전통적인 시신 해부는 점차 줄어들고 있는 반면, 플라스티네이션 및 3D 프린팅(3DP) 모델은 전통적인 해부학 교육 방식의 대안으로 인기를 얻고 있습니다. 하지만 이러한 새로운 도구들의 장단점이 무엇인지, 그리고 존중, 배려, 공감과 같은 인간적 가치를 포함하는 학생들의 해부학 학습 경험에 어떤 영향을 미칠지는 아직 명확하지 않습니다.
무작위 교차 연구 직후 96명의 학생이 참여하도록 초대되었습니다. 해부학적으로 플라스틱화된 3D 심장 모형(1단계, n=63)과 목 모형(2단계, n=33)을 활용한 학습 경험을 탐색하기 위해 실용적인 설계가 사용되었습니다. 이러한 도구를 사용한 해부학 학습에 대한 278개의 자유 응답 텍스트 리뷰(강점, 약점, 개선 영역 언급)와 포커스 그룹 토론(n=8)의 녹취록을 바탕으로 귀납적 주제 분석이 수행되었습니다.
네 가지 주제가 확인되었습니다. 즉, 인지된 진정성, 근본적인 이해와 복잡성, 존중과 배려의 태도, 다중 모드성, 그리고 리더십입니다.
일반적으로 학생들은 플라스티네이션 처리된 표본이 더 사실적이라고 느꼈고, 따라서 사용하기 쉽고 기본적인 해부학 학습에 더 적합한 3D 프린팅 모델보다 더 존중받고 소중하게 여겨진다고 느꼈습니다.
인체 부검은 17세기부터 의학 교육에서 표준적인 교육 방법으로 사용되어 왔습니다[1, 2]. 그러나 접근성의 제한, 시체 유지 관리 비용의 높은 부담[3, 4], 해부학 교육 시간의 현저한 단축[1, 5], 그리고 기술 발전[3, 6]으로 인해 전통적인 해부 방법을 이용한 해부학 수업은 점차 감소하고 있습니다. 이는 플라스티네이션 처리된 인체 표본이나 3D 프린팅(3DP) 모델과 같은 새로운 교육 방법 및 도구에 대한 연구 가능성을 열어줍니다[6, 7, 8].
각 도구에는 장단점이 있습니다. 도금된 표본은 건조하고 냄새가 없으며 사실적이고 무해하여[9,10,11] 해부학 학습 및 이해에 있어 학생들의 참여를 유도하고 교육하는 데 이상적입니다. 그러나 도금 표본은 단단하고 유연성이 떨어져[10, 12] 조작이 어렵고 심부 구조에 접근하기 어렵다는 단점이 있습니다[9]. 비용 측면에서 도금 표본은 일반적으로 3D 프린팅 모델보다 구매 및 유지 관리 비용이 더 많이 듭니다[6,7,8]. 반면 3D 프린팅 모델은 다양한 질감[7, 13]과 색상[6, 14]을 표현할 수 있고 특정 부위에 지정할 수 있어 학생들이 중요한 구조를 더 쉽게 식별, 구분 및 기억하는 데 도움이 되지만, 도금 표본보다 현실감이 떨어지는 것으로 여겨집니다.
여러 연구에서 플라스틱 처리된 표본, 2D 이미지, 습식 절편, Anatomage 테이블(Anatomage Inc., San Jose, CA) 및 3D 프린팅 모델과 같은 다양한 유형의 해부학적 도구의 학습 결과/성능을 조사했습니다[11, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21]. 그러나 결과는 대조군과 중재군에서 사용된 훈련 도구의 선택뿐만 아니라 다른 해부학적 부위에 따라 달랐습니다[14, 22]. 예를 들어, 습식 해부[11, 15] 및 부검 테이블[20]과 함께 사용했을 때 학생들은 플라스틱 처리된 표본에 대한 학습 만족도와 태도가 더 높다고 보고했습니다. 마찬가지로, 플라스틱화 패턴의 사용은 학생들의 객관적 지식에 긍정적인 결과를 가져왔습니다[23, 24].
