Tradycyjna sekcja zwłok traci na popularności, podczas gdy plastynacja i modele drukowane w 3D (3DP) zyskują na popularności jako alternatywa dla tradycyjnych metod nauczania anatomii. Nie jest jasne, jakie są mocne i słabe strony tych nowych narzędzi ani jak mogą one wpłynąć na proces uczenia się anatomii przez studentów, który obejmuje takie wartości ludzkie, jak szacunek, troska i empatia.
Bezpośrednio po randomizowanym badaniu krzyżowym zaproszono 96 studentów. Zastosowano pragmatyczny model badania, aby zbadać doświadczenia edukacyjne z wykorzystaniem anatomicznie uplastycznionych i trójwymiarowych modeli serca (etap 1, n=63) i szyi (etap 2, n=33). Przeprowadzono indukcyjną analizę tematyczną na podstawie 278 recenzji w formie tekstów swobodnych (odnoszących się do mocnych i słabych stron, obszarów do poprawy) oraz dosłownych transkrypcji grup fokusowych (n=8) dotyczących nauki anatomii z wykorzystaniem tych narzędzi.
Zidentyfikowano cztery tematy: postrzegana autentyczność, podstawowe zrozumienie i złożoność, postawy szacunku i troski, multimodalność oraz przywództwo.
Studenci ogólnie uważali, że plastynowane okazy były bardziej realistyczne, przez co czuli się bardziej szanowani i zaopiekowani niż modele 3DP, które były łatwiejsze w użyciu i lepiej nadawały się do nauki podstawowej anatomii.
Sekcja zwłok ludzkich jest standardową metodą nauczania stosowaną w edukacji medycznej od XVII wieku [1, 2]. Jednak ze względu na ograniczony dostęp, wysokie koszty utrzymania zwłok [3, 4], znaczne skrócenie czasu nauki anatomii [1, 5] oraz postęp technologiczny [3, 6], lekcje anatomii prowadzone tradycyjnymi metodami sekcji zanikają. Otwiera to nowe możliwości badań nad nowymi metodami i narzędziami nauczania, takimi jak plastynowane preparaty ludzkie i modele drukowane w technologii 3D (3DP) [6, 7, 8].
Każde z tych narzędzi ma swoje wady i zalety. Powlekane próbki są suche, bezwonne, realistyczne i nieszkodliwe [9,10,11], co czyni je idealnymi do nauczania i angażowania studentów w naukę i zrozumienie anatomii. Są jednak również sztywne i mniej elastyczne [10, 12], dlatego uważa się, że trudniej nimi manipulować i docierać do głębszych struktur [9]. Pod względem kosztów, plastyfikowane próbki są na ogół droższe w zakupie i utrzymaniu niż modele 3DP [6,7,8]. Z drugiej strony, modele 3DP umożliwiają różne tekstury [7, 13] i kolory [6, 14] i mogą być przypisane do określonych części, co pomaga studentom łatwiej identyfikować, odróżniać i zapamiętywać ważne struktury, chociaż wydaje się to mniej realistyczne niż w przypadku próbek plastyfikowanych.
W wielu badaniach analizowano wyniki uczenia się/wydajność różnych typów instrumentów anatomicznych, takich jak plastyfikowane preparaty, obrazy 2D, mokre przekroje, stoły Anatomage (Anatomage Inc., San Jose, Kalifornia) i modele 3DP [11, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21]. Jednak wyniki różniły się w zależności od wyboru instrumentu szkoleniowego używanego w grupie kontrolnej i interwencyjnej, a także w zależności od różnych obszarów anatomicznych [14, 22]. Na przykład, gdy były stosowane w połączeniu z mokrymi preparatami [11, 15] i stołami do autopsji [20], studenci zgłaszali wyższą satysfakcję z nauki i postawy wobec plastynowanych preparatów. Podobnie, wykorzystanie wzorów plastynacji odzwierciedla pozytywny wynik obiektywnej wiedzy studentów [23, 24].
