Augmented reality (AR)-technologie is effectief gebleken in het weergeven van informatie en het renderen van 3D-objecten. Hoewel studenten AR-applicaties vaak via mobiele apparaten gebruiken, worden plastic modellen of 2D-afbeeldingen nog steeds veel gebruikt bij oefeningen in het maken van tandsculpturen. Vanwege de driedimensionale aard van tanden ondervinden studenten die zich met tandsculpturen bezighouden uitdagingen door het gebrek aan beschikbare hulpmiddelen die consistente begeleiding bieden. In deze studie hebben we een op AR gebaseerd trainingshulpmiddel voor tandsculpturen (AR-TCPT) ontwikkeld en vergeleken met een plastic model om het potentieel ervan als oefenhulpmiddel en de gebruikservaring te evalueren.
Om het doorkomen van tanden te simuleren, creëerden we achtereenvolgens een 3D-object dat een bovenkaakhoektand en een bovenkaakpremolair (stap 16), een onderkaakpremolair (stap 13) en een onderkaakpremolair (stap 14) omvatte. Aan elke tand werden beeldmarkeringen toegewezen die met Photoshop waren gemaakt. We ontwikkelden een AR-gebaseerde mobiele applicatie met behulp van de Unity-engine. Voor het maken van tandmodellen werden 52 deelnemers willekeurig toegewezen aan een controlegroep (n = 26; met behulp van plastic tandmodellen) of een experimentele groep (n = 26; met behulp van AR-TCPT). Een vragenlijst met 22 items werd gebruikt om de gebruikerservaring te evalueren. Vergelijkende data-analyse werd uitgevoerd met behulp van de niet-parametrische Mann-Whitney U-test via het SPSS-programma.
AR-TCPT gebruikt de camera van een mobiel apparaat om beeldmarkeringen te detecteren en 3D-objecten van tandfragmenten weer te geven. Gebruikers kunnen het apparaat manipuleren om elke stap te bekijken of de vorm van een tand te bestuderen. Uit de resultaten van het gebruikersonderzoek bleek dat de AR-TCPT-experimentele groep, vergeleken met de controlegroep die plastic modellen gebruikte, significant hoger scoorde op de ervaring met het beeldhouwen van tanden.
Vergeleken met traditionele plastic modellen biedt AR-TCPT een betere gebruikerservaring bij het beeldhouwen van tanden. De tool is gemakkelijk toegankelijk omdat deze is ontworpen voor gebruik op mobiele apparaten. Verder onderzoek is nodig om de educatieve impact van AR-TCPT op de kwantificering van gegraveerde tanden en de individuele beeldhouwvaardigheden van de gebruiker te bepalen.
Tandmorfologie en praktische oefeningen vormen een belangrijk onderdeel van het tandheelkundig curriculum. Deze cursus biedt theoretische en praktische begeleiding bij de morfologie, functie en directe vormgeving van tandstructuren [1, 2]. De traditionele lesmethode bestaat uit theoretische studie en vervolgens het uitvoeren van tandsculptuur op basis van de geleerde principes. Studenten gebruiken tweedimensionale (2D) afbeeldingen van tanden en plastic modellen om tanden te modelleren op was- of gipsblokken [3,4,5]. Inzicht in tandmorfologie is cruciaal voor restauratieve behandelingen en de vervaardiging van tandrestauraties in de klinische praktijk. De juiste relatie tussen antagonistische en proximale tanden, zoals aangegeven door hun vorm, is essentieel voor het behoud van occlusale en positionele stabiliteit [6, 7]. Hoewel tandheelkundige cursussen studenten kunnen helpen een grondig begrip van tandmorfologie te verwerven, blijven ze uitdagingen ondervinden in het snijproces dat gepaard gaat met traditionele methoden.
Nieuwkomers in de praktijk van de tandmorfologie worden geconfronteerd met de uitdaging om 2D-afbeeldingen in drie dimensies (3D) te interpreteren en te reproduceren [8,9,10]. Tandvormen worden meestal weergegeven door tweedimensionale tekeningen of foto's, wat leidt tot moeilijkheden bij het visualiseren van tandmorfologie. Bovendien maakt de noodzaak om snel tandmodellen te maken in beperkte ruimte en tijd, in combinatie met het gebruik van 2D-afbeeldingen, het moeilijk voor studenten om 3D-vormen te conceptualiseren en te visualiseren [11]. Hoewel plastic tandmodellen (die gedeeltelijk of in definitieve vorm kunnen worden gepresenteerd) het onderwijs ondersteunen, is hun gebruik beperkt omdat commerciële plastic modellen vaak vooraf gedefinieerd zijn en de oefenmogelijkheden voor docenten en studenten beperken [4]. Daarnaast zijn deze oefenmodellen eigendom van de onderwijsinstelling en niet van individuele studenten, wat resulteert in een verhoogde oefenbelasting tijdens de beschikbare lestijd. Docenten begeleiden vaak grote groepen studenten tijdens de oefening en maken vaak gebruik van traditionele oefenmethoden, wat kan leiden tot lange wachttijden voor feedback van de docent over de tussenstadia van het modelleren [12]. Daarom is er behoefte aan een snijmal om het oefenen van het snijden van tanden te vergemakkelijken en de beperkingen van plastic modellen te verlichten.
