Traditionele dissectie van menselijke lichamen raakt in onbruik, terwijl plastinatie en 3D-geprinte modellen (3D-printen) aan populariteit winnen als alternatief voor traditionele methoden in het anatomieonderwijs. Het is nog niet duidelijk wat de sterke en zwakke punten van deze nieuwe hulpmiddelen zijn en hoe ze de leerervaring van studenten op het gebied van anatomie beïnvloeden, waarbij menselijke waarden zoals respect, zorg en empathie een rol spelen.
Direct na het gerandomiseerde cross-overonderzoek werden 96 studenten uitgenodigd. Er werd een pragmatisch onderzoeksontwerp gebruikt om leerervaringen te verkennen met behulp van anatomisch geplastificeerde en 3D-modellen van het hart (Fase 1, n=63) en de hals (Fase 2, n=33). Een inductieve thematische analyse werd uitgevoerd op basis van 278 vrije tekstbeoordelingen (met betrekking tot sterke en zwakke punten en verbeterpunten) en letterlijke transcripten van focusgroepen (n=8) over het leren van anatomie met behulp van deze hulpmiddelen.
Er werden vier thema's geïdentificeerd: waargenomen authenticiteit, fundamenteel begrip en complexiteit, houdingen van respect en zorg, multimodaliteit en leiderschap.
Over het algemeen vonden de studenten de geplastineerde preparaten realistischer en voelden ze zich daardoor meer gerespecteerd en verzorgd dan de 3D-geprinte modellen, die gemakkelijker te gebruiken waren en beter geschikt voor het leren van basisanatomie.
De autopsie van menselijke lichamen is sinds de 17e eeuw een standaardmethode in het medisch onderwijs [1, 2]. Door beperkte toegang, hoge kosten voor het onderhoud van lichamen [3, 4], een aanzienlijke afname van de beschikbare tijd voor anatomieonderwijs [1, 5] en technologische vooruitgang [3, 6] neemt het gebruik van anatomielessen met behulp van traditionele dissectiemethoden echter af. Dit biedt nieuwe mogelijkheden voor onderzoek naar nieuwe lesmethoden en hulpmiddelen, zoals geplastineerde menselijke preparaten en 3D-geprinte (3DP) modellen [6,7,8].
Elk van deze hulpmiddelen heeft voor- en nadelen. De geplastificeerde preparaten zijn droog, geurloos, realistisch en niet-gevaarlijk [9,10,11], waardoor ze ideaal zijn voor het onderwijzen en betrekken van studenten bij de studie en het begrip van anatomie. Ze zijn echter ook stijf en minder flexibel [10, 12], waardoor ze moeilijker te manipuleren zijn en het lastiger wordt om diepere structuren te bereiken [9]. Qua kosten zijn geplastificeerde preparaten over het algemeen duurder in aanschaf en onderhoud dan 3D-geprinte modellen [6,7,8]. Aan de andere kant bieden 3D-geprinte modellen de mogelijkheid tot verschillende texturen [7, 13] en kleuren [6, 14] en kunnen ze aan specifieke onderdelen worden toegewezen, wat studenten helpt om belangrijke structuren gemakkelijker te identificeren, te onderscheiden en te onthouden, hoewel dit minder realistisch lijkt dan geplastificeerde preparaten.
Een aantal studies heeft de leerresultaten/prestaties van verschillende soorten anatomische instrumenten onderzocht, zoals geplastificeerde preparaten, 2D-afbeeldingen, natte secties, Anatomage-tafels (Anatomage Inc., San Jose, CA) en 3D-geprinte modellen [11, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21]. De resultaten verschilden echter afhankelijk van de keuze van het trainingsinstrument dat in de controle- en interventiegroepen werd gebruikt, en ook afhankelijk van de verschillende anatomische regio's [14, 22]. Zo rapporteerden studenten bijvoorbeeld een hogere leertevredenheid en een positievere houding ten opzichte van geplastificeerde preparaten wanneer deze in combinatie met natte dissectie [11, 15] en autopsietafels [20] werden gebruikt. Op dezelfde manier weerspiegelt het gebruik van plastinatiepatronen de positieve uitkomst van de objectieve kennis van studenten [23, 24].
