A kiterjesztett valóság (AR) technológia hatékonynak bizonyult az információk megjelenítésében és a 3D-s objektumok renderelésében. Bár a diákok gyakran használják az AR-alkalmazásokat mobileszközökön keresztül, a műanyag modelleket vagy a 2D-s képeket továbbra is széles körben használják a fogcsiszolás gyakorlataiban. A fogak háromdimenziós jellege miatt a fogfaragás tanulói kihívásokkal szembesülnek a következetes útmutatást nyújtó eszközök hiánya miatt. Ebben a tanulmányban kifejlesztettünk egy AR-alapú fogfaragás-tréningeszközt (AR-TCPT), és összehasonlítottuk egy műanyag modellel, hogy felmérjük a gyakorlóeszközként rejlő lehetőségeit és a használatával kapcsolatos tapasztalatokat.
A fogak vágásának szimulálásához egymást követően létrehoztunk egy 3D objektumot, amely tartalmazott egy maxilláris szemfogat és egy maxilláris első kisőrlőt (16. lépés), egy mandibuláris első kisőrlőt (13. lépés) és egy mandibuláris első kisőrlőt (14. lépés). Minden foghoz Photoshop szoftverrel létrehozott képmarkereket rendeltünk. Egy AR-alapú mobilalkalmazást fejlesztettünk ki az Unity motor használatával. A fogfaragás esetében 52 résztvevőt véletlenszerűen beosztottunk egy kontrollcsoportba (n = 26; műanyag fogmodellek használatával) vagy egy kísérleti csoportba (n = 26; AR-TCPT használatával). A felhasználói élmény értékelésére egy 22 tételes kérdőívet használtunk. Az összehasonlító adatelemzést nemparametrikus Mann-Whitney U teszttel végeztük SPSS program segítségével.
Az AR-TCPT egy mobileszköz kameráját használja a képjelölők észlelésére és a fogtöredékek 3D-s objektumainak megjelenítésére. A felhasználók manipulálhatják az eszközt az egyes lépések áttekintéséhez vagy a fog alakjának tanulmányozásához. A felhasználói élményfelmérés eredményei azt mutatták, hogy a műanyag modelleket használó kontrollcsoporthoz képest az AR-TCPT kísérleti csoport szignifikánsan magasabb pontszámot ért el a fogfaragás élményén.
A hagyományos műanyag modellekhez képest az AR-TCPT jobb felhasználói élményt nyújt a fogak faragásakor. Az eszköz könnyen elérhető, mivel mobileszközökön történő használatra tervezték. További kutatásokra van szükség az AR-TCTP oktatási hatásának meghatározásához a gravírozott fogak mennyiségi meghatározására, valamint a felhasználó egyéni faragási képességeire vonatkozóan.
A fogmorfológia és a gyakorlati feladatok fontos részét képezik a fogászati tantervnek. Ez a kurzus elméleti és gyakorlati útmutatást nyújt a fogszerkezetek morfológiájáról, funkciójáról és direkt formázásáról [1, 2]. A hagyományos oktatási módszer az elméleti tanulás, majd a tanult elvek alapján a fogfaragás elvégzése. A hallgatók a fogak kétdimenziós (2D) képeit és műanyag modelleket használnak a fogak viasz- vagy gipszblokkokra történő formázásához [3,4,5]. A fogmorfológia megértése kritikus fontosságú a helyreállító kezelés és a fogpótlások elkészítése szempontjából a klinikai gyakorlatban. Az antagonista és a proximális fogak közötti helyes viszony, amelyet alakjuk jelez, elengedhetetlen az okklúzális és pozicionális stabilitás fenntartásához [6, 7]. Bár a fogászati kurzusok segíthetnek a hallgatóknak a fogmorfológia alapos megértésében, a hagyományos gyakorlatokkal járó csiszolási folyamat során továbbra is kihívásokkal szembesülnek.