3D 프린팅 모델은 전통적인 교육 방법을 보완하는 데 자주 사용됩니다[14,17,21]. Loke 등(2017)은 소아과 의사의 선천성 심장 질환 이해를 돕기 위해 3D 프린팅 모델을 사용한 사례를 보고했습니다[18]. 이 연구에서는 3D 프린팅 모델을 사용한 그룹이 2D 이미지 그룹에 비해 학습 만족도가 높고, 팔로 사징후에 대한 이해도가 높으며, 환자 관리 능력(자기효능감)이 향상된 것으로 나타났습니다. 3D 프린팅 모델을 사용하여 혈관 구조와 두개골 구조를 학습하는 것은 2D 이미지를 사용하는 것과 동일한 학습 만족도를 제공합니다[16, 17]. 이러한 연구들은 3D 프린팅 모델이 학생들의 학습 만족도 측면에서 2D 일러스트레이션보다 우수함을 보여줍니다. 그러나 가소화된 샘플과 여러 재질로 구성된 3D 프린팅 모델을 구체적으로 비교한 연구는 제한적입니다. Mogali 등(2021)은 가소화 처리된 3D 프린팅 심장 및 목 모델을 사용하여 대조군과 실험군 간의 지식 증가율이 유사함을 보고했습니다[21].
그러나 해부학적 도구와 신체 부위 및 장기의 선택이 학생 학습 경험에 미치는 영향을 더 깊이 이해하기 위해서는 추가적인 연구가 필요합니다[14, 22]. 인본주의적 가치는 이러한 인식에 영향을 미칠 수 있는 흥미로운 측면입니다. 이는 의사가 될 학생들에게 기대되는 존중, 배려, 공감, 연민을 의미합니다[25, 26]. 인본주의적 가치는 전통적으로 부검에서 추구되어 왔는데, 학생들은 기증된 시신에 대한 공감과 배려를 배우며, 따라서 해부학 연구는 항상 특별한 위치를 차지해 왔습니다[27, 28]. 그러나 이러한 가치는 플라스틱화 및 3D 프린팅 도구에서는 거의 측정되지 않습니다. 폐쇄형 리커트 척도 설문 조사와 달리, 포커스 그룹 토론 및 개방형 설문 조사와 같은 질적 데이터 수집 방법은 무작위 순서로 작성된 참가자 의견에 대한 통찰력을 제공하여 새로운 학습 도구가 학습 경험에 미치는 영향을 설명합니다.
따라서 본 연구는 학생들이 해부학 학습을 위해 정해진 도구(플라스티네이션)를 사용할 때와 3D 프린팅된 실물 이미지를 사용할 때 해부학을 어떻게 다르게 인식하는지 알아보고자 했습니다.
위 질문에 답하기 위해, 학생들은 팀 상호작용과 협업을 통해 해부학적 지식을 습득, 축적, 공유할 기회를 갖습니다. 이러한 개념은 개인이나 사회 집단이 능동적으로 지식을 창조하고 공유한다는 구성주의 이론과 잘 부합합니다[29]. 이러한 상호작용(예: 동료 간, 학생과 교사 간)은 학습 만족도에 영향을 미칩니다[30, 31]. 동시에 학생들의 학습 경험은 학습 편의성, 환경, 교수법, 교과 내용과 같은 요인들의 영향을 받습니다[32]. 결과적으로 이러한 요소들은 학생들의 학습 및 관심 주제에 대한 숙달에 영향을 미칠 수 있습니다[33, 34]. 이는 개인적 경험, 지능, 신념의 초기 형성과정이 다음 행동 방향을 결정할 수 있다는 실용주의적 인식론의 이론적 관점과 관련될 수 있습니다[35]. 실용주의적 접근 방식은 인터뷰와 설문조사를 통해 복잡한 주제와 그 순서를 신중하게 파악하고, 이어서 주제 분석을 수행하는 것을 목표로 합니다[36].
시체 표본은 과학과 인류에 도움이 되는 중요한 선물로 여겨져 학생들이 기증자에게 존경과 감사를 표하게 되므로 종종 조용한 멘토로 간주됩니다[37, 38]. 이전 연구에서는 시체/플라스티네이션 그룹과 3DP 그룹 간에 유사하거나 더 높은 객관적 점수가 보고되었지만[21, 39], 두 그룹 학생들이 인본주의적 가치를 포함한 동일한 학습 경험을 공유하는지는 불분명했습니다. 이러한 추가 연구를 위해 본 연구는 실용주의 원칙[36]을 사용하여 3DP 모델의 학습 경험과 특성(색상 및 질감)을 조사하고 학생 피드백을 기반으로 플라스티네이션 표본과 비교합니다.
학생들의 인식은 교육자들이 해부학 교육에 효과적인 도구와 그렇지 않은 도구를 선택하는 데 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 이러한 정보는 교육자들이 학생들의 선호도를 파악하고 적절한 분석 도구를 사용하여 학습 경험을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.