Augmented reality (AR)-technologie is naar voren gekomen als een veelbelovend hulpmiddel om de leerervaring te verbeteren. Door digitale informatie over een realistische omgeving heen te leggen, kan AR-technologie studenten een interactievere en meeslepende ervaring bieden [13]. Garzón [14] baseerde zich op 25 jaar ervaring met de eerste drie generaties AR-onderwijsclassificatie en betoogde dat het gebruik van kosteneffectieve mobiele apparaten en applicaties (via mobiele apparaten en applicaties) in de tweede generatie AR de kenmerken van de leerprestaties aanzienlijk heeft verbeterd. Eenmaal gemaakt en geïnstalleerd, stellen mobiele applicaties de camera in staat om objecten te herkennen en aanvullende informatie daarover weer te geven, waardoor de gebruikerservaring wordt verbeterd [15, 16]. AR-technologie werkt door snel een code of afbeeldingslabel van de camera van een mobiel apparaat te herkennen en vervolgens 3D-informatie weer te geven [17]. Door mobiele apparaten of beeldmarkeringen te manipuleren, kunnen gebruikers 3D-structuren gemakkelijk en intuïtief observeren en begrijpen [18]. In een review van Akçayır en Akçayır [19] werd vastgesteld dat AR het plezier vergroot en de leerparticipatie succesvol verhoogt. Vanwege de complexiteit van de data kan de technologie echter moeilijk te gebruiken zijn voor studenten en leiden tot cognitieve overbelasting, waardoor aanvullende instructieaanbevelingen nodig zijn [19, 20, 21]. Daarom moeten er inspanningen worden geleverd om de educatieve waarde van AR te vergroten door de gebruiksvriendelijkheid te verbeteren en de complexiteit van de taken te verminderen. Met deze factoren moet rekening worden gehouden bij het gebruik van AR-technologie voor het ontwikkelen van educatieve hulpmiddelen voor het oefenen van het snijden van tanden.
Om studenten effectief te begeleiden bij het bewerken van tandheelkunde met behulp van AR-omgevingen, moet een continu proces worden gevolgd. Deze aanpak kan de variabiliteit verminderen en de verwerving van vaardigheden bevorderen [22]. Beginnende bewerkers kunnen de kwaliteit van hun werk verbeteren door een digitaal stapsgewijs proces voor het bewerken van tanden te volgen [23]. Een stapsgewijze trainingsaanpak is namelijk effectief gebleken om in korte tijd beeldhouwvaardigheden onder de knie te krijgen en fouten in het uiteindelijke ontwerp van de restauratie te minimaliseren [24]. Op het gebied van tandheelkundige restauratie is het gebruik van graveerprocessen op het tandoppervlak een effectieve manier om studenten te helpen hun vaardigheden te verbeteren [25]. Deze studie had als doel een op AR gebaseerd oefenhulpmiddel voor tandheelkunde (AR-TCPT) te ontwikkelen dat geschikt is voor mobiele apparaten en de gebruikerservaring ervan te evalueren. Daarnaast vergeleek de studie de gebruikerservaring van AR-TCPT met traditionele tandheelkundige harsmodellen om het potentieel van AR-TCPT als praktisch hulpmiddel te beoordelen.
