Technologia rzeczywistości rozszerzonej (AR) okazała się skuteczna w wyświetlaniu informacji i renderowaniu obiektów 3D.Chociaż uczniowie powszechnie korzystają z aplikacji AR na urządzeniach mobilnych, modele plastikowe lub obrazy 2D są nadal szeroko stosowane w ćwiczeniach wycinania zębów.Ze względu na trójwymiarowy charakter zębów studenci rzeźbienia zębów stają przed wyzwaniami wynikającymi z braku dostępnych narzędzi zapewniających spójne wskazówki.W tym badaniu opracowaliśmy narzędzie szkoleniowe w zakresie rzeźbienia zębów oparte na technologii AR (AR-TCPT) i porównaliśmy je z modelem plastikowym, aby ocenić jego potencjał jako narzędzia praktycznego i doświadczenia z jego użyciem.
Aby symulować zęby tnące, utworzyliśmy kolejno obiekt 3D, który obejmował kieł szczęki i pierwszy ząb przedtrzonowy szczęki (krok 16), pierwszy ząb przedtrzonowy żuchwy (krok 13) i pierwszy ząb trzonowy żuchwy (krok 14).Do każdego zęba przypisano znaczniki obrazu utworzone w programie Photoshop.Opracowano aplikację mobilną opartą na AR, wykorzystującą silnik Unity.W przypadku rzeźbienia zębów 52 uczestników zostało losowo przydzielonych do grupy kontrolnej (n = 26; przy użyciu plastikowych modeli zębów) lub grupy eksperymentalnej (n = 26; przy użyciu AR-TCPT).Do oceny doświadczeń użytkowników wykorzystano 22-elementowy kwestionariusz.Porównawczą analizę danych przeprowadzono za pomocą nieparametrycznego testu U Manna-Whitneya za pomocą programu SPSS.
AR-TCPT wykorzystuje kamerę urządzenia mobilnego do wykrywania znaczników obrazu i wyświetlania obiektów 3D fragmentów zębów.Użytkownicy mogą manipulować urządzeniem, aby przeglądać każdy krok lub badać kształt zęba.Wyniki badania doświadczeń użytkowników wykazały, że w porównaniu z grupą kontrolną korzystającą z modeli plastikowych, grupa eksperymentalna AR-TCPT uzyskała znacząco lepsze wyniki w zakresie rzeźbienia zębów.
W porównaniu z tradycyjnymi modelami plastikowymi, AR-TCPT zapewnia lepsze wrażenia użytkownika podczas rzeźbienia zębów.Narzędzie jest łatwo dostępne, ponieważ jest przeznaczone do użytku przez użytkowników na urządzeniach mobilnych.Konieczne są dalsze badania w celu określenia edukacyjnego wpływu AR-TCTP na ocenę ilościową wygrawerowanych zębów, a także indywidualne możliwości rzeźbienia użytkownika.
Morfologia zębów i ćwiczenia praktyczne stanowią ważną część programu nauczania stomatologii.Kurs zapewnia teoretyczne i praktyczne wskazówki dotyczące morfologii, funkcji i bezpośredniego rzeźbienia struktur zęba [1, 2].Tradycyjna metoda nauczania polega na studiowaniu teorii, a następnie wykonywaniu rzeźbienia zębów w oparciu o poznane zasady.Studenci wykorzystują dwuwymiarowe (2D) obrazy zębów i modele plastikowe do rzeźbienia zębów na blokach woskowych lub gipsowych [3,4,5].Zrozumienie morfologii zębów ma kluczowe znaczenie w leczeniu odtwórczym i wykonywaniu uzupełnień dentystycznych w praktyce klinicznej.Prawidłowa relacja zębów antagonistycznych do bliższych, na co wskazuje ich kształt, jest niezbędna do utrzymania stabilności okluzyjnej i pozycyjnej [6, 7].Chociaż kursy stomatologiczne mogą pomóc studentom w dogłębnym zrozumieniu morfologii zębów, nadal stoją przed wyzwaniami w procesie cięcia związanymi z tradycyjnymi praktykami.
