Die Augmented-Reality-Technologie (AR) hat sich bei der Anzeige von Informationen und der Darstellung von 3D-Objekten als effektiv erwiesen.Obwohl Studierende AR-Anwendungen häufig über mobile Geräte nutzen, werden Plastikmodelle oder 2D-Bilder bei Zahnschneideübungen immer noch häufig verwendet.Aufgrund der dreidimensionalen Beschaffenheit der Zähne stehen Studenten des zahnmedizinischen Schnitzens vor Herausforderungen, da es an verfügbaren Werkzeugen mangelt, die eine konsistente Anleitung bieten.In dieser Studie haben wir ein AR-basiertes Dentalschnitz-Trainingstool (AR-TCPT) entwickelt und es mit einem Kunststoffmodell verglichen, um sein Potenzial als Übungstool und die Erfahrungen mit seiner Verwendung zu bewerten.
Um das Schneiden von Zähnen zu simulieren, haben wir nacheinander ein 3D-Objekt erstellt, das einen Eckzahn im Oberkiefer und einen ersten Prämolaren im Oberkiefer (Schritt 16), einen ersten Prämolaren im Unterkiefer (Schritt 13) und einen ersten Molaren im Unterkiefer (Schritt 14) enthielt.Jedem Zahn wurden mit der Photoshop-Software erstellte Bildmarkierungen zugewiesen.Entwickelte eine AR-basierte mobile Anwendung mit der Unity-Engine.Für das zahnmedizinische Schnitzen wurden 52 Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip einer Kontrollgruppe (n = 26; unter Verwendung von Zahnmodellen aus Kunststoff) oder einer Versuchsgruppe (n = 26; unter Verwendung von AR-TCPT) zugeordnet.Zur Bewertung der Benutzererfahrung wurde ein 22-Punkte-Fragebogen verwendet.Die vergleichende Datenanalyse wurde mit dem nichtparametrischen Mann-Whitney-U-Test über das SPSS-Programm durchgeführt.
AR-TCPT nutzt die Kamera eines Mobilgeräts, um Bildmarkierungen zu erkennen und 3D-Objekte von Zahnfragmenten anzuzeigen.Benutzer können das Gerät manipulieren, um jeden Schritt zu überprüfen oder die Form eines Zahns zu studieren.Die Ergebnisse der Benutzererfahrungsumfrage zeigten, dass die AR-TCPT-Versuchsgruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe, die Kunststoffmodelle verwendete, bei der Erfahrung mit dem Schnitzen von Zähnen deutlich bessere Ergebnisse erzielte.
Im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffmodellen bietet AR-TCPT ein besseres Benutzererlebnis beim Schnitzen von Zähnen.Das Tool ist leicht zugänglich, da es für die Verwendung durch Benutzer auf mobilen Geräten konzipiert ist.Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um den pädagogischen Einfluss von AR-TCTP auf die Quantifizierung gravierter Zähne sowie die individuellen Bildhauerfähigkeiten des Benutzers zu bestimmen.
Zahnmorphologie und praktische Übungen sind ein wichtiger Bestandteil des zahnmedizinischen Lehrplans.Dieser Kurs bietet theoretische und praktische Anleitung zur Morphologie, Funktion und direkten Formung von Zahnstrukturen [1, 2].Die traditionelle Lehrmethode besteht darin, theoretisch zu lernen und dann auf der Grundlage der erlernten Prinzipien Zahnschnitzereien durchzuführen.Die Studierenden verwenden zweidimensionale (2D) Bilder von Zähnen und Kunststoffmodelle, um Zähne auf Wachs- oder Gipsblöcken zu modellieren [3,4,5].Das Verständnis der Zahnmorphologie ist für die restaurative Behandlung und die Herstellung von Zahnrestaurationen in der klinischen Praxis von entscheidender Bedeutung.Die korrekte Beziehung zwischen Antagonist und proximalen Zähnen, wie sie durch ihre Form angezeigt wird, ist für die Aufrechterhaltung der okklusalen und Positionsstabilität von entscheidender Bedeutung [6, 7].Obwohl zahnmedizinische Kurse den Studierenden dabei helfen können, ein umfassendes Verständnis der Zahnmorphologie zu erlangen, stehen sie immer noch vor Herausforderungen beim Schneidprozess, der mit traditionellen Praktiken verbunden ist.
