Tradičná pitva kadaverov je na ústupe, zatiaľ čo plastinácia a 3D tlačené (3DP) modely získavajú na popularite ako alternatíva k tradičným metódam výučby anatómie. Nie je jasné, aké sú silné a slabé stránky týchto nových nástrojov a ako by mohli ovplyvniť skúsenosti študentov s učením sa anatómie, ktoré zahŕňajú také ľudské hodnoty, ako je rešpekt, starostlivosť a empatia.
Bezprostredne po randomizovanej skríženej štúdii bolo pozvaných 96 študentov. Na preskúmanie vzdelávacích skúseností s využitím anatomicky plastifikovaných a 3D modelov srdca (1. fáza, n=63) a krku (2. fáza, n=33) bol použitý pragmatický dizajn. Na základe 278 voľných textových recenzií (s odkazom na silné a slabé stránky, oblasti na zlepšenie) a doslovných prepisov fokusových skupín (n=8) o učení sa anatómie pomocou týchto nástrojov bola vykonaná induktívna tematická analýza.
Boli identifikované štyri témy: vnímaná autenticita, základné porozumenie a komplexnosť, postoje rešpektu a starostlivosti, multimodalita a vedenie.
Vo všeobecnosti mali študenti pocit, že plastinované vzorky boli realistickejšie, a preto sa cítili rešpektovanejšie a starostlivejšie ako 3DP modely, ktoré sa ľahšie používali a boli vhodnejšie na učenie sa základnej anatómie.
Ľudská pitva je štandardnou metódou výučby používanou v medicínskom vzdelávaní už od 17. storočia [1, 2]. Avšak kvôli obmedzenému prístupu, vysokým nákladom na údržbu kadaverov [3, 4], výraznému skráteniu času výučby anatómie [1, 5] a technologickému pokroku [3, 6] sú hodiny anatómie vyučované tradičnými metódami pitvy na ústupe. To otvára nové možnosti pre výskum nových metód výučby a nástrojov, ako sú plastinované ľudské vzorky a 3D tlačené (3DP) modely [6, 7, 8].
Každý z týchto nástrojov má svoje výhody aj nevýhody. Pokovované vzorky sú suché, bez zápachu, realistické a bezpečné [9, 10, 11], vďaka čomu sú ideálne na výučbu a zapojenie študentov do štúdia a pochopenia anatómie. Sú však tiež pevné a menej flexibilné [10, 12], takže sa predpokladá, že sa s nimi ťažšie manipuluje a dosahuje sa s nimi hlbšie štruktúra [9]. Pokiaľ ide o cenu, plastifikované vzorky sú vo všeobecnosti drahšie na nákup a údržbu ako 3DP modely [6, 7, 8]. Na druhej strane, 3DP modely umožňujú rôzne textúry [7, 13] a farby [6, 14] a možno ich priradiť ku konkrétnym častiam, čo pomáha študentom ľahšie identifikovať, rozlíšiť a zapamätať si dôležité štruktúry, hoci sa to zdá menej realistické ako plastifikované vzorky.
Množstvo štúdií skúmalo výsledky učenia/výkon rôznych typov anatomických nástrojov, ako sú plastifikované vzorky, 2D snímky, mokré rezy, stoly Anatomage (Anatomage Inc., San Jose, CA) a 3DP modely [11, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21]. Výsledky sa však líšili v závislosti od výberu tréningového nástroja použitého v kontrolnej a intervenčnej skupine, ako aj v závislosti od rôznych anatomických oblastí [14, 22]. Napríklad pri použití v kombinácii s mokrou pitvou [11, 15] a pitevnými stolmi [20] študenti hlásili vyššiu spokojnosť s učením a postoje k plastinovaným vzorkám. Podobne aj používanie plastinačných vzorov odráža pozitívny výsledok objektívnych vedomostí študentov [23, 24].
