XR 기술을 활용한 X-ray 의료기기 교육 도구 개발 및 효과성 검증
Development and Effectiveness Evaluation of an XR-based Educational Tool for X-ray Medical Equipment Training
- 주제어 (키워드) 의료기기 , 의료교육 , 교육콘텐츠 , XR , MR , Xray , Hand Tracking , Unity , Medical Devices , Medical Education , Educational Content , XR , MR
- 발행기관 서강대학교 메타버스전문대학원
- 지도교수 최승관
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 메타버스전문대학원 메타버스테크놀로지
- 실제 URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000079752
- UCI I804:11029-000000079752
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록 (요약문)
본 연구는 의료 교육에서 전통적인 교육 방식의 한계를 극복하기 위해 XR 기술을 활용한 X-ray 의료기기 교육 도구의 개발과 그 효과를 검증하고자 하였다. XR 기술은 가상현실(VR), 증강현실(AR), 혼합현실(MR)을 포함하는 개념으로, 안전하면서도 몰입적이고 상호작용이 가능한 학습 환경을 제공함으로써 고비용, 제한된 실습 기회, 방사선 노출 등의 문제를 해결할 수 있는 가능성을 제시한다. 본 연구는 Meta Quest 3의 혼합현실과 Hand Tracking 기술을 활용하여 현실감 있는 X-ray 기기 조작 시뮬레이션을 구현한 XR 기반 교육 도구를 설계 및 개발하였다. 3D 모델링 도구인 Blender와 Unity 엔진을 사용하여 실제 의료기기 조작과 유사한 학습 환경을 제공하였으며, 학습 흥미도, 숙련도 향상에 대한 인식, 지속 사용성을 중심으로 도구의 효과성을 평가하였다. 연구 결과, XR 기반 도구는 전통적인 강의 방식에 비해 학습자의 몰입감과 참여도를 크게 향상시키며, 기술 습득과 학습 지속성에도 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구는 XR 기술이 이론과 실습 간의 간극을 줄이고, 의료 교육에서 실질적이고 효율적인 학습 대안으로 활용될 가능성을 입증하였다. 향후 연구에서는 다양한 의료 시나리오와 교육 환경에서의 XR 도구의 적응성과 효과성을 더욱 심층적으로 검증하고자 한다.
more초록 (요약문)
This study aimed to develop and evaluate the effectiveness of an XR (Extended Reality)-based X-ray medical device training tool to overcome the limitations of traditional educational methods in medical training. XR technology, which encompasses Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR), and Mixed Reality (MR), offers the potential to address challenges such as high costs, limited practice opportunities, and radiation exposure by providing a safe, immersive, and interactive learning environment. This research involved the design and development of an XR-based educational tool that implemented realistic X-ray device operation simulations using the Mixed Reality and Hand Tracking technologies of Meta Quest 3. By employing 3D modeling tools like Blender and the Unity engine, the tool provided a learning environment closely resembling actual medical device operation. The effectiveness of the tool was evaluated based on learning interest, perceived improvement in competence, and long-term usability. The results revealed that the XR-based tool significantly enhanced learner engagement and immersion compared to traditional lecture-based methods, while positively impacting skill acquisition and learning persistence. This study demonstrated the potential of XR technology to bridge the gap between theory and practice, offering a practical and efficient alternative in medical education. Future research will focus on further verifying the adaptability and effectiveness of XR tools across diverse medical scenarios and educational settings.