AR-TCPT is ontworpen voor mobiele apparaten en maakt gebruik van AR-technologie. Deze tool is bedoeld om stapsgewijs 3D-modellen te creëren van bovenkaakhoektanden, bovenkaakpremolairen, onderkaakpremolairen en onderkaakmolaren. De initiële 3D-modellering werd uitgevoerd met 3D Studio Max (2019, Autodesk Inc., VS) en de uiteindelijke modellering met het 3D-softwarepakket Zbrush (2019, Pixologic Inc., VS). Beeldmarkering werd uitgevoerd met Photoshop-software (Adobe Master Collection CC 2019, Adobe Inc., VS), ontworpen voor stabiele herkenning door mobiele camera's, in de Vuforia-engine (PTC Inc., VS; http:///developer.vuforia.com). De AR-applicatie is geïmplementeerd met de Unity-engine (12 maart 2019, Unity Technologies, VS) en vervolgens geïnstalleerd en gestart op een mobiel apparaat. Om de effectiviteit van AR-TCPT als hulpmiddel voor het oefenen van tandbeeldhouwen te evalueren, werden willekeurig deelnemers geselecteerd uit de praktijkles tandmorfologie van 2023 om een controlegroep en een experimentele groep te vormen. De deelnemers in de experimentele groep gebruikten AR-TCPT, terwijl de controlegroep plastic modellen gebruikte uit de Tooth Carving Step Model Kit (Nissin Dental Co., Japan). Na het voltooien van de taak met het snijden van tanden, werd de gebruikerservaring met elk hulpmiddel onderzocht en vergeleken. Het verloop van het onderzoeksontwerp is weergegeven in Figuur 1. Dit onderzoek werd uitgevoerd met goedkeuring van de ethische commissie van de South Seoul National University (IRB-nummer: NSU-202210-003).
3D-modellering wordt gebruikt om de morfologische kenmerken van de uitstekende en concave structuren van de mesiale, distale, buccale, linguale en occlusale oppervlakken van tanden tijdens het beeldhouwen consistent weer te geven. De bovenkaakhoektand en de eerste bovenkaakpremolaar werden gemodelleerd als niveau 16, de eerste onderkaakpremolaar als niveau 13 en de eerste onderkaakmolaar als niveau 14. De voorlopige modellering toont de delen die verwijderd en behouden moeten worden in de volgorde van de röntgenfoto's, zoals weergegeven in figuur 2. De uiteindelijke modelleringsvolgorde van de tand is weergegeven in figuur 3. In het uiteindelijke model beschrijven texturen, ribbels en groeven de verzonken structuur van de tand, en is beeldinformatie toegevoegd om het beeldhouwproces te begeleiden en structuren te benadrukken die nauwlettende aandacht vereisen. Aan het begin van de beeldhouwfase wordt elk oppervlak van een kleurcode voorzien om de oriëntatie aan te geven, en wordt het wasblok gemarkeerd met doorgetrokken lijnen die de delen aangeven die verwijderd moeten worden. De mesiale en distale oppervlakken van de tand zijn gemarkeerd met rode stippen om de contactpunten aan te geven die als uitsteeksels behouden blijven en niet worden verwijderd tijdens het snijproces. Op het occlusale oppervlak markeren rode stippen elke cusp die behouden blijft, en rode pijlen geven de graveerrichting aan bij het snijden van het wasblok. 3D-modellering van behouden en verwijderde delen maakt het mogelijk om de morfologie van de verwijderde delen te bevestigen tijdens de daaropvolgende stappen van het boetseren van het wasblok.
Maak voorlopige simulaties van 3D-objecten in een stapsgewijs proces voor het modelleren van tanden. a: Mesiaal oppervlak van de eerste bovenkaakpremolaar; b: Iets boven en mesiaal labiaal oppervlak van de eerste bovenkaakpremolaar; c: Mesiaal oppervlak van de eerste bovenkaakmolaar; d: Iets boven en mesiobuccaal oppervlak van de eerste bovenkaakmolaar. B – wang; La – labiaal; M – mediaal.
Driedimensionale (3D) objecten representeren het stapsgewijze proces van het slijpen van tanden. Deze foto toont het voltooide 3D-object na het modelleren van de eerste bovenmolair, met details en texturen voor elke volgende stap. De tweede 3D-modelleringsgegevens omvatten het uiteindelijke 3D-object, verbeterd op het mobiele apparaat. De stippellijnen representeren gelijk verdeelde secties van de tand, en de gescheiden secties representeren de delen die verwijderd moeten worden voordat het deel met de doorgetrokken lijn kan worden toegevoegd. De rode 3D-pijl geeft de slijprichting van de tand aan, de rode cirkel op het distale oppervlak geeft het contactvlak van de tand aan, en de rode cilinder op het occlusale oppervlak geeft de cusp van de tand aan. a: stippellijnen, doorgetrokken lijnen, rode cirkels op het distale oppervlak en stappen die het verwijderbare wasblok aangeven. b: Ongeveer voltooide vorming van de eerste bovenmolair. c: Detailweergave van de eerste bovenmolair, rode pijl geeft de richting van de tand en de schroefdraad van de spacer aan, rode cilindrische cusp, ononderbroken lijn geeft het te slijpen deel op het occlusale oppervlak aan. d: Complete eerste bovenmolair.