3DP modely sa často používajú na doplnenie tradičných metód výučby [14,17,21]. Loke a kol. (2017) informovali o použití 3DP modelu na pochopenie vrodených srdcových chorôb u pediatra [18]. Táto štúdia ukázala, že skupina s 3DP mala vyššiu spokojnosť s učením, lepšie pochopenie Fallotovej tetraedy a zlepšenú schopnosť manažovať pacientov (sebaúčinnosť) v porovnaní so skupinou s 2D zobrazovaním. Štúdium anatómie cievneho stromu a anatómie lebky pomocou 3DP modelov poskytuje rovnakú spokojnosť s učením ako 2D snímky [16, 17]. Tieto štúdie ukázali, že 3DP modely sú lepšie ako 2D ilustrácie, pokiaľ ide o spokojnosť študentov s učením. Štúdie, ktoré by špecificky porovnávali viacmateriálové 3DP modely s plastifikovanými vzorkami, sú však obmedzené. Mogali a kol. (2021) použili model plastinácie s jeho 3DP modelmi srdca a krku a zaznamenali podobný nárast vedomostí medzi kontrolnou a experimentálnou skupinou [21].
Na hlbšie pochopenie toho, prečo študentské vzdelávacie skúsenosti závisia od výberu anatomických nástrojov a rôznych častí tela a orgánov [14, 22], je však potrebných viac dôkazov. Humanistické hodnoty sú zaujímavým aspektom, ktorý môže toto vnímanie ovplyvniť. Vzťahuje sa to na rešpekt, starostlivosť, empatiu a súcit očakávané od študentov, ktorí sa stanú lekármi [25, 26]. Humanistické hodnoty sa tradične hľadali pri pitve, pretože študenti sa učia vcítiť sa do darovaných tiel a starať sa o ne, a preto štúdium anatómie vždy zaujímalo osobitné miesto [27, 28]. Toto sa však zriedka meria pomocou plastifikačných a 3DP nástrojov. Na rozdiel od uzavretých Likertových dotazníkov, kvalitatívne metódy zberu údajov, ako sú diskusie v fokusových skupinách a otvorené dotazníky, poskytujú prehľad o komentároch účastníkov napísaných v náhodnom poradí, aby vysvetlili vplyv nových vzdelávacích nástrojov na ich vzdelávacie skúsenosti.
Cieľom tohto výskumu bolo teda odpovedať na otázku, ako študenti vnímajú anatómiu odlišne, keď dostanú stanovené nástroje (plastinácia) v porovnaní s fyzickými 3D tlačenými obrázkami na učenie sa anatómie?
Aby študenti odpovedali na vyššie uvedené otázky, majú možnosť získavať, zhromažďovať a zdieľať anatomické vedomosti prostredníctvom tímovej interakcie a spolupráce. Táto koncepcia je v dobrej zhode s konštruktivistickou teóriou, podľa ktorej jednotlivci alebo sociálne skupiny aktívne vytvárajú a zdieľajú svoje vedomosti [29]. Takéto interakcie (napríklad medzi rovesníkmi, medzi študentmi a učiteľmi) ovplyvňujú spokojnosť s učením [30, 31]. Zároveň bude študijná skúsenosť študentov ovplyvnená aj faktormi, ako sú pohodlie učenia, prostredie, vyučovacie metódy a obsah kurzu [32]. Následne môžu tieto atribúty ovplyvniť učenie študentov a zvládnutie tém, ktoré ich zaujímajú [33, 34]. To môže súvisieť s teoretickou perspektívou pragmatickej epistemológie, kde počiatočný zber alebo formulácia osobných skúseností, inteligencie a presvedčení môže určiť ďalší postup [35]. Pragmatický prístup je starostlivo naplánovaný tak, aby identifikoval zložité témy a ich postupnosť prostredníctvom rozhovorov a prieskumov, po ktorých nasleduje tematická analýza [36].
Vzorky z kadaverov sa často považujú za tichých mentorov, pretože sa vnímajú ako významné dary v prospech vedy a ľudstva, ktoré vzbudzujú rešpekt a vďačnosť študentov voči ich darcom [37, 38]. Predchádzajúce štúdie uvádzali podobné alebo vyššie objektívne skóre medzi skupinou s kadavermi/plastináciou a skupinou s 3DP [21, 39], ale nebolo jasné, či študenti zdieľajú rovnaké vzdelávacie skúsenosti vrátane humanistických hodnôt medzi týmito dvoma skupinami. Pre ďalší výskum táto štúdia využíva princíp pragmatizmu [36] na preskúmanie vzdelávacích skúseností a charakteristík 3DP modelov (farba a textúra) a ich porovnanie s plastinovanými vzorkami na základe spätnej väzby od študentov.