3D-geprinte modellen worden vaak gebruikt als aanvulling op traditionele lesmethoden [14,17,21]. Loke et al. (2017) rapporteerden over het gebruik van een 3D-geprint model om aangeboren hartafwijkingen bij een kinderarts te begrijpen [18]. Deze studie toonde aan dat de 3D-groep een hogere leertevredenheid had, een beter begrip van de tetrade van Fallot en een verbeterd vermogen om patiënten te behandelen (zelfeffectiviteit) in vergelijking met de groep die 2D-afbeeldingen gebruikte. Het bestuderen van de anatomie van de vaatboom en de anatomie van de schedel met behulp van 3D-geprinte modellen levert dezelfde leertevredenheid op als 2D-afbeeldingen [16, 17]. Deze studies hebben aangetoond dat 3D-geprinte modellen superieur zijn aan 2D-illustraties wat betreft de door studenten ervaren leertevredenheid. Studies die specifiek multi-materiaal 3D-geprinte modellen vergelijken met geplastificeerde monsters zijn echter beperkt. Mogali et al. (2021) gebruikten het plastinatiemodel met zijn 3D-geprinte hart- en nekmodellen en rapporteerden een vergelijkbare toename in kennis tussen de controle- en experimentele groepen [21].
Er is echter meer bewijs nodig om een dieper inzicht te krijgen in waarom de leerervaring van studenten afhangt van de keuze van anatomische instrumenten en verschillende lichaamsdelen en organen [14, 22]. Humanistische waarden vormen een interessant aspect dat deze perceptie kan beïnvloeden. Dit verwijst naar het respect, de zorg, de empathie en het mededogen die van studenten die arts worden worden verwacht [25, 26]. Humanistische waarden worden van oudsher nagestreefd bij autopsies, omdat studenten leren empathie te tonen voor en zorg te dragen voor gedoneerde lichamen, en daarom heeft de studie anatomie altijd een speciale plaats ingenomen [27, 28]. Dit wordt echter zelden gemeten bij het gebruik van plasticeer- en 3D-printgereedschappen. In tegenstelling tot gesloten Likert-vragen in enquêtes, bieden kwalitatieve methoden voor gegevensverzameling, zoals focusgroepgesprekken en open vragen in enquêtes, inzicht in de in willekeurige volgorde opgeschreven opmerkingen van deelnemers over de impact van nieuwe leermiddelen op hun leerervaring.
Dit onderzoek had als doel de vraag te beantwoorden hoe studenten anatomie anders ervaren wanneer ze gebruikmaken van vooraf bepaalde hulpmiddelen (plastinatie) in vergelijking met fysieke 3D-geprinte afbeeldingen om anatomie te leren.
Om de bovenstaande vragen te beantwoorden, krijgen studenten de kans om anatomische kennis te verwerven, te verzamelen en te delen door middel van teaminteractie en samenwerking. Dit concept sluit goed aan bij de constructivistische theorie, volgens welke individuen of sociale groepen actief hun kennis creëren en delen [29]. Dergelijke interacties (bijvoorbeeld tussen leeftijdsgenoten, tussen studenten en docenten) beïnvloeden de leertevredenheid [30, 31]. Tegelijkertijd wordt de leerervaring van studenten ook beïnvloed door factoren zoals leergemak, omgeving, lesmethoden en cursusinhoud [32]. Vervolgens kunnen deze kenmerken het leren en de beheersing van onderwerpen die hen interesseren door studenten beïnvloeden [33, 34]. Dit kan verband houden met het theoretische perspectief van de pragmatische epistemologie, waarbij de eerste oogst of formulering van persoonlijke ervaring, intelligentie en overtuigingen de volgende stappen kan bepalen [35]. De pragmatische benadering is zorgvuldig gepland om complexe onderwerpen en hun volgorde te identificeren door middel van interviews en enquêtes, gevolgd door thematische analyse [36].
Lijkmonsters worden vaak beschouwd als stille mentoren, omdat ze worden gezien als belangrijke geschenken ten behoeve van de wetenschap en de mensheid, die respect en dankbaarheid bij studenten opwekken jegens hun donoren [37, 38]. Eerdere studies hebben vergelijkbare of hogere objectieve scores gerapporteerd tussen de lijk-/plastinatiegroep en de 3D-printgroep [21, 39], maar het was onduidelijk of studenten dezelfde leerervaring delen, inclusief humanistische waarden, tussen de twee groepen. Voor verder onderzoek gebruikt deze studie het principe van pragmatisme [36] om de leerervaring en kenmerken van 3D-printmodellen (kleur en textuur) te onderzoeken en deze te vergelijken met geplastineerde monsters op basis van feedback van studenten.