Om de identificatie van opeenvolgende bewerkingsstappen met behulp van een mobiel apparaat te vergemakkelijken, werden vier beeldmarkeringen voorbereid voor de eerste ondermolaar, de eerste onderpremolaar, de eerste bovenmolaar en de bovenhoektand. De beeldmarkeringen werden ontworpen met Photoshop-software (2020, Adobe Co., Ltd., San Jose, CA) en maakten gebruik van cirkelvormige cijfersymbolen en een herhalend achtergrondpatroon om elke tand te onderscheiden, zoals weergegeven in Figuur 4. Hoogwaardige beeldmarkeringen werden gemaakt met de Vuforia-engine (AR-markercreatiesoftware) en vervolgens gemaakt en opgeslagen met de Unity-engine nadat een herkenningspercentage van vijf sterren voor een bepaald type afbeelding was behaald. Het 3D-tandmodel wordt geleidelijk gekoppeld aan de beeldmarkeringen en de positie en grootte ervan worden bepaald op basis van de markeringen. De Unity-engine en Android-applicaties die op mobiele apparaten kunnen worden geïnstalleerd, worden hiervoor gebruikt.
Afbeeldingslabel. Deze foto's tonen de beeldmarkeringen die in dit onderzoek zijn gebruikt en die door de camera van het mobiele apparaat zijn herkend aan de hand van het type tand (nummer in elke cirkel). a: eerste kies van de onderkaak; b: eerste premolaar van de onderkaak; c: eerste kies van de bovenkaak; d: hoektand van de bovenkaak.
Deelnemers werden gerekruteerd uit de eerstejaars practicumlessen tandmorfologie van de afdeling Mondhygiëne van de Seong Universiteit in Gyeonggi-do. Potentiële deelnemers werden als volgt geïnformeerd: (1) Deelname is vrijwillig en er is geen financiële of academische vergoeding aan verbonden; (2) De controlegroep gebruikt plastic modellen en de experimentele groep gebruikt een AR-app voor mobiele apparaten; (3) Het experiment duurt drie weken en omvat drie tanden; (4) Android-gebruikers ontvangen een link om de app te installeren en iOS-gebruikers ontvangen een Android-apparaat met AR-TCPT geïnstalleerd; (5) AR-TCPT werkt op beide systemen op dezelfde manier; (6) De controle- en experimentele groep worden willekeurig toegewezen; (7) Het maken van de tandmodellen vindt plaats in verschillende laboratoria; (8) Na het experiment worden 22 studies uitgevoerd; (9) De controlegroep kan AR-TCPT na het experiment blijven gebruiken. In totaal meldden 52 deelnemers zich vrijwillig aan en van elke deelnemer werd een online toestemmingsformulier verkregen. De controlegroep (n = 26) en de experimentele groep (n = 26) werden willekeurig toegewezen met behulp van de willekeurige functie in Microsoft Excel (2016, Redmond, VS). Figuur 5 toont de werving van deelnemers en het experimentele ontwerp in een stroomschema.
Een onderzoeksopzet om de ervaringen van deelnemers met plastic modellen en augmented reality-toepassingen te verkennen.
Vanaf 27 maart 2023 gebruikten de experimentele groep en de controlegroep respectievelijk AR-TCPT en plastic modellen om gedurende drie weken drie tanden te boetseren. De deelnemers boetseerden premolaren en molaren, waaronder een eerste molaar in de onderkaak, een eerste premolaar in de onderkaak en een eerste premolaar in de bovenkaak, allemaal met complexe morfologische kenmerken. De hoektanden in de bovenkaak werden niet in het boetseerwerk opgenomen. De deelnemers hadden drie uur per week om een tand te boetseren. Na de vervaardiging van de tand werden de plastic modellen en beeldmarkeringen van respectievelijk de controle- en experimentele groep verwijderd. Zonder beeldlabelherkenning worden 3D-tandobjecten niet verbeterd door AR-TCPT. Om het gebruik van andere oefenmaterialen te voorkomen, oefenden de experimentele en controlegroep het boetseren van tanden in aparte ruimtes. Feedback over de tandvorm werd drie weken na afloop van het experiment gegeven om de invloed van instructies van de docent te beperken. De vragenlijst werd afgenomen nadat het boetseren van de eerste molaren in de onderkaak in de derde week van april was voltooid. Er werd gebruik gemaakt van een aangepaste vragenlijst van Sanders et al. Alfala et al. Er werden 23 vragen uit [26] gebruikt. [27] beoordeelde de verschillen in hartvorm tussen oefeninstrumenten. In deze studie werd echter één item voor directe manipulatie op elk niveau weggelaten uit de studie van Alfalah et al. [27]. De 22 items die in deze studie werden gebruikt, staan in Tabel 1. De controle- en experimentele groepen hadden Cronbach's α-waarden van respectievelijk 0,587 en 0,912.
