증강현실(AR) 기술은 정보 표시 및 3D 객체 렌더링에 효과적인 것으로 입증되었습니다. 학생들은 모바일 기기를 통해 AR 애플리케이션을 흔히 사용하지만, 치아 조각 실습에서는 여전히 플라스틱 모형이나 2D 이미지가 널리 사용되고 있습니다. 치아는 3차원적인 특성을 지니고 있기 때문에, 치아 조각 실습 학생들은 일관된 지침을 제공하는 도구가 부족하여 어려움을 겪습니다. 본 연구에서는 증강현실 기반 치아 조각 훈련 도구(AR-TCPT)를 개발하고, 플라스틱 모형과 비교하여 실습 도구로서의 잠재력과 사용 경험을 평가했습니다.
치아 절삭을 시뮬레이션하기 위해 상악 송곳니와 상악 제1소구치(16단계), 하악 제1소구치(13단계), 하악 제1대구치(14단계)를 포함하는 3D 객체를 순차적으로 제작했습니다. 포토샵 소프트웨어를 사용하여 이미지 마커를 각 치아에 할당했습니다. 유니티 엔진을 사용하여 AR 기반 모바일 애플리케이션을 개발했습니다. 치아 조각 실험을 위해 52명의 참가자를 무작위로 대조군(n=26, 플라스틱 치아 모형 사용)과 실험군(n=26, AR-TCPT 사용)으로 배정했습니다. 사용자 경험 평가를 위해 22개 항목으로 구성된 설문지를 사용했습니다. 비교 데이터 분석은 SPSS 프로그램을 사용하여 비모수적 Mann-Whitney U 검정을 통해 수행했습니다.
AR-TCPT는 모바일 기기의 카메라를 사용하여 이미지 마커를 감지하고 치아 조각의 3D 객체를 표시합니다. 사용자는 기기를 조작하여 각 단계를 검토하거나 치아의 형태를 연구할 수 있습니다. 사용자 경험 설문 조사 결과, 플라스틱 모형을 사용한 대조군과 비교했을 때 AR-TCPT 실험군이 치아 조각 경험에서 유의미하게 높은 점수를 받았습니다.
기존 플라스틱 모형과 비교했을 때, AR-TCPT는 치아 조각 시 더 나은 사용자 경험을 제공합니다. 이 도구는 모바일 기기에서 사용하기 쉽도록 설계되어 접근성이 뛰어납니다. AR-TCPT가 조각된 치아의 정량화 및 사용자의 개별적인 조각 능력에 미치는 교육적 효과를 파악하기 위해서는 추가적인 연구가 필요합니다.
치아 형태학과 실습은 치과 교육과정에서 중요한 부분을 차지합니다. 이 과정은 치아 구조의 형태, 기능 및 직접 조형에 대한 이론적, 실질적인 지침을 제공합니다[1, 2]. 전통적인 교육 방식은 이론을 학습한 후 배운 원리에 따라 치아 조형을 수행하는 것입니다. 학생들은 치아의 2차원(2D) 이미지와 플라스틱 모형을 사용하여 왁스 또는 석고 블록에 치아를 조형합니다[3, 4, 5]. 치아 형태학에 대한 이해는 임상에서 수복 치료 및 치과 보철물 제작에 매우 중요합니다. 대합치와 인접치 사이의 정확한 관계는 그 형태에서 나타나며, 이는 교합 및 위치 안정성을 유지하는 데 필수적입니다[6, 7]. 치과 교육과정은 학생들이 치아 형태학에 대한 심도 있는 이해를 얻도록 도와주지만, 전통적인 실습과 관련된 절삭 과정에서는 여전히 어려움에 직면합니다.