Nowicjusze w praktyce morfologii zębów stają przed wyzwaniem interpretacji i odtwarzania obrazów 2D w trzech wymiarach (3D) [8,9,10].Kształty zębów są zwykle przedstawiane za pomocą dwuwymiarowych rysunków lub fotografii, co prowadzi do trudności w wizualizacji morfologii zębów.Dodatkowo konieczność szybkiego wykonania rzeźbienia zębów w ograniczonej przestrzeni i czasie, w połączeniu z wykorzystaniem obrazów 2D, utrudnia studentom konceptualizację i wizualizację kształtów 3D [11].Chociaż plastikowe modele zębów (które można przedstawić jako częściowo ukończone lub w ostatecznej formie) pomagają w nauczaniu, ich zastosowanie jest ograniczone, ponieważ komercyjne modele plastikowe są często z góry zdefiniowane, co ogranicza możliwości ćwiczeń dla nauczycieli i uczniów[4].Ponadto te modele ćwiczeń są własnością instytucji edukacyjnej i nie mogą być własnością poszczególnych uczniów, co powoduje zwiększone obciążenie ćwiczeniami w wyznaczonym czasie zajęć.Trenerzy często szkolą dużą liczbę uczniów podczas ćwiczeń i często polegają na tradycyjnych metodach ćwiczeń, co może skutkować długim oczekiwaniem na informację zwrotną od trenera na temat pośrednich etapów rzeźbienia [12].Dlatego istnieje zapotrzebowanie na przewodnik rzeźbienia, który ułatwi praktykę rzeźbienia zębów i złagodzi ograniczenia nałożone przez modele plastikowe.
Technologia rzeczywistości rozszerzonej (AR) okazała się obiecującym narzędziem poprawiającym jakość uczenia się.Nakładając informacje cyfrowe na rzeczywiste środowisko, technologia AR może zapewnić uczniom bardziej interaktywne i wciągające doświadczenia [13].Garzón [14] oparł się na 25-letnim doświadczeniu z pierwszymi trzema generacjami klasyfikacji edukacji AR i stwierdził, że wykorzystanie opłacalnych urządzeń i aplikacji mobilnych (za pośrednictwem urządzeń i aplikacji mobilnych) w drugiej generacji AR znacznie poprawiło osiągnięcia edukacyjne cechy..Po utworzeniu i zainstalowaniu aplikacje mobilne umożliwiają kamerze rozpoznawanie i wyświetlanie dodatkowych informacji o rozpoznanych obiektach, poprawiając w ten sposób komfort użytkowania [15, 16].Technologia AR działa poprzez szybkie rozpoznanie kodu lub znacznika obrazu z aparatu urządzenia mobilnego i po wykryciu wyświetla nałożone informacje 3D [17].Manipulując urządzeniami mobilnymi lub znacznikami obrazu, użytkownicy mogą łatwo i intuicyjnie obserwować i rozumieć struktury 3D [18].W przeglądzie przeprowadzonym przez Akçayır i Akçayır [19] stwierdzono, że AR zwiększa „zabawę” i skutecznie „zwiększa poziom uczestnictwa w nauce”.Jednak ze względu na złożoność danych technologia może być „trudna w użyciu dla uczniów” i powodować „przeciążenie poznawcze”, co wymaga dodatkowych zaleceń instruktażowych [19, 20, 21].Dlatego należy podjąć wysiłki w celu zwiększenia wartości edukacyjnej AR poprzez zwiększenie użyteczności i zmniejszenie przeciążenia złożonością zadań.Czynniki te należy wziąć pod uwagę podczas korzystania z technologii AR do tworzenia narzędzi edukacyjnych do praktyki rzeźbienia zębów.
Aby skutecznie poprowadzić uczniów w zakresie rzeźbienia zębów przy użyciu środowisk AR, należy przestrzegać ciągłego procesu.Takie podejście może pomóc w ograniczeniu zmienności i promowaniu nabywania umiejętności [22].Początkujący rzeźbiarze mogą poprawić jakość swojej pracy, wykonując cyfrowy proces rzeźbienia zębów krok po kroku [23].W rzeczywistości wykazano, że podejście polegające na szkoleniu krok po kroku skutecznie pozwala na opanowanie umiejętności rzeźbienia w krótkim czasie i minimalizuje błędy w ostatecznym projekcie uzupełnienia protetycznego [24].W dziedzinie odbudowy zębów, zastosowanie procesów grawerowania na powierzchni zębów jest skutecznym sposobem na pomoc uczniom w doskonaleniu umiejętności [25].Celem tego badania było opracowanie narzędzia do ćwiczenia rzeźbienia zębów w oparciu o technologię AR (AR-TCPT), odpowiedniego dla urządzeń mobilnych i ocena komfortu użytkowania.Ponadto w badaniu porównano doświadczenia użytkowników AR-TCPT z tradycyjnymi modelami żywicy dentystycznej, aby ocenić potencjał AR-TCPT jako praktycznego narzędzia.
