Context / probleemstelling of aanleiding

Probleemstelling (inclusief theoretische onderbouwing en onderzoeksvraag/vragen):

Grondige kennis van de 3-dimensionale anatomie van dieren is essentieel voor veterinaire professionals en biomedische onderzoekers die werken met proefdieren. Vanuit de opleiding wordt dit ruimtelijk anatomisch inzicht van oudsher verkregen door dissectie op kadavers, maar dit is duur en om ethische redenen steeds meer omstreden. Een alternatief dat in populariteit toeneemt is het gebruik van virtuele anatomiemodellen. Deze modellen kunnen met verschillende visualisatietechnieken worden gepresenteerd, variërend van statische 2-dimensionale afbeeldingen tot een volledig interactief stereoscopisch 3-dimensionale “holografische” projectie. In het midden van dit spectrum bevindt zich de interactieve monoscopische 3-dimensionale visualisatie (iM3D). Hierbij is het 3D anatomische model zichtbaar op een plat scherm (bijv. smartphone of laptop) en kan de gebruiker deze volledig roteren en organen zicht-/ onzichtbaar maken. Yammine et al. onderschrijven in hun meta-analyse de effectiviteit van virtuele 3-dimensionale modellen (1). Echter, een recente meta-analyse van Bogomolova et al. geeft aanwijzingen voor een verschil in leeruitkomst tussen de gebruikte visualisatie techniek en het visueel ruimtelijk inzicht (VRI) van de gebruiker (2). Met onze studie beogen wij te onderzoeken of de leeropbrengst verschilt bij het studeren met een iM3D- en iM2D-visualisatie en of het niveau van VRI hierop van invloed is.

Methode:

Van maart 2021 t/m februari 2022 is een gerandomiseerde cross-over trial uitgevoerd tijdens de Laboratory Animals Science Cursus (LAS) in het Leids Universitair Medisch Centrum en aan de faculteit Diergeneeskunde van de Universiteit Utrecht. Deelnemende studenten kregen een studiesessie met de iM2D-visualisatie en een studiesessie met de iM3D visualisatie waarin een 3d model van een rat werd bestudeerd, De VRI van de participanten werd geëvalueerd door een standaard gevalideerde 24-item Mental Rotation Test. De leeropbrengst werd gemeten met een ruimtelijk-anatomische kennistoets na iedere studeersessie. Om de effecten van de onafhankelijke variabelen op de scores van de kennistoetsen te bepalen, is een multivariate mixed-effects modelanalyse uitgevoerd.

Resultaten (en conclusie):

In totaal werden 111 participanten geworven, waarvan 69 participanten werden verdeeld in 2 groepen (A & B) en geïncludeerd in de analyse. Beide groepen waren gelijkwaardig in samenstelling met betrekking tot persoonlijke kenmerken en VRI. Studenten met een laag VRI presteerden significant slechter (β = -12.5%, 95% CI [-22.5, -2.4], p = .0187) op de kennistoets vergeleken met studenten met een gemiddeld of hoog VRI wanneer zij de iM3D-visualisatie gebruikten, maar presteerden even goed bij het gebruik van de iM2D visualisatie (β = -1.7%, 95% CI [ -11.8, 8.3], p = .7385). Wanneer het niveau van VRI buiten beschouwing werd gelaten, presteerden studenten gemiddeld even goed met zowel de iM2D als de iM3D visualisatie.

Discussie (beschouwing resultaten en conclusie in het kader van de theorie):

Uit onze resultaten blijkt dat studenten met een laag VRI significant slechter presteerden dan studenten met een gemiddeld of hoog VRI met de iM3D-visualisatie, maar niet met de iM2D-visualisatie. Dit kan verklaard worden doordat de interpretatie van een vrij roterend beeld voor de mensen met een laag VSI een (te) grote uitdaging is. Het construeren van een mentaal 3-dimensionaal beeld uit meerdere onbekende aanzichten verhoogd de cognitieve belasting, met name voor personen met een laag VRI die daardoor cognitief overbelast zouden kunnen raken. Toekomstig onderzoek zou zich kunnen richten op het aanpassen van de visualisatietechniek op de persoonlijke behoefte van de student.

Referenties:

1. Yammine A, et al. meta-analysis of the educational effectiveness of three-dimensional visualization technologies in teaching anatomy. Anatomical Sciences Education. 2015;8(6):525-38.

2. Bogomolova K, Hierck BP, et al. Stereoscopic three‐dimensional visualisation technology in anatomy learning: A meta‐analysis. Medical Education. 2021;55(3):317-27.