Modele 3DP są często używane do uzupełnienia tradycyjnych metod nauczania [14,17,21]. Loke i in. (2017) opisali zastosowanie modelu 3DP w zrozumieniu wrodzonej wady serca u pediatry [18]. Badanie to wykazało, że grupa 3DP miała większą satysfakcję z nauki, lepsze zrozumienie czwórki Fallota i lepszą zdolność do leczenia pacjentów (samoskuteczność) w porównaniu z grupą obrazowania 2D. Badanie anatomii drzewa naczyniowego i anatomii czaszki przy użyciu modeli 3DP zapewnia taką samą satysfakcję z nauki, jak obrazy 2D [16, 17]. Badania te wykazały, że modele 3DP są lepsze od ilustracji 2D pod względem satysfakcji z nauki postrzeganej przez uczniów. Jednakże badania porównujące konkretnie wielomateriałowe modele 3DP z próbkami plastyfikowanymi są ograniczone. Mogali i in. (2021) użyli modelu plastynacji z jego modelami 3DP serca i szyi i zgłosili podobny wzrost wiedzy między grupą kontrolną i eksperymentalną [21].
Potrzeba jednak więcej dowodów, aby lepiej zrozumieć, dlaczego doświadczenie uczenia się studentów zależy od wyboru instrumentów anatomicznych oraz różnych części ciała i narządów [14, 22]. Wartości humanistyczne stanowią interesujący aspekt, który może wpływać na tę percepcję. Odnosi się to do szacunku, troski, empatii i współczucia oczekiwanego od studentów, którzy zostają lekarzami [25, 26]. Tradycyjnie wartości humanistyczne były poszukiwane podczas sekcji zwłok, ponieważ studenci są uczeni empatii i opieki nad oddanymi zwłokami, a zatem nauka anatomii zawsze zajmowała szczególne miejsce [27, 28]. Jednak rzadko jest to mierzone w narzędziach plastyfikujących i 3DP. W przeciwieństwie do pytań ankietowych Likerta z zamkniętą odpowiedzią, jakościowe metody gromadzenia danych, takie jak dyskusje w grupach fokusowych i pytania ankietowe z otwartą odpowiedzią, dostarczają wglądu w komentarze uczestników napisane w losowej kolejności, aby wyjaśnić wpływ nowych narzędzi edukacyjnych na ich doświadczenie uczenia się.
Badania te miały na celu odpowiedzieć na pytanie: jak studenci odmiennie postrzegają anatomię, gdy mają do dyspozycji zestaw narzędzi (plastynacja) i gdy uczą się jej za pomocą fizycznych, drukowanych w 3D obrazów?
Aby odpowiedzieć na powyższe pytania, studenci mają możliwość zdobywania, gromadzenia i dzielenia się wiedzą anatomiczną poprzez interakcję i współpracę zespołową. Koncepcja ta jest zgodna z teorią konstruktywistyczną, zgodnie z którą jednostki lub grupy społeczne aktywnie tworzą i dzielą się swoją wiedzą [29]. Takie interakcje (na przykład między rówieśnikami, między studentami a nauczycielami) wpływają na satysfakcję z nauki [30, 31]. Jednocześnie na doświadczenie edukacyjne studentów będą wpływać również takie czynniki, jak wygoda uczenia się, środowisko, metody nauczania i treść kursu [32]. Następnie te atrybuty mogą wpływać na uczenie się studentów i opanowywanie interesujących ich tematów [33, 34]. Może to być związane z teoretyczną perspektywą pragmatycznej epistemologii, gdzie początkowy zbiór lub sformułowanie osobistych doświadczeń, inteligencji i przekonań może określić kolejny kierunek działań [35]. Pragmatyczne podejście jest starannie planowane w celu identyfikacji złożonych tematów i ich kolejności za pomocą wywiadów i ankiet, a następnie analizy tematycznej [36].
Próbki zwłok są często uważane za cichych mentorów, ponieważ są postrzegane jako znaczące dary dla dobra nauki i ludzkości, budzące szacunek i wdzięczność studentów dla ich darczyńców [37, 38]. Poprzednie badania wykazały podobne lub wyższe wyniki obiektywne między grupą zwłok/plastynacji a grupą 3DP [21, 39], ale nie było jasne, czy studenci dzielą te same doświadczenia edukacyjne, w tym wartości humanistyczne, w obu grupach. W celu dalszych badań, w tym badaniu wykorzystano zasadę pragmatyzmu [36] do zbadania doświadczenia edukacyjnego i cech modeli 3DP (kolor i tekstura) i porównania ich z próbkami plastynowanymi w oparciu o opinie studentów.
Percepcje uczniów mogą następnie wpływać na decyzje nauczycieli dotyczące wyboru odpowiednich narzędzi anatomicznych, w oparciu o to, co jest, a co nie jest skuteczne w nauczaniu anatomii. Informacje te mogą również pomóc nauczycielom w identyfikacji preferencji uczniów i wykorzystaniu odpowiednich narzędzi analitycznych w celu poprawy jakości ich nauczania.