AR-TCPT przeznaczony jest dla urządzeń mobilnych korzystających z technologii AR.To narzędzie służy do tworzenia krok po kroku modeli 3D kłów szczęki, pierwszych zębów przedtrzonowych szczęki, pierwszych zębów przedtrzonowych żuchwy i pierwszych zębów trzonowych żuchwy.Wstępne modelowanie 3D wykonano w programie 3D Studio Max (2019, Autodesk Inc., USA), a finalne modelowanie wykonano w programie Zbrush 3D (2019, Pixologic Inc., USA).Oznaczenie obrazu wykonano przy użyciu oprogramowania Photoshop (Adobe Master Collection CC 2019, Adobe Inc., USA), przeznaczonego do stabilnego rozpoznawania przez kamery mobilne, w silniku Vuforia (PTC Inc., USA; http:///developer.vuforia. kom) ).Aplikacja AR jest implementowana przy wykorzystaniu silnika Unity (12.03.2019, Unity Technologies, USA), a następnie instalowana i uruchamiana na urządzeniu mobilnym.Aby ocenić skuteczność AR-TCPT jako narzędzia do praktyki rzeźbienia zębów, uczestnicy zostali losowo wybrani z zajęć z morfologii zębów w 2023 r., tworząc grupę kontrolną i grupę eksperymentalną.Uczestnicy grupy eksperymentalnej stosowali AR-TCPT, a grupa kontrolna korzystała z modeli plastikowych z zestawu Tooth Carving Step Model Kit (Nissin Dental Co., Japonia).Po wykonaniu zadania wycinania zębów zbadano i porównano wrażenia użytkownika z każdego praktycznego narzędzia.Schemat badania przedstawiono na rycinie 1. Badanie to przeprowadzono za zgodą Komisji Rewizyjnej Instytucjonalnej Uniwersytetu Narodowego w Seulu (numer IRB: NSU-202210-003).
Modelowanie 3D służy do spójnego przedstawiania cech morfologicznych wystających i wklęsłych struktur mezjalnych, dystalnych, policzkowych, językowych i zgryzowych powierzchni zębów podczas procesu rzeźbienia.Kły szczęki i pierwsze zęby przedtrzonowe szczęki zamodelowano na poziomie 16, pierwszy ząb przedtrzonowy żuchwy na poziomie 13, a pierwszy ząb trzonowy żuchwy na poziomie 14. Wstępne modelowanie przedstawia części, które należy usunąć i zachować w kolejności filmów dentystycznych , jak pokazano na rysunku.2. Ostateczną sekwencję modelowania zęba pokazano na rycinie 3. W ostatecznym modelu tekstury, grzbiety i rowki opisują zagłębioną strukturę zęba, a informacje obrazowe są zawarte w celu ukierunkowania procesu rzeźbienia i uwypuklenia struktur wymagających szczególnej uwagi.Na początku etapu rzeźbienia każda powierzchnia jest oznaczona kolorem, aby wskazać jej orientację, a blok wosku jest oznaczony ciągłymi liniami wskazującymi części, które należy usunąć.Powierzchnie mezjalne i dystalne zęba zaznaczono czerwonymi kropkami, aby wskazać punkty styku zęba, które pozostaną w formie występów i nie zostaną usunięte podczas procesu cięcia.Na powierzchni zgryzowej czerwone kropki oznaczają każdy guzek jako zachowany, a czerwone strzałki wskazują kierunek grawerowania podczas wycinania bloku woskowego.Modelowanie 3D zatrzymanych i usuniętych części umożliwia potwierdzenie morfologii usuniętych części podczas kolejnych etapów rzeźbienia bloków woskowych.
Twórz wstępne symulacje obiektów 3D w procesie rzeźbienia zębów krok po kroku.a: Mezjalna powierzchnia pierwszego zęba przedtrzonowego szczęki;b: Nieco górne i mezjalne powierzchnie wargowe pierwszego zęba przedtrzonowego szczęki;c: Powierzchnia środkowa pierwszego zęba trzonowego szczęki;d: Nieznacznie powierzchnia szczękowa pierwszego zęba trzonowego szczęki i powierzchnia mezjalno-policzkowa.powierzchnia.B – policzek;La – dźwięk wargowy;M – dźwięk środkowy.
Trójwymiarowe (3D) obiekty przedstawiają krok po kroku proces wycinania zębów.To zdjęcie przedstawia gotowy obiekt 3D po procesie modelowania pierwszych zębów trzonowych szczęki, pokazując szczegóły i tekstury na każdym kolejnym etapie.Drugie dane modelowania 3D obejmują ostateczny obiekt 3D ulepszony na urządzeniu mobilnym.Linie przerywane przedstawiają równo podzielone sekcje zęba, a oddzielone sekcje oznaczają te, które należy usunąć, zanim będzie można uwzględnić sekcję zawierającą linię ciągłą.Czerwona strzałka 3D wskazuje kierunek cięcia zęba, czerwone kółko na powierzchni dystalnej wskazuje obszar kontaktu zęba, a czerwony cylinder na powierzchni zgryzowej wskazuje guzek zęba.a: linie kropkowane, linie ciągłe, czerwone kółka na powierzchni dystalnej i stopnie wskazujące odłączalny blok woskowy.b: Przybliżone zakończenie tworzenia pierwszego zęba trzonowego górnej szczęki.c: Szczegółowy widok pierwszego zęba trzonowego szczęki, czerwona strzałka wskazuje kierunek zęba i nici dystansowej, czerwony guzek cylindryczny, linia ciągła wskazuje część do wycięcia na powierzchni zgryzowej.d: Kompletny pierwszy ząb trzonowy szczęki.