De data-analyse werd uitgevoerd met behulp van het statistische softwarepakket SPSS (v25.0, IBM Co., Armonk, NY, VS). Een tweezijdige significantietoets werd uitgevoerd met een significantieniveau van 0,05. De exacte toets van Fisher werd gebruikt om algemene kenmerken zoals geslacht, leeftijd, woonplaats en ervaring met tandhouwen te analyseren en de verdeling van deze kenmerken tussen de controle- en experimentele groep te bevestigen. De resultaten van de Shapiro-Wilk-toets toonden aan dat de enquêtegegevens niet normaal verdeeld waren (p < 0,05). Daarom werd de niet-parametrische Mann-Whitney U-toets gebruikt om de controle- en experimentele groep te vergelijken.
De gereedschappen die de deelnemers tijdens de oefening met het beeldhouwen van tanden gebruikten, zijn weergegeven in Figuur 6. Figuur 6a toont het plastic model en de figuren 6b-d tonen de AR-TCPT die op een mobiel apparaat wordt gebruikt. AR-TCPT gebruikt de camera van het apparaat om beeldmarkeringen te identificeren en toont een verbeterd 3D-model van een tand op het scherm, dat deelnemers in realtime kunnen manipuleren en bekijken. Met de knoppen "Volgende" en "Vorige" op het mobiele apparaat kunnen ze de verschillende stadia van het beeldhouwen en de morfologische kenmerken van de tanden in detail bekijken. Om een tand te creëren, vergelijken AR-TCPT-gebruikers achtereenvolgens een verbeterd 3D-model van de tand op het scherm met een wasblok.
Oefenen met het beeldhouwen van tanden. Deze foto toont een vergelijking tussen traditioneel beeldhouwen met plastic modellen en stapsgewijs beeldhouwen met behulp van augmented reality-tools. Studenten kunnen de 3D-beeldhouwstappen bekijken door op de knoppen 'Volgende' en 'Vorige' te klikken. a: Plastic model in een set stapsgewijze modellen voor het beeldhouwen van tanden. b: Beeldhouwen met behulp van een augmented reality-tool in de eerste fase van de eerste premolaar in de onderkaak. c: Beeldhouwen met behulp van een augmented reality-tool in de laatste fase van de vorming van de eerste premolaar in de onderkaak. d: Proces van het identificeren van ribbels en groeven. IM, afbeeldingslabel; MD, mobiel apparaat; NSB, knop 'Volgende'; PSB, knop 'Vorige'; SMD, houder voor mobiel apparaat; TC, tandgraveermachine; W, wasblok
Er waren geen significante verschillen tussen de twee groepen willekeurig geselecteerde deelnemers wat betreft geslacht, leeftijd, woonplaats en ervaring met tandhouwen (p > 0,05). De controlegroep bestond uit 96,2% vrouwen (n = 25) en 3,8% mannen (n = 1), terwijl de experimentele groep uitsluitend uit vrouwen bestond (n = 26). De controlegroep bestond uit 61,5% (n = 16) deelnemers van 20 jaar, 26,9% (n = 7) deelnemers van 21 jaar en 11,5% (n = 3) deelnemers van 22 jaar en ouder. De experimentele controlegroep bestond uit 73,1% (n = 19) deelnemers van 20 jaar, 19,2% (n = 5) deelnemers van 21 jaar en 7,7% (n = 2) deelnemers van 22 jaar en ouder. Wat betreft woonplaats woonde 69,2% (n=18) van de controlegroep in Gyeonggi-do en 23,1% (n=6) in Seoul. Ter vergelijking: 50,0% (n=13) van de experimentele groep woonde in Gyeonggi-do en 46,2% (n=12) in Seoul. Het percentage deelnemers in Incheon was respectievelijk 7,7% (n=2) en 3,8% (n=1) van de controle- en experimentele groep. In de controlegroep hadden 25 deelnemers (96,2%) geen eerdere ervaring met het bewerken van tanden. Evenzo hadden 26 deelnemers (100%) in de experimentele groep geen eerdere ervaring met het bewerken van tanden.
