solicitados son ingenieros [72], radiólogos [75], diseñadores gráficos [43] y anatomistas [25, 28, 51, 57, 76, 77].
El software de segmentación y modelado son factores importantes para obtener modelos anatómicos precisos, pero el costo de estos paquetes de software y su complejidad dificultan su uso.Varios estudios han comparado el uso de diferentes paquetes de software y tecnologías de impresión, destacando las ventajas y desventajas de cada tecnología [68].Además del software de modelado, también se requiere un software de impresión compatible con la impresora seleccionada;algunos autores prefieren utilizar la impresión 3D en línea [75].Si se imprimen suficientes objetos 3D, la inversión puede generar beneficios financieros [72].
El plástico es, con diferencia, el material más utilizado.Su amplia gama de texturas y colores lo convierten en el material elegido para 3DPAM.Algunos autores han elogiado su alta resistencia en comparación con los modelos cadavéricos tradicionales o plastinados [24, 56, 73].Algunos plásticos incluso tienen propiedades de flexión o estiramiento.Por ejemplo, Filaflex con tecnología FDM puede estirarse hasta un 700%.Algunos autores lo consideran el material de elección para la replicación de músculos, tendones y ligamentos [63].Por otro lado, dos estudios han planteado dudas sobre la orientación de las fibras durante la impresión.De hecho, la orientación, inserción, inervación y función de las fibras musculares son fundamentales en el modelado muscular [33].
Sorprendentemente, pocos estudios mencionan la escala de la impresión.Dado que muchas personas consideran que la proporción 1:1 es estándar, es posible que el autor haya optado por no mencionarla.Aunque la ampliación sería útil para el aprendizaje dirigido en grupos grandes, la viabilidad de la ampliación aún no se ha explorado, especialmente teniendo en cuenta que el tamaño cada vez mayor de las clases y el tamaño físico del modelo son un factor importante.Por supuesto, las escalas de tamaño natural facilitan la localización y la comunicación de diversos elementos anatómicos al paciente, lo que puede explicar por qué se utilizan con frecuencia.
De las muchas impresoras disponibles en el mercado, aquellas que utilizan la tecnología PolyJet (inyección de tinta de material o aglutinante) para proporcionar impresión en color y en alta definición multicapa (y por lo tanto multitextura) cuestan entre 20.000 y 250.000 dólares (https://www. .aniwaa.com/).Este alto costo puede limitar la promoción de 3DPAM en las facultades de medicina.Además del coste de la impresora, el coste de los materiales necesarios para la impresión por inyección de tinta es mayor que para las impresoras SLA o FDM [68].Los precios de las impresoras SLA o FDM también son más asequibles, oscilando entre 576 € y 4999 € en los artículos enumerados en esta reseña.Según Tripodi y sus colegas, cada parte del esqueleto se puede imprimir por 1,25 dólares estadounidenses [47].Once estudios concluyeron que la impresión 3D es más barata que la plastificación o los modelos comerciales [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83].Además, estos modelos comerciales están diseñados para proporcionar información al paciente sin detalles suficientes para la enseñanza de anatomía [80].Estos modelos comerciales se consideran inferiores a 3DPAM [44].Vale la pena señalar que, además de la tecnología de impresión utilizada, el coste final es proporcional a la escala y por tanto al tamaño final del 3DPAM [48].Por estos motivos, se prefiere la escala de tamaño completo [37].