A fogmorfológia gyakorlatába újonnan belépők szembesülnek a 2D-s képek háromdimenziós (3D) értelmezésének és reprodukálásának kihívásaival [8,9,10]. A fogak alakját általában kétdimenziós rajzok vagy fényképek ábrázolják, ami nehézségekbe ütközik a fogmorfológia vizualizálásában. Ezenkívül a fogfaragás gyors elvégzésének szükségessége korlátozott térben és időben, valamint a 2D-s képek használata megnehezíti a diákok számára a 3D-s formák fogalmi és vizualizációs megközelítését [11]. Bár a műanyag fogmodellek (amelyek részben elkészült vagy végleges formában is bemutathatók) segítik az oktatást, használatuk korlátozott, mivel a kereskedelmi forgalomban kapható műanyag modellek gyakran előre meghatározottak, és korlátozzák a tanárok és a diákok gyakorlási lehetőségeit [4]. Ezenkívül ezeket a gyakorlatmodelleket az oktatási intézmény birtokolja, és nem birtokolhatják az egyes diákok, ami megnöveli a gyakorlási terhelést a rendelkezésre álló óraidő alatt. Az oktatók gyakran nagyszámú diákot oktatnak a gyakorlat során, és gyakran a hagyományos gyakorlati módszerekre támaszkodnak, ami hosszú várakozást eredményezhet az oktatói visszajelzésekre a faragás köztes szakaszaiban [12]. Ezért szükség van egy faragás útmutatóra, amely megkönnyíti a fogfaragás gyakorlását és enyhíti a műanyag modellek által támasztott korlátokat.
A kiterjesztett valóság (AR) technológia ígéretes eszközként jelent meg a tanulási élmény javításában. A digitális információk valós környezetre való rávetítésével az AR technológia interaktívabb és magával ragadóbb élményt nyújthat a diákoknak [13]. Garzón [14] az AR oktatási osztályozásának első három generációjával kapcsolatos 25 éves tapasztalatára támaszkodva azzal érvelt, hogy a költséghatékony mobileszközök és alkalmazások (mobileszközökön és alkalmazásokon keresztül) használata az AR második generációjában jelentősen javította az oktatási teljesítmény jellemzőit. . Létrehozásuk és telepítésük után a mobilalkalmazások lehetővé teszik a kamera számára, hogy felismerje és megjelenítse a felismert objektumokról szóló további információkat, ezáltal javítva a felhasználói élményt [15, 16]. Az AR technológia úgy működik, hogy gyorsan felismer egy kódot vagy képcímkét a mobileszköz kamerájából, és észleléskor megjeleníti a ráhelyezett 3D-s információkat [17]. A mobileszközök vagy képjelölők manipulálásával a felhasználók könnyen és intuitív módon megfigyelhetik és megérthetik a 3D-s struktúrákat [18]. Akçayır és Akçayır [19] áttekintésében az AR megállapította, hogy növeli a „szórakoztatóságot” és sikeresen „növeli a tanulási részvétel szintjét”. Az adatok összetettsége miatt azonban a technológia „nehézkes lehet a diákok számára” és „kognitív túlterhelést” okozhat, ami további oktatási ajánlásokat igényel [19, 20, 21]. Ezért erőfeszítéseket kell tenni az AR oktatási értékének növelésére a használhatóság növelésével és a feladatok összetettségéből adódó túlterhelés csökkentésével. Ezeket a tényezőket figyelembe kell venni, amikor az AR technológiát használják a fogfaragás gyakorlásához szükséges oktatási eszközök létrehozására.
Ahhoz, hogy a hallgatókat hatékonyan vezessék el a fogfaragásban AR környezetek használatával, folyamatos folyamatot kell követni. Ez a megközelítés segíthet csökkenteni a változékonyságot és elősegítheti a készségek elsajátítását [22]. A kezdő faragók javíthatják munkájuk minőségét egy digitális, lépésről lépésre haladó fogfaragás folyamat követésével [23]. Valójában a lépésről lépésre történő képzési megközelítés hatékonynak bizonyult a szobrászati készségek rövid időn belüli elsajátításában és a restauráció végső kialakításában előforduló hibák minimalizálásában [24]. A fogászati restaurációk területén a fogak felszínén végzett gravírozási folyamatok hatékony módja annak, hogy segítsék a hallgatókat készségeik fejlesztésében [25]. Ez a tanulmány egy AR-alapú, mobil eszközökre alkalmas fogfaragás-gyakorló eszköz (AR-TCPT) kifejlesztését és felhasználói élményének értékelését célozta. Ezenkívül a tanulmány összehasonlította az AR-TCPT felhasználói élményét a hagyományos fogászati gyantamodellekkel, hogy felmérje az AR-TCPT gyakorlati eszközként való potenciálját.