more목차
제 1장 서론 1
제 2장 연구배경및목적 3
제 3장 이론적배경 5
3.1 XR의개념 5
3.1.1 가상현실 (VR) 6
3.1.2 증강현실 (AR) 6
3.1.3 혼합현실 (MR) 7
3.1.4 XR기술의비교와발전방향 7
3.2 XR의기술 8
3.2.1 디스플레이기술 8
3.2.2 무선 VR헤드셋기술 8
3.2.3 트레킹기술 9
3.2.4 핸드트레킹기술 9
3.2.5 렌더링기술 9
3.2.6 상호작용및사용자인터페이스기술 10
3.2.7 XR기술의통합적발전 10
3.3 방사선교육 10
3.3.1 방사선기기 10
3.3.2 방사선기기관리 11
3.3.3 방사선안전 12
3.3.4 방사선사교육 12
3.3.5 X-ray기기 13
3.3.6 X-ray교육의한계점 13
3.3.7 XR을활용한방사선교육의가능성 14
3.4 기존 VR의료교육문제분석 14
3.4.1 360도촬영영상기반콘텐츠의한계 15
3.4.2 가상현실기반콘텐츠의상호작용제한 15
3.4.3 4.3컨트롤러사용의제약 16
3.4.4 유선 VR헤드셋의물리적제한 16
제 4장 선행연구및동향 17
4.1 선행연구 17
4.1.1 Augmented reality in medical education: A systematic review 17
4.1.2 가상현실기반MRI교육콘텐츠학습효과분석 18
4.1.3 방사선발생장치 교육을 위한 시뮬레이터의 개발과 유용성 평가 19
4.1.4 증강현실기반의치아형태학실습교육콘텐츠의평가:학습 흥미도,몰입도,만족도를 중심으로 19
4.1.5 인터랙티브내러티브디자인이학습몰입도와지속사용의도에 미친 영향 20
4.2 XR의료교육동향 21
4.2.1 수술지원및시뮬레이션 21
4.2.2 의료교육및훈련 22
4.2.3 재활치료 23
4.2.4 원격의료및협진 23
4.2.5 환자교육및치료 24
4.2.6 의료용디지털트윈 24
제 5장 연구범위및방법 26
5.1 XR기반 X-ray의료기기교육도구설계및개발 26
5.1.1 Meta Quest 3의 혼합 현실과 Hand Tracking 기술을 활용한 몰입적학습환경구성 27
5.1.2 블렌더를 통한 X-ray 기기 3D 모델링 및 Unity 엔진을 통한 상호작용구현 30
5.1.3 교육목표와활용시나리오 33
5.1.4 X-ray의료기기실습방법 34
5.1.5 도구구성및상호작용방식 35
5.1.6 가상 X-ray촬영절차 36
5.2 도구사용과평가계획 38
5.2.1 설문조사및심층인터뷰설계 38
5.2.2 설문지질문도출과정 39
5.2.3 심층인터뷰 41
5.2.4 양적데이터수집및분석 42
제 6장 연구결과 45
6.1 신뢰성분석 46
6.2 기술통계분석 47
6.2.1 주요결과 48
6.2.2 분포특성 48
6.2.3 해석및논의 48
6.2.4 결론 49
6.3 요인분석 49
6.3.1 요인추출결과 50
6.3.2 요인적재량분석 51
6.3.3 결론및시사점 52
6.4 회귀분석 53
6.4.1 회귀분석의한계 53
6.4.2 요인분석중심의대안적접근 53
6.4.3 연구의제한성과제안된연구방향 54
6.5 학생인터뷰분석 55
6.5.1 몰입감과현실성에대한반응 56
6.5.2 학습흥미와실습의안전성 57
6.5.3 확장가능성과교육적잠재력 58
6.5.4 학생인터뷰의시사점 58
6.6 전문가인터뷰분석 59
6.6.1 전문가들의일반적특성 59
6.6.2 의료기기실습의현재상태와한계점 60
6.6.3 혼합현실(MR)기술의의료기기실습적용가능성 61
6.6.4 Meta Quest 3장비와핸드트래킹,공간컴퓨팅기술의효과성 62
6.6.5 XR기반의료기기실습의필요성과미래발전방향 62
6.6.6 전문가인터뷰의시사점 63
제 7장 논의 64
제 8장 한계점 65
제 9장 결론 67
참고문헌 69