Sólo un estudio comparó 3DPAM con modelos anatómicos disponibles comercialmente [72].Las muestras cadavéricas son el comparador más utilizado para 3DPAM.A pesar de sus limitaciones, los modelos cadavéricos siguen siendo una herramienta valiosa para la enseñanza de la anatomía.Hay que distinguir entre autopsia, disección y hueso seco.Según pruebas de entrenamiento, dos estudios demostraron que 3DPAM era significativamente más eficaz que la disección plastinada [16, 27].Un estudio comparó una hora de entrenamiento utilizando 3DPAM (extremidad inferior) con una hora de disección de la misma región anatómica [78].No hubo diferencias significativas entre los dos métodos de enseñanza.Es probable que haya poca investigación sobre este tema porque este tipo de comparaciones son difíciles de hacer.La disección es una preparación que requiere mucho tiempo para los estudiantes.A veces se requieren decenas de horas de preparación, dependiendo de lo que se esté preparando.Se puede hacer una tercera comparación con los huesos secos.Un estudio realizado por Tsai y Smith encontró que las puntuaciones de las pruebas fueron significativamente mejores en el grupo que utilizó 3DPAM [51, 63].Chen y sus colegas observaron que los estudiantes que usaban modelos 3D obtuvieron mejores resultados en la identificación de estructuras (cráneos), pero no hubo diferencias en las puntuaciones del MCQ [69].Finalmente, Tanner y sus colegas demostraron mejores resultados post-prueba en este grupo utilizando 3DPAM de la fosa pterigopalatina [46].En esta revisión de la literatura se identificaron otras nuevas herramientas de enseñanza.Los más comunes son la realidad aumentada, la realidad virtual y los juegos serios [43].Según Mahrous y sus colegas, la preferencia por los modelos anatómicos depende del número de horas que los estudiantes juegan videojuegos [31].Por otro lado, un inconveniente importante de las nuevas herramientas de enseñanza de anatomía es la retroalimentación háptica, especialmente para herramientas puramente virtuales [48].
La mayoría de los estudios que evalúan el nuevo 3DPAM han utilizado pruebas previas de conocimientos.Estas pruebas previas ayudan a evitar sesgos en la evaluación.Algunos autores, antes de realizar estudios experimentales, excluyen a todos los estudiantes que obtuvieron puntuaciones superiores a la media en la prueba preliminar [40].Entre los sesgos que mencionaron Garas y sus colegas se encuentran el color del modelo y la selección de voluntarios en la clase de estudiantes [61].La tinción facilita la identificación de estructuras anatómicas.Chen y sus colegas establecieron condiciones experimentales estrictas sin diferencias iniciales entre los grupos y el estudio fue cegado en la mayor medida posible [69].Lim y sus colegas recomiendan que la evaluación posterior a la prueba la complete un tercero para evitar sesgos en la evaluación [16].Algunos estudios han utilizado escalas Likert para evaluar la viabilidad de 3DPAM.Este instrumento es adecuado para evaluar la satisfacción, pero todavía existen sesgos importantes que hay que tener en cuenta [86].
La relevancia educativa de 3DPAM se evaluó principalmente entre estudiantes de medicina, incluidos estudiantes de primer año de medicina, en 14 de 33 estudios.En su estudio piloto, Wilk y sus colegas informaron que los estudiantes de medicina creían que la impresión 3D debería incluirse en su aprendizaje de anatomía [87].El 87% de los estudiantes encuestados en el estudio Cercenelli creían que el segundo año de estudios era el mejor momento para utilizar 3DPAM [84].Los resultados de Tanner y sus colegas también mostraron que los estudiantes obtuvieron mejores resultados si nunca habían estudiado el campo [46].Estos datos sugieren que el primer año de la facultad de medicina es el momento óptimo para incorporar 3DPAM en la enseñanza de la anatomía.El metanálisis de Ye apoyó esta idea [18].En los 27 artículos incluidos en el estudio, hubo diferencias significativas en las puntuaciones de las pruebas entre 3DPAM y los modelos tradicionales para estudiantes de medicina, pero no para residentes.