Celem tego badania jakościowego było zbadanie, co studenci uważają za ważne doświadczenie edukacyjne w kontekście wykorzystania plastyfikowanych próbek serca i szyi w porównaniu z modelami 3DP. Według wstępnego badania Mogali i in. z 2018 roku studenci uznali plastynowane próbki za bardziej realistyczne niż modele 3DP [7]. Załóżmy zatem:
Biorąc pod uwagę fakt, że plastynacje stworzono na podstawie prawdziwych zwłok, oczekiwano, że studenci będą postrzegać plastynacje bardziej pozytywnie niż modele 3DP pod względem autentyczności i wartości humanistycznej.
Niniejsze badanie jakościowe jest powiązane z dwoma poprzednimi badaniami ilościowymi [21, 40], ponieważ dane przedstawione we wszystkich trzech badaniach zostały zebrane jednocześnie od tej samej próby studentów. Pierwszy artykuł wykazał podobne obiektywne miary (wyniki testów) między grupami plastynacji i 3DP [21], a drugi artykuł wykorzystał analizę czynnikową do opracowania psychometrycznie zwalidowanego narzędzia (cztery czynniki, 19 pozycji) do pomiaru konstruktów edukacyjnych, takich jak satysfakcja z nauki, poczucie własnej skuteczności, wartości humanistyczne i ograniczenia mediów edukacyjnych [40]. W niniejszym badaniu przeanalizowano wysokiej jakości otwarte dyskusje i dyskusje grup fokusowych, aby dowiedzieć się, co studenci uważają za ważne podczas nauki anatomii z wykorzystaniem plastynowanych preparatów i modeli drukowanych w 3D. Zatem niniejsze badanie różni się od dwóch poprzednich artykułów pod względem celów/pytań badawczych, danych i metod analizy, aby uzyskać wgląd w jakościową informację zwrotną od studentów (komentarze w formie swobodnego tekstu plus dyskusja w grupie fokusowej) na temat stosowania narzędzi 3DP w porównaniu z próbkami plastyfikowanymi. Oznacza to, że niniejsze badanie zasadniczo rozwiązuje inne pytanie badawcze niż dwa poprzednie artykuły [21, 40].
W instytucji autora anatomia jest zintegrowana z kursami systemowymi, takimi jak kardiopulmonologia, endokrynologia, układ mięśniowo-szkieletowy itp., w pierwszych dwóch latach pięcioletniego programu licencjackiego medycyny i chirurgii (MBBS). Preparaty gipsowe, modele plastikowe, obrazy medyczne i wirtualne modele 3D są często używane zamiast preparatów preparacyjnych lub preparatów preparacyjnych na mokro, aby wspierać praktykę anatomii ogólnej. Sesje nauki grupowej zastępują tradycyjne wykłady, koncentrując się na zastosowaniu zdobytej wiedzy. Na koniec każdego modułu systemowego należy przystąpić do internetowego testu praktycznego z anatomii, który zawiera 20 indywidualnych najlepszych odpowiedzi (SBA) obejmujących anatomię ogólną, obrazowanie i histologię. Łącznie przeprowadzono pięć testów formatywnych podczas eksperymentu (trzy w pierwszym roku i dwa w drugim roku). Połączona kompleksowa ocena pisemna dla lat 1 i 2 obejmuje dwa arkusze, każdy zawierający 120 SBA. Anatomia staje się częścią tych ocen, a plan oceny określa liczbę pytań anatomicznych, jakie zostaną uwzględnione.
Aby poprawić stosunek liczby studentów do próby, zbadano wewnętrzne modele 3DP oparte na preparatach plastynowanych pod kątem nauczania i uczenia się anatomii. Daje to możliwość ustalenia wartości edukacyjnej nowych modeli 3DP w porównaniu z preparatami plastynowanymi, zanim zostaną one formalnie włączone do programu nauczania anatomii.