De percepties van studenten kunnen vervolgens de beslissingen van docenten beïnvloeden bij het kiezen van geschikte anatomie-instrumenten, gebaseerd op wat wel en niet effectief is voor het onderwijzen van anatomie. Deze informatie kan docenten ook helpen om de voorkeuren van studenten te herkennen en geschikte analyse-instrumenten te gebruiken om hun leerervaring te verbeteren.
Deze kwalitatieve studie had als doel te onderzoeken wat studenten beschouwen als een belangrijke leerervaring bij het gebruik van geplastificeerde hart- en nekmonsters in vergelijking met 3D-geprinte modellen. Volgens een voorstudie van Mogali et al. uit 2018 beschouwden studenten geplastificeerde specimens als realistischer dan 3D-geprinte modellen [7]. Laten we dus aannemen:
Aangezien plastinaties werden gemaakt van echte lijken, werd van studenten verwacht dat ze plastinaties positiever zouden beoordelen dan 3D-geprinte modellen, zowel wat betreft authenticiteit als menselijke waarde.
Deze kwalitatieve studie is verwant aan twee eerdere kwantitatieve studies [21, 40] omdat de gegevens in alle drie de studies gelijktijdig zijn verzameld bij dezelfde steekproef van studenten. Het eerste artikel toonde vergelijkbare objectieve metingen (toetsresultaten) aan tussen de plastinatie- en 3D-printgroepen [21], en het tweede artikel gebruikte factoranalyse om een psychometrisch gevalideerd instrument (vier factoren, 19 items) te ontwikkelen voor het meten van educatieve constructen zoals leertevredenheid, zelfeffectiviteit, humanistische waarden en beperkingen van leermedia [40]. Deze studie onderzocht hoogwaardige open discussies en focusgroepdiscussies om te achterhalen wat studenten belangrijk vinden bij het leren van anatomie met behulp van geplastineerde preparaten en 3D-geprinte modellen. Deze studie verschilt dus van de twee voorgaande artikelen wat betreft onderzoeksdoelstellingen/vragen, data en analysemethoden om inzicht te krijgen in kwalitatieve feedback van studenten (vrije tekstcommentaren plus focusgroepdiscussie) over het gebruik van 3D-printgereedschap in vergelijking met geplastineerde preparaten. Dit betekent dat de huidige studie fundamenteel een andere onderzoeksvraag beantwoordt dan de twee voorgaande artikelen [21, 40].
Aan de instelling van de auteur is anatomie geïntegreerd in systeemvakken zoals cardiopulmonale, endocrinologische en musculoskeletale anatomie gedurende de eerste twee jaar van de vijfjarige bacheloropleiding Geneeskunde (MBBS). Gipsen preparaten, plastic modellen, medische afbeeldingen en virtuele 3D-modellen worden vaak gebruikt in plaats van dissectie of natte dissectie om de algemene anatomiepraktijk te ondersteunen. Groepsstudiesessies vervangen de traditionele hoorcolleges en richten zich op de toepassing van de verworven kennis. Aan het einde van elke systeemmodule wordt een online formatieve anatomietoets gemaakt met 20 individuele beste antwoorden (SBA's) over algemene anatomie, beeldvorming en histologie. In totaal werden er vijf formatieve toetsen afgenomen tijdens het experiment (drie in het eerste jaar en twee in het tweede jaar). De gecombineerde, uitgebreide schriftelijke beoordeling voor het eerste en tweede jaar bestaat uit twee toetsen, elk met 120 SBA's. Anatomie maakt deel uit van deze beoordelingen en het beoordelingsplan bepaalt het aantal anatomische vragen dat erin wordt opgenomen.
Om de verhouding tussen studenten en proefpersonen te verbeteren, werden interne 3D-geprinte modellen op basis van geplastineerde preparaten onderzocht voor het onderwijzen en leren van anatomie. Dit biedt de mogelijkheid om de educatieve waarde van nieuwe 3D-geprinte modellen te bepalen in vergelijking met geplastineerde preparaten, voordat ze formeel in het anatomiecurriculum worden opgenomen.