Az AR-TCPT-t mobil eszközökre tervezték, amelyek AR technológiát használnak. Ez az eszköz lépésről lépésre 3D modelleket készít a maxilláris szemfogakról, a maxilláris első kisőrlőkről, az állkapocs első kisőrlőiről és az állkapocs első őrlőiről. A kezdeti 3D modellezést a 3D Studio Max (2019, Autodesk Inc., USA), a végső modellezést pedig a Zbrush 3D szoftvercsomaggal (2019, Pixologic Inc., USA) végeztük. A képjelölést a mobil kamerák általi stabil felismerésre tervezett Photoshop szoftverrel (Adobe Master Collection CC 2019, Adobe Inc., USA) végeztük a Vuforia motorban (PTC Inc., USA; http:///developer.vuforia.com) ). Az AR alkalmazást az Unity motorral (2019. március 12., Unity Technologies, USA) valósítottuk meg, majd telepítettük és elindítottuk egy mobileszközön. Az AR-TCPT fogászati faragási gyakorlatban betöltött hatékonyságának értékeléséhez a résztvevőket véletlenszerűen választották ki a 2023-as fogászati morfológiai gyakorlati osztályból, hogy létrehozzanak egy kontrollcsoportot és egy kísérleti csoportot. A kísérleti csoport résztvevői AR-TCPT-t, a kontrollcsoport pedig a Tooth Carving Step Model Kit (Nissin Dental Co., Japán) műanyag modelljeit használták. A fogvágási feladat elvégzése után megvizsgálták és összehasonlították az egyes gyakorlati eszközök felhasználói élményét. A tanulmány felépítését az 1. ábra mutatja. A tanulmányt a Dél-Szöuli Nemzeti Egyetem Intézményi Felülvizsgálati Testületének jóváhagyásával végezték (IRB szám: NSU-202210-003).
A 3D modellezés segítségével következetesen ábrázolják a fogak meziális, disztális, bukkális, linguális és okklúzális felszínének kiálló és konkáv struktúráinak morfológiai jellemzőit a faragási folyamat során. A maxilláris szemfogat és a maxilláris első kisőrlőt 16-os szinten, az állkapocs első kisőrlőjét 13-as szinten, az állkapocs első kisőrlőjét pedig 14-es szinten modellezték. Az előzetes modell a fogászati filmek sorrendjében ábrázolja az eltávolítandó és megtartandó részeket, a 2. ábrán látható módon. A végső fogmodellezési sorrend a 3. ábrán látható. A végső modellben a textúrák, bordák és barázdák leírják a fog bemélyített szerkezetét, és képi információk is szerepelnek a faragási folyamat irányításához és a különös figyelmet igénylő struktúrák kiemeléséhez. A faragási szakasz elején minden felületet színkódolnak, hogy jelezzék az orientációját, a viasztömböt pedig folytonos vonalakkal jelölik, amelyek jelzik az eltávolítandó részeket. A fog meziális és disztális felszínét piros pontok jelölik, amelyek a fog érintkezési pontjait jelzik, amelyek nyúlványként maradnak, és a vágási folyamat során nem kerülnek eltávolításra. Az okklúziós felszínen piros pontok jelölik az egyes csücsköket konzerváltként, a piros nyilak pedig a viasztömb vágásakor a gravírozás irányát jelzik. A megtartott és eltávolított részek 3D-s modellezése lehetővé teszi az eltávolított részek morfológiájának megerősítését a viasztömb későbbi formázási lépései során.
Készítsen előzetes 3D objektum szimulációkat lépésről lépésre haladó fogfaragás folyamatban. a: A maxilláris első kisőrlő meziális felszíne; b: A maxilláris első kisőrlő kissé felső és mesiális labiális felszíne; c: A maxilláris első nagyőrlő meziális felszíne; d: A maxilláris első nagyőrlő kissé maxilláris felszíne és mesiobuccális felszíne. B – arc; La – labiális hang; M – mediális hang.
A háromdimenziós (3D) objektumok lépésről lépésre ábrázolják a fogak vágásának folyamatát. Ez a fotó a kész 3D objektumot mutatja a maxilláris első őrlő modellezési folyamata után, bemutatva az egyes további lépések részleteit és textúráit. A második 3D modellezési adatok tartalmazzák a mobileszközben feljavított végső 3D objektumot. A szaggatott vonalak a fog egyenlően elosztott részeit jelölik, az elválasztott részek pedig azokat, amelyeket el kell távolítani, mielőtt a folytonos vonalat tartalmazó szakasz beilleszthető lenne. A piros 3D nyíl a fog vágási irányát, a disztális felszínen lévő piros kör a foggal való érintkezési területet, a rágófelületen lévő piros henger pedig a fog csücskét jelzi. a: szaggatott vonalak, folytonos vonalak, piros körök a disztális felszínen és lépések a levehető viasztömböt jelzik. b: A felső állkapocs első őrlőjének kialakulásának hozzávetőleges befejeződése. c: A maxilláris első őrlő részletes nézete, a piros nyíl a fog és a távtartó menet irányát, a piros hengeres csücsök, a folytonos vonal az okklúziós felszínen vágandó részt jelzi. d: A teljes maxilláris első őrlő.