W niniejszym badaniu tomografia komputerowa (TK) (64-rzędowy skaner Somatom Definition Flash CT, Siemens Healthcare, Erlangen, Niemcy) została wykonana na plastikowych modelach serca (jednym całym sercu i jednym sercu w przekroju poprzecznym) oraz głowy i szyi (jednym całym i jednym w płaszczyźnie pośrodkowej głowy i szyi) (Ryc. 1). Obrazy DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) zostały pozyskane i załadowane do programu 3D Slicer (wersje 4.8.1 i 4.10.2, Harvard Medical School, Boston, Massachusetts) w celu segmentacji strukturalnej według typu, takiego jak mięśnie, tętnice, nerwy i kości. Segmentowane pliki załadowano do programu Materialize Magics (wersja 22, Materialize NV, Leuven, Belgia) w celu usunięcia szumów, a wydrukowane modele zapisano w formacie STL, który następnie przeniesiono do drukarki Objet 500 Connex3 Polyjet (Stratasys, Eden Prairie, MN) w celu utworzenia modeli anatomicznych 3D. Fotopolimeryzowalne żywice i przezroczyste elastomery (VeroYellow, VeroMagenta i TangoPlus) utwardzają się warstwa po warstwie pod wpływem promieniowania UV, nadając każdej strukturze anatomicznej własną fakturę i kolor.
Narzędzia do nauki anatomii użyte w tym badaniu. Po lewej: szyja; po prawej: platerowane i wydrukowane w 3D serce.
Dodatkowo, z modelu całego serca wybrano aortę wstępującą i układ wieńcowy, a następnie skonstruowano rusztowania bazowe do przymocowania do modelu (wersja 22, Materialize NV, Leuven, Belgia). Model wydrukowano na drukarce Raise3D Pro2 (Raise3D Technologies, Irvine, Kalifornia) z użyciem filamentu z termoplastycznego poliuretanu (TPU). Aby uwidocznić tętnice modelu, konieczne było usunięcie wydrukowanego materiału podporowego TPU i pomalowanie naczyń krwionośnych czerwonym akrylem.
Studenci pierwszego roku studiów licencjackich na kierunku lekarskim na Wydziale Lekarskim Lee Kong Chiang w roku akademickim 2020-2021 (n = 163, 94 mężczyzn i 69 kobiet) otrzymali zaproszenie e-mailem do udziału w badaniu w ramach dobrowolnej aktywności. Randomizowany eksperyment krzyżowy przeprowadzono w dwóch etapach, najpierw z nacięciem serca, a następnie z nacięciem szyi. Pomiędzy dwoma etapami obowiązuje sześciotygodniowy okres wypłukiwania, aby zminimalizować skutki resztkowe. Na obu etapach studenci nie mieli dostępu do tematów nauczania ani zadań grupowych. Grupa liczyła nie więcej niż sześć osób. Studenci, którzy otrzymali plastynowane próbki na pierwszym etapie, otrzymali modele 3DP na drugim etapie. Na każdym etapie obie grupy wysłuchały wykładu wprowadzającego (30 minut) prowadzonego przez osobę trzecią (starszego nauczyciela), a następnie odbyły 50-minutową naukę samodzielną z wykorzystaniem dostarczonych narzędzi i materiałów do samodzielnej nauki.
Lista kontrolna COREQ (Comprehensive Criteria for Qualitative Research Reporting) jest wykorzystywana do kierowania badaniami jakościowymi.
Studenci przekazali informacje zwrotne na temat materiałów badawczych za pomocą ankiety, która zawierała trzy pytania otwarte dotyczące ich mocnych i słabych stron oraz możliwości rozwoju. Wszyscy 96 respondentów udzielili odpowiedzi w formie swobodnej. Następnie ośmiu studentów-wolontariuszy (n = 8) wzięło udział w grupie fokusowej. Wywiady przeprowadzono w Centrum Szkolenia Anatomicznego (gdzie prowadzono eksperymenty) i poprowadził je Badacz 4 (doktor), mężczyzna niebędący instruktorem anatomii, z ponad 10-letnim doświadczeniem w ułatwianiu TBL, ale niebiorący udziału w szkoleniu zespołu badawczego. Studenci nie znali cech osobistych badaczy (ani grupy badawczej) przed rozpoczęciem badania, ale formularz zgody poinformował ich o celu badania. W grupie fokusowej uczestniczyli tylko Badacz 4 i studenci. Badacz opisał grupę fokusową studentom i zapytał ich, czy chcieliby wziąć w niej udział. Podzielili się oni swoim doświadczeniem w nauce druku 3D i plastynacji i byli bardzo entuzjastycznie nastawieni. Facylitator zadał sześć pytań naprowadzających, aby zachęcić studentów do pracy (Materiały uzupełniające 1). Przykłady obejmują dyskusję na temat aspektów instrumentów anatomicznych, które sprzyjają uczeniu się i przyswajaniu wiedzy, oraz roli empatii w pracy z takimi preparatami. „Jak opisałbyś/opisałabyś swoje doświadczenie w studiowaniu anatomii z wykorzystaniem preparatów plastynowanych i kopii drukowanych w 3D?” – to było pierwsze pytanie w wywiadzie. Wszystkie pytania mają charakter otwarty, co pozwala użytkownikom na swobodne udzielanie odpowiedzi bez stronniczych pytań, co pozwala na odkrywanie nowych danych i pokonywanie trudności za pomocą narzędzi edukacyjnych. Uczestnicy nie otrzymali nagrań z komentarzami ani analizą wyników. Dobrowolny charakter badania pozwolił uniknąć przesycenia danymi. Cała rozmowa została nagrana w celu analizy.