치아 형태학 실습에 새로 입문하는 사람들은 2차원 이미지를 3차원(3D)으로 해석하고 재현하는 데 어려움을 겪습니다[8,9,10]. 치아 형태는 보통 2차원 그림이나 사진으로 표현되기 때문에 치아 형태를 시각화하는 데 어려움이 있습니다. 게다가 제한된 공간과 시간 내에서 치아 조각을 신속하게 수행해야 하는 필요성과 2차원 이미지의 사용으로 인해 학생들이 3차원 형태를 개념화하고 시각화하는 데 어려움을 느낍니다[11]. 플라스틱 치아 모형(부분적으로 완성된 형태 또는 최종 형태로 제시될 수 있음)은 교육에 도움이 되지만, 시판되는 플라스틱 모형은 종종 미리 정해져 있어 교사와 학생의 실습 기회를 제한한다는 한계가 있습니다[4]. 또한 이러한 실습 모형은 교육기관 소유이므로 학생 개인이 소유할 수 없어 수업 시간 동안 실습 부담이 가중됩니다. 강사는 실습 중에 많은 학생을 지도하는 경우가 많고 전통적인 실습 방법에 의존하는 경향이 있어 조각의 중간 단계에서 강사의 피드백을 받기까지 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다[12]. 따라서 치아 조각 실습을 용이하게 하고 플라스틱 모형이 주는 한계를 완화하기 위해 조각 안내서가 필요하다.
증강 현실(AR) 기술은 학습 경험을 향상시키는 유망한 도구로 부상했습니다. AR 기술은 실생활 환경에 디지털 정보를 겹쳐 보여줌으로써 학생들에게 더욱 상호작용적이고 몰입감 있는 경험을 제공할 수 있습니다[13]. Garzón[14]은 25년간의 AR 교육 분류 3세대 경험을 바탕으로, 2세대 AR에서 비용 효율적인 모바일 기기와 애플리케이션(모바일 기기 및 애플리케이션을 통해)의 사용이 교육 성취 특성을 크게 향상시켰다고 주장했습니다. 모바일 애플리케이션은 개발 및 설치 후 카메라가 인식한 객체에 대한 추가 정보를 표시하여 사용자 경험을 개선합니다[15, 16]. AR 기술은 모바일 기기의 카메라에서 코드나 이미지 태그를 빠르게 인식하고 감지 시 3D 정보를 겹쳐 표시하는 방식으로 작동합니다[17]. 사용자는 모바일 기기나 이미지 마커를 조작하여 3D 구조를 쉽고 직관적으로 관찰하고 이해할 수 있습니다[18]. Akçayır와 Akçayır의 연구[19]에 따르면, AR은 “재미”를 높이고 “학습 참여도를 향상시키는” 데 효과적인 것으로 나타났습니다. 그러나 데이터의 복잡성으로 인해 학생들이 사용하기 어렵고 “인지 과부하”를 유발할 수 있어 추가적인 교육적 권장 사항이 필요합니다[19, 20, 21]. 따라서 AR의 교육적 가치를 높이기 위해 사용 편의성을 개선하고 작업 복잡성으로 인한 과부하를 줄이기 위한 노력이 필요합니다. 치아 조각 실습을 위한 교육 도구를 개발할 때 AR 기술을 활용할 때 이러한 요소들을 고려해야 합니다.
증강현실(AR) 환경을 활용하여 학생들의 치아 조각 실습을 효과적으로 지도하기 위해서는 지속적인 교육 과정이 필수적입니다. 이러한 접근 방식은 실습의 변동성을 줄이고 기술 습득을 촉진하는 데 도움이 될 수 있습니다[22]. 초보 조각가들은 디지털 단계별 치아 조각 과정을 따라가면서 작업 품질을 향상시킬 수 있습니다[23]. 실제로 단계별 교육 방식은 단기간에 조각 기술을 습득하고 최종 보철물 디자인의 오류를 최소화하는 데 효과적인 것으로 나타났습니다[24]. 치과 보철 분야에서 치아 표면 조각 과정은 학생들의 기술 향상에 효과적인 방법입니다[25]. 본 연구는 모바일 기기에 적합한 AR 기반 치아 조각 실습 도구(AR-TCPT)를 개발하고 사용자 경험을 평가하는 것을 목표로 했습니다. 또한, AR-TCPT의 사용자 경험을 기존 치과용 레진 모델과 비교하여 실용적인 도구로서의 AR-TCPT의 잠재력을 평가했습니다.