본 질적 연구는 3D 프린팅 모델과 비교하여 플라스틱 처리된 심장 및 목 샘플을 사용하여 학생들이 중요하다고 생각하는 학습 경험이 무엇인지 탐색하는 것을 목표로 했습니다. 2018년 Mogali 등의 예비 연구에 따르면 학생들은 플라스틱 처리된 표본이 3D 프린팅 모델보다 더 현실적이라고 생각했습니다[7]. 따라서 다음과 같이 가정해 보겠습니다.
플라스티네이션은 실제 시신을 본떠 만든 것이므로, 학생들은 진정성과 인문학적 가치 측면에서 3D 프린팅 모델보다 플라스티네이션을 더 긍정적으로 볼 것으로 예상되었다.
본 질적 연구는 이전의 두 양적 연구[21, 40]와 관련이 있는데, 세 연구 모두 동일한 학생 참여자 표본으로부터 동시에 데이터를 수집했기 때문입니다. 첫 번째 논문은 플라스티네이션 그룹과 3D 프린팅 그룹 간의 객관적 측정치(시험 점수)가 유사함을 보여주었고[21], 두 번째 논문은 요인 분석을 통해 학습 만족도, 자기효능감, 인본주의적 가치, 학습 매체의 한계와 같은 교육적 구성 요소를 측정하는 심리측정학적으로 검증된 도구(4개 요인, 19개 항목)를 개발했습니다[40]. 본 연구는 학생들이 플라스티네이션 표본과 3D 프린팅 모델을 사용하여 해부학을 학습할 때 무엇을 중요하게 생각하는지 알아보기 위해 수준 높은 공개 토론과 포커스 그룹 토론을 진행했습니다. 따라서 본 연구는 연구 목표/질문, 데이터 및 분석 방법 측면에서 이전 두 논문과 차별화됩니다. 본 연구는 플라스티네이션 표본과 비교하여 3D 프린팅 도구 사용에 대한 학생들의 질적 피드백(자유 응답 및 포커스 그룹 토론)을 분석하고자 합니다. 즉, 본 연구는 이전 두 논문[21, 40]과는 근본적으로 다른 연구 질문을 다루고 있습니다.
저자가 소속된 기관에서는 5년제 의학 학사(MBBS) 과정의 첫 2년 동안 심폐, 내분비, 근골격계 등과 같은 계통별 교과 과정에 해부학이 통합되어 있습니다. 일반 해부학 실습을 지원하기 위해 해부 또는 습식 해부 표본 대신 석고 표본, 플라스틱 모형, 의료 영상 및 가상 3D 모델이 자주 사용됩니다. 전통적인 강의식 수업은 그룹 스터디로 대체되어 습득한 지식의 응용에 중점을 둡니다. 각 계통 모듈이 끝날 때마다 일반 해부학, 영상, 조직학을 다루는 20개의 개별 최적 답안(SBA)으로 구성된 온라인 형성 평가 해부학 실습 시험을 치릅니다. 실험 기간 동안 총 5회의 형성 평가 시험이 실시되었습니다(1학년에 3회, 2학년에 2회). 1학년과 2학년의 통합 종합 필기 평가는 각각 120개의 SBA로 구성된 두 개의 시험지로 이루어집니다. 해부학은 이러한 평가의 일부가 되며, 평가 계획에 따라 포함될 해부학적 문제의 수가 결정됩니다.
학생 대비 표본 비율을 개선하기 위해, 플라스티네이션 처리된 표본을 기반으로 한 내부 3D 프린팅 모델을 해부학 교육 및 학습에 활용하는 방안을 연구했습니다. 이를 통해 새로운 3D 프린팅 모델이 해부학 교육과정에 정식으로 도입되기 전에 플라스티네이션 표본과 비교하여 교육적 가치를 입증할 수 있는 기회를 제공합니다.