Nagranie z grupy fokusowej (35 minut) zostało przepisane dosłownie i zdepersonalizowane (użyto pseudonimów). Ponadto zebrano pytania z kwestionariusza otwartego. Transkrypcje z grupy fokusowej i pytania z ankiety zaimportowano do arkusza kalkulacyjnego Microsoft Excel (Microsoft Corporation, Redmond, WA) w celu triangulacji i agregacji danych, aby sprawdzić porównywalne lub spójne wyniki lub nowe wyniki [41]. Odbywa się to poprzez teoretyczną analizę tematyczną [41, 42]. Odpowiedzi tekstowe każdego studenta są dodawane do całkowitej liczby odpowiedzi. Oznacza to, że komentarze zawierające wiele zdań będą traktowane jako jedno. Odpowiedzi z tagami nil, none lub no comments będą ignorowane. Trzech badaczy (badaczka z tytułem doktora, badaczka z tytułem magistra i asystent z tytułem licencjata inżynierii i 1–3-letnim doświadczeniem badawczym w edukacji medycznej) niezależnie zakodowało indukcyjnie niestrukturyzowane dane. Trzech programistów używa prawdziwych bloków rysunkowych do kategoryzowania karteczek samoprzylepnych na podstawie podobieństw i różnic. Przeprowadzono kilka sesji, aby uporządkować i pogrupować kody poprzez systematyczne i iteracyjne rozpoznawanie wzorców, w ramach których kody grupowano w celu zidentyfikowania podtematów (szczegółowych lub ogólnych cech, takich jak pozytywne i negatywne atrybuty narzędzi edukacyjnych), które następnie utworzyły nadrzędne tematy [41]. Aby osiągnąć konsensus, 6-osobowy zespół badaczy (doktor) z 15-letnim doświadczeniem w nauczaniu anatomii zatwierdził ostateczne tematy.
Zgodnie z Deklaracją Helsińską, Instytucjonalna Komisja Etyczna Uniwersytetu Technologicznego Nanyang (IRB) (24.09.2019) dokonała oceny protokołu badania i uzyskała niezbędne zgody. Uczestnicy wyrazili świadomą zgodę i zostali poinformowani o prawie do rezygnacji z udziału w badaniu w dowolnym momencie.
Dziewięćdziesięciu sześciu studentów pierwszego roku studiów medycznych wyraziło pełną świadomą zgodę, podało podstawowe dane demograficzne, takie jak płeć i wiek, oraz zadeklarowało brak wcześniejszego formalnego szkolenia z anatomii. W fazie I (serce) i fazie II (rozcięcie szyi) wzięło udział odpowiednio 63 uczestników (33 mężczyzn i 30 kobiet) i 33 uczestników (18 mężczyzn i 15 kobiet). Wiek studentów wahał się od 18 do 21 lat (średnia ± odchylenie standardowe: 19,3 ± 0,9). Wszyscy 96 studentów odpowiedziało na kwestionariusz (żaden nie zrezygnował z udziału), a 8 studentów wzięło udział w grupach fokusowych. Odnotowano 278 otwartych komentarzy dotyczących zalet, wad i potrzeb w zakresie poprawy. Nie stwierdzono rozbieżności między analizowanymi danymi a raportem z wynikami.
Podczas dyskusji w grupach fokusowych i ankiet wyłoniły się cztery tematy: postrzegana autentyczność, fundamentalne zrozumienie i złożoność, postawy szacunku i troski, multimodalność oraz przywództwo (rysunek 2). Każdy temat został opisany bardziej szczegółowo poniżej.