AR-TCPT는 증강현실(AR) 기술을 사용하여 모바일 기기용으로 설계된 도구입니다. 이 도구는 상악 송곳니, 상악 제1소구치, 하악 제1소구치 및 하악 제1대구치의 3D 모델을 단계별로 생성하도록 설계되었습니다. 초기 3D 모델링은 3D Studio Max(2019, Autodesk Inc., 미국)를 사용하여 수행되었고, 최종 모델링은 Zbrush 3D 소프트웨어 패키지(2019, Pixologic Inc., 미국)를 사용하여 수행되었습니다. 이미지 마킹은 모바일 카메라의 안정적인 인식을 위해 설계된 Photoshop 소프트웨어(Adobe Master Collection CC 2019, Adobe Inc., 미국)와 Vuforia 엔진(PTC Inc., 미국; http:///developer.vuforia.com)을 사용하여 수행되었습니다. AR 애플리케이션은 Unity 엔진(2019년 3월 12일, Unity Technologies, 미국)을 사용하여 구현되었으며, 모바일 기기에 설치 및 실행되었습니다. AR-TCPT를 치아 조각 실습 도구로서 효과적으로 활용하기 위해, 2023년도 치아 형태학 실습 수업 수강생들을 무작위로 선정하여 대조군과 실험군으로 나누었다. 실험군은 AR-TCPT를 사용했고, 대조군은 Nissin Dental Co., Japan의 치아 조각 단계별 모형 키트(Tooth Carving Step Model Kit)에 포함된 플라스틱 모형을 사용했다. 치아 조각 작업을 완료한 후, 각 도구의 사용 경험을 조사하고 비교했다. 연구 설계의 흐름도는 그림 1에 나타냈다. 본 연구는 서울대학교 연구윤리위원회(IRB 승인 번호: NSU-202210-003)의 승인을 받아 수행되었다.
3D 모델링은 조각 과정에서 치아의 근심, 원심, 협측, 설측 및 교합면의 돌출부와 오목부의 형태학적 특징을 일관되게 표현하는 데 사용됩니다. 상악 송곳니와 상악 제1소구치는 레벨 16으로, 하악 제1소구치는 레벨 13으로, 하악 제1대구치는 레벨 14로 모델링되었습니다. 예비 모델링은 그림 2에 나타낸 바와 같이 치과 방사선 사진 순서대로 제거 및 보존해야 할 부분을 나타냅니다. 최종 치아 모델링 순서는 그림 3에 나와 있습니다. 최종 모델에서는 질감, 능선 및 홈이 치아의 함몰된 구조를 묘사하고, 이미지 정보를 포함하여 조각 과정을 안내하고 세심한 주의가 필요한 구조를 강조합니다. 조각 단계 초기에 각 표면은 방향을 나타내기 위해 색상으로 구분되며, 왁스 블록에는 제거해야 할 부분을 실선으로 표시합니다. 치아의 근심면과 원심면에는 붉은 점이 표시되어 있는데, 이는 절삭 과정에서 제거되지 않고 돌출부로 남게 될 치아 접촉점을 나타냅니다. 교합면에는 붉은 점이 각 교두를 보존하는 위치를 표시하고, 붉은 화살표는 왁스 블록을 절삭할 때 조각 방향을 나타냅니다. 보존되는 부분과 제거되는 부분의 3D 모델링을 통해 후속 왁스 블록 조형 단계에서 제거되는 부분의 형태를 확인할 수 있습니다.
단계별 치아 조각 과정을 통해 3D 객체의 예비 시뮬레이션을 생성합니다. a: 상악 제1소구치의 근심면; b: 상악 제1소구치의 약간 위쪽 및 근심 순측면; c: 상악 제1대구치의 근심면; d: 상악 제1대구치의 약간 위쪽 및 근심협측면. B – 뺨; La – 순측; M – 내측.
3차원(3D) 객체는 치아를 절삭하는 단계별 과정을 나타냅니다. 이 사진은 상악 제1대구치 모델링 과정을 마친 완성된 3D 객체를 보여주며, 각 단계별 세부 사항과 질감을 보여줍니다. 두 번째 3D 모델링 데이터에는 모바일 기기에서 더욱 향상된 최종 3D 객체가 포함되어 있습니다. 점선은 치아를 균등하게 나눈 부분을 나타내고, 분리된 부분은 실선으로 표시된 부분에 포함되기 전에 제거해야 하는 부분을 나타냅니다. 빨간색 3D 화살표는 치아 절삭 방향을 나타내고, 원심면의 빨간색 원은 치아 접촉면을, 교합면의 빨간색 원통은 치아 교두를 나타냅니다. a: 점선, 실선, 원심면의 빨간색 원, 그리고 분리 가능한 왁스 블록을 나타내는 단계들. b: 상악 제1대구치 형성의 대략적인 완료 모습. c: 상악 제1대구치의 상세도. 빨간색 화살표는 치아와 스페이서 나사산의 방향을 나타내고, 빨간색은 원통형 교두이며, 실선은 교합면에서 절삭될 부분을 나타낸다. d: 완성된 상악 제1대구치.