본 연구에서는 심장(전체 심장 1개와 단면 심장 1개) 및 머리와 목(전체 머리-목 1개와 정중 시상면 머리-목 1개)의 플라스틱 모형에 대해 컴퓨터 단층촬영(CT)(64슬라이스 Somatom Definition Flash CT 스캐너, Siemens Healthcare, Erlangen, Germany)을 시행하였다(그림 1). DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 이미지를 획득하여 3D Slicer(버전 4.8.1 및 4.10.2, Harvard Medical School, Boston, Massachusetts)에 불러와 근육, 동맥, 신경, 뼈와 같은 구조 유형별로 분할하였다. 분할된 파일은 Materialize Magics(버전 22, Materialize NV, Leuven, Belgium)에 불러와 노이즈를 제거하고, 출력 모델을 STL 형식으로 저장한 후 Objet 500 Connex3 Polyjet 프린터(Stratasys, Eden Prairie, MN)로 전송하여 3D 해부학적 모델을 제작하였다. 광중합성 수지와 투명 엘라스토머(VeroYellow, VeroMagenta 및 TangoPlus)는 자외선에 의해 층층이 경화되어 각 해부학적 구조에 고유한 질감과 색상을 부여합니다.
본 연구에 사용된 해부학 연구 도구. 왼쪽: 목; 오른쪽: 금속판으로 고정하고 3D 프린팅한 심장.
또한, 전체 심장 모형에서 상행 대동맥과 관상동맥계를 선택하고, 모형에 부착할 수 있도록 베이스 스캐폴드를 제작했습니다(버전 22, Materialize NV, Leuven, Belgium). 이 모형은 Raise3D Pro2 프린터(Raise3D Technologies, Irvine, CA)를 사용하여 열가소성 폴리우레탄(TPU) 필라멘트로 출력했습니다. 모형의 동맥을 표현하기 위해 출력된 TPU 지지 재료를 제거하고 혈관 부분을 붉은색 아크릴 물감으로 칠했습니다.
2020-2021학년도 리콩창 의과대학 1학년 의학 학사 과정 학생 163명(남학생 94명, 여학생 69명)에게 본 연구 참여를 위한 이메일 초대가 발송되었습니다. 참여는 자발적인 활동으로 진행되었습니다. 무작위 교차 실험은 두 단계로 진행되었으며, 첫 번째 단계에서는 심장 절개를, 두 번째 단계에서는 목 절개를 시행했습니다. 잔류 효과를 최소화하기 위해 두 단계 사이에 6주간의 휴지기가 있었습니다. 두 단계 모두에서 학생들은 학습 주제와 그룹 배정에 대해 알지 못했습니다. 각 그룹은 최대 6명으로 구성되었습니다. 첫 번째 단계에서 플라스티네이션 처리된 샘플을 받은 학생들은 두 번째 단계에서 3D 프린팅 모델을 받았습니다. 각 단계에서 두 그룹 모두 제3자(선임 교수)의 소개 강의(30분)를 듣고, 제공된 자율 학습 도구와 자료를 활용하여 자율 학습(50분)을 진행했습니다.
COREQ(종합 질적 연구 보고 기준) 체크리스트는 질적 연구를 안내하는 데 사용됩니다.
학생들은 자신의 강점, 약점, 그리고 발전 기회에 대한 세 가지 개방형 질문을 포함한 설문조사를 통해 연구 학습 자료에 대한 피드백을 제공했습니다. 응답자 96명 모두 자유로운 형식으로 답변했습니다. 그 후, 8명의 학생 자원자(n=8)가 포커스 그룹에 참여했습니다. 인터뷰는 해부학 교육 센터(실험이 진행된 장소)에서 진행되었으며, 연구팀 교육에는 참여하지 않았지만 10년 이상의 TBL(팀 기반 학습) 진행 경험을 가진 비해부학 강사 출신의 연구자 4(박사)가 진행했습니다. 학생들은 연구 시작 전까지 연구자(및 연구 그룹)의 개인적인 정보를 알지 못했지만, 동의서를 통해 연구 목적을 안내받았습니다. 포커스 그룹에는 연구자 4와 학생들만 참여했습니다. 연구자는 학생들에게 포커스 그룹에 대해 설명하고 참여 의사를 물었습니다. 학생들은 3D 프린팅과 플라스티네이션 학습 경험을 공유하며 매우 열정적인 반응을 보였습니다. 진행자는 학생들이 생각을 정리할 수 있도록 유도 질문 6개를 했습니다(보충 자료 1). 예를 들어, 해부학적 도구가 학습과 이해를 촉진하는 측면, 그리고 그러한 표본을 다룰 때 공감의 역할에 대한 논의가 포함됩니다. 인터뷰의 첫 질문은 "플라스티네이션 처리된 표본과 3D 프린팅된 복제본을 사용하여 해부학을 공부한 경험을 어떻게 설명하시겠습니까?"였습니다. 모든 질문은 개방형 질문으로, 참여자들이 편견 없이 자유롭게 답변할 수 있도록 하여 새로운 정보를 발견하고 학습 도구를 활용하여 어려움을 극복할 수 있도록 했습니다. 참여자들의 의견이나 결과 분석은 녹음되지 않았습니다. 연구 참여가 자발적이었기 때문에 데이터 포화를 방지할 수 있었습니다. 전체 대화 내용은 분석을 위해 녹음되었습니다.