Cztery tematy – postrzegana autentyczność, fundamentalne zrozumienie i złożoność, szacunek i troska oraz preferencja dla mediów edukacyjnych – opierają się na analizie tematycznej pytań ankietowych i dyskusji w grupach fokusowych. Elementy w niebieskich i żółtych polach reprezentują odpowiednio właściwości próbki platerowanej i modelu 3DP. 3DP = druk 3D
Studenci uznali, że plastynowane preparaty były bardziej realistyczne, miały naturalne kolory, bardziej reprezentatywne dla prawdziwych zwłok, oraz charakteryzowały się drobniejszymi szczegółami anatomicznymi niż modele 3DP. Na przykład, orientacja włókien mięśniowych jest bardziej widoczna w próbkach plastynowanych niż w modelach 3DP. Kontrast ten przedstawiono w poniższym stwierdzeniu.
„…bardzo szczegółowe i dokładne, jak od prawdziwej osoby (uczestnika C17; recenzja plastynacji swobodnej).”
Studenci zauważyli, że narzędzia 3DP były przydatne do nauki podstaw anatomii i oceny głównych cech makroskopowych, a plastyfikowane preparaty idealnie nadawały się do dalszego poszerzania wiedzy i zrozumienia złożonych struktur i obszarów anatomicznych. Studenci uznali, że chociaż oba narzędzia były dokładnymi replikami, to jednak brakowało im cennych informacji podczas pracy z modelami 3DP w porównaniu z preparatami plastynowanymi. Wyjaśniono to w poniższym oświadczeniu.
„…były pewne trudności, takie jak… drobne szczegóły, takie jak dół owalny… ogólnie można użyć trójwymiarowego modelu serca… w przypadku szyi, może będę mógł pewniej przyjrzeć się modelowi plastynacji (uczestnik PA1; 3DP, dyskusja grupy fokusowej”).
„…można zobaczyć struktury makroskopowe… w szczegółach, preparaty 3DP są przydatne do badania na przykład grubszych struktur (oraz) większych, łatwo identyfikowalnych rzeczy, takich jak mięśnie i organy… być może (dla) osób, które mogą nie mieć dostępu do preparatów plastynowanych (uczestnik PA3; 3DP, dyskusja grupy fokusowej)”.
Studenci wyrażali większy szacunek i troskę o plastynowane okazy, ale byli również zaniepokojeni zniszczeniem struktury ze względu na jej kruchość i brak elastyczności. Wręcz przeciwnie, studenci wzbogacili swoje doświadczenie praktyczne, zdając sobie sprawę, że modele 3DP można odtworzyć w przypadku uszkodzenia.
„…jesteśmy też skłonni być ostrożniejsi, jeśli chodzi o wzorce plastynacji (uczestnik PA2; plastynacja, dyskusja grupy fokusowej)”.
„…w przypadku okazów plastynacyjnych to… coś, co było długo przechowywane. Jeśli to uszkodziłem… myślę, że wiemy, że wygląda to na poważniejsze uszkodzenie, ponieważ ma historię (uczestnik PA3; plastynacja, dyskusja w grupie fokusowej)”.
„Modele drukowane w 3D można wytwarzać stosunkowo szybko i łatwo… dzięki czemu modele 3D stają się dostępne dla większej liczby osób i ułatwiają naukę bez konieczności dzielenia się próbkami (współpracownik I38; 3DP, recenzja w formie tekstu swobodnego).”
„…dzięki modelom 3D możemy trochę poeksperymentować, nie martwiąc się zbytnio o ich uszkodzenie, np. uszkodzenie próbek… (uczestnik PA2; 3DP, dyskusja grupy fokusowej).”
Według studentów liczba plastynowanych preparatów jest ograniczona, a dostęp do głębszych struktur jest utrudniony ze względu na ich sztywność. W przypadku modelu 3DP, naukowcy mają nadzieję na dalsze dopracowanie szczegółów anatomicznych poprzez dostosowanie modelu do obszarów zainteresowania w celu spersonalizowanego nauczania. Studenci zgodzili się, że zarówno modele plastynowane, jak i 3DP mogą być używane w połączeniu z innymi narzędziami dydaktycznymi, takimi jak stół Anatomage, co usprawnia proces nauczania.
„Niektóre głębokie struktury wewnętrzne są słabo widoczne (uczestnik C14; plastynacja, komentarz dowolny).”