Neueinsteiger in die Praxis der Zahnmorphologie stehen vor der Herausforderung, 2D-Bilder dreidimensional (3D) zu interpretieren und zu reproduzieren [8,9,10].Zahnformen werden in der Regel durch zweidimensionale Zeichnungen oder Fotografien dargestellt, was zu Schwierigkeiten bei der Visualisierung der Zahnmorphologie führt.Darüber hinaus erschwert die Notwendigkeit, Zahnschnitzereien in begrenztem Raum und in begrenzter Zeit schnell durchzuführen, gepaart mit der Verwendung von 2D-Bildern, es für Studenten schwierig, 3D-Formen zu konzipieren und zu visualisieren [11].Obwohl Zahnmodelle aus Kunststoff (die als teilweise fertiggestellt oder in endgültiger Form präsentiert werden können) im Unterricht hilfreich sind, ist ihre Verwendung begrenzt, da kommerzielle Kunststoffmodelle oft vordefiniert sind und die Übungsmöglichkeiten für Lehrer und Schüler einschränken[4].Darüber hinaus sind diese Übungsmodelle Eigentum der Bildungseinrichtung und können nicht einzelnen Schülern gehören, was zu einer erhöhten Übungsbelastung während der vorgesehenen Unterrichtszeit führt.Trainer unterrichten während des Übens häufig eine große Anzahl von Schülern und verlassen sich häufig auf traditionelle Übungsmethoden, was dazu führen kann, dass lange auf das Feedback des Trainers zu Zwischenstufen des Schnitzens gewartet wird [12].Daher besteht Bedarf an einer Schnitzlehre, die das Schnitzen von Zähnen erleichtert und die durch Kunststoffmodelle verursachten Einschränkungen mildert.
Die Augmented-Reality-Technologie (AR) hat sich als vielversprechendes Werkzeug zur Verbesserung der Lernerfahrung herausgestellt.Durch die Überlagerung digitaler Informationen mit einer realen Umgebung kann die AR-Technologie den Schülern ein interaktiveres und immersiveres Erlebnis bieten [13].Garzón [14] stützte sich auf 25 Jahre Erfahrung mit den ersten drei Generationen der AR-Bildungsklassifizierung und argumentierte, dass der Einsatz kostengünstiger mobiler Geräte und Anwendungen (über mobile Geräte und Anwendungen) in der zweiten Generation von AR den Bildungserfolg erheblich verbessert habe Eigenschaften..Einmal erstellt und installiert, ermöglichen mobile Anwendungen der Kamera, zusätzliche Informationen über erkannte Objekte zu erkennen und anzuzeigen und so das Benutzererlebnis zu verbessern [15, 16].Die AR-Technologie erkennt schnell einen Code oder ein Bild-Tag von der Kamera eines Mobilgeräts und zeigt bei Erkennung überlagerte 3D-Informationen an [17].Durch die Manipulation mobiler Geräte oder Bildmarkierungen können Benutzer 3D-Strukturen einfach und intuitiv beobachten und verstehen [18].In einer Untersuchung von Akçayır und Akçayır [19] wurde festgestellt, dass AR den „Spaß“ steigert und erfolgreich „das Niveau der Lernbeteiligung erhöht“.Aufgrund der Komplexität der Daten kann die Technologie jedoch „für Studierende schwierig zu nutzen“ sein und zu einer „kognitiven Überlastung“ führen, was zusätzliche Unterrichtsempfehlungen erfordert [19, 20, 21].Daher sollten Anstrengungen unternommen werden, um den pädagogischen Wert von AR zu steigern, indem die Benutzerfreundlichkeit erhöht und die Überlastung durch Aufgabenkomplexität verringert wird.Diese Faktoren müssen berücksichtigt werden, wenn AR-Technologie zur Entwicklung von Lehrmitteln für die Praxis des Zahnschnitzens eingesetzt wird.
Um Studierende effektiv beim zahnmedizinischen Schnitzen mithilfe von AR-Umgebungen anzuleiten, muss ein kontinuierlicher Prozess befolgt werden.Dieser Ansatz kann dazu beitragen, die Variabilität zu verringern und den Kompetenzerwerb zu fördern [22].Angehende Schnitzer können die Qualität ihrer Arbeit verbessern, indem sie einem digitalen Schritt-für-Schritt-Zahnschnitzprozess folgen [23].Tatsächlich hat sich ein schrittweiser Schulungsansatz als wirksam erwiesen, um in kurzer Zeit Bildhauerfähigkeiten zu erlernen und Fehler bei der endgültigen Gestaltung der Restauration zu minimieren [24].Im Bereich der Zahnrestauration ist der Einsatz von Gravurverfahren auf der Zahnoberfläche eine wirksame Möglichkeit, Studierende bei der Verbesserung ihrer Fähigkeiten zu unterstützen [25].Ziel dieser Studie war es, ein AR-basiertes Dentalschnitz-Übungstool (AR-TCPT) zu entwickeln, das für mobile Geräte geeignet ist, und dessen Benutzererfahrung zu bewerten.Darüber hinaus verglich die Studie die Benutzererfahrung von AR-TCPT mit herkömmlichen Dentalharzmodellen, um das Potenzial von AR-TCPT als praktisches Werkzeug zu bewerten.