모바일 기기를 사용하여 연속적인 조각 단계를 쉽게 식별하기 위해 하악 제1대구치, 하악 제1소구치, 상악 제1대구치 및 상악 송곳니에 대해 4개의 이미지 마커를 제작했습니다. 이미지 마커는 Photoshop 소프트웨어(2020, Adobe Co., Ltd., San Jose, CA)를 사용하여 디자인했으며, 그림 4와 같이 각 치아를 구분하기 위해 원형 숫자 기호와 반복되는 배경 패턴을 사용했습니다. Vuforia 엔진(AR 마커 생성 소프트웨어)을 사용하여 고품질 이미지 마커를 생성하고, 한 유형의 이미지에 대해 별 5개 만점의 인식률을 받은 후 Unity 엔진을 사용하여 이미지 마커를 생성 및 저장했습니다. 3D 치아 모델은 이미지 마커에 점진적으로 연결되며, 마커를 기반으로 모델의 위치와 크기가 결정됩니다. Unity 엔진과 모바일 기기에 설치 가능한 Android 애플리케이션을 사용합니다.
이미지 태그. 이 사진들은 본 연구에서 사용된 이미지 마커를 보여줍니다. 모바일 기기의 카메라가 각 원 안의 숫자로 치아 종류를 인식했습니다. a: 하악 제1대구치; b: 하악 제1소구치; c: 상악 제1대구치; d: 상악 송곳니.
참가자는 경기도 성대학교 치위생학과 1학년 치아형태학 실습 수업에서 모집되었습니다. 잠재적 참가자에게는 다음과 같은 사항이 안내되었습니다. (1) 참여는 자발적이며 금전적 또는 학술적 보상은 없습니다. (2) 대조군은 플라스틱 모형을 사용하고, 실험군은 증강현실(AR) 모바일 애플리케이션을 사용합니다. (3) 실험은 3주 동안 진행되며, 3개의 치아를 대상으로 합니다. (4) 안드로이드 사용자는 애플리케이션 설치 링크를 받고, iOS 사용자는 AR-TCPT가 설치된 안드로이드 기기를 받습니다. (5) AR-TCPT는 두 시스템에서 동일하게 작동합니다. (6) 대조군과 실험군은 무작위로 배정됩니다. (7) 치아 조각은 서로 다른 실험실에서 진행됩니다. (8) 실험 후 22건의 연구가 진행됩니다. (9) 대조군도 실험 후 AR-TCPT를 사용할 수 있습니다. 총 52명의 참가자가 자발적으로 참여했으며, 각 참가자로부터 온라인 동의서를 받았습니다. 대조군(n=26)과 실험군(n=26)은 Microsoft Excel(2016, Redmond, USA)의 무작위 배정 기능을 이용하여 무작위로 배정되었습니다. 그림 5는 참가자 모집 및 실험 설계 과정을 흐름도로 보여줍니다.
참가자들이 플라스틱 모형과 증강 현실 애플리케이션을 사용해 본 경험을 탐구하기 위한 연구 설계.
2023년 3월 27일부터 실험군과 대조군은 각각 AR-TCPT와 플라스틱 모델을 이용하여 3주 동안 세 개의 치아를 조각했습니다. 참가자들은 복잡한 형태적 특징을 가진 하악 제1대구치, 하악 제1소구치, 상악 제1소구치를 포함한 소구치와 대구치를 조각했습니다. 상악 송곳니는 조각 대상에서 제외되었습니다. 참가자들은 치아 조각에 매주 3시간을 할애했습니다. 치아 제작 후, 대조군과 실험군의 플라스틱 모델과 이미지 마커를 각각 추출했습니다. 이미지 라벨 인식이 없으면 AR-TCPT를 통한 3D 치과 객체의 향상은 이루어지지 않습니다. 다른 연습 도구의 사용을 방지하기 위해 실험군과 대조군은 별도의 공간에서 치아 조각 연습을 했습니다. 교사의 지시의 영향을 최소화하기 위해 실험 종료 3주 후에 치아 형태에 대한 피드백을 제공했습니다. 하악 제1대구치 조각이 완료된 4월 셋째 주에 설문 조사를 실시했습니다. 설문지는 Sanders 등의 설문지를 수정하여 사용했습니다. Alfala et al.은 [26]에서 23개의 질문을 사용했습니다. [27]은 연습 도구 간의 심장 모양 차이를 평가했습니다. 그러나 본 연구에서는 Alfalah et al. [27]의 연구에서 각 수준의 직접 조작 항목 하나를 제외했습니다. 본 연구에서 사용된 22개 항목은 표 1에 나와 있습니다. 대조군과 실험군의 Cronbach's α 값은 각각 0.587과 0.912였습니다.