Aby ułatwić identyfikację kolejnych etapów rzeźbienia za pomocą urządzenia mobilnego, przygotowano cztery znaczniki obrazu dla pierwszego zęba trzonowego żuchwy, pierwszego zęba przedtrzonowego żuchwy, pierwszego zęba trzonowego szczęki i kła szczęki.Znaczniki obrazu zaprojektowano przy użyciu oprogramowania Photoshop (2020, Adobe Co., Ltd., San Jose, Kalifornia) i wykorzystano okrągłe symbole liczbowe oraz powtarzający się wzór tła w celu rozróżnienia każdego zęba, jak pokazano na rysunku 4. Twórz wysokiej jakości znaczniki obrazu za pomocą silnik Vuforia (oprogramowanie do tworzenia znaczników AR) oraz tworzyć i zapisywać znaczniki obrazów za pomocą silnika Unity po uzyskaniu pięciogwiazdkowego współczynnika rozpoznawania dla jednego typu obrazu.Model zęba 3D jest stopniowo łączony ze znacznikami obrazu, a na podstawie znaczników określane jest jego położenie i wielkość.Wykorzystuje silnik Unity i aplikacje Android, które można zainstalować na urządzeniach mobilnych.
Etykieta obrazu.Fotografie te przedstawiają znaczniki obrazu zastosowane w tym badaniu, które kamera urządzenia mobilnego rozpoznaje na podstawie typu zęba (liczba w każdym okręgu).a: pierwszy ząb trzonowy żuchwy;b: pierwszy ząb przedtrzonowy żuchwy;c: pierwszy ząb trzonowy szczęki;d: kieł szczękowy.
Uczestnicy zostali rekrutowani z pierwszego roku zajęć praktycznych z morfologii zębów na Wydziale Higieny Stomatologicznej Uniwersytetu Seong w Gyeonggi-do.Potencjalni uczestnicy zostali poinformowani o następujących kwestiach: (1) Udział jest dobrowolny i nie wiąże się z żadnym wynagrodzeniem finansowym ani akademickim;(2) Grupa kontrolna będzie korzystać z modeli plastikowych, a grupa eksperymentalna z aplikacji mobilnej AR;(3) eksperyment będzie trwał trzy tygodnie i obejmie trzy zęby;(4) Użytkownicy Androida otrzymają link do instalacji aplikacji, a użytkownicy iOS otrzymają urządzenie Android z zainstalowanym AR-TCPT;(5) AR-TCTP będzie działać w ten sam sposób w obu systemach;(6) Losowo przydziel grupę kontrolną i grupę eksperymentalną;(7) Rzeźbienie zębów będzie wykonywane w różnych laboratoriach;(8) Po eksperymencie zostaną przeprowadzone 22 badania;(9) Grupa kontrolna może po eksperymencie zastosować AR-TCPT.Ogółem zgłosiło się 52 uczestników, a od każdego uczestnika otrzymano formularz zgody online.Grupę kontrolną (n = 26) i eksperymentalną (n = 26) przydzielono losowo za pomocą funkcji losowej programu Microsoft Excel (2016, Redmond, USA).Rysunek 5 przedstawia rekrutację uczestników i projekt eksperymentu na schemacie blokowym.
Projekt badania mający na celu zbadanie doświadczeń uczestników z modelami plastikowymi i aplikacjami rzeczywistości rozszerzonej.
Od 27 marca 2023 r. grupa eksperymentalna i grupa kontrolna używały modeli AR-TCPT i modeli plastikowych do wyrzeźbienia odpowiednio trzech zębów przez trzy tygodnie.Uczestnicy rzeźbili zęby przedtrzonowe i trzonowe, w tym pierwszy ząb trzonowy żuchwy, pierwszy ząb przedtrzonowy żuchwy i pierwszy ząb przedtrzonowy szczęki, wszystkie o złożonych cechach morfologicznych.Kły szczęki nie są uwzględnione w rzeźbie.Uczestnicy mają trzy godziny tygodniowo na wycięcie zęba.Po wytworzeniu zęba wyodrębniono modele plastyczne i znaczniki obrazu odpowiednio grupy kontrolnej i eksperymentalnej.Bez rozpoznawania etykiet obrazu obiekty dentystyczne 3D nie są ulepszane przez AR-TCTP.Aby zapobiec używaniu innych narzędzi do ćwiczeń, grupa eksperymentalna i kontrolna ćwiczyły rzeźbienie zębów w oddzielnych pomieszczeniach.Informacje zwrotne na temat kształtu zęba przekazano trzy tygodnie po zakończeniu eksperymentu, aby ograniczyć wpływ instrukcji nauczyciela.Ankietę przeprowadzono po zakończeniu wycinania pierwszych zębów trzonowych żuchwy w trzecim tygodniu kwietnia.Zmodyfikowany kwestionariusz Sandersa i in.Alfala i in.użył 23 pytań z [26].[27] ocenili różnice w kształcie serca pomiędzy instrumentami do ćwiczeń.Jednakże w tym badaniu z badania Alfalah i in. wyłączono jeden element podlegający bezpośredniej manipulacji na każdym poziomie.[27].22 pozycje użyte w tym badaniu przedstawiono w Tabeli 1. W grupie kontrolnej i eksperymentalnej wartości α Cronbacha wynosiły odpowiednio 0,587 i 0,912.