AR-TCPT wurde für mobile Geräte entwickelt, die AR-Technologie verwenden.Dieses Tool dient zur schrittweisen Erstellung von 3D-Modellen der oberen Eckzähne, der ersten Prämolaren des Oberkiefers, der ersten Prämolaren des Unterkiefers und der ersten Molaren des Unterkiefers.Die anfängliche 3D-Modellierung wurde mit 3D Studio Max (2019, Autodesk Inc., USA) und die endgültige Modellierung mit dem Softwarepaket Zbrush 3D (2019, Pixologic Inc., USA) durchgeführt.Die Bildmarkierung wurde mit der für eine stabile Erkennung durch mobile Kameras konzipierten Photoshop-Software (Adobe Master Collection CC 2019, Adobe Inc., USA) in der Vuforia-Engine (PTC Inc., USA; http:///developer.vuforia) durchgeführt. com) ).Die AR-Anwendung wird mithilfe der Unity-Engine implementiert (12. März 2019, Unity Technologies, USA) und anschließend auf einem mobilen Gerät installiert und gestartet.Um die Wirksamkeit von AR-TCPT als Werkzeug für die zahnmedizinische Schnitzpraxis zu bewerten, wurden Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip aus dem Praxiskurs für Zahnmorphologie von 2023 ausgewählt, um eine Kontrollgruppe und eine Versuchsgruppe zu bilden.Die Teilnehmer der Versuchsgruppe verwendeten AR-TCPT und die Kontrollgruppe verwendete Kunststoffmodelle aus dem Tooth Carving Step Model Kit (Nissin Dental Co., Japan).Nach Abschluss der Zahnschneideaufgabe wurde die Benutzererfahrung jedes praktischen Werkzeugs untersucht und verglichen.Der Ablauf des Studiendesigns ist in Abbildung 1 dargestellt. Diese Studie wurde mit Genehmigung des Institutional Review Board der South Seoul National University (IRB-Nummer: NSU-202210-003) durchgeführt.
Mithilfe der 3D-Modellierung werden die morphologischen Eigenschaften der hervorstehenden und konkaven Strukturen der mesialen, distalen, bukkalen, lingualen und okklusalen Oberflächen der Zähne während des Schnitzprozesses konsistent dargestellt.Die Eckzähne im Oberkiefer und die ersten Prämolaren im Oberkiefer wurden als Stufe 16 modelliert, der erste Prämolar des Unterkiefers als Stufe 13 und der erste Molar des Unterkiefers als Stufe 14. Die vorläufige Modellierung zeigt die Teile, die entfernt und zurückgehalten werden müssen, in der Reihenfolge der Zahnfilme , wie in der Abbildung gezeigt.2. Die endgültige Zahnmodellierungssequenz ist in Abbildung 3 dargestellt. Im endgültigen Modell beschreiben Texturen, Grate und Rillen die vertiefte Struktur des Zahns, und Bildinformationen sind enthalten, um den Modellierungsprozess zu steuern und Strukturen hervorzuheben, die besondere Aufmerksamkeit erfordern.Zu Beginn der Schnitzphase wird jede Oberfläche farblich gekennzeichnet, um ihre Ausrichtung anzuzeigen, und der Wachsblock wird mit durchgezogenen Linien markiert, die die Teile markieren, die entfernt werden müssen.Die mesialen und distalen Oberflächen des Zahns sind mit roten Punkten markiert, um Zahnkontaktpunkte anzuzeigen, die als Vorsprünge verbleiben und während des Schneidvorgangs nicht entfernt werden.Auf der Okklusionsfläche markieren rote Punkte jeden Höcker als konserviert und rote Pfeile zeigen die Gravurrichtung beim Schneiden des Wachsblocks an.Die 3D-Modellierung der zurückbehaltenen und entfernten Teile ermöglicht die Bestätigung der Morphologie der entfernten Teile während der nachfolgenden Schritte zur Wachsblockformung.
Erstellen Sie vorläufige Simulationen von 3D-Objekten in einem schrittweisen Zahnschnitzprozess.a: Mesiale Oberfläche des ersten Prämolaren im Oberkiefer;b: Etwas obere und mesiale Labialflächen des ersten Prämolaren im Oberkiefer;c: Mesiale Oberfläche des ersten Oberkiefermolaren;d: Leicht maxilläre Oberfläche des ersten Oberkiefermolaren und mesiobukkale Oberfläche.Oberfläche.B – Wange;La – labialer Klang;M – medialer Klang.
Dreidimensionale (3D) Objekte stellen den schrittweisen Prozess des Zähneschneidens dar.Dieses Foto zeigt das fertige 3D-Objekt nach dem Modellierungsprozess des ersten Oberkiefermolaren und zeigt Details und Texturen für jeden weiteren Schritt.Die zweiten 3D-Modellierungsdaten umfassen das endgültige 3D-Objekt, das im Mobilgerät verbessert wurde.Die gestrichelten Linien stellen gleichgroße Abschnitte des Zahns dar, und die getrennten Abschnitte stellen diejenigen dar, die entfernt werden müssen, bevor der Abschnitt mit der durchgezogenen Linie einbezogen werden kann.Der rote 3D-Pfeil zeigt die Schnittrichtung des Zahns an, der rote Kreis auf der distalen Oberfläche zeigt die Zahnkontaktfläche an und