Tabel 2 presenteert beschrijvende statistieken en statistische vergelijkingen van de antwoorden van elke groep op de 22 enquêtevragen. Er waren significante verschillen tussen de groepen in de antwoorden op elk van de 22 vragenlijstvragen (p < 0,01). Vergeleken met de controlegroep behaalde de experimentele groep hogere gemiddelde scores op de 21 vragenlijstvragen. Alleen op vraag 20 (Q20) van de vragenlijst scoorde de controlegroep hoger dan de experimentele groep. Het histogram in Figuur 7 visualiseert het verschil in gemiddelde scores tussen de groepen. Tabel 2 en Figuur 7 tonen ook de resultaten van de gebruikerservaring voor elk project. In de controlegroep was vraag Q21 het item met de hoogste score en vraag Q6 het item met de laagste score. In de experimentele groep was vraag Q13 het item met de hoogste score en vraag Q20 het item met de laagste score. Zoals weergegeven in Figuur 7, wordt het grootste verschil in gemiddelde tussen de controlegroep en de experimentele groep waargenomen bij Q6 en het kleinste verschil bij Q22.
Vergelijking van vragenlijstscores. Staafdiagram waarin de gemiddelde scores van de controlegroep (met behulp van het plastic model) en de experimentele groep (met behulp van de augmented reality-applicatie) worden vergeleken. AR-TCPT, een op augmented reality gebaseerd oefenhulpmiddel voor tandheelkundig beeldhouwen.
AR-technologie wordt steeds populairder in diverse vakgebieden van de tandheelkunde, waaronder klinische esthetiek, orale chirurgie, restauratieve technologie, tandmorfologie en implantologie, en simulatie [28, 29, 30, 31]. Microsoft HoloLens biedt bijvoorbeeld geavanceerde augmented reality-tools om het tandheelkundig onderwijs en de chirurgische planning te verbeteren [32]. Virtuele realiteitstechnologie biedt ook een simulatieomgeving voor het onderwijzen van tandmorfologie [33]. Hoewel deze technologisch geavanceerde, hardware-afhankelijke head-mounted displays nog niet op grote schaal beschikbaar zijn in het tandheelkundig onderwijs, kunnen mobiele AR-applicaties de klinische vaardigheden verbeteren en gebruikers helpen de anatomie snel te begrijpen [34, 35]. AR-technologie kan ook de motivatie en interesse van studenten in het leren van tandmorfologie vergroten en een meer interactieve en boeiende leerervaring bieden [36]. AR-leermiddelen helpen studenten complexe tandheelkundige procedures en anatomie in 3D te visualiseren [37], wat cruciaal is voor het begrijpen van tandmorfologie.
De impact van 3D-geprinte plastic tandmodellen op het onderwijzen van tandmorfologie is al groter dan die van leerboeken met 2D-afbeeldingen en -uitleg [38]. De digitalisering van het onderwijs en de technologische vooruitgang hebben het echter noodzakelijk gemaakt om diverse apparaten en technologieën te introduceren in de gezondheidszorg en het medisch onderwijs, waaronder tandheelkundig onderwijs [35]. Docenten staan voor de uitdaging om complexe concepten te onderwijzen in een snel evoluerend en dynamisch vakgebied [39], wat naast traditionele tandmodellen van hars ook het gebruik van diverse praktische hulpmiddelen vereist om studenten te ondersteunen bij het oefenen van tandbeeldhouwen. Daarom presenteert deze studie een praktisch AR-TCPT-hulpmiddel dat AR-technologie gebruikt om te helpen bij het oefenen van tandmorfologie.
Onderzoek naar de gebruikerservaring van AR-toepassingen is cruciaal voor het begrijpen van de factoren die van invloed zijn op het gebruik van multimedia [40]. Een positieve AR-gebruikerservaring kan de richting van de ontwikkeling en verbetering ervan bepalen, inclusief het doel, het gebruiksgemak, de soepele werking, de informatieweergave en de interactie [41]. Zoals weergegeven in Tabel 2, ontving de experimentele groep die AR-TCPT gebruikte, met uitzondering van vraag 20, hogere beoordelingen voor de gebruikerservaring in vergelijking met de controlegroep die plastic modellen gebruikte. In vergelijking met plastic modellen werd de ervaring met het gebruik van AR-TCPT bij tandheelkundige graveeroefeningen hoog gewaardeerd. Beoordelingen omvatten begrip, visualisatie, observatie, herhaling, bruikbaarheid van de tools en diversiteit aan perspectieven. Voordelen van het gebruik van AR-TCPT zijn onder andere snel begrip, efficiënte navigatie, tijdsbesparing, ontwikkeling van preklinische graveervaardigheden, uitgebreide dekking, verbeterd leren, verminderde afhankelijkheid van leerboeken en het interactieve, plezierige en informatieve karakter van de ervaring. AR-TCPT vergemakkelijkt ook de interactie met andere oefentools en biedt duidelijke weergaven vanuit meerdere perspectieven.