Vnímanie študentov potom môže ovplyvniť rozhodnutia pedagógov o výbere vhodných anatomických nástrojov na základe toho, čo je a čo nie je efektívne pri výučbe anatómie. Tieto informácie môžu tiež pomôcť pedagógom identifikovať preferencie študentov a používať vhodné analytické nástroje na zlepšenie ich vzdelávacieho procesu.
Cieľom tejto kvalitatívnej štúdie bolo preskúmať, čo študenti považujú za dôležitú vzdelávaciu skúsenosť s použitím plastifikovaných vzoriek srdca a krku v porovnaní s 3DP modelmi. Podľa predbežnej štúdie Mogaliho a kol. z roku 2018 študenti považovali plastifikované vzorky za realistickejšie ako 3DP modely [7]. Predpokladajme teda:
Vzhľadom na to, že plastinácie boli vytvorené zo skutočných mŕtvol, od študentov sa očakávalo, že budú plastinácie vnímať pozitívnejšie ako 3DP modely z hľadiska autenticity a humanitnej hodnoty.
Táto kvalitatívna štúdia súvisí s dvoma predchádzajúcimi kvantitatívnymi štúdiami [21, 40], pretože údaje prezentované vo všetkých troch štúdiách boli zozbierané súčasne od rovnakej vzorky študentov. Prvý článok preukázal podobné objektívne miery (skóre testov) medzi skupinami s plastináciou a 3DP [21] a druhý článok použil faktorovú analýzu na vývoj psychometricky validovaného nástroja (štyri faktory, 19 položiek) na meranie vzdelávacích konštruktov, ako je spokojnosť s učením, sebaúčinnosť, humanistické hodnoty a obmedzenia vzdelávacích médií [40]. Táto štúdia skúmala kvalitné otvorené diskusie a diskusie v fokusových skupinách s cieľom zistiť, čo študenti považujú za dôležité pri učení sa anatómie pomocou plastinovaných vzoriek a 3D tlačených modelov. Táto štúdia sa teda líši od predchádzajúcich dvoch článkov z hľadiska výskumných cieľov/otázok, údajov a analytických metód na získanie prehľadu o kvalitatívnej spätnej väzbe od študentov (komentáre vo voľnom texte plus diskusia v fokusových skupinách) o používaní 3DP nástrojov v porovnaní s plastifikovanými vzorkami. To znamená, že táto štúdia zásadne rieši inú výskumnú otázku ako dva predchádzajúce články [21, 40].
V autorovej inštitúcii je anatómia integrovaná do systémových kurzov, ako je kardiopulmonológia, endokrinológia, muskuloskeletálne ochorenia atď., v prvých dvoch rokoch päťročného bakalárskeho programu medicíny a chirurgie (MBBS). Namiesto vzoriek pre disekciu alebo mokrú disekciu sa často používajú sadrové preparáty, plastové modely, lekárske snímky a virtuálne 3D modely na podporu všeobecnej anatómie. Skupinové študijné stretnutia nahrádzajú tradičné prednášky so zameraním na aplikáciu získaných vedomostí. Na konci každého systémového modulu absolvujte online formatívny praktický test z anatómie, ktorý obsahuje 20 individuálnych najlepších odpovedí (SBA) pokrývajúcich všeobecnú anatómiu, zobrazovanie a histológiu. Počas experimentu sa vykonalo celkovo päť formatívnych testov (tri v prvom ročníku a dva v druhom ročníku). Kombinované komplexné písomné hodnotenie pre 1. a 2. ročník zahŕňa dve práce, z ktorých každá obsahuje 120 SBA. Anatómia sa stáva súčasťou týchto hodnotení a plán hodnotenia určuje počet anatomických otázok, ktoré majú byť zahrnuté.
S cieľom zlepšiť pomer študentov k vzorke boli pre výučbu a učenie sa anatómie študované interné 3DP modely založené na plastinovaných vzorkách. To poskytuje príležitosť stanoviť vzdelávaciu hodnotu nových 3DP modelov v porovnaní s plastinovanými vzorkami predtým, ako budú formálne zahrnuté do učebných osnov anatómie.