In deze studie werd computertomografie (CT) (64-slice Somatom Definition Flash CT-scanner, Siemens Healthcare, Erlangen, Duitsland) uitgevoerd op plastic modellen van het hart (een heel hart en een hart in dwarsdoorsnede) en hoofd en hals (een heel hoofd en hals in midsagittale doorsnede) (Fig. 1). Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM)-afbeeldingen werden verkregen en geladen in 3D Slicer (versies 4.8.1 en 4.10.2, Harvard Medical School, Boston, Massachusetts) voor structurele segmentatie op basis van type, zoals spieren, slagaders, zenuwen en botten. De gesegmenteerde bestanden werden geladen in Materialize Magics (versie 22, Materialize NV, Leuven, België) om de ruis te verwijderen, en de printmodellen werden opgeslagen in STL-formaat. Deze werden vervolgens overgebracht naar een Objet 500 Connex3 Polyjet-printer (Stratasys, Eden Prairie, MN) om 3D-anatomische modellen te maken. Fotopolymeriseerbare harsen en transparante elastomeren (VeroYellow, VeroMagenta en TangoPlus) harden laagje voor laagje uit onder invloed van UV-straling, waardoor elke anatomische structuur een eigen textuur en kleur krijgt.
Anatomische hulpmiddelen die in dit onderzoek zijn gebruikt. Links: Nek; rechts: geprepareerd en 3D-geprint hart.
Daarnaast werden de aorta ascendens en het coronaire systeem geselecteerd uit het complete hartmodel, en werden basisstructuren geconstrueerd om aan het model te bevestigen (versie 22, Materialize NV, Leuven, België). Het model werd geprint op een Raise3D Pro2 printer (Raise3D Technologies, Irvine, CA) met behulp van thermoplastisch polyurethaan (TPU) filament. Om de slagaders van het model te tonen, moest het geprinte TPU-steunmateriaal worden verwijderd en moesten de bloedvaten met rode acrylverf worden geverfd.
Eerstejaars studenten geneeskunde aan de Lee Kong Chiang Faculteit Geneeskunde in het academisch jaar 2020-2021 (n = 163, 94 mannen en 69 vrouwen) ontvingen een e-mailuitnodiging om vrijwillig deel te nemen aan dit onderzoek. Het gerandomiseerde cross-over experiment werd in twee fasen uitgevoerd: eerst met een incisie in het hart en vervolgens met een incisie in de hals. Tussen de twee fasen zat een uitwasperiode van zes weken om resteffecten te minimaliseren. In beide fasen waren de studenten niet op de hoogte van de leeronderwerpen en de groepstoewijzingen. Een groep bestond uit maximaal zes personen. Studenten die in de eerste fase geplastineerde monsters ontvingen, kregen in de tweede fase 3D-geprinte modellen. In elke fase kregen beide groepen een inleidend college (30 minuten) van een derde partij (een senior docent), gevolgd door zelfstudie (50 minuten) met behulp van de verstrekte zelfstudiematerialen en handouts.
De COREQ-checklist (Comprehensive Criteria for Qualitative Research Reporting) wordt gebruikt als leidraad voor kwalitatief onderzoek.
Studenten gaven feedback op het onderzoeksmateriaal via een enquête met drie open vragen over hun sterke en zwakke punten en ontwikkelingsmogelijkheden. Alle 96 respondenten gaven open antwoorden. Vervolgens namen acht studentvrijwilligers (n = 8) deel aan de focusgroep. De interviews werden gehouden in het Anatomie Trainingscentrum (waar de experimenten werden uitgevoerd) en werden afgenomen door onderzoeker 4 (Ph.D.), een mannelijke docent zonder anatomieachtergrond, met meer dan 10 jaar ervaring in het begeleiden van Team-Based Learning (TBL), maar die niet betrokken was bij de training van het onderzoeksteam. De studenten waren voorafgaand aan het onderzoek niet op de hoogte van de persoonlijke kenmerken van de onderzoekers (noch van de onderzoeksgroep), maar het toestemmingsformulier informeerde hen over het doel van het onderzoek. Alleen onderzoeker 4 en studenten namen deel aan de focusgroep. De onderzoeker beschreef de focusgroep aan de studenten en vroeg hen of ze wilden deelnemen. Ze deelden hun ervaringen met het leren van 3D-printen en plastinatie en waren erg enthousiast. De begeleider stelde zes sturende vragen om de studenten aan te moedigen om door te werken (Aanvullend materiaal 1). Voorbeelden hiervan zijn discussies over aspecten van anatomische instrumenten die het leren bevorderen, en de rol van empathie bij het werken met dergelijke preparaten. "Hoe zou u uw ervaring beschrijven met het bestuderen van anatomie met behulp van geplastineerde preparaten en 3D-geprinte kopieën?" was de eerste vraag van het interview. Alle vragen waren open, waardoor gebruikers vrijuit konden antwoorden zonder vooringenomenheid. Dit leidde tot de ontdekking van nieuwe gegevens en de mogelijkheid om uitdagingen met behulp van leermiddelen te overwinnen. De deelnemers ontvingen geen opname van hun opmerkingen of een analyse van de resultaten. Het vrijwillige karakter van het onderzoek voorkwam dataverzadiging. Het volledige gesprek werd opgenomen voor analyse.