Zoals weergegeven in Figuur 7, stelde AR-TCPT een extra punt voor in vraag 20: een uitgebreide grafische gebruikersinterface die alle stappen van het tandbeeldhouwen laat zien, is nodig om studenten te helpen bij het uitvoeren van tandbeeldhouwen. Demonstratie van het volledige tandbeeldhouwproces is cruciaal voor het ontwikkelen van vaardigheden in tandbeeldhouwen voordat patiënten worden behandeld. De experimentele groep behaalde de hoogste score in vraag 13, een fundamentele vraag met betrekking tot het helpen ontwikkelen van vaardigheden in tandbeeldhouwen en het verbeteren van de gebruikersvaardigheden vóór de behandeling van patiënten, wat het potentieel van deze tool in de tandbeeldhouwpraktijk benadrukt. Gebruikers willen de geleerde vaardigheden in een klinische setting toepassen. Vervolgonderzoek is echter nodig om de ontwikkeling en effectiviteit van daadwerkelijke vaardigheden in tandbeeldhouwen te evalueren. Vraag 6 ging over het gebruik van plastic modellen en AR-TCPT indien nodig, en de antwoorden op deze vraag lieten het grootste verschil tussen de twee groepen zien. Als mobiele app bleek AR-TCPT gebruiksvriendelijker te zijn dan plastic modellen. Het blijft echter moeilijk om de educatieve effectiviteit van AR-apps te bewijzen op basis van gebruikerservaring alleen. Verder onderzoek is nodig om het effect van AR-TCPT op afgewerkte tandheelkundige tabletten te evalueren. De hoge beoordelingen van de gebruikerservaring met AR-TCPT in deze studie wijzen er echter op dat het een potentieel praktisch hulpmiddel is.
Deze vergelijkende studie toont aan dat AR-TCPT een waardevol alternatief of aanvulling kan zijn op traditionele plastic modellen in tandartspraktijken, aangezien het uitstekende beoordelingen kreeg op het gebied van gebruikerservaring. Het vaststellen van de superioriteit ervan vereist echter verdere kwantificering door instructeurs van intermediaire en definitieve botmodellen. Daarnaast moet ook de invloed van individuele verschillen in ruimtelijk inzicht op het modelleerproces en de uiteindelijke tand worden geanalyseerd. Tandheelkundige vaardigheden variëren van persoon tot persoon, wat van invloed kan zijn op het modelleerproces en de uiteindelijke tand. Daarom is meer onderzoek nodig om de effectiviteit van AR-TCPT als hulpmiddel voor tandheelkundige modelleerpraktijk aan te tonen en om de modulerende en mediërende rol van AR-toepassingen in het modelleerproces te begrijpen. Toekomstig onderzoek zou zich moeten richten op de ontwikkeling en evaluatie van hulpmiddelen voor tandheelkundige morfologie met behulp van geavanceerde HoloLens AR-technologie.
Samenvattend toont deze studie het potentieel van AR-TCPT als hulpmiddel voor het oefenen van tandheelkundig beeldhouwen, omdat het studenten een innovatieve en interactieve leerervaring biedt. Vergeleken met de groep die met traditionele plastic modellen werkte, behaalde de AR-TCPT-groep significant hogere scores voor gebruikerservaring, met voordelen zoals sneller begrip, verbeterd leerproces en minder afhankelijkheid van leerboeken. Dankzij de vertrouwde technologie en het gebruiksgemak biedt AR-TCPT een veelbelovend alternatief voor traditionele plastic gereedschappen en kan het beginners helpen bij het 3D-beeldhouwen. Verder onderzoek is echter nodig om de educatieve effectiviteit te evalueren, inclusief de impact op de beeldhouwvaardigheden van mensen en de kwantificering van de gebeeldhouwde tanden.
De datasets die in dit onderzoek zijn gebruikt, zijn op redelijk verzoek verkrijgbaar bij de corresponderende auteur.
Bogacki RE, Best A, Abby LM Een equivalentiestudie van een computergebaseerd lesprogramma voor tandheelkundige anatomie. Jay Dent Ed. 2004;68:867–71.