포커스 그룹 녹음(35분)은 그대로 전사되었고, 개인 정보는 익명화되었습니다(가명 사용). 또한, 개방형 설문 문항도 수집되었습니다. 포커스 그룹 녹취록과 설문 문항은 Microsoft Excel 스프레드시트(Microsoft Corporation, Redmond, WA)로 가져와 데이터 삼각 검증 및 집계를 통해 유사하거나 일관된 결과 또는 새로운 결과를 확인했습니다[41]. 이는 이론적 주제 분석을 통해 수행되었습니다[41, 42]. 각 학생의 텍스트 답변은 전체 답변 수에 합산됩니다. 즉, 여러 문장으로 구성된 댓글은 하나로 처리됩니다. nil, none 또는 no comments 태그가 있는 답변은 무시됩니다. 세 명의 연구원(박사 학위를 소지한 여성 연구원, 석사 학위를 소지한 여성 연구원, 공학 학사 학위와 의학 교육 연구 경력 1~3년을 가진 남성 조교)이 독립적으로 귀납적 방식으로 비정형 데이터를 인코딩했습니다. 세 명의 프로그래머는 실제 드로잉 패드를 사용하여 포스트잇 메모를 유사점과 차이점을 기준으로 분류했습니다. 체계적이고 반복적인 패턴 인식을 통해 코드를 정렬하고 그룹화하기 위해 여러 세션이 진행되었으며, 이를 통해 코드가 그룹화되어 하위 주제(학습 도구의 긍정적 및 부정적 속성과 같은 특정 또는 일반적인 특성)를 식별하고 이를 통해 포괄적인 주제를 형성했습니다[41]. 합의에 도달하기 위해 해부학 교육 경력 15년의 남성 연구원(박사) 6명이 최종 주제를 승인했습니다.
헬싱키 선언에 따라 난양공과대학교 기관윤리심의위원회(IRB)(2019-09-024)는 연구 프로토콜을 검토하고 필요한 승인을 받았습니다. 참가자들은 충분한 설명을 듣고 동의했으며, 언제든지 참여를 철회할 권리가 있음을 고지받았습니다.
의과대학 1학년 학생 96명이 연구 참여에 대한 충분한 설명을 듣고 동의했으며, 성별, 연령 등의 기본 인구통계학적 정보를 제공했고, 해부학에 대한 사전 교육 경험이 없다고 밝혔습니다. 1단계(심장)와 2단계(경부 절개)에는 각각 63명(남성 33명, 여성 30명)과 33명(남성 18명, 여성 15명)이 참여했습니다. 참가자들의 연령은 18세에서 21세 사이였으며, 평균 연령은 19.3세(표준편차 0.9세)였습니다. 96명 전원이 설문조사에 응답했으며(중도 탈락자 없음), 8명의 학생이 포커스 그룹에 참여했습니다. 장점, 단점, 개선 필요성에 대한 총 278개의 자유 응답이 수집되었습니다. 분석된 데이터와 연구 결과 보고서 간에 불일치는 없었습니다.
포커스 그룹 토론과 설문 조사 응답을 통해 네 가지 주제가 도출되었습니다. 즉, 인지된 진정성, 근본적인 이해와 복잡성, 존중과 배려의 태도, 다중 모드성, 그리고 리더십입니다(그림 2). 각 주제에 대한 자세한 설명은 아래에 제시되어 있습니다.
인지된 진정성, 근본적인 이해와 복잡성, 존중과 배려, 학습 매체 선호도라는 네 가지 주제는 개방형 설문 조사 질문과 포커스 그룹 토론에 대한 주제 분석을 기반으로 합니다. 파란색 상자와 노란색 상자 안의 요소는 각각 도금된 샘플과 3DP 모델의 속성을 나타냅니다. 3DP는 3D 프린팅을 의미합니다.