De opname van de focusgroep (35 minuten) werd woordelijk getranscribeerd en geanonimiseerd (pseudoniemen werden gebruikt). Daarnaast werden open vragen uit de vragenlijst verzameld. De transcripten van de focusgroep en de enquêtevragen werden geïmporteerd in een Microsoft Excel-spreadsheet (Microsoft Corporation, Redmond, WA) voor datatriangulatie en -aggregatie om te controleren op vergelijkbare of consistente resultaten of nieuwe resultaten [41]. Dit gebeurt door middel van theoretische thematische analyse [41, 42]. De tekstuele antwoorden van elke student worden opgeteld bij het totale aantal antwoorden. Dit betekent dat opmerkingen die uit meerdere zinnen bestaan, als één worden behandeld. Antwoorden met de tags 'nil', 'none' of 'no comments' worden genegeerd. Drie onderzoekers (een vrouwelijke onderzoeker met een doctoraat, een vrouwelijke onderzoeker met een masterdiploma en een mannelijke assistent met een bachelordiploma in de ingenieurswetenschappen en 1-3 jaar onderzoekservaring in medisch onderwijs) codeerden onafhankelijk inductief ongestructureerde data. Drie programmeurs gebruiken echte tekenblokken om post-it-notities te categoriseren op basis van overeenkomsten en verschillen. Er werden verschillende sessies gehouden om codes te ordenen en te groeperen door middel van systematische en iteratieve patroonherkenning, waarbij codes werden gegroepeerd om subonderwerpen te identificeren (specifieke of algemene kenmerken zoals positieve en negatieve eigenschappen van leermiddelen) die vervolgens overkoepelende thema's vormden [41]. Om tot consensus te komen, keurde een mannelijke onderzoeker (Ph.D.) met 15 jaar ervaring in het onderwijzen van anatomie de uiteindelijke onderwerpen goed.
In overeenstemming met de Verklaring van Helsinki heeft de ethische commissie van de Nanyang Technological University (IRB) (2019-09-024) het studieprotocol beoordeeld en de benodigde goedkeuringen verkregen. De deelnemers gaven hun geïnformeerde toestemming en werden op de hoogte gesteld van hun recht om zich op elk moment terug te trekken uit de deelname.
Zesennegentig eerstejaars geneeskundestudenten gaven volledige geïnformeerde toestemming, verstrekten basisdemografische gegevens zoals geslacht en leeftijd, en verklaarden geen eerdere formele training in anatomie te hebben gehad. Fase I (hart) en Fase II (halsdissectie) omvatten respectievelijk 63 deelnemers (33 mannen en 30 vrouwen) en 33 deelnemers (18 mannen en 15 vrouwen). Hun leeftijd varieerde van 18 tot 21 jaar (gemiddelde ± standaarddeviatie: 19,3 ± 0,9 jaar). Alle 96 studenten beantwoordden de vragenlijst (geen uitvallers) en 8 studenten namen deel aan focusgroepen. Er waren 278 open opmerkingen over voor- en nadelen en verbeterpunten. Er waren geen inconsistenties tussen de geanalyseerde gegevens en het verslag van de bevindingen.
Tijdens de focusgroepgesprekken en de enquêteantwoorden kwamen vier thema's naar voren: waargenomen authenticiteit, fundamenteel begrip en complexiteit, houdingen van respect en zorgzaamheid, multimodaliteit en leiderschap (Figuur 2). Elk thema wordt hieronder nader toegelicht.