V tejto štúdii bola vykonaná počítačová tomografia (CT) (64-rezový Somatom Definition Flash CT skener, Siemens Healthcare, Erlangen, Nemecko) na plastových modeloch srdca (jedno celé srdce a jedno srdce v priečnom reze) a hlavy a krku (jeden celý a jeden model hlavy a krku v midsagitálnej rovine) (obr. 1). Snímky DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) boli získané a načítané do softvéru 3D Slicer (verzie 4.8.1 a 4.10.2, Harvard Medical School, Boston, Massachusetts) na účely štrukturálnej segmentácie podľa typu, ako sú svaly, tepny, nervy a kosti. Segmentované súbory boli načítané do softvéru Materialize Magics (verzia 22, Materialize NV, Leuven, Belgicko), aby sa odstránili šumové vrstvy, a tlačené modely boli uložené vo formáte STL, ktorý bol následne prenesený do tlačiarne Objet 500 Connex3 Polyjet (Stratasys, Eden Prairie, MN) na vytvorenie 3D anatomických modelov. Fotopolymerizovateľné živice a transparentné elastoméry (VeroYellow, VeroMagenta a TangoPlus) tvrdnú vrstvu po vrstve pôsobením UV žiarenia, čím dávajú každej anatomickej štruktúre vlastnú textúru a farbu.
Anatomické študijné nástroje použité v tejto štúdii. Vľavo: Krk; vpravo: pokovované a 3D tlačené srdce.
Okrem toho bola z celého modelu srdca vybraná vzostupná aorta a koronárny systém a boli vytvorené základné lešenia na pripevnenie k modelu (verzia 22, Materialize NV, Leuven, Belgicko). Model bol vytlačený na tlačiarni Raise3D Pro2 (Raise3D Technologies, Irvine, CA) s použitím termoplastického polyuretánového (TPU) filamentu. Na zobrazenie tepien modelu bolo potrebné odstrániť vytlačený nosný materiál TPU a cievy natrieť červeným akrylom.
Študenti prvého ročníka bakalárskeho štúdia medicíny na Lekárskej fakulte Lee Kong Chiang v akademickom roku 2020 – 2021 (n = 163, 94 mužov a 69 žien) dostali e-mailovú pozvánku na účasť v tejto štúdii ako dobrovoľnú aktivitu. Randomizovaný skrížený experiment sa uskutočnil v dvoch fázach, najprv s rezom srdca a potom s rezom krku. Medzi týmito dvoma fázami je šesťtýždňové vymývacie obdobie, aby sa minimalizovali reziduálne účinky. V oboch fázach študenti nevedeli, aké sú témy učenia a zadania v skupinách. V skupine mohlo byť maximálne šesť ľudí. Študenti, ktorí v prvej fáze dostali plastinované vzorky, dostali v druhej fáze 3DP modely. V každej fáze obe skupiny absolvujú úvodnú prednášku (30 minút) od tretej strany (vedúceho učiteľa), po ktorej nasleduje samoštúdium (50 minút) s použitím poskytnutých nástrojov a materiálov na samoštúdium.
Kontrolný zoznam COREQ (Komplexné kritériá pre podávanie správ o kvalitatívnom výskume) sa používa na usmernenie kvalitatívneho výskumu.
Študenti poskytli spätnú väzbu k výskumnému študijnému materiálu prostredníctvom prieskumu, ktorý obsahoval tri otvorené otázky o ich silných a slabých stránkach a príležitostiach na rozvoj. Všetkých 96 respondentov odpovedalo vo voľnej forme. Následne sa osem študentských dobrovoľníkov (n = 8) zúčastnilo fokusovej skupiny. Rozhovory sa uskutočnili v Anatomickom tréningovom centre (kde sa experimenty vykonávali) a viedol ich výskumník 4 (Ph.D.), mužský inštruktor bez anatómie s viac ako 10-ročnými skúsenosťami s facilitáciou TBL, ktorý sa však nezúčastnil na školení študijného tímu. Študenti pred začiatkom štúdie nepoznali osobné charakteristiky výskumníkov (ani výskumnej skupiny), ale formulár súhlasu ich informoval o účele štúdie. Fokusovej skupiny sa zúčastnili iba výskumník 4 a študenti. Výskumník študentom opísal fokusovú skupinu a opýtal sa ich, či by sa chceli zúčastniť. Podelili sa o svoje skúsenosti s učením sa 3D tlače a plastinácie a boli veľmi nadšení. Facilitátor položil šesť úvodných otázok, aby povzbudil študentov k práci (Doplnkový materiál 1). Medzi príklady patrí diskusia o aspektoch anatomických nástrojov, ktoré podporujú učenie a vzdelávanie, a úloha empatie pri práci s takýmito vzorkami. „Ako by ste opísali svoju skúsenosť so štúdiom anatómie pomocou plastinovaných vzoriek a 3D tlačených kópií?“ bola prvá otázka v rozhovore. Všetky otázky sú otvorené, čo umožňuje používateľom slobodne odpovedať na otázky bez zaujatých oblastí, objavovať nové údaje a prekonávať výzvy pomocou vzdelávacích nástrojov. Účastníci nedostali žiadne nahrávky komentárov ani analýzy výsledkov. Dobrovoľná povaha štúdie zabránila presýteniu údajmi. Celý rozhovor bol nahrávaný na účely analýzy.