학생들은 플라스티네이션 처리된 표본이 3D 프린팅 모델보다 더 사실적이고, 실제 시신과 더 유사한 자연스러운 색상을 띠며, 해부학적 세부 묘사가 더 뛰어나다고 생각했습니다. 예를 들어, 근섬유의 방향성은 3D 프린팅 모델에 비해 플라스티네이션 처리된 표본에서 더 뚜렷하게 나타납니다. 이러한 차이점은 아래 설명에서 확인할 수 있습니다.
"...매우 상세하고 정확해서 마치 실제 사람이 쓴 것 같아요 (C17 참가자; 자유 형식 플라스티네이션 검토)."
학생들은 3D 프린팅 도구가 기본적인 해부학을 배우고 주요 거시적 특징을 평가하는 데 유용했으며, 플라스틱 처리된 표본은 복잡한 해부학적 구조와 부위에 대한 지식과 이해를 더욱 확장하는 데 이상적이라고 언급했습니다. 학생들은 두 도구가 서로 정확한 복제품임에도 불구하고, 플라스틱 처리된 표본에 비해 3D 프린팅 모델을 사용할 때 중요한 정보를 놓치는 부분이 있다고 느꼈습니다. 이에 대한 설명은 아래에 있습니다.
"...난원와 같은 작은 세부 사항에서 몇 가지 어려움이 있었습니다... 일반적으로 심장의 3D 모델은 사용할 수 있습니다... 목의 경우, 플라스티네이션 모델을 더 자세히 연구해 보면 더 확신을 가질 수 있을 것 같습니다." (참가자 PA1; 3D 프린팅, 포커스 그룹 토론)
"...거시적인 구조를 자세히 볼 수 있습니다. 3D 프린팅 표본은 예를 들어, 더 거친 구조나 근육, 장기처럼 크고 쉽게 식별할 수 있는 것들을 연구하는 데 유용합니다... 아마도 플라스티네이션 처리된 표본을 접할 수 없는 사람들에게 유용할 것입니다." (PA3 참가자; 3D 프린팅, 포커스 그룹 토론)
학생들은 플라스티네이션 처리된 표본에 대해 더 큰 존중과 관심을 보였지만, 동시에 표본의 취약성과 유연성 부족으로 인해 구조물이 파손될 가능성에 대해서도 우려를 나타냈습니다. 그러나 3D 프린팅 모델은 손상되더라도 복원이 가능하다는 사실을 깨닫고 실질적인 경험을 쌓았습니다.
"...또한 우리는 플라스티네이션 패턴에 더욱 주의를 기울이는 경향이 있습니다 (PA2 참가자; 플라스티네이션, 포커스 그룹 토론)."
"...플라스티네이션 표본의 경우, 마치 오랫동안 보존된 것과 같습니다. 만약 제가 그것을 손상시킨다면... 우리는 그것이 오랜 역사를 가지고 있기 때문에 더 심각한 손상처럼 보인다는 것을 알 수 있을 것입니다." (PA3 참가자; 플라스티네이션, 포커스 그룹 토론)
"3D 프린팅 모델은 비교적 빠르고 쉽게 제작할 수 있어 더 많은 사람들이 3D 모델을 접할 수 있고, 샘플을 공유하지 않고도 학습을 촉진할 수 있습니다(I38 기고가; 3DP, 자유 서평)."
"...3D 모델을 사용하면 샘플 손상과 같은 문제를 크게 걱정하지 않고도 어느 정도 자유롭게 실험해 볼 수 있습니다..." (PA2 참가자; 3DP, 포커스 그룹 토론)
학생들에 따르면, 플라스티네이션 처리된 표본의 수는 제한적이며, 표본의 경직성 때문에 심부 구조에 접근하기 어렵다고 합니다. 3D 프린팅 모델의 경우, 학생들은 개인 맞춤형 학습을 위해 관심 영역에 맞춰 모델을 제작함으로써 해부학적 세부 사항을 더욱 정교하게 표현할 수 있기를 기대합니다. 학생들은 플라스티네이션 모델과 3D 프린팅 모델 모두 해부학 테이블과 같은 다른 교육 도구와 함께 사용하면 학습 효과를 높일 수 있다는 데 동의했습니다.
"일부 심부 내부 구조는 잘 보이지 않습니다(참가자 C14; 플라스티네이션, 자유 형식 의견)."
"아마도 부검대와 기타 방법들이 매우 유용한 추가 사항이 될 것입니다(회원 C14; 플라스티네이션, 자유 텍스트 검토)."