A mobil eszköz segítségével az egymást követő faragási lépések azonosításának megkönnyítése érdekében négy képjelölőt készítettek az állkapocs első őrlőfogához, az állkapocs első kisőrlőfogához, a maxilláris első őrlőfoghoz és a maxilláris szemfoghoz. A képjelölőket Photoshop szoftverrel (2020, Adobe Co., Ltd., San Jose, CA) tervezték, és kör alakú számszimbólumokat és ismétlődő háttérmintát használtak az egyes fogak megkülönböztetésére, ahogy a 4. ábra mutatja. Készítsen kiváló minőségű képjelölőket a Vuforia motorral (AR marker létrehozó szoftver), és hozzon létre és mentsen képjelölőket az Unity motorral, miután egy képtípusra ötcsillagos felismerési arányt ért el. A 3D-s fogmodell fokozatosan összekapcsolódik a képjelölőkkel, és pozícióját és méretét a markerek alapján határozza meg. Az Unity motort és a mobileszközökre telepíthető Android alkalmazásokat használja.
Képcímke. Ezek a fényképek a tanulmányban használt képjelölőket mutatják, amelyeket a mobileszköz kamerája fogtípus szerint felismert (szám minden körben). a: az állkapocs első őrlőfoga; b: az állkapocs első kisőrlője; c: az állkapocs első őrlőfoga; d: az állkapocs szemfoga.
A résztvevőket a gyeonggi-doi Seong Egyetem Fogászati Higiéniai Tanszékének elsőéves fogmorfológiai gyakorlati órájáról toborozták. A potenciális résztvevőket a következőkről tájékoztatták: (1) A részvétel önkéntes, és nem jár semmilyen anyagi vagy tanulmányi juttatásokkal; (2) A kontrollcsoport műanyag modelleket, a kísérleti csoport pedig AR mobilalkalmazást fog használni; (3) a kísérlet három hétig tart, és három fogat érint; (4) Az Android-felhasználók egy linket kapnak az alkalmazás telepítéséhez, az iOS-felhasználók pedig egy Android-eszközt kapnak, amelyre telepítve van az AR-TCPT; (5) Az AR-TCTP mindkét rendszeren ugyanúgy fog működni; (6) A kontrollcsoport és a kísérleti csoport véletlenszerű beosztása; (7) A fogfaragás különböző laboratóriumokban történik; (8) A kísérlet után 22 vizsgálatot végeznek el; (9) A kontrollcsoport a kísérlet után használhatja az AR-TCPT-t. Összesen 52 résztvevő jelentkezett önként, és minden résztvevőtől online beleegyező nyilatkozatot kértek. A kontroll- (n = 26) és a kísérleti csoportokat (n = 26) véletlenszerűen osztottuk be a Microsoft Excel véletlenszerű függvényével (2016, Redmond, USA). Az 5. ábra folyamatábrán mutatja a résztvevők toborzását és a kísérleti tervet.
Egy tanulmányterv, amely a résztvevők műanyag modellekkel és kiterjesztett valóság alkalmazásokkal kapcsolatos tapasztalatait vizsgálja.
2023. március 27-től kezdődően a kísérleti csoport és a kontrollcsoport AR-TCPT, illetve műanyag modelleket használt három fog megformázásához három héten keresztül. A résztvevők kisőrlőket és őrlőket formáztak, köztük egy mandibuláris első őrlőt, egy mandibuláris első kisőrlőt és egy maxilláris első kisőrlőt, mindegyik komplex morfológiai jellemzőkkel. A maxilláris szemfogak nincsenek benne a szobrászatban. A résztvevőknek hetente három órájuk van egy fog megformázására. A fog elkészítése után a kontroll- és a kísérleti csoport műanyag modelljeit és képmarkereit eltávolították. Képcímke-felismerés nélkül a 3D-s fogászati objektumokat nem javítja az AR-TCTP. Más gyakorlóeszközök használatának elkerülése érdekében a kísérleti és a kontrollcsoport külön termekben gyakorolta a fogak faragását. A fogak formájáról a kísérlet befejezése után három héttel adtak visszajelzést, hogy korlátozzák a tanári utasítások hatását. A kérdőívet az állkapocs első őrlőinek levágása után, április harmadik hetében adták ki. Sanders és munkatársai módosított kérdőíve. Alfala és munkatársai 23 kérdést használtak a [26] forrásból. [27] a gyakorlóeszközök közötti szívalakbeli különbségeket vizsgálta. Ebben a tanulmányban azonban minden szinten egy közvetlen manipulációra vonatkozó tételt kizártak az Alfalah és munkatársai [27] kérdőívéből. A vizsgálatban használt 22 tételt az 1. táblázat mutatja. A kontroll- és a kísérleti csoportok Cronbach-α értékei 0,587, illetve 0,912 voltak.