데이터 분석은 SPSS 통계 소프트웨어(v25.0, IBM Co., Armonk, NY, USA)를 사용하여 수행되었습니다. 유의수준 0.05에서 양측 검정을 실시했습니다. 성별, 연령, 거주지, 치아 조각 경험 등의 일반적 특성 분포를 확인하기 위해 Fisher의 정확 검정을 사용하여 대조군과 실험군 간의 분포를 분석했습니다. Shapiro-Wilk 검정 결과, 설문 데이터는 정규 분포를 따르지 않는 것으로 나타났습니다(p < 0.05). 따라서 비모수적 검정인 Mann-Whitney U 검정을 사용하여 대조군과 실험군을 비교했습니다.
참가자들이 치아 조각 실습 중에 사용한 도구는 그림 6에 나와 있습니다. 그림 6a는 플라스틱 모형을, 그림 6b~d는 모바일 기기에서 사용되는 AR-TCPT를 보여줍니다. AR-TCPT는 기기의 카메라를 사용하여 이미지 마커를 식별하고 참가자가 실시간으로 조작하고 관찰할 수 있는 향상된 3D 치아 객체를 화면에 표시합니다. 모바일 기기의 "다음" 및 "이전" 버튼을 사용하면 조각 단계와 치아의 형태학적 특징을 자세히 관찰할 수 있습니다. 치아를 제작하기 위해 AR-TCPT 사용자는 화면상의 향상된 3D 치아 모형과 왁스 블록을 순차적으로 비교합니다.
치아 조각 연습. 이 사진은 플라스틱 모형을 사용하는 전통적인 치아 조각 연습(TCP)과 증강 현실 도구를 사용한 단계별 TCP를 비교하여 보여줍니다. 학생들은 '다음' 및 '이전' 버튼을 클릭하여 3D 조각 단계를 볼 수 있습니다. a: 치아 조각을 위한 단계별 모형 세트의 플라스틱 모형. b: 하악 제1소구치의 첫 번째 단계에서 증강 현실 도구를 사용한 TCP. c: 하악 제1소구치 형성의 마지막 단계에서 증강 현실 도구를 사용한 TCP. d: 능선과 홈을 식별하는 과정. IM, 이미지 레이블; MD, 모바일 기기; NSB, '다음' 버튼; PSB, '이전' 버튼; SMD, 모바일 기기 홀더; TC, 치과용 조각기; W, 왁스 블록
무작위로 선정된 두 참가자 그룹 간에는 성별, 연령, 거주지, 치아 조각 경험 측면에서 유의미한 차이가 없었다(p > 0.05). 대조군은 여성 96.2%(n=25)와 남성 3.8%(n=1)로 구성되었고, 실험군은 여성 26명으로만 구성되었다. 대조군의 참가자 구성은 20세 61.5%(n=16), 21세 26.9%(n=7), 22세 이상 11.5%(n=3)였으며, 실험군의 참가자 구성은 20세 73.1%(n=19), 21세 19.2%(n=5), 22세 이상 7.7%(n=2)였다. 거주지별로 살펴보면, 대조군에서는 69.2%(n=18)가 경기도에, 23.1%(n=6)가 서울에 거주했다. 실험군에서는 50.0%(n=13)가 경기도에, 46.2%(n=12)가 서울에 거주했다. 인천 거주 비율은 대조군이 7.7%(n=2), 실험군이 3.8%(n=1)였다. 대조군 참가자 25명(96.2%)은 치아 조각 경험이 전혀 없었다. 마찬가지로 실험군 참가자 26명(100%) 모두 치아 조각 경험이 없었다.