„Być może stoły do sekcji zwłok i inne metody byłyby bardzo przydatnym dodatkiem (członek C14; plastynacja, przegląd tekstu swobodnego).”
„Dzięki dbałości o wysoki poziom szczegółowości modeli 3D można uzyskać osobne modele skupiające się na różnych obszarach i różnych aspektach, takich jak nerwy i naczynia krwionośne (uczestnik I26; 3DP, recenzja tekstu swobodnego)”.
Studenci zasugerowali również uwzględnienie demonstracji dla nauczyciela, który wyjaśniłby, jak prawidłowo korzystać z modelu, lub dodatkowych wskazówek w postaci przykładowych obrazów z opisami, które ułatwiłyby naukę i zrozumienie materiału w notatkach z wykładów, choć przyznali, że badanie zostało zaprojektowane specjalnie z myślą o nauce samodzielnej.
„…doceniam niezależny styl badań… być może więcej wskazówek można by zapewnić w formie wydrukowanych slajdów lub notatek… (uczestnik C02; ogólne komentarze w formie tekstu swobodnego).”
„Eksperci od treści lub dysponujący dodatkowymi narzędziami wizualnymi, takimi jak animacje czy wideo, mogą pomóc nam lepiej zrozumieć strukturę modeli 3D (członek C38; ogólne recenzje w formie tekstu swobodnego).”
Studentów pierwszego roku medycyny zapytano o ich doświadczenia w nauce i jakość próbek drukowanych w 3D i plastyfikowanych. Zgodnie z oczekiwaniami studenci uznali próbki plastyfikowane za bardziej realistyczne i dokładne niż drukowane w 3D. Wyniki te potwierdzają wstępne badania [7]. Ponieważ zapisy pochodzą ze zwłok donatorów, są autentyczne. Mimo że była to replika 1:1 plastynowanego okazu o podobnych cechach morfologicznych [8], model drukowany w 3D na bazie polimeru został uznany za mniej realistyczny i mniej realistyczny, szczególnie u studentów, u których szczegóły, takie jak krawędzie dołu owalnego, nie były widoczne w modelu 3DP serca w porównaniu z modelem plastynowanym. Może to być spowodowane jakością obrazu TK, która nie pozwala na wyraźne określenie granic. Dlatego trudno jest segmentować takie struktury w oprogramowaniu do segmentacji, co wpływa na proces drukowania w 3D. Może to budzić wątpliwości co do stosowania narzędzi 3DP, ponieważ obawiają się oni utraty ważnej wiedzy, jeśli nie zostaną użyte standardowe narzędzia, takie jak plastyfikowane próbki. Studenci zainteresowani szkoleniem chirurgicznym mogą uznać za konieczne korzystanie z modeli praktycznych [43]. Obecne wyniki są podobne do wyników wcześniejszych badań, które wykazały, że modele plastikowe [44] i próbki 3DP nie mają dokładności próbek rzeczywistych [45].
Aby poprawić dostępność dla studentów, a tym samym ich zadowolenie, należy również wziąć pod uwagę koszt i dostępność narzędzi. Wyniki potwierdzają wykorzystanie modeli 3DP do zdobywania wiedzy anatomicznej ze względu na ich opłacalną produkcję [6, 21]. Jest to zgodne z wcześniejszymi badaniami, które wykazały porównywalną obiektywną wydajność modeli plastyfikowanych i modeli 3DP [21]. Studenci uważali, że modele 3DP są bardziej przydatne do badania podstawowych pojęć anatomicznych, narządów i cech, podczas gdy preparaty plastynowane są bardziej odpowiednie do badania złożonej anatomii. Ponadto studenci opowiadali się za wykorzystaniem modeli 3DP w połączeniu z istniejącymi preparatami zwłok i nowoczesną technologią w celu poprawy zrozumienia anatomii przez studentów. Wiele sposobów przedstawienia tego samego obiektu, takich jak mapowanie anatomii serca za pomocą zwłok, drukowanie 3D, skany pacjentów i wirtualne modele 3D. To multimodalne podejście pozwala studentom ilustrować anatomię na różne sposoby, komunikować to, czego się nauczyli, na różne sposoby i angażować studentów na różne sposoby [44]. Badania wykazały, że autentyczne materiały edukacyjne, takie jak narzędzia do modelowania zwłok, mogą być trudne dla niektórych studentów ze względu na obciążenie poznawcze związane z nauką anatomii [46]. Zrozumienie wpływu obciążenia poznawczego na naukę studentów i stosowanie technologii w celu zmniejszenia obciążenia poznawczego w celu stworzenia lepszego środowiska uczenia się ma kluczowe znaczenie [47, 48]. Przed wprowadzeniem studentów do materiału pochodzącego ze zwłok, modele 3DP mogą być użyteczną metodą zademonstrowania podstawowych i ważnych aspektów anatomii w celu zmniejszenia obciążenia poznawczego i poprawy procesu uczenia się. Ponadto studenci mogą zabrać modele 3DP do domu w celu przejrzenia w połączeniu z podręcznikami i materiałami wykładowymi oraz poszerzyć naukę anatomii poza laboratorium [45]. Jednak praktyka usuwania komponentów 3DP nie została jeszcze wdrożona w instytucji autora.