Záznam fokusovej skupiny (35 minút) bol doslovne prepísaný a apersonalizovaný (boli použité pseudonymy). Okrem toho boli zozbierané otvorené otázky dotazníka. Prepisy fokusových skupín a otázky prieskumu boli importované do tabuľky programu Microsoft Excel (Microsoft Corporation, Redmond, WA) na účely triangulácie a agregácie údajov s cieľom skontrolovať porovnateľné alebo konzistentné výsledky alebo nové výsledky [41]. Toto sa robí prostredníctvom teoretickej tematickej analýzy [41, 42]. Textové odpovede každého študenta sa pripočítajú k celkovému počtu odpovedí. To znamená, že komentáre obsahujúce viac viet budú považované za jeden. Odpovede s tagmi nula, žiadny alebo žiadny komentár budú ignorované. Traja výskumníci (výskumníčka s Ph.D., výskumníčka s magisterským titulom a asistent s bakalárskym titulom v odbore inžinierstvo a 1 – 3 rokmi výskumnej praxe v medicínskom vzdelávaní) nezávisle indukčne kódovali neštruktúrované údaje. Traja programátori používajú skutočné kresliace bloky na kategorizáciu samolepiacich papierikov na základe podobností a rozdielov. Uskutočnilo sa niekoľko stretnutí s cieľom zoradiť a zoskupiť kódy prostredníctvom systematického a iteratívneho rozpoznávania vzorov, pričom kódy boli zoskupené s cieľom identifikovať podtémy (špecifické alebo všeobecné charakteristiky, ako sú pozitívne a negatívne atribúty vzdelávacích nástrojov), ktoré potom tvorili zastrešujúce témy [41]. Na dosiahnutie konsenzu schválil finálne témy 6-ročný výskumník (Ph.D.) s 15-ročnými skúsenosťami s výučbou anatómie.
V súlade s Helsinskou deklaráciou Inštitucionálna etická rada Technologickej univerzity Nanyang (IRB) (2019-09-024) vyhodnotila protokol štúdie a získala potrebné schválenia. Účastníci poskytli informovaný súhlas a boli informovaní o svojom práve kedykoľvek odstúpiť od účasti.
Deväťdesiatšesť študentov medicíny prvého ročníka bakalárskeho štúdia poskytlo plný informovaný súhlas, základné demografické údaje, ako je pohlavie a vek, a neuviedlo, že nemajú predchádzajúce formálne vzdelanie v anatómii. Fáza I (srdce) a fáza II (disekcia krku) zahŕňali 63 účastníkov (33 mužov a 30 žien) a 33 účastníkov (18 mužov a 15 žien). Ich vek sa pohyboval od 18 do 21 rokov (priemer ± štandardná odchýlka: 19,3 ± 0,9) rokov. Všetkých 96 študentov odpovedalo na dotazník (žiadni študenti nedokončili štúdiu) a 8 študentov sa zúčastnilo fokusových skupín. Bolo 278 otvorených komentárov o výhodách, nevýhodách a potrebách zlepšenia. Medzi analyzovanými údajmi a správou o zisteniach neboli žiadne nezrovnalosti.
V priebehu diskusií v fokusových skupinách a odpovedí na prieskum sa objavili štyri témy: vnímaná autenticita, základné porozumenie a komplexnosť, postoje rešpektu a starostlivosti, multimodalita a vedenie (obrázok 2). Každá téma je podrobnejšie opísaná nižšie.
