This thesis investigates efficacy of the colonoscopy simulator equipped with an improved haptic device, according to the theories of content validity and Kirkpatrick’s level-2 evaluation. The colonoscopy simulator has a 2-DOF haptic device employing an actual colonoscope. A wire-driven mechanism is used for the translational force reflection. The roll torque is generated by a timing belt mechanism. Four deflection sensors are attached to the colonoscope distal end to monitor movement of the camera. Tack sensors are also attached to the air control switches of the colonoscope control-handle. Simulation by expert colonoscopists who have conducted more than 1000 episodes, is quantitatively profiled and analyzed to compare the simulation environment with the salient attributes of the actual colonoscopy, which are established in the literature. The content validity, as an assessment tool, is examined using questionnaire surveys to colonoscopy experts. The questionnaire contains twenty three closed-end questions using Likert scale, regarding the usefulness and realism of the simulator. The questionnaire also checks whether the necessary kinesthetic skills for colonoscopy are actually simulated. Non-clinical evaluation involving engineering students is performed according to Kirkpatrick’s level-2 evaluation framework. The results show that the developed colonoscopy simulator has improved the skills of the tested subjects.
본 논문에서는 대장내시경 시뮬레이터의 내용타당도 및 Kirkpatrick 분류 2수준의 평가에 관하여 다룬다. 검증에 사용된 시뮬레이터의 햅틱장치는 훈련자들의 몰입감을 증대시키기 위하여 실제 대장내시경을 이용하여 개선한다. 햅틱장치는 직선방향과 회전방향의 2자유도를 가지며, 바퀴를 가진 두개의 판으로 이루어 진다. 각 자유도별 반력 생성을 위하여 wire-driven 메커니즘과 타이밍벨트 메커니즘을 이용하며, 충분한 힘과 토크를 전달해 준다. 사용자의 대장내시경 다이얼 조작을 읽어드리는 다이얼 센서 유닛은 네 개의 벤드센서로 이루어지며 내시경 끝 단에 방사형으로 붙어있다. 사용자의 내시경 공기조절벨브의 조작 시간을 측정하기 위하여 압정센서가 고안된다. 또한 시뮬레이터에서 구현될 가상 대장 모델이 실제 대장내시경시 발생하는 결과와 유사한지 전문의들의 시뮬레이션 결과를 이용하여 확인한다.
대장내시경 시뮬레이터의 평가도구로서의 검증을 위하여 내용타당도를 실시한다. 이를 위한 방법으로 대장내시경에 능숙한 전문의들을 대상으로 설문조사를 실시한다. 설문내용은 시뮬레이터의 유용성, 가상 대장모델의 난이도 등을 묻고 있다. 또한 대장내시경에 필요한 술기가 시뮬레이션 상에서 사실적으로 구현되는지에 알아보기 위해 그래픽의 사실성, 반력의 사실성, 루프의 생성여부 등 5가지 항목을 구체적으로 묻고 있다. 이를 통하여 대장내시경 시뮬레이터가 대장내시경을 익히는데 충분한 내용을 담고 있는지를 확인한다.
대장내시경 시뮬레이터를 사용한 교육프로그램의 평가를 위하여 Kirkpatrick의 4단계 평가모델을 바탕으로 검증을 실시한다. 2수준의 평가를 위하여 의학지식이 없는 비전공자를 두 그룹으로 나누어 그룹간의 동질성을 확인한다. 이 후 한 그룹은 전문가 수준에 도달하도록 시뮬레이터를 통하여 훈련시킨다. 훈련이 끝나면 두그룹은 새로운 모델을 수행하도록 하여 그 수행 결과를 비교한다. 이를 통하여 시뮬레이터를 통한 교육적인 효과를 검증한다. 그리고 3수준의 평가를 위하여 습득한 기술이 실제 시술 환경에서도 전이가 될 수 있는 지 여부를 의대 레지던트를 대상으로 한 임상 실험을 계획한다.