Abu Eid R, Ewan K, Foley J, Oweis Y, Jayasinghe J. Zelfgestuurd leren en het maken van tandmodellen voor de studie van tandmorfologie: perspectieven van studenten aan de Universiteit van Aberdeen, Schotland. Jay Dent Ed. 2013;77:1147–53.
Lawn M, McKenna JP, Cryan JF, Downer EJ, Toulouse A. Een overzicht van de lesmethoden voor tandmorfologie die in het Verenigd Koninkrijk en Ierland worden gebruikt. European Journal of Dental Education. 2018;22:e438–43.
Obrez A., Briggs S., Backman J., Goldstein L., Lamb S., Knight WG. Het onderwijzen van klinisch relevante tandheelkundige anatomie in het tandheelkundig curriculum: Beschrijving en evaluatie van een innovatieve module. Jay Dent Ed. 2011;75:797–804.
Costa AK, Xavier TA, Paes-Junior TD, Andreatta-Filho OD, Borges AL. De invloed van het occlusale contactoppervlak op cuspale defecten en spanningsverdeling. Practice J Contemp Dent. 2014;15:699–704.
Sugars DA, Bader JD, Phillips SW, White BA, Brantley CF. Gevolgen van het niet vervangen van ontbrekende kiezen. J Am Dent Assoc. 2000;131:1317–23.
Wang Hui, Xu Hui, Zhang Jing, Yu Sheng, Wang Ming, Qiu Jing, et al. Effect van 3D-geprinte plastic tanden op de prestaties van een cursus tandmorfologie aan een Chinese universiteit. BMC Medical Education. 2020;20:469.
Risnes S, Han K, Hadler-Olsen E, Sehik A. Een puzzel voor tandidentificatie: een methode voor het onderwijzen en leren van tandmorfologie. European Journal of Dental Education. 2019;23:62–7.
Kirkup ML, Adams BN, Reiffes PE, Hesselbart JL, Willis LH Is een beeld meer waard dan duizend woorden? De effectiviteit van iPad-technologie in preklinische tandtechnische laboratoriumcursussen. Jay Dent Ed. 2019;83:398–406.
Goodacre CJ, Younan R, Kirby W, Fitzpatrick M. Een door COVID-19 geïnitieerd educatief experiment: thuis waxen en webinars gebruiken om een drieweekse intensieve cursus tandmorfologie te geven aan eerstejaars studenten. J Prosthetics. 2021;30:202–9.
Roy E, Bakr MM, George R. De noodzaak van virtual reality-simulaties in de tandheelkundige opleiding: een overzicht. Saudi Dent Magazine 2017; 29:41-7.
Garson J. Overzicht van vijfentwintig jaar augmented reality-onderwijs. Multimodale technologische interactie. 2021;5:37.
Tan SY, Arshad H., Abdullah A. Efficiënte en krachtige mobiele augmented reality-applicaties. Int J Adv Sci Eng Inf Technol. 2018;8:1672–8.
Wang M., Callaghan W., Bernhardt J., White K., Peña-Rios A. Augmented reality in onderwijs en training: lesmethoden en illustratieve voorbeelden. J Ambient intelligence. Human Computing. 2018;9:1391–402.
Pellas N, Fotaris P, Kazanidis I, Wells D. Verbetering van de leerervaring in het primair en voortgezet onderwijs: een systematisch overzicht van recente trends in spelgebaseerd augmented reality-leren. A virtual reality. 2019;23:329–46.
Mazzuco A., Krassmann AL, Reategui E., Gomez RS Een systematische review van augmented reality in het scheikundeonderwijs. Education Pastor. 2022;10:e3325.
Akçayır M, Akçayır G. Voordelen en uitdagingen van augmented reality in het onderwijs: een systematisch literatuuronderzoek. Educational Studies, ed. 2017; 20:1–11.
Dunleavy M, Dede S, Mitchell R. Potentiële mogelijkheden en beperkingen van immersieve, collaboratieve augmented reality-simulaties voor onderwijs en leren. Journal of Science Education Technology. 2009;18:7-22.
Zheng KH, Tsai SK. Mogelijkheden van augmented reality in het wetenschapsonderwijs: suggesties voor toekomstig onderzoek. Journal of Science Education Technology. 2013;22:449–62.
Kilistoff AJ, McKenzie L, D'Eon M, Trinder K. De effectiviteit van stapsgewijze graveertechnieken voor tandheelkundestudenten. Jay Dent Ed. 2013;77:63–7.
Geplaatst op: 25 december 2023