Analizę danych przeprowadzono przy użyciu oprogramowania statystycznego SPSS (v25.0, IBM Co., Armonk, NY, USA).Przeprowadzono dwustronny test istotności na poziomie istotności 0,05.Do analizy ogólnych cech, takich jak płeć, wiek, miejsce zamieszkania i doświadczenie w rzeźbieniu zębów, zastosowano dokładny test Fishera, aby potwierdzić rozkład tych cech pomiędzy grupą kontrolną i eksperymentalną.Wyniki testu Shapiro-Wilka wykazały, że dane ankietowe nie mają rozkładu normalnego (p < 0,05).Dlatego do porównania grupy kontrolnej i eksperymentalnej wykorzystano nieparametryczny test U Manna-Whitneya.
Narzędzia używane przez uczestników podczas ćwiczenia rzeźbienia zębów pokazano na rycinie 6. Rycina 6a przedstawia model plastikowy, a ryciny 6b-d przedstawiają AR-TCPT używany na urządzeniu mobilnym.AR-TCPT wykorzystuje kamerę urządzenia do identyfikacji znaczników obrazu i wyświetla na ekranie ulepszony obiekt dentystyczny 3D, którym uczestnicy mogą manipulować i obserwować w czasie rzeczywistym.Przyciski „Dalej” i „Poprzedni” urządzenia mobilnego pozwalają szczegółowo obserwować etapy rzeźbienia i cechy morfologiczne zębów.Aby utworzyć ząb, użytkownicy AR-TCPT po kolei porównują ulepszony, trójwymiarowy model zęba na ekranie z blokiem wosku.
Ćwicz rzeźbienie zębów.To zdjęcie przedstawia porównanie tradycyjnej praktyki rzeźbienia zębów (TCP) przy użyciu modeli plastikowych i TCP krok po kroku przy użyciu narzędzi rzeczywistości rozszerzonej.Uczniowie mogą oglądać etapy rzeźbienia 3D, klikając przyciski Dalej i Wstecz.a: Model plastikowy w zestawie modeli krok po kroku do rzeźbienia zębów.b: TCP z wykorzystaniem narzędzia rzeczywistości rozszerzonej na pierwszym etapie pierwszego zęba przedtrzonowego żuchwy.c: TCP z wykorzystaniem narzędzia rzeczywistości rozszerzonej podczas końcowego etapu formowania pierwszego zęba przedtrzonowego żuchwy.d: Proces identyfikacji grzbietów i rowków.Komunikator, etykieta obrazu;lekarz medycyny, urządzenie mobilne;NSB, przycisk „Dalej”;PSB, przycisk „Poprzedni”;SMD, uchwyt na urządzenie mobilne;TC, maszyna do grawerowania zębów;W, blok woskowy
Nie stwierdzono istotnych różnic pomiędzy obiema grupami losowo wybranych uczestników pod względem płci, wieku, miejsca zamieszkania i doświadczenia w rzeźbieniu zębów (p > 0,05).Grupę kontrolną stanowiły 96,2% kobiet (n = 25) i 3,8% mężczyzn (n = 1), natomiast grupę eksperymentalną stanowiły wyłącznie kobiety (n = 26).Grupę kontrolną stanowiło 61,5% (n = 16) uczestników w wieku 20 lat, 26,9% (n = 7) uczestników w wieku 21 lat i 11,5% (n = 3) uczestników w wieku ≥ 22 lat, wówczas grupa kontrolna eksperymentalna grupa składała się z 73,1% (n = 19) uczestników w wieku 20 lat, 19,2% (n = 5) uczestników w wieku 21 lat i 7,7% (n = 2) uczestników w wieku ≥ 22 lat.Jeśli chodzi o miejsce zamieszkania, 69,2% (n=18) grupy kontrolnej mieszkało w Gyeonggi-do, a 23,1% (n=6) w Seulu.Dla porównania, 50,0% (n = 13) grupy eksperymentalnej mieszkało w Gyeonggi-do, a 46,2% (n = 12) w Seulu.Odsetek grup kontrolnych i eksperymentalnych mieszkających w Incheon wynosił odpowiednio 7,7% (n = 2) i 3,8% (n = 1).W grupie kontrolnej 25 uczestników (96,2%) nie miało żadnego doświadczenia z rzeźbieniem zębów.Podobnie 26 uczestników (100%) w grupie eksperymentalnej nie miało wcześniejszego doświadczenia z rzeźbieniem zębów.