De vier thema's – waargenomen authenticiteit, fundamenteel begrip en complexiteit, respect en zorg, en voorkeur voor leermedia – zijn gebaseerd op een thematische analyse van open vragen uit een enquête en focusgroepgesprekken. De elementen in de blauwe en gele vakken vertegenwoordigen respectievelijk de eigenschappen van het geplateerde monster en het 3D-geprinte model. 3DP = 3D-printen
De studenten vonden dat de geplastineerde preparaten realistischer waren, natuurlijkere kleuren hadden die beter overeenkwamen met echte kadavers, en fijnere anatomische details vertoonden dan de 3D-geprinte modellen. Zo is bijvoorbeeld de oriëntatie van de spiervezels prominenter in de geplastineerde preparaten vergeleken met de 3D-geprinte modellen. Dit contrast wordt in de onderstaande verklaring weergegeven.
"...zeer gedetailleerd en accuraat, alsof het van een echt persoon komt (C17-deelnemer; vrije-vorm plastinatiebeoordeling)."
De studenten merkten op dat de 3D-printtools nuttig waren voor het leren van basisanatomie en het beoordelen van belangrijke macroscopische kenmerken, terwijl de geplastificeerde preparaten ideaal waren om hun kennis en begrip van complexe anatomische structuren en regio's verder uit te breiden. De studenten vonden dat, hoewel beide instrumenten exacte replica's van elkaar waren, ze waardevolle informatie misten bij het werken met 3D-printmodellen in vergelijking met geplastineerde preparaten. Dit wordt in de onderstaande verklaring toegelicht.
“…er waren wat moeilijkheden, zoals… kleine details als de fossa ovale… over het algemeen kan een 3D-model van het hart gebruikt worden… voor de nek zal ik misschien met meer vertrouwen het plastinatiemodel bestuderen (deelnemer PA1; 3DP, focusgroepdiscussie”).
"...grote structuren zijn zichtbaar... in detail zijn 3D-geprinte preparaten nuttig voor het bestuderen van bijvoorbeeld grovere structuren (en) grotere, gemakkelijk herkenbare dingen zoals spieren en organen... misschien (voor) mensen die geen toegang hebben tot geplastineerde preparaten (deelnemer PA3; 3D-printen, focusgroepdiscussie)".
De studenten toonden meer respect en zorg voor de geplastineerde exemplaren, maar waren tegelijkertijd bezorgd over de beschadiging van de structuur vanwege de fragiliteit en het gebrek aan flexibiliteit. Daarentegen verrijkten de studenten hun praktijkervaring door te beseffen dat 3D-geprinte modellen, zelfs na beschadiging, gereproduceerd kunnen worden.
"...we zijn ook geneigd om zorgvuldiger om te gaan met plastinatiepatronen (PA2-deelnemer; plastinatie, focusgroepdiscussie)".
“…bij geplastineerde exemplaren is het alsof…iets heel lang bewaard is gebleven. Als ik het beschadig…ik denk dat we dan weten dat het er ernstiger uitziet, omdat het een geschiedenis heeft (deelnemer PA3; plastinatie, focusgroepdiscussie).”
"3D-geprinte modellen kunnen relatief snel en gemakkelijk worden geproduceerd... waardoor 3D-modellen toegankelijk worden voor meer mensen en het leren wordt vergemakkelijkt zonder dat er voorbeelden hoeven te worden gedeeld (I38-bijdrager; 3DP, vrije tekstrecensie)."
“…met 3D-modellen kunnen we een beetje experimenteren zonder ons al te veel zorgen te hoeven maken over beschadiging, zoals bij het beschadigen van proefstukken… (deelnemer PA2; 3D-printen, focusgroepgesprek).”
Volgens de studenten is het aantal geplastineerde preparaten beperkt en is het door hun stijfheid moeilijk om diepere structuren te bereiken. Met het 3D-geprinte model hopen ze de anatomische details verder te verfijnen door het model aan te passen aan specifieke interessegebieden voor gepersonaliseerd leren. De studenten waren het erover eens dat zowel geplastineerde als 3D-geprinte modellen in combinatie met andere leermiddelen, zoals de Anatomage-tafel, gebruikt kunnen worden om het leerproces te verbeteren.
"Sommige diepgelegen interne structuren zijn slecht zichtbaar (deelnemer C14; plastinatie, vrije toelichting)."
"Misschien zouden autopsietabellen en andere methoden een zeer nuttige aanvulling zijn (lid C14; plastinatie, vrije tekstbeoordeling)."