Štyri témy – vnímaná autenticita, základné porozumenie a komplexnosť, rešpekt a starostlivosť a preferencia vzdelávacích médií – sú založené na tematickej analýze otvorených otázok v prieskume a diskusií v skupinách. Prvky v modrých a žltých rámčekoch predstavujú vlastnosti pokovovanej vzorky a 3DP modelu. 3DP = 3D tlač
Študenti mali pocit, že plastinované vzorky boli realistickejšie, mali prirodzené farby, ktoré viac zodpovedali skutočným kadaverom, a mali jemnejšie anatomické detaily ako 3DP modely. Napríklad orientácia svalových vlákien je výraznejšia v plastifikovaných vzorkách v porovnaní s 3DP modelmi. Tento kontrast je znázornený v nasledujúcom tvrdení.
„...veľmi podrobné a presné, ako od skutočnej osoby (účastník C17; recenzia plastinácie vo voľnej forme).“
Študenti poznamenali, že 3DP nástroje boli užitočné na učenie sa základnej anatómie a hodnotenie hlavných makroskopických znakov, zatiaľ čo plastifikované vzorky boli ideálne na ďalšie rozšírenie ich vedomostí a pochopenia zložitých anatomických štruktúr a oblastí. Študenti mali pocit, že hoci oba nástroje boli presnými replikami jeden druhého, pri práci s 3DP modelmi im v porovnaní s plastinovanými vzorkami chýbali cenné informácie. Toto je vysvetlené v nasledujúcom vyhlásení.
„...vyskytli sa určité ťažkosti, ako napríklad... malé detaily ako fossa ovale... vo všeobecnosti sa dá použiť 3D model srdca... pre krk si možno s väčšou istotou preštudujem model plastinácie (účastník PA1; 3DP, diskusia v fokusovej skupine“).
„...možno vidieť hrubé štruktúry... podrobne sú 3DP vzorky užitočné na štúdium napríklad hrubších štruktúr (a) väčších, ľahko identifikovateľných vecí, ako sú svaly a orgány... možno (pre) ľudí, ktorí nemusia mať prístup k plastinovaným vzorkám (účastník PA3; 3DP, diskusia v fokusovej skupine)“.
Študenti vyjadrili väčší rešpekt a obavy z plastinovaných exemplárov, ale zároveň sa obávali zničenia štruktúry kvôli jej krehkosti a nedostatočnej flexibilite. Naopak, študenti si rozšírili praktické skúsenosti tým, že si uvedomili, že 3DP modely sa dajú v prípade poškodenia reprodukovať.
„... máme tiež tendenciu byť opatrnejší, čo sa týka vzorcov plastinácie (účastník PA2; plastinácia, diskusia v fokusovej skupine)“.
„...v prípade plastinačných vzoriek je to ako...niečo, čo bolo dlho zakonzervované. Ak by som to poškodil... myslím, že vieme, že to vyzerá ako vážnejšie poškodenie, pretože to má za sebou históriu (účastník PA3; plastinácia, diskusia v fokusovej skupine).“
„Modely vytlačené 3D tlačiarňou sa dajú vyrobiť relatívne rýchlo a jednoducho... čím sa 3D modely sprístupnia väčšiemu počtu ľudí a uľahčí sa učenie bez nutnosti zdieľania vzoriek (prispievateľ I38; 3DP, recenzia vo voľnom texte).“
„...s 3D modelmi sa môžeme trochu pohrať bez toho, aby sme sa príliš obávali ich poškodenia, ako napríklad poškodenia vzoriek... (účastník PA2; 3DP, diskusia v fokusovej skupine).“
Podľa študentov je počet plastinovaných vzoriek obmedzený a prístup k hlbším štruktúram je kvôli ich tuhosti ťažký. V prípade 3DP modelu dúfajú, že sa im podarí ďalej spresniť anatomické detaily prispôsobením modelu oblastiam záujmu pre personalizované učenie. Študenti sa zhodli, že plastifikované aj 3DP modely sa môžu používať v kombinácii s inými typmi učebných pomôcok, ako je napríklad stôl Anatomage, na zlepšenie učenia.