3DPAM como herramienta de aprendizaje mejora el rendimiento académico [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], la retención de conocimientos a largo plazo [32] y la satisfacción de los estudiantes [25, 45, 46, 52, 57, 63 , 66]., 69 , 84].Paneles de expertos también encontraron útiles estos modelos [37, 42, 49, 81, 82], y dos estudios encontraron satisfacción docente con 3DPAM [25, 63].De todas las fuentes, Backhouse y sus colegas consideran que la impresión 3D es la mejor alternativa a los modelos anatómicos tradicionales [49].En su primer metanálisis, Ye y sus colegas confirmaron que los estudiantes que recibieron instrucciones 3DPAM obtuvieron mejores puntuaciones posteriores a la prueba que los estudiantes que recibieron instrucciones 2D o cadáveres [10].Sin embargo, diferenciaron 3DPAM no por su complejidad, sino simplemente por el corazón, el sistema nervioso y la cavidad abdominal.En siete estudios, 3DPAM no superó a otros modelos basados en pruebas de conocimientos administradas a los estudiantes [32, 66, 69, 77, 78, 84].En su metanálisis, Salazar y sus colegas concluyeron que el uso de 3DPAM mejora específicamente la comprensión de la anatomía compleja [17].Este concepto es consistente con la carta de Hitas al editor [88].Algunas áreas anatómicas consideradas menos complejas no requieren el uso de 3DPAM, mientras que áreas anatómicas más complejas (como el cuello o el sistema nervioso) serían una opción lógica para 3DPAM.Este concepto puede explicar por qué algunos 3DPAM no se consideran superiores a los modelos tradicionales, especialmente cuando los estudiantes carecen de conocimientos en el dominio donde el rendimiento del modelo es superior.Por lo tanto, presentar un modelo simple a estudiantes que ya tienen algún conocimiento del tema (estudiantes de medicina o residentes) no ayuda a mejorar el desempeño de los estudiantes.
De todos los beneficios educativos enumerados, 11 estudios enfatizaron las cualidades visuales o táctiles de los modelos [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], y 3 estudios mejoraron la resistencia y durabilidad (33 , 50-52, 63, 79, 85, 86).Otras ventajas son que los estudiantes pueden manipular las estructuras, los profesores pueden ahorrar tiempo, son más fáciles de preservar que los cadáveres, el proyecto se puede completar en 24 horas, se puede utilizar como herramienta de educación en el hogar y se puede utilizar para enseñar grandes cantidades. de información.grupos [30, 49, 60, 61, 80, 81].La impresión 3D repetida para la enseñanza de anatomía de gran volumen hace que los modelos de impresión 3D sean más rentables [26].El uso de 3DPAM puede mejorar las capacidades de rotación mental [23] y mejorar la interpretación de imágenes transversales [23, 32].Dos estudios encontraron que los estudiantes expuestos a 3DPAM tenían más probabilidades de someterse a cirugía [40, 74].Se pueden incrustar conectores metálicos para crear el movimiento necesario para estudiar la anatomía funcional [51, 53], o se pueden imprimir modelos utilizando diseños de gatillo [67].
La impresión 3D permite la creación de modelos anatómicos ajustables mejorando ciertos aspectos durante la etapa de modelado, [48, 80] creando una base adecuada, [59] combinando múltiples modelos, [36] usando transparencia, (49) color, [45] o haciendo visibles ciertas estructuras internas [30].Tripodi y sus colegas utilizaron arcilla para esculpir para complementar sus modelos óseos impresos en 3D, enfatizando el valor de los modelos cocreados como herramientas de enseñanza [47].En 9 estudios, el color se aplicó después de la impresión [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], pero los estudiantes lo aplicaron solo una vez [49].Desafortunadamente, el estudio no evaluó la calidad del entrenamiento del modelo ni la secuencia del entrenamiento.Esto debe considerarse en el contexto de la educación en anatomía, ya que los beneficios del aprendizaje combinado y la cocreación están bien establecidos [89].Para hacer frente a la creciente actividad publicitaria, el autoaprendizaje se ha utilizado muchas veces para evaluar modelos [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Un estudio concluyó que el color del material plástico era demasiado