Tabela 2 przedstawia statystyki opisowe i porównania statystyczne odpowiedzi każdej grupy na 22 pozycje ankiety.Pomiędzy grupami zaobserwowano istotne różnice w odpowiedziach na każdą z 22 pozycji kwestionariusza (p < 0,01).W porównaniu z grupą kontrolną, grupa eksperymentalna uzyskała wyższe średnie wyniki w 21 pozycjach kwestionariusza.Tylko w pytaniu 20 (Q20) kwestionariusza grupa kontrolna uzyskała wyższy wynik niż grupa eksperymentalna.Histogram na rysunku 7 wizualnie przedstawia różnicę średnich wyników pomiędzy grupami.Tabela 2;Rysunek 7 pokazuje również wyniki doświadczeń użytkowników dla każdego projektu.W grupie kontrolnej najwyżej punktowana pozycja uzyskała pytanie Q21, a najniżej – pytanie Q6.W grupie eksperymentalnej pozycję najwyżej punktowaną uzyskało pytanie Q13, a pozycję najniżej – pytanie Q20.Jak pokazano na rysunku 7, największą różnicę w średniej pomiędzy grupą kontrolną a grupą eksperymentalną obserwuje się w Q6, a najmniejszą w Q22.
Porównanie wyników kwestionariuszy.Wykres słupkowy porównujący średnie wyniki grupy kontrolnej korzystającej z modelu plastycznego i grupy eksperymentalnej korzystającej z aplikacji rozszerzonej rzeczywistości.AR-TCPT, narzędzie do ćwiczenia rzeźbienia zębów oparte na rzeczywistości rozszerzonej.
Technologia AR staje się coraz bardziej popularna w różnych dziedzinach stomatologii, w tym w estetyce klinicznej, chirurgii jamy ustnej, technologii odbudowy, morfologii i implantologii zębów oraz symulacji [28, 29, 30, 31].Na przykład Microsoft HoloLens zapewnia zaawansowane narzędzia rzeczywistości rozszerzonej, które usprawniają edukację stomatologiczną i planowanie operacji [32].Technologia rzeczywistości wirtualnej zapewnia także środowisko symulacyjne do nauczania morfologii zębów [33].Chociaż te zaawansowane technologicznie, zależne od sprzętu wyświetlacze montowane na głowie nie stały się jeszcze powszechnie dostępne w edukacji stomatologicznej, mobilne aplikacje AR mogą poprawić umiejętności zastosowań klinicznych i pomóc użytkownikom szybko zrozumieć anatomię [34, 35].Technologia AR może również zwiększyć motywację i zainteresowanie uczniów nauką morfologii zębów oraz zapewnić bardziej interaktywne i wciągające doświadczenie edukacyjne [36].Narzędzia do nauki AR pomagają uczniom wizualizować złożone procedury stomatologiczne i anatomię w 3D [37], co ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia morfologii zębów.
Wpływ drukowanych w 3D plastikowych modeli zębów na nauczanie morfologii zębów jest już lepszy niż podręczniki zawierające obrazy 2D i wyjaśnienia [38].Jednak cyfryzacja edukacji i postęp technologiczny spowodowały konieczność wprowadzenia różnych urządzeń i technologii w opiece zdrowotnej i edukacji medycznej, w tym edukacji stomatologicznej [35].Nauczyciele stoją przed wyzwaniem nauczania złożonych koncepcji w szybko rozwijającej się i dynamicznej dziedzinie [39], która wymaga użycia różnych praktycznych narzędzi, oprócz tradycyjnych modeli z żywicy dentystycznej, aby pomóc uczniom w praktyce rzeźbienia zębów.Dlatego w tym badaniu przedstawiono praktyczne narzędzie AR-TCPT, które wykorzystuje technologię AR do wspomagania praktyki morfologii zębów.
Badania nad doświadczeniami użytkowników aplikacji AR mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia czynników wpływających na korzystanie z multimediów [40].Pozytywne doświadczenie użytkownika AR może wyznaczyć kierunek jego rozwoju i doskonalenia, w tym jego cel, łatwość użycia, płynność działania, wyświetlanie informacji i interakcję [41].Jak pokazano w tabeli 2, z wyjątkiem Q20, grupa eksperymentalna stosująca AR-TCPT uzyskała wyższe oceny doświadczeń użytkowników w porównaniu z grupą kontrolną korzystającą z modeli plastikowych.W porównaniu z modelami plastikowymi, doświadczenie stosowania AR-TCPT w praktyce rzeźbienia zębów zostało wysoko ocenione.Oceniane są zrozumienie, wizualizacja, obserwacja, powtarzanie, użyteczność narzędzi i różnorodność perspektyw.Korzyści ze stosowania AR-TCPT obejmują szybkie zrozumienie, wydajną nawigację, oszczędność czasu, rozwój przedklinicznych umiejętności grawerowania, kompleksowy zakres, lepszą naukę, zmniejszoną zależność od podręcznika oraz interaktywny, przyjemny i pouczający charakter doświadczenia.AR-TCPT ułatwia także interakcję z innymi narzędziami praktycznymi i zapewnia jasne poglądy z wielu perspektyw.