W tym badaniu próbki plastynowane cieszyły się większym szacunkiem niż repliki 3DP. Wniosek ten jest spójny z wcześniejszymi badaniami, które wykazały, że okazy ze zwłok jako „pierwszy pacjent” budzą szacunek i empatię, podczas gdy sztuczne modele nie [49]. Realistyczna plastynowana tkanka ludzka jest intymna i realistyczna. Wykorzystanie materiału ze zwłok pozwala studentom rozwijać humanistyczne i etyczne ideały [50]. Ponadto postrzeganie przez studentów wzorców plastynacji może być uwarunkowane ich rosnącą wiedzą na temat programów donacji zwłok i/lub procesu plastynacji. Plastynacja to oddane zwłoki, które naśladują empatię, podziw i wdzięczność, jakie studenci czują do swoich dawców [10, 51]. Te cechy wyróżniają pielęgniarki humanistyczne i, jeśli są pielęgnowane, mogą pomóc im rozwijać się zawodowo poprzez docenianie i empatię wobec pacjentów [25, 37]. Jest to porównywalne z milczącymi korepetytorami stosującymi mokrą sekcję zwłok [37,52,53]. Ponieważ próbki do plastynacji pochodziły ze zwłok, studenci postrzegali je jako cichych nauczycieli, co zyskało szacunek dla tego nowego narzędzia dydaktycznego. Mimo że wiedzą, że modele 3DP są wytwarzane przez maszyny, nadal lubią z nich korzystać. Każda grupa czuje się zaopiekowana, a model jest traktowany z ostrożnością, aby zachować jego integralność. Studenci mogą już wiedzieć, że modele 3DP są tworzone z danych pacjentów w celach edukacyjnych. W instytucji autora, przed rozpoczęciem formalnej nauki anatomii, studenci odbywają wprowadzający kurs anatomii dotyczący historii anatomii, po którym składają przysięgę. Głównym celem przysięgi jest zaszczepienie w studentach zrozumienia wartości humanistycznych, szacunku dla instrumentów anatomicznych i profesjonalizmu. Połączenie instrumentów anatomicznych i zaangażowania może pomóc zaszczepić poczucie troski, szacunku i być może przypomnieć studentom o ich przyszłej odpowiedzialności wobec pacjentów [54].
Jeśli chodzi o przyszłe ulepszenia narzędzi edukacyjnych, studenci zarówno z grupy plastynacji, jak i 3DP włączyli strach przed zniszczeniem struktury do swojego uczestnictwa i nauki. Jednak obawy dotyczące zakłócenia struktury platerowanych okazów zostały podkreślone podczas dyskusji grup fokusowych. Obserwację tę potwierdzają wcześniejsze badania nad próbkami plastyfikowanymi [9, 10]. Manipulacje strukturami, zwłaszcza modelami szyi, są niezbędne do eksploracji głębszych struktur i zrozumienia trójwymiarowych relacji przestrzennych. Wykorzystanie informacji dotykowych (taktylnych) i wizualnych pomaga studentom stworzyć bardziej szczegółowy i kompletny obraz mentalny trójwymiarowych części anatomicznych [55]. Badania wykazały, że dotykowa manipulacja obiektami fizycznymi może zmniejszyć obciążenie poznawcze i prowadzić do lepszego zrozumienia i zapamiętywania informacji [55]. Zasugerowano, że uzupełnienie modeli 3DP o plastyfikowane okazy może poprawić interakcję studentów z okazami bez obawy o uszkodzenie struktur.
Czas publikacji: 21 lipca 2023 r.