표 2는 22개 설문 항목에 대한 각 그룹의 응답에 대한 기술 통계 및 통계적 비교 결과를 제시합니다. 22개 설문 항목 모두에서 그룹 간 유의미한 차이가 있었습니다(p < 0.01). 대조군과 비교했을 때, 실험군은 21개 설문 항목에서 더 높은 평균 점수를 기록했습니다. 대조군이 실험군보다 높은 점수를 기록한 항목은 20번 문항(Q20)뿐이었습니다. 그림 7의 히스토그램은 그룹 간 평균 점수 차이를 시각적으로 보여줍니다. 표 2와 그림 7은 각 프로젝트별 사용자 경험 결과도 함께 제시합니다. 대조군에서는 Q21번 문항이 가장 높은 점수를, Q6번 문항이 가장 낮은 점수를 기록했습니다. 실험군에서는 Q13번 문항이 가장 높은 점수를, Q20번 문항이 가장 낮은 점수를 기록했습니다. 그림 7에서 볼 수 있듯이, 대조군과 실험군 간 평균 점수 차이가 가장 큰 문항은 Q6이고, 가장 작은 문항은 Q22입니다.
설문 점수 비교. 플라스틱 모형을 사용한 대조군과 증강 현실 애플리케이션을 사용한 실험군의 평균 점수를 비교한 막대 그래프. AR-TCPT는 증강 현실 기반 치아 조각 연습 도구입니다.
증강현실(AR) 기술은 임상 심미, 구강 외과, 수복 기술, 치아 형태학 및 임플란트학, 시뮬레이션 등 다양한 치과 분야에서 점점 더 널리 사용되고 있습니다[28, 29, 30, 31]. 예를 들어, 마이크로소프트 홀로렌즈는 치과 교육 및 수술 계획 수립을 위한 고급 증강현실 도구를 제공합니다[32]. 가상현실 기술 또한 치아 형태학 교육을 위한 시뮬레이션 환경을 제공합니다[33]. 이러한 첨단 하드웨어 기반 헤드 마운트 디스플레이는 아직 치과 교육에 널리 보급되지는 않았지만, 모바일 AR 애플리케이션은 임상 적용 기술을 향상시키고 사용자가 해부학을 빠르게 이해하는 데 도움을 줄 수 있습니다[34, 35]. AR 기술은 또한 학생들의 치아 형태학 학습 동기와 흥미를 높이고 더욱 상호작용적이고 몰입도 높은 학습 경험을 제공할 수 있습니다[36]. AR 학습 도구는 학생들이 복잡한 치과 시술과 해부학적 구조를 3D로 시각화하는 데 도움을 주는데[37], 이는 치아 형태학을 이해하는 데 매우 중요합니다.
3D 프린팅 플라스틱 치과 모형이 치아 형태학 교육에 미치는 영향은 2D 이미지와 설명이 포함된 교과서보다 이미 우수합니다[38]. 그러나 교육의 디지털화와 기술 발전으로 인해 치과 교육을 포함한 의료 및 의학 교육에 다양한 기기와 기술을 도입해야 할 필요성이 대두되었습니다[35]. 교사들은 빠르게 진화하고 역동적인 분야에서 복잡한 개념을 가르쳐야 하는 과제에 직면해 있으며[39], 학생들의 치아 조각 실습을 돕기 위해 기존의 치과용 레진 모형 외에도 다양한 실습 도구를 활용해야 합니다. 따라서 본 연구에서는 증강현실(AR) 기술을 활용하여 치아 형태학 실습을 지원하는 실용적인 AR-TCPT 도구를 제시합니다.
증강현실(AR) 애플리케이션의 사용자 경험에 대한 연구는 멀티미디어 사용에 영향을 미치는 요인을 이해하는 데 매우 중요합니다[40]. 긍정적인 AR 사용자 경험은 목적, 사용 편의성, 원활한 작동, 정보 표시 및 상호 작용을 포함하여 개발 및 개선 방향을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다[41]. 표 2에서 볼 수 있듯이, Q20을 제외하고 AR-TCPT를 사용한 실험군은 플라스틱 모형을 사용한 대조군에 비해 사용자 경험 평가에서 더 높은 점수를 받았습니다. 플라스틱 모형과 비교했을 때, 치과 조각 실습에서 AR-TCPT를 사용한 경험은 훨씬 더 높은 평가를 받았습니다. 평가 항목에는 이해도, 시각화, 관찰력, 반복성, 도구의 유용성 및 다양한 관점이 포함됩니다. AR-TCPT 사용의 이점으로는 빠른 이해, 효율적인 탐색, 시간 절약, 임상 전 조각 기술 개발, 포괄적인 내용 제공, 학습 효과 향상, 교재 의존도 감소, 그리고 상호작용적이고 즐거우며 유익한 경험 등이 있습니다. 또한 AR-TCPT는 다른 실습 도구와의 상호 작용을 용이하게 하고 다양한 관점에서 명확한 시야를 제공합니다.