Jak pokazano na rysunku 7, w ramach projektu AR-TCPT zaproponowano dodatkowy punkt w pytaniu 20: potrzebny jest kompleksowy graficzny interfejs użytkownika pokazujący wszystkie etapy rzeźbienia zębów, aby pomóc uczniom w wykonywaniu rzeźbienia zębów.Demonstracja całego procesu rzeźbienia zębów ma kluczowe znaczenie dla rozwijania umiejętności rzeźbienia zębów przed leczeniem pacjentów.Grupa eksperymentalna uzyskała najwyższy wynik w pytaniu Q13, podstawowym pytaniu związanym z rozwijaniem umiejętności rzeźbienia zębów i doskonaleniem umiejętności użytkownika przed leczeniem pacjentów, podkreślając potencjał tego narzędzia w praktyce rzeźbienia zębów.Użytkownicy chcą zastosować nabyte umiejętności w warunkach klinicznych.Jednakże potrzebne są dalsze badania, aby ocenić rozwój i skuteczność rzeczywistych umiejętności rzeźbienia zębów.W pytaniu 6 pytano, czy w razie potrzeby można zastosować modele plastikowe i AR-TCTP, a odpowiedzi na to pytanie wykazały największą różnicę między obiema grupami.Jako aplikacja mobilna AR-TCPT okazała się wygodniejsza w użyciu w porównaniu do modeli plastikowych.Trudno jednak udowodnić skuteczność edukacyjną aplikacji AR wyłącznie na podstawie doświadczenia użytkownika.Konieczne są dalsze badania w celu oceny wpływu AR-TCTP na gotowe tabletki dentystyczne.Jednak w tym badaniu wysokie oceny doświadczeń użytkowników AR-TCPT wskazują na jego potencjał jako praktycznego narzędzia.
To badanie porównawcze pokazuje, że AR-TCPT może stanowić cenną alternatywę lub uzupełnienie tradycyjnych modeli plastikowych w gabinetach stomatologicznych, ponieważ uzyskał doskonałe oceny pod względem doświadczenia użytkownika.Jednakże określenie jej wyższości będzie wymagało dalszej oceny ilościowej przez instruktorów pośredniej i końcowej rzeźbionej kości.Ponadto należy przeanalizować wpływ indywidualnych różnic w zdolnościach percepcji przestrzennej na proces rzeźbienia i ostateczny ząb.Możliwości dentystyczne różnią się w zależności od osoby, co może mieć wpływ na proces rzeźbienia i ostateczny ząb.Dlatego potrzebne są dalsze badania, aby udowodnić skuteczność AR-TCPT jako narzędzia w praktyce rzeźbienia zębów oraz zrozumieć modulującą i pośredniczącą rolę zastosowania AR w procesie rzeźbienia.Przyszłe badania powinny skupiać się na ocenie rozwoju i ewaluacji narzędzi do morfologii zębów wykorzystujących zaawansowaną technologię HoloLens AR.
Podsumowując, niniejsze badanie pokazuje potencjał AR-TCPT jako narzędzia do praktyki rzeźbienia zębów, ponieważ zapewnia studentom innowacyjne i interaktywne doświadczenie edukacyjne.W porównaniu z grupą korzystającą z tradycyjnych modeli plastikowych, grupa AR-TCPT wykazała znacznie wyższe wyniki w zakresie doświadczenia użytkownika, w tym korzyści takie jak szybsze zrozumienie, lepsze uczenie się i zmniejszona zależność od podręczników.Dzięki znanej technologii i łatwości użytkowania AR-TCPT stanowi obiecującą alternatywę dla tradycyjnych narzędzi plastikowych i może pomóc początkującym w rzeźbieniu 3D.Konieczne są jednak dalsze badania, aby ocenić jego skuteczność edukacyjną, w tym wpływ na zdolności rzeźbienia ludzi i ilościową ocenę wyrzeźbionych zębów.
Zbiory danych wykorzystane w tym badaniu są dostępne po skontaktowaniu się z odpowiednim autorem na uzasadnioną prośbę.
Bogacki RE, Best A, Abby LM Badanie równoważności komputerowego programu nauczania anatomii zębów.Jay Dent wyd.2004;68:867–71.