"3D 모델을 세밀하게 제작하면 신경이나 혈관처럼 서로 다른 부위와 측면에 초점을 맞춘 별도의 모델을 만들 수 있습니다." (참가자 I26; 3DP, 자유 응답)
학생들은 교사가 모델을 올바르게 사용하는 방법을 설명할 수 있도록 시연을 포함하거나, 강의 노트에 학습 및 이해를 돕기 위해 주석이 달린 샘플 이미지에 대한 추가 지침을 제공하는 것을 제안했지만, 이 연구가 특별히 자기 학습을 위해 설계되었다는 점은 인정했습니다.
"...독립적인 연구 방식에 감사드립니다...인쇄된 슬라이드나 메모 형태로 더 많은 지침이 제공되면 좋겠습니다...(참가자 C02; 일반적인 자유 의견)"
"콘텐츠 전문가나 애니메이션 또는 비디오와 같은 추가적인 시각적 도구는 3D 모델의 구조를 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다(회원 C38; 일반적인 자유 텍스트 검토)."
의과대학 1학년 학생들에게 학습 경험과 3D 프린팅 및 가소화 처리된 샘플의 품질에 대해 질문했습니다. 예상대로 학생들은 가소화 처리된 샘플이 3D 프린팅된 샘플보다 더 사실적이고 정확하다고 생각했습니다. 이러한 결과는 예비 연구에서도 확인되었습니다[7]. 기록물은 기증된 시신을 기반으로 제작되었기 때문에 신뢰성이 높습니다. 비록 형태학적 특징이 유사한 가소화 처리된 표본의 1:1 복제본이었음에도 불구하고[8], 폴리머 기반 3D 프린팅 모델은 특히 학생들이 심장의 난원와 가장자리와 같은 세부 사항이 가소화 처리된 모델에 비해 3D 프린팅 모델에서 잘 보이지 않는다고 느끼는 등, 덜 사실적이고 정확하지 않다고 생각했습니다. 이는 경계를 명확하게 구분할 수 없는 CT 이미지 품질 때문일 수 있습니다. 따라서 분할 소프트웨어에서 이러한 구조를 분할하기 어렵고, 이는 3D 프린팅 공정에 영향을 미칩니다. 이로 인해 학생들은 가소화 처리된 샘플과 같은 표준 도구를 사용하지 않으면 중요한 지식이 손실될 수 있다는 우려 때문에 3D 프린팅 도구 사용에 대한 의구심을 가질 수 있습니다. 수술 훈련에 관심 있는 학생들은 실제 모형을 사용하는 것이 필요하다고 생각할 수 있습니다[43]. 현재 결과는 플라스틱 모형[44]과 3DP 샘플이 실제 샘플의 정확도를 갖지 못한다는 이전 연구와 유사합니다[45].
학생들의 접근성과 만족도를 향상시키기 위해서는 도구의 비용과 가용성 또한 고려해야 합니다. 연구 결과는 비용 효율적인 제작 방식 덕분에 해부학적 지식 습득에 3D 프린팅 모델을 활용하는 것이 효과적이라는 점을 뒷받침합니다[6, 21]. 이는 플라스틱 모델과 3D 프린팅 모델의 객관적인 성능이 유사하다는 이전 연구 결과와도 일치합니다[21]. 학생들은 3D 프린팅 모델이 기본적인 해부학적 개념, 장기 및 특징을 학습하는 데 더 유용하다고 생각하는 반면, 플라스틱 모델은 복잡한 해부학적 구조를 학습하는 데 더 적합하다고 생각했습니다. 또한 학생들은 해부학적 이해도를 높이기 위해 기존의 사체 표본 및 최신 기술과 함께 3D 프린팅 모델을 활용할 것을 권장했습니다. 사체, 3D 프린팅, 환자 스캔, 가상 3D 모델 등을 활용하여 심장 해부학적 구조를 나타내는 것과 같이 동일한 대상을 다양한 방식으로 표현할 수 있습니다. 이러한 다중 모드 접근 방식을 통해 학생들은 해부학을 다양한 방식으로 설명하고, 학습 내용을 다양한 방식으로 전달하며, 다양한 방식으로 학습에 참여할 수 있습니다[44]. 연구에 따르면 해부학 학습과 관련된 인지 부하 측면에서 일부 학생들에게는 사체 도구와 같은 실제 학습 자료가 어려울 수 있다는 점이 밝혀졌습니다[46]. 인지 부하가 학생 학습에 미치는 영향을 이해하고 인지 부하를 줄이기 위해 기술을 적용하여 더 나은 학습 환경을 조성하는 것이 중요합니다[47, 48]. 학생들에게 사체 자료를 소개하기 전에 3D 프린팅 모델을 활용하여 해부학의 기본적이고 중요한 측면을 시연함으로써 인지 부하를 줄이고 학습 효과를 높일 수 있습니다. 또한 학생들은 3D 프린팅 모델을 집으로 가져가 교과서 및 강의 자료와 함께 복습하고 실험실을 넘어 해부학 학습을 확장할 수 있습니다[45]. 그러나 저자가 소속된 기관에서는 아직 3D 프린팅 구성 요소를 제거하는 관행이 시행되지 않고 있습니다.