brillante[45], otro estudio concluyó que el modelo era demasiado frágil[71] y otros dos estudios indicaron una falta de variabilidad anatómica en el diseño de modelos individuales[25, 45 ]..Siete estudios concluyeron que el detalle anatómico de 3DPAM es insuficiente [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Para modelos anatómicos más detallados de regiones grandes y complejas, como el retroperitoneo o la columna cervical, el tiempo de segmentación y modelado se considera muy largo y el costo es muy alto (alrededor de 2000 dólares estadounidenses) [27, 48].Hojo y sus colegas afirmaron en su estudio que se necesitaron 40 horas para crear el modelo anatómico de la pelvis [42].El tiempo de segmentación más largo fue de 380 horas en un estudio realizado por Weatherall y colegas, en el que se combinaron múltiples modelos para crear un modelo completo de vía aérea pediátrica [36].En nueve estudios, la segmentación y el tiempo de impresión se consideraron desventajas [36, 42, 57, 58, 74].Sin embargo, 12 estudios criticaron las propiedades físicas de sus modelos, particularmente su consistencia, [28, 62] falta de transparencia, [30] fragilidad y monocromaticidad, [71] falta de tejido blando, [66] o falta de detalle [28, 34]., 45, 48, 62, 63, 81].Estas desventajas se pueden superar aumentando el tiempo de segmentación o simulación.Perder y recuperar información relevante fue un problema al que se enfrentaron tres equipos [30, 74, 77].Según los informes de los pacientes, los agentes de contraste yodados no proporcionaron una visibilidad vascular óptima debido a las limitaciones de dosis [74].La inyección de un modelo cadavérico parece ser un método ideal que se aleja del principio del “lo menos posible” y de las limitaciones de la dosis de medio de contraste inyectado.
Desafortunadamente, muchos artículos no mencionan algunas características clave de 3DPAM.Menos de la mitad de los artículos indicaban explícitamente si su 3DPAM estaba teñido.La cobertura del alcance de la prensa fue inconsistente (43% de los artículos) y sólo el 34% mencionó el uso de múltiples medios.Estos parámetros de impresión son críticos porque influyen en las propiedades de aprendizaje de 3DPAM.La mayoría de los artículos no proporcionan suficiente información sobre las complejidades de obtener 3DPAM (tiempo de diseño, calificaciones del personal, costos de software, costos de impresión, etc.).Esta información es crítica y debe considerarse antes de considerar iniciar un proyecto para desarrollar un nuevo 3DPAM.
Esta revisión sistemática muestra que diseñar e imprimir modelos anatómicos normales en 3D es factible a bajo costo, especialmente cuando se utilizan impresoras FDM o SLA y materiales plásticos económicos de un solo color.Sin embargo, estos diseños básicos se pueden mejorar añadiendo color o añadiendo diseños en diferentes materiales.Los modelos más realistas (impresos utilizando múltiples materiales de diferentes colores y texturas para replicar fielmente las cualidades táctiles de un modelo de referencia de cadáver) requieren tecnologías de impresión 3D más caras y tiempos de diseño más prolongados.Esto aumentará significativamente el costo total.No importa qué proceso de impresión se elija, elegir el método de imagen adecuado es clave para el éxito de 3DPAM.Cuanto mayor sea la resolución espacial, más realista será el modelo y podrá utilizarse para investigaciones avanzadas.Desde un punto de vista pedagógico, 3DPAM es una herramienta eficaz para la enseñanza de la anatomía, como lo demuestran las pruebas de conocimientos administradas a los estudiantes y su satisfacción.El efecto didáctico de 3DPAM es mejor cuando reproduce regiones anatómicas complejas y los estudiantes lo utilizan al principio de su formación médica.
Los conjuntos de datos generados y/o analizados en el estudio actual no están disponibles públicamente debido a barreras idiomáticas, pero están disponibles a través del autor correspondiente a solicitud razonable.
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Ghosh SK La disección cadavérica como herramienta educativa para la ciencia anatómica en el siglo XXI: La disección como herramienta educativa.Análisis de la educación científica.2017;10(3):286–99.
Hora de publicación: 09-abr-2024