“Door ervoor te zorgen dat de 3D-modellen gedetailleerd zijn, kun je aparte modellen maken die zich richten op verschillende gebieden en aspecten, zoals zenuwen en bloedvaten (deelnemer I26; 3DP, vrije tekstbeoordeling).”
Studenten stelden ook voor om een demonstratie voor de docent op te nemen waarin wordt uitgelegd hoe het model correct gebruikt moet worden, of om extra begeleiding met geannoteerde voorbeeldafbeeldingen toe te voegen aan de collegeaantekeningen om het bestuderen en begrijpen te vergemakkelijken, hoewel ze erkenden dat de studie specifiek was ontworpen voor zelfstudie.
"...Ik waardeer de onafhankelijke onderzoeksstijl...misschien zou er meer begeleiding kunnen worden geboden in de vorm van geprinte dia's of aantekeningen...(deelnemer C02; algemene vrije tekstcommentaren)."
"Contentexperts of extra visuele hulpmiddelen zoals animatie of video kunnen ons helpen de structuur van 3D-modellen beter te begrijpen (lid C38; vrije tekstbeoordelingen in het algemeen)."
Aan eerstejaars geneeskundestudenten werd gevraagd naar hun leerervaring en de kwaliteit van de 3D-geprinte en geplastificeerde monsters. Zoals verwacht vonden de studenten de geplastificeerde monsters realistischer en nauwkeuriger dan de 3D-geprinte. Deze resultaten worden bevestigd door een voorstudie [7]. Omdat de gegevens afkomstig zijn van gedoneerde lichamen, zijn ze authentiek. Hoewel het een 1:1 replica was van een geplastineerd preparaat met vergelijkbare morfologische kenmerken [8], werd het op polymeer gebaseerde 3D-geprinte model als minder realistisch beschouwd, met name door studenten bij wie details zoals de randen van de ovale fossa niet zichtbaar waren in het 3D-geprinte model van het hart in vergelijking met het geplastineerde model. Dit kan te wijten zijn aan de kwaliteit van de CT-scan, die geen duidelijke afbakening van de grenzen mogelijk maakt. Daarom is het moeilijk om dergelijke structuren te segmenteren in segmentatiesoftware, wat het 3D-printproces beïnvloedt. Dit kan twijfels oproepen over het gebruik van 3D-printtools, omdat studenten vrezen dat belangrijke kennis verloren gaat als standaardtools zoals geplastificeerde monsters niet worden gebruikt. Studenten die geïnteresseerd zijn in een chirurgische opleiding, vinden het wellicht nodig om praktische modellen te gebruiken [43]. De huidige resultaten zijn vergelijkbaar met eerdere onderzoeken waaruit bleek dat plastic modellen [44] en 3D-geprinte monsters niet dezelfde nauwkeurigheid hebben als echte monsters [45].
Om de toegankelijkheid voor studenten te verbeteren en daarmee hun tevredenheid te verhogen, moet ook rekening worden gehouden met de kosten en beschikbaarheid van hulpmiddelen. De resultaten ondersteunen het gebruik van 3D-geprinte modellen voor het verwerven van anatomische kennis vanwege hun kosteneffectieve fabricage [6, 21]. Dit is in lijn met een eerder onderzoek dat vergelijkbare objectieve prestaties van geplastificeerde modellen en 3D-geprinte modellen aantoonde [21]. Studenten vonden 3D-geprinte modellen nuttiger voor het bestuderen van basisanatomische concepten, organen en kenmerken, terwijl geplastificeerde preparaten geschikter waren voor het bestuderen van complexe anatomie. Daarnaast pleitten studenten voor het gebruik van 3D-geprinte modellen in combinatie met bestaande kadavers en moderne technologie om het anatomisch begrip van studenten te verbeteren. Meerdere manieren om hetzelfde object weer te geven, zoals het in kaart brengen van de anatomie van het hart met behulp van kadavers, 3D-printen, patiëntscans en virtuele 3D-modellen. Deze multimodale aanpak stelt studenten in staat om anatomie op verschillende manieren te illustreren, op verschillende manieren te communiceren wat ze hebben geleerd en studenten op verschillende manieren te betrekken [44]. Onderzoek heeft aangetoond dat authentiek leermateriaal, zoals anatomische modellen, voor sommige studenten een uitdaging kan vormen wat betreft de cognitieve belasting die gepaard gaat met het leren van anatomie [46]. Het is cruciaal om de impact van cognitieve belasting op het leerproces van studenten te begrijpen en technologieën toe te passen om deze cognitieve belasting te verminderen en zo een betere leeromgeving te creëren [47, 48]. Voordat studenten anatomisch materiaal leren kennen, kunnen 3D-geprinte modellen een nuttige methode zijn om basis- en belangrijke aspecten van de anatomie te demonstreren, om zo de cognitieve belasting te verminderen en het leerproces te verbeteren. Bovendien kunnen studenten de 3D-geprinte modellen mee naar huis nemen om ze te bestuderen in combinatie met leerboeken en lesmateriaal, en zo de studie van anatomie buiten het practicum uitbreiden [45]. De praktijk om 3D-geprinte onderdelen te verwijderen is echter nog niet geïmplementeerd in de instelling van de auteur.