Abu Eid R, Ewan K, Foley J, Oweis Y, Jayasinghe J. Samodzielne uczenie się i tworzenie modeli dentystycznych w celu badania morfologii zębów: perspektywy studentów na Uniwersytecie w Aberdeen w Szkocji.Jay Dent wyd.2013;77:1147–53.
Lawn M, McKenna JP, Cryan JF, Downer EJ, Toulouse A. Przegląd metod nauczania morfologii zębów stosowanych w Wielkiej Brytanii i Irlandii.Europejski dziennik edukacji dentystycznej.2018;22:e438–43.
Obrez A., Briggs S., Backman J., Goldstein L., Lamb S., Knight WG Nauczanie anatomii stomatologicznej o znaczeniu klinicznym w programie nauczania stomatologii: Opis i ocena innowacyjnego modułu.Jay Dent wyd.2011;75:797–804.
Costa AK, Xavier TA, Paes-Junior TD, Andreatta-Filho OD, Borges AL.Wpływ powierzchni kontaktu okluzyjnego na ubytki kły i rozkład naprężeń.Ćwicz J. Contemp Dent.2014;15:699–704.
Cukry DA, Bader JD, Phillips SW, White BA, Brantley CF.Konsekwencje braku uzupełnienia brakujących zębów tylnych.J Am Dent Assoc.2000;131:1317–23.
Wang Hui, Xu Hui, Zhang Jing, Yu Sheng, Wang Ming, Qiu Jing i in.Wpływ wydrukowanych w 3D plastikowych zębów na realizację kursu morfologii zębów na chińskim uniwersytecie.BMC Edukacja medyczna.2020;20:469.
Risnes S, Han K, Hadler-Olsen E, Sehik A. Zagadka identyfikacji zębów: metoda nauczania i uczenia się morfologii zębów.Europejski dziennik edukacji dentystycznej.2019;23:62–7.
Kirkup ML, Adams BN, Reiffes PE, Hesselbart JL, Willis LH Czy obraz jest wart tysiąca słów?Skuteczność technologii iPad w przedklinicznych kursach laboratorium dentystycznego.Jay Dent wyd.2019;83:398–406.
Goodacre CJ, Younan R, Kirby W, Fitzpatrick M. Eksperyment edukacyjny zainicjowany przez COVID-19: wykorzystanie woskowania w domu i seminaria internetowe w celu prowadzenia trzytygodniowego intensywnego kursu morfologii zębów dla studentów pierwszego roku.J Protetyka.2021;30:202–9.
Roy E, Bakr MM, George R. Potrzeba symulacji rzeczywistości wirtualnej w edukacji dentystycznej: przegląd.Magazyn Saudi Dent 2017;29:41-7.
Garson J. Przegląd dwudziestu pięciu lat edukacji w rzeczywistości rozszerzonej.Multimodalna interakcja technologiczna.2021;5:37.
Tan SY, Arshad H., Abdullah A. Wydajne i wydajne aplikacje mobilne wykorzystujące rzeczywistość rozszerzoną.Int J Adv Sci Eng Inf Technol.2018;8:1672–8.
Wang M., Callaghan W., Bernhardt J., White K., Peña-Rios A. Rzeczywistość rozszerzona w edukacji i szkoleniach: metody nauczania i przykłady ilustrujące.J Inteligencja otoczenia.Obliczenia ludzkie.2018;9:1391–402.
Pellas N, Fotaris P, Kazanidis I, Wells D. Poprawa doświadczenia edukacyjnego w szkołach podstawowych i średnich: systematyczny przegląd najnowszych trendów w uczeniu się w rzeczywistości rozszerzonej opartej na grach.Wirtualna rzeczywistość.2019;23:329–46.
Mazzuco A., Krassmann AL, Reategui E., Gomez RS Systematyczny przegląd rzeczywistości rozszerzonej w edukacji chemicznej.Pastor Edukacji.2022;10:e3325.
Akçayır M, Akçayır G. Korzyści i wyzwania związane z rzeczywistością rozszerzoną w edukacji: systematyczny przegląd literatury.Studia Pedagogiczne, wyd.2017;20:1–11.
Dunleavy M, Dede S, Mitchell R. Potencjał i ograniczenia wciągających, opartych na współpracy symulacji rzeczywistości rozszerzonej w nauczaniu i uczeniu się.Journal of Science Education Technology.2009;18:7-22.
Zheng KH, Tsai SK Możliwości rzeczywistości rozszerzonej w nauczaniu przedmiotów ścisłych: sugestie dotyczące przyszłych badań.Journal of Science Education Technology.2013;22:449–62.
Kilistoff AJ, McKenzie L, D'Eon M, Trinder K. Skuteczność technik rzeźbiarskich krok po kroku dla studentów stomatologii.Jay Dent wyd.2013;77:63–7.
Czas publikacji: 25 grudnia 2023 r