본 연구에서는 플라스티네이션 처리된 표본이 3D 프린팅 복제본보다 더 존중받는 것으로 나타났습니다. 이러한 결론은 "첫 번째 환자"로서 사체 표본이 존중과 공감을 불러일으키는 반면 인공 모형은 그렇지 않다는 기존 연구 결과와 일치합니다[49]. 사실적인 플라스티네이션 처리된 인체 조직은 친밀하고 현실적입니다. 사체 재료를 사용함으로써 학생들은 인본주의적이고 윤리적인 이상을 함양할 수 있습니다[50]. 또한, 학생들의 플라스티네이션 패턴에 대한 인식은 사체 기증 프로그램 및/또는 플라스티네이션 과정에 대한 지식 증가에 영향을 받을 수 있습니다. 플라스티네이션은 학생들이 기증자에게 느끼는 공감, 존경, 감사를 모방하는 기증된 사체입니다[10, 51]. 이러한 특성은 인본주의적인 간호사를 구별하는 특징이며, 함양된다면 환자를 존중하고 공감함으로써 전문적인 발전을 이룰 수 있도록 도와줍니다[25, 37]. 이는 인체 해부를 통한 무언의 지도와 유사합니다[37, 52, 53]. 플라스티네이션용 표본은 시체에서 기증받았기 때문에 학생들은 이를 조용한 스승으로 여겼고, 이러한 새로운 교육 도구에 대한 존중심을 갖게 되었습니다. 3D 프린팅 모델이 기계로 만들어진다는 것을 알고 있음에도 불구하고 학생들은 여전히 이를 사용하는 것을 즐깁니다. 각 조는 보살핌을 받고 있다고 느끼며, 모델의 무결성을 보존하기 위해 조심스럽게 다뤄집니다. 학생들은 3D 프린팅 모델이 교육 목적으로 환자 데이터를 기반으로 제작된다는 것을 이미 알고 있을 수도 있습니다. 저자가 소속된 기관에서는 학생들이 해부학 정식 학습을 시작하기 전에 해부학의 역사에 대한 입문 해부학 강좌를 수강한 후 선서를 합니다. 이 선서의 주된 목적은 학생들에게 인본주의적 가치, 해부학적 기구에 대한 존중, 그리고 전문성을 심어주는 것입니다. 해부학적 기구와 헌신의 결합은 학생들에게 배려심과 존중심을 심어주고, 어쩌면 미래에 환자를 대해 가져야 할 책임감을 일깨워 줄 수도 있습니다[54].
학습 도구의 향후 개선과 관련하여, 플라스티네이션 그룹과 3D 프린팅 그룹 모두에서 학생들은 구조 파괴에 대한 두려움을 학습 참여 및 과정에 반영했습니다. 특히, 포커스 그룹 토론에서는 플라스티네이션 처리된 표본의 구조적 손상에 대한 우려가 제기되었습니다. 이러한 관찰 결과는 플라스티네이션 처리된 표본에 대한 기존 연구[9, 10]에서도 확인되었습니다. 구조 조작, 특히 목 모형은 심층 구조를 탐구하고 3차원 공간 관계를 이해하는 데 필수적입니다. 촉각 및 시각 정보를 활용하면 학생들이 3차원 해부학적 부위에 대한 더욱 상세하고 완전한 심상을 형성하는 데 도움이 됩니다[55]. 연구에 따르면 물리적 물체의 촉각 조작은 인지 부하를 줄이고 정보의 이해 및 기억력을 향상시킬 수 있습니다[55]. 3D 프린팅 모형에 플라스티네이션 처리된 표본을 추가하면 학생들이 구조 손상에 대한 두려움 없이 표본과 상호작용하는 능력을 향상시킬 수 있다는 의견이 제시되었습니다.
게시 시간: 2023년 7월 21일