„Niektoré hlboké vnútorné štruktúry sú zle viditeľné (účastník C14; plastinácia, komentár vo voľnej forme).“
„Možno by boli veľmi užitočným doplnkom pitevné tabuľky a iné metódy (člen C14; plastinácia, voľný textový prehľad).“
„Zabezpečením detailných 3D modelov môžete mať samostatné modely zamerané na rôzne oblasti a rôzne aspekty, ako sú nervy a cievy (účastník I26; 3DP, voľný text).“
Študenti tiež navrhli zahrnúť ukážku pre učiteľa, ktorá by vysvetlila, ako model správne používať, alebo dodatočné pokyny k anotovaným vzorovým obrázkom na uľahčenie štúdia a pochopenia v poznámkach z prednášok, hoci uznali, že štúdia bola špeciálne navrhnutá na samoštúdium.
„...Oceňujem nezávislý štýl výskumu... možno by sa dalo poskytnúť viac usmernení vo forme vytlačených slajdov alebo poznámok... (účastník C02; komentáre vo všeobecnosti vo voľnom texte).“
„Experti na obsah alebo používanie ďalších vizuálnych nástrojov, ako sú animácie alebo videá, nám môžu pomôcť lepšie pochopiť štruktúru 3D modelov (člen C38; recenzie s voľným textom vo všeobecnosti).“
Študenti medicíny prvého ročníka boli požiadaní o informácie o svojich študijných skúsenostiach a kvalite 3D tlačených a plastifikovaných vzoriek. Ako sa očakávalo, študenti zistili, že plastifikované vzorky sú realistickejšie a presnejšie ako tie vytlačené 3D tlačou. Tieto výsledky potvrdzuje aj predbežná štúdia [7]. Keďže záznamy sú vyrobené z darovaných tiel, sú autentické. Hoci išlo o repliku plastinovanej vzorky v mierke 1:1 s podobnými morfologickými charakteristikami [8], 3D tlačený model na báze polyméru bol považovaný za menej realistický a menej realistický, najmä u študentov, u ktorých neboli v 3DP modeli srdca v porovnaní s plastinovaným modelom viditeľné detaily, ako sú okraje oválnej jamy. Môže to byť spôsobené kvalitou CT obrazu, ktorá neumožňuje jasné vymedzenie hraníc. Preto je ťažké segmentovať takéto štruktúry v segmentačnom softvéri, čo ovplyvňuje proces 3D tlače. To môže vyvolať pochybnosti o použití 3DP nástrojov, pretože sa obávajú, že ak sa nepoužijú štandardné nástroje, ako sú plastifikované vzorky, stratia sa dôležité poznatky. Študenti so záujmom o chirurgický výcvik môžu považovať za potrebné použiť praktické modely [43]. Súčasné výsledky sú podobné predchádzajúcim štúdiám, ktoré zistili, že plastové modely [44] a 3DP vzorky nemajú presnosť skutočných vzoriek [45].
Aby sa zlepšila dostupnosť študentov a tým aj ich spokojnosť, je potrebné zvážiť aj náklady a dostupnosť nástrojov. Výsledky podporujú používanie 3DP modelov na získavanie anatomických vedomostí vďaka ich nákladovo efektívnej výrobe [6, 21]. To je v súlade s predchádzajúcou štúdiou, ktorá preukázala porovnateľný objektívny výkon plastifikovaných modelov a 3DP modelov [21]. Študenti sa domnievali, že 3DP modely sú užitočnejšie na štúdium základných anatomických konceptov, orgánov a znakov, zatiaľ čo plastinované vzorky sú vhodnejšie na štúdium zložitej anatómie. Okrem toho študenti obhajovali používanie 3DP modelov v spojení s existujúcimi vzorkami kadaverov a modernými technológiami na zlepšenie pochopenia anatómie študentmi. Viaceré spôsoby reprezentácie toho istého objektu, ako napríklad mapovanie anatómie srdca pomocou kadaverov, 3D tlač, skeny pacientov a virtuálne 3D modely. Tento multimodálny prístup umožňuje študentom ilustrovať anatómiu rôznymi spôsobmi, komunikovať to, čo sa naučili, rôznymi spôsobmi a zapájať študentov rôznymi spôsobmi [44]. Výskum ukázal, že autentické učebné materiály, ako sú nástroje pre kadavery, môžu byť pre niektorých študentov náročné z hľadiska kognitívnej záťaže spojenej s učením sa anatómie [46]. Pochopenie vplyvu kognitívnej záťaže na učenie študentov a aplikácia technológií na zníženie kognitívnej záťaže s cieľom vytvoriť lepšie vzdelávacie prostredie je kľúčové [47, 48]. Predtým, ako sa študenti zoznámia s materiálom z kadaverov, môžu byť 3DP modely užitočnou metódou na demonštráciu základných a dôležitých aspektov anatómie s cieľom znížiť kognitívnu záťaž a zlepšiť učenie. Okrem toho si študenti môžu 3DP modely vziať domov na preštudovanie v kombinácii s učebnicami a prednáškovými materiálmi a rozšíriť štúdium anatómie aj mimo laboratória [45]. Prax odstraňovania 3DP komponentov však v inštitúcii autora zatiaľ nebola zavedená.