Az adatelemzést SPSS statisztikai szoftverrel (v25.0, IBM Co., Armonk, NY, USA) végeztük. Kétoldalas szignifikanciapróbát végeztünk 0,05-ös szignifikanciaszinten. Fisher-féle egzakt tesztet alkalmaztunk az olyan általános jellemzők elemzésére, mint a nem, az életkor, a lakóhely és a fogászati faragási tapasztalat, hogy megerősítsük ezen jellemzők eloszlását a kontroll és a kísérleti csoportok között. A Shapiro-Wilk teszt eredményei azt mutatták, hogy a kérdőív adatai nem normális eloszlásúak (p < 0,05). Ezért a nemparametrikus Mann-Whitney U tesztet alkalmaztuk a kontroll és a kísérleti csoportok összehasonlítására.
A résztvevők által a fogfaragás gyakorlat során használt eszközöket a 6. ábra mutatja. A 6a. ábra a műanyag modellt, a 6b-d. ábrák pedig az AR-TCPT mobileszközön történő használatát mutatják. Az AR-TCPT az eszköz kameráját használja a képjelölők azonosítására, és egy továbbfejlesztett 3D-s fogászati objektumot jelenít meg a képernyőn, amelyet a résztvevők valós időben manipulálhatnak és megfigyelhetnek. A mobileszköz „Következő” és „Előző” gombjai lehetővé teszik a faragás szakaszainak és a fogak morfológiai jellemzőinek részletes megfigyelését. Egy fog létrehozásához az AR-TCPT felhasználók egymás után összehasonlítják a fog továbbfejlesztett 3D-s képernyőn megjelenő modelljét egy viasztömbbel.
Gyakorold a fogfaragás gyakorlását. Ez a fénykép összehasonlítja a hagyományos fogfaragás (TCP) gyakorlatát műanyag modellek használatával és a lépésről lépésre haladó TCP-t kiterjesztett valóság eszközök használatával. A tanulók a 3D-s faragás lépéseit a Tovább és az Előző gombokra kattintva követhetik nyomon. a: Műanyag modell lépésről lépésre haladó modellekben a fogak faragásához. b: TCP kiterjesztett valóság eszköz használatával az állkapocs első kisőrlőjének kialakulásának első szakaszában. c: TCP kiterjesztett valóság eszköz használatával az állkapocs első kisőrlőjének kialakulásának utolsó szakaszában. d: Bordák és barázdák azonosításának folyamata. IM, képcímke; MD, mobileszköz; NSB, „Következő” gomb; PSB, „Előző” gomb; SMD, mobileszköz-tartó; TC, fogászati gravírozó gép; W, viasztömb
A véletlenszerűen kiválasztott résztvevők két csoportja között nem volt szignifikáns különbség nem, életkor, lakóhely és fogászati tapasztalat tekintetében (p > 0,05). A kontrollcsoport 96,2%-a nő (n = 25) és 3,8%-a férfi (n = 1) volt, míg a kísérleti csoport csak nőkből állt (n = 26). A kontrollcsoportot a 20 éves résztvevők 61,5%-a (n = 16), a 21 éves résztvevők 26,9%-a (n = 7) és a 22 éves vagy annál idősebb résztvevők 11,5%-a (n = 3) alkotta, majd a kísérleti kontrollcsoportot a 20 éves résztvevők 73,1%-a (n = 19), a 21 éves résztvevők 19,2%-a (n = 5) és a 22 éves vagy annál idősebb résztvevők 7,7%-a (n = 2) alkotta. Lakóhely tekintetében a kontrollcsoport 69,2%-a (n=18) Gyeonggi-dóban, 23,1%-a (n=6), Szöulban pedig a lakosság 50,0%-a (n = 13) élt Gyeonggi-dóban, 46,2%-a (n = 12) pedig Szöulban. A kontrollcsoport és a kísérleti csoport Incshonban élők aránya 7,7% (n = 2), illetve 3,8% (n = 1) volt. A kontrollcsoportban 25 résztvevőnek (96,2%) nem volt korábbi tapasztalata a fogfaragással. Hasonlóképpen, a kísérleti csoportban 26 résztvevőnek (100%) nem volt korábbi tapasztalata a fogfaragással.