In deze studie werden geplastineerde monsters meer gerespecteerd dan 3D-geprinte replica's. Deze conclusie is consistent met eerder onderzoek waaruit blijkt dat menselijke lichamen als de "eerste patiënt" respect en empathie afdwingen, terwijl kunstmatige modellen dat niet doen [49]. Realistisch geplastineerd menselijk weefsel is intiem en realistisch. Het gebruik van menselijk lijkmateriaal stelt studenten in staat humanistische en ethische idealen te ontwikkelen [50]. Bovendien kan de perceptie van studenten van plastinatiepatronen worden beïnvloed door hun groeiende kennis van programma's voor lijkdonatie en/of het plastinatieproces. Plastinatie betreft gedoneerde lichamen die de empathie, bewondering en dankbaarheid nabootsen die studenten voelen voor hun donoren [10, 51]. Deze kenmerken onderscheiden humanistische verpleegkundigen en kunnen, indien gecultiveerd, hen helpen professioneel vooruit te komen door waardering en empathie voor patiënten te tonen [25, 37]. Dit is vergelijkbaar met stille tutoren die gebruikmaken van natte menselijke dissectie [37, 52, 53]. Omdat de preparaten voor plastinatie afkomstig waren van kadavers, werden ze door de studenten gezien als stille leermeesters, wat respect opleverde voor dit nieuwe leermiddel. Hoewel ze weten dat 3D-geprinte modellen door machines worden gemaakt, vinden ze het nog steeds prettig om ze te gebruiken. Elke groep voelt zich verzorgd en het model wordt met zorg behandeld om de integriteit ervan te behouden. Studenten weten wellicht al dat 3D-geprinte modellen voor educatieve doeleinden worden gemaakt op basis van patiëntgegevens. Aan de instelling van de auteur wordt, voordat de studenten beginnen met de formele studie anatomie, een inleidende cursus anatomie over de geschiedenis van de anatomie gegeven, waarna de studenten een eed afleggen. Het belangrijkste doel van de eed is om studenten een begrip bij te brengen van humanistische waarden, respect voor anatomische instrumenten en professionaliteit. De combinatie van anatomische instrumenten en toewijding kan bijdragen aan het ontwikkelen van een gevoel van zorgzaamheid, respect en hen wellicht herinneren aan hun toekomstige verantwoordelijkheden jegens patiënten [54].
Wat betreft toekomstige verbeteringen in leermiddelen, hebben studenten van zowel de plastinatie- als de 3D-printgroep de angst voor structurele beschadiging meegenomen in hun deelname en leerproces. Tijdens de focusgroepgesprekken werd echter wel gewezen op de mogelijke verstoring van de structuur van geplastificeerde preparaten. Deze observatie wordt bevestigd door eerdere studies naar geplastificeerde monsters [9, 10]. Structurele manipulaties, met name van nekmodellen, zijn noodzakelijk om diepere structuren te onderzoeken en driedimensionale ruimtelijke relaties te begrijpen. Het gebruik van tactiele en visuele informatie helpt studenten een gedetailleerder en completer mentaal beeld te vormen van driedimensionale anatomische delen [55]. Studies hebben aangetoond dat tactiele manipulatie van fysieke objecten de cognitieve belasting kan verminderen en kan leiden tot een beter begrip en een betere retentie van informatie [55]. Er is gesuggereerd dat het aanvullen van 3D-printmodellen met geplastificeerde preparaten de interactie van studenten met de preparaten kan verbeteren, zonder dat ze bang hoeven te zijn de structuren te beschadigen.
Geplaatst op: 21 juli 2023