그림 7에서 볼 수 있듯이, AR-TCPT는 질문 20에서 추가적인 사항을 제시했습니다. 즉, 치아 조각의 모든 단계를 보여주는 포괄적인 그래픽 사용자 인터페이스가 학생들의 치아 조각 실습에 도움이 될 수 있다는 것입니다. 환자 치료 전에 치아 조각 기술을 습득하려면 전체 치아 조각 과정을 보여주는 것이 매우 중요합니다. 실험군은 질문 13에서 가장 높은 점수를 받았는데, 이는 환자 치료 전 치아 조각 기술 습득 및 사용자 숙련도 향상과 관련된 핵심적인 질문으로, AR-TCPT가 치아 조각 실습에 활용될 수 있는 잠재력을 보여줍니다. 사용자들은 학습한 기술을 임상 환경에서 적용하기를 원합니다. 그러나 실제 치아 조각 기술의 발전과 효과를 평가하기 위해서는 후속 연구가 필요합니다. 질문 6은 필요한 경우 플라스틱 모형과 AR-TCPT를 사용할 수 있는지에 대한 질문이었으며, 이 질문에 대한 응답에서 두 그룹 간 가장 큰 차이가 나타났습니다. 모바일 앱인 AR-TCPT는 플라스틱 모형보다 사용하기 편리하다는 것이 입증되었습니다. 그러나 사용자 경험만으로 AR 앱의 교육적 효과를 입증하기는 어렵습니다. 완성된 치과용 태블릿에 AR-TCPT를 적용했을 때의 효과를 평가하기 위한 추가 연구가 필요합니다. 하지만 본 연구에서 AR-TCPT의 높은 사용자 경험 평가는 실용적인 도구로서의 잠재력을 보여줍니다.
본 비교 연구는 AR-TCPT가 사용자 경험 측면에서 우수한 평가를 받았으므로 치과에서 기존 플라스틱 모형을 대체하거나 보완하는 유용한 대안이 될 수 있음을 보여줍니다. 그러나 AR-TCPT의 우수성을 확정하기 위해서는 중급 및 고급 치아 조형 교육자들의 정량적 검증이 추가적으로 필요합니다. 또한, 공간 지각 능력의 개인차가 조형 과정과 최종 치아에 미치는 영향에 대한 분석도 필요합니다. 개인별 치아 조형 능력은 다양하며, 이는 조형 과정과 최종 치아에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 AR-TCPT가 치아 조형 실습 도구로서 효과적인지 입증하고, 조형 과정에서 AR 애플리케이션의 조절 및 매개 역할을 이해하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다. 향후 연구에서는 HoloLens AR 기술을 활용한 치아 형태학 도구의 개발 및 평가에 초점을 맞춰야 합니다.
요약하자면, 본 연구는 AR-TCPT가 혁신적이고 상호작용적인 학습 경험을 제공함으로써 치과 조형 실습 도구로서 잠재력을 지니고 있음을 보여줍니다. 기존 플라스틱 모형을 사용한 그룹과 비교했을 때, AR-TCPT를 사용한 그룹은 이해 속도 향상, 학습 효과 증대, 교재 의존도 감소 등 사용자 경험 점수가 유의미하게 높게 나타났습니다. 친숙한 기술과 사용 편의성을 갖춘 AR-TCPT는 기존 플라스틱 도구를 대체할 수 있는 유망한 대안이며, 3D 조형 초보자들에게도 도움을 줄 수 있습니다. 그러나 조형 능력 향상 및 조형된 치아의 정량적 측정 등 교육적 효과를 평가하기 위해서는 추가적인 연구가 필요합니다.
본 연구에 사용된 데이터 세트는 합리적인 요청이 있을 경우 해당 저자에게 연락하여 제공받을 수 있습니다.
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게시 시간: 2023년 12월 25일