A 2. táblázat a 22 kérdőíves tételre adott csoportok válaszainak leíró statisztikáit és statisztikai összehasonlításait mutatja be. A csoportok között szignifikáns különbségek voltak a 22 kérdőíves tétel mindegyikére adott válaszokban (p < 0,01). A kontrollcsoporthoz képest a kísérleti csoport magasabb átlagpontszámokat ért el mind a 21 kérdőíves tételben. Csak a kérdőív 20. kérdésében (Q20) ért el magasabb pontszámot a kontrollcsoport, mint a kísérleti csoport. A 7. ábrán látható hisztogram vizuálisan mutatja az átlagpontszámok különbségét a csoportok között. A 2. táblázat és 7. ábra a felhasználói élmény eredményeit is mutatja az egyes projektek esetében. A kontrollcsoportban a legmagasabb pontszámot elérő tételhez a Q21 kérdés, a legalacsonyabb pontszámot elérő tételhez pedig a Q6 kérdés tartozott. A kísérleti csoportban a legmagasabb pontszámot elérő tételhez a Q13 kérdés, a legalacsonyabb pontszámot elérő tételhez pedig a Q20 kérdés tartozott. Amint a 7. ábra mutatja, a kontrollcsoport és a kísérleti csoport közötti átlagértékek közötti legnagyobb különbség a Q6 kérdésben, a legkisebb különbség pedig a Q22 kérdésben figyelhető meg.
Kérdőíves pontszámok összehasonlítása. Oszlopdiagram, amely a kontrollcsoport és a kiterjesztett valóság alkalmazást használó kísérleti csoport átlagpontszámait hasonlítja össze. AR-TCPT, egy kiterjesztett valóság alapú fogászati faragási gyakorlóeszköz.
Az AR technológia egyre népszerűbb a fogászat különböző területein, beleértve a klinikai esztétikát, a szájsebészetet, a restaurációs technológiát, a fogászati morfológiát és implantológiát, valamint a szimulációt [28, 29, 30, 31]. Például a Microsoft HoloLens fejlett kiterjesztett valóság eszközöket biztosít a fogászati oktatás és a műtéti tervezés javítására [32]. A virtuális valóság technológia szimulációs környezetet is biztosít a fogászati morfológia oktatásához [33]. Bár ezek a technológiailag fejlett, hardverfüggő, fejre helyezhető kijelzők még nem váltak széles körben elérhetővé a fogászati oktatásban, a mobil AR alkalmazások javíthatják a klinikai alkalmazási készségeket, és segíthetnek a felhasználóknak a fogászati morfológia gyors megértésében [34, 35]. Az AR technológia növelheti a hallgatók motivációját és érdeklődését a fogászati morfológia tanulása iránt, és interaktívabb és lebilincselőbb tanulási élményt nyújthat [36]. Az AR tanulási eszközök segítenek a hallgatóknak a komplex fogászati eljárások és az anatómia 3D-s vizualizálásában [37], ami kritikus fontosságú a fogászati morfológia megértéséhez.
A 3D nyomtatott műanyag fogmodellek hatása a fogmorfológia oktatására már most is jobb, mint a 2D-s képeket és magyarázatokat tartalmazó tankönyveké [38]. Az oktatás digitalizációja és a technológiai fejlődés azonban szükségessé tette különféle eszközök és technológiák bevezetését az egészségügyben és az orvosképzésben, beleértve a fogászati képzést is [35]. A tanárok azzal a kihívással szembesülnek, hogy összetett fogalmakat tanítsanak egy gyorsan fejlődő és dinamikus területen [39], ami a hagyományos fogászati gyanta modellek mellett különféle gyakorlati eszközök használatát is megköveteli a hallgatók fogfaragás gyakorlásának segítésére. Ezért ez a tanulmány egy gyakorlati AR-TCPT eszközt mutat be, amely AR technológiát használ a fogmorfológia gyakorlásának segítésére.
Az AR-alkalmazások felhasználói élményével kapcsolatos kutatások kritikus fontosságúak a multimédia használatát befolyásoló tényezők megértéséhez [40]. A pozitív AR-felhasználói élmény meghatározhatja fejlesztésének és tökéletesítésének irányát, beleértve a célját, a könnyű használhatóságot, a zökkenőmentes működést, az információmegjelenítést és az interakciót [41]. Amint a 2. táblázatban látható, a Q20 kivételével az AR-TCPT-t használó kísérleti csoport magasabb felhasználói élményértékelést kapott a műanyag modelleket használó kontrollcsoporthoz képest. A műanyag modellekhez képest az AR-TCPT fogászati faragásban való használatának tapasztalata magas értékelést kapott. Az értékelések magukban foglalják a megértést, a vizualizációt, a megfigyelést, az ismétlést, az eszközök hasznosságát és a perspektívák sokszínűségét. Az AR-TCPT használatának előnyei közé tartozik a gyors megértés, a hatékony navigáció, az időmegtakarítás, a preklinikai gravírozási készségek fejlesztése, az átfogó lefedettség, a jobb tanulás, a tankönyvfüggőség csökkentése, valamint a tapasztalat interaktív, élvezetes és informatív jellege. Az AR-TCPT megkönnyíti az interakciót más gyakorlati eszközökkel, és világos képet nyújt több perspektívából.