V tejto štúdii boli plastinované vzorky rešpektovanejšie ako 3DP repliky. Tento záver je v súlade s predchádzajúcim výskumom, ktorý ukazuje, že vzorky z kadaverov ako „prvý pacient“ si vyvolávajú rešpekt a empatiu, zatiaľ čo umelé modely nie [49]. Realistické plastinované ľudské tkanivo je intímne a realistické. Použitie kadaverózneho materiálu umožňuje študentom rozvíjať humanistické a etické ideály [50]. Okrem toho, vnímanie vzorcov plastinácie študentmi môže byť ovplyvnené ich rastúcimi vedomosťami o programoch darovania kadaverov a/alebo procese plastinácie. Plastinácia sú darované kadavery, ktoré napodobňujú empatiu, obdiv a vďačnosť, ktorú študenti cítia k svojim darcom [10, 51]. Tieto vlastnosti odlišujú humanistické sestry a ak sa pestujú, môžu im pomôcť v profesionálnom raste tým, že si vážia pacientov a vcítia sa do nich [25, 37]. Je to porovnateľné s tichými tútormi používajúcimi mokrú ľudskú pitvu [37, 52, 53]. Keďže vzorky na plastináciu boli darované z kadaverov, študenti ich vnímali ako tichých tútorov, čo si vyslúžilo rešpekt voči tomuto novému učebnému nástroju. Aj keď vedia, že 3DP modely sú vytvárané strojmi, stále ich radi používajú. Každá skupina cíti, že sa o model stará a s modelom sa zaobchádza opatrne, aby sa zachovala jeho integrita. Študenti už možno vedia, že 3DP modely sa vytvárajú z údajov o pacientoch na vzdelávacie účely. V inštitúcii autora sa pred začatím formálneho štúdia anatómie koná úvodný kurz anatómie o histórii anatómie, po ktorom študenti skladajú prísahu. Hlavným účelom prísahy je vštepiť študentom pochopenie humanistických hodnôt, úctu k anatomickým nástrojom a profesionalitu. Kombinácia anatomických nástrojov a záväzku môže pomôcť vštepiť zmysel pre starostlivosť, úctu a možno aj pripomenúť študentom ich budúce zodpovednosti voči pacientom [54].
Pokiaľ ide o budúce vylepšenia vzdelávacích nástrojov, študenti zo skupiny plastinácie aj 3DP zahrnuli do svojej účasti a učenia strach z deštrukcie štruktúry. Počas diskusií v fokusových skupinách však boli zdôraznené obavy z narušenia štruktúry pokovovaných vzoriek. Toto pozorovanie potvrdzujú aj predchádzajúce štúdie o plastifikovaných vzorkách [9, 10]. Manipulácie so štruktúrami, najmä modely krku, sú nevyhnutné na preskúmanie hlbších štruktúr a pochopenie trojrozmerných priestorových vzťahov. Použitie hmatových (taktilných) a vizuálnych informácií pomáha študentom vytvoriť si detailnejší a úplnejší mentálny obraz trojrozmerných anatomických častí [55]. Štúdie ukázali, že hmatová manipulácia s fyzickými objektmi môže znížiť kognitívnu záťaž a viesť k lepšiemu porozumeniu a zapamätaniu informácií [55]. Bolo naznačené, že doplnenie 3DP modelov plastifikovanými vzorkami môže zlepšiť interakciu študentov so vzorkami bez strachu z poškodenia štruktúr.
Čas uverejnenia: 21. júla 2023