Amint a 7. ábrán látható, az AR-TCPT egy további pontot javasolt a 20. kérdésben: egy átfogó grafikus felhasználói felületre van szükség, amely bemutatja a fogfaragás minden lépését, hogy segítse a hallgatókat a fogfaragás elvégzésében. A teljes fogfaragás folyamatának bemutatása kritikus fontosságú a fogfaragás készségeinek fejlesztéséhez a betegek kezelése előtt. A kísérleti csoport a 13. kérdésben kapta a legmagasabb pontszámot, amely egy alapvető kérdés a fogfaragás készségeinek fejlesztéséhez és a felhasználói készségek javításához kapcsolódik a betegek kezelése előtt, kiemelve az eszközben rejlő lehetőségeket a fogfaragás gyakorlatában. A felhasználók a klinikai környezetben szeretnék alkalmazni a tanult készségeket. Azonban további vizsgálatokra van szükség a tényleges fogfaragás készségeinek fejlődésének és hatékonyságának értékeléséhez. A 6. kérdés arra volt kíváncsi, hogy szükség esetén használhatók-e műanyag modellek és AR-TCTP, és erre a kérdésre adott válaszok mutatták a legnagyobb különbséget a két csoport között. Mobilalkalmazásként az AR-TCPT kényelmesebbnek bizonyult a műanyag modellekhez képest. Az AR-alkalmazások oktatási hatékonyságát azonban továbbra is nehéz bizonyítani pusztán a felhasználói élmény alapján. További vizsgálatokra van szükség az AR-TCTP kész fogászati tablettákra gyakorolt hatásának értékeléséhez. Ebben a tanulmányban azonban az AR-TCPT magas felhasználói élményértékelése azt jelzi, hogy gyakorlati eszközként kínál potenciált.
Ez az összehasonlító tanulmány azt mutatja, hogy az AR-TCPT értékes alternatívája vagy kiegészítője lehet a hagyományos műanyag modelleknek a fogászati rendelőkben, mivel kiváló értékeléseket kapott a felhasználói élmény tekintetében. Azonban fölényének meghatározásához további számszerűsítésre van szükség a közbenső és végső faragott csont oktatói részéről. Ezenkívül elemezni kell az egyéni térbeli észlelési képességek közötti különbségek hatását a faragás folyamatára és a végső fogra. A fogászati képességek személyenként eltérőek, ami befolyásolhatja a faragás folyamatát és a végső fogat. Ezért további kutatásokra van szükség az AR-TCPT hatékonyságának bizonyítására a fogászati faragás gyakorlatában, valamint az AR alkalmazás moduláló és közvetítő szerepének megértéséhez a faragás folyamatában. A jövőbeli kutatásoknak a fejlett HoloLens AR technológiát alkalmazó fogmorfológiai eszközök fejlesztésének és értékelésének értékelésére kell összpontosítaniuk.
Összefoglalva, ez a tanulmány bemutatja az AR-TCPT, mint fogászati faragási gyakorlatban alkalmazható eszköz lehetőségeit, mivel innovatív és interaktív tanulási élményt nyújt a hallgatók számára. A hagyományos műanyag modellcsoporthoz képest az AR-TCPT csoport szignifikánsan magasabb felhasználói élményt mutatott, beleértve olyan előnyöket, mint a gyorsabb megértés, a jobb tanulás és a tankönyvektől való függőség csökkentése. Ismerős technológiájával és könnyű használatával az AR-TCPT ígéretes alternatívát kínál a hagyományos műanyag eszközökkel szemben, és segíthet a kezdőknek a 3D-s szobrászatban. Azonban további kutatásokra van szükség az oktatási hatékonyságának értékeléséhez, beleértve a szobrászati képességekre és a formázott fogak számszerűsítésére gyakorolt hatását.
A tanulmányban felhasznált adatkészletek a levelező szerzőtől kérhetők, amennyiben erről ésszerű kérést kapnak.
Bogacki RE, Best A, Abby LM Számítógépes fogászati anatómia oktatóprogram ekvivalenciavizsgálata. Jay Dent Ed. 2004;68:867–71.
Abu Eid R, Ewan K, Foley J, Oweis Y, Jayasinghe J. Önirányított tanulás és fogmodell-készítés a fogmorfológia tanulmányozásában: hallgatói nézőpontok az Aberdeeni Egyetemen, Skóciában. Jay Dent Ed. 2013;77:1147–53.
Lawn M, McKenna JP, Cryan JF, Downer EJ, Toulouse A. Az Egyesült Királyságban és Írországban alkalmazott fogászati morfológia oktatási módszerek áttekintése. European Journal of Dental Education. 2018;22:e438–43.
Obrez A., Briggs S., Backman J., Goldstein L., Lamb S., Knight WG Klinikailag releváns fogászati anatómia oktatása a fogászati tantervben: Egy innovatív modul leírása és értékelése. Jay Dent szerk. 2011;75:797–804.
Costa AK, Xavier TA, Paes-Junior TD, Andreatta-Filho OD, Borges AL. Az okklúzális kontaktterület hatása a csücsök defektusaira és a feszültségeloszlásra. Practice J Contemp Dent. 2014;15:699–704.
Sugars DA, Bader JD, Phillips SW, White BA, Brantley CF. A hiányzó hátsó fogak pótlásának elmulasztásának következményei. J Am Dent Assoc. 2000;131:1317–23.
Wang Hui, Xu Hui, Zhang Jing, Yu Sheng, Wang Ming, Qiu Jing és mások. 3D nyomtatott műanyag fogak hatása egy kínai egyetemen tartott fogászati morfológiai kurzus teljesítményére. BMC Medical Education. 2020;20:469.
Risnes S, Han K, Hadler-Olsen E, Sehik A. Fogfelismerő rejtvény: módszer a fogászati morfológia tanítására és tanulására. European Journal of Dental Education. 2019;23:62–7.
Kirkup ML, Adams BN, Reiffes PE, Hesselbart JL, Willis LH Egy kép többet mond ezer szónál? Az iPad technológia hatékonysága a preklinikai fogászati laboratóriumi kurzusokon. Jay Dent szerk. 2019;83:398–406.
Goodacre CJ, Younan R, Kirby W, Fitzpatrick M. Egy COVID-19 által kezdeményezett oktatási kísérlet: otthoni gyantázás és webináriumok felhasználásával egy háromhetes intenzív fogmorfológiai kurzus oktatása elsőéves egyetemi hallgatóknak. J Prosthetics. 2021;30:202–9.
Roy E, Bakr MM, George R. A virtuális valóság szimulációk szükségessége a fogászati képzésben: áttekintés. Saudi Dent Magazine 2017; 29:41-7.
Garson J. A kiterjesztett valóság oktatásának huszonöt évének áttekintése. Multimodális technológiai interakció. 2021;5:37.
Tan SY, Arshad H., Abdullah A. Hatékony és nagy teljesítményű mobil kiterjesztett valóság alkalmazások. Int J Adv Sci Eng Inf Technol. 2018;8:1672–8.
Wang M., Callaghan W., Bernhardt J., White K., Peña-Rios A. Kiterjesztett valóság az oktatásban és képzésben: tanítási módszerek és szemléltető példák. J Ambient intelligence. Human Computing. 2018;9:1391–402.
Pellas N, Fotaris P, Kazanidis I, Wells D. A tanulási élmény javítása az általános és középfokú oktatásban: a játékalapú kiterjesztett valóság alapú tanulás legújabb trendjeinek szisztematikus áttekintése. A virtual reality. 2019;23:329–46.
Mazzuco A., Krassmann AL, Reategui E., Gomez RS: A kiterjesztett valóság szisztematikus áttekintése a kémiaoktatásban. Education Pastor. 2022;10:e3325.
Akçayır M, Akçayır G. A kiterjesztett valósággal kapcsolatos előnyök és kihívások az oktatásban: szisztematikus irodalmi áttekintés. Educational Studies, szerk. 2017; 20:1–11.
Dunleavy M, Dede S, Mitchell R. Az immerzív, kollaboratív kiterjesztett valóság szimulációk lehetőségei és korlátai az oktatásban és tanulásban. Journal of Science Education Technology. 2009;18:7-22.
Zheng KH, Tsai SK A kiterjesztett valóság lehetőségei a természettudományos tanulásban: Javaslatok a jövőbeli kutatásokra. Journal of Science Education Technology. 2013;22:449–62.
Kilistoff AJ, McKenzie L, D'Eon M, Trinder K. Lépésről lépésre haladó faragástechnikák hatékonysága fogorvostan-hallgatók számára. Jay Dent szerk. 2013;77:63–7.
Közzététel ideje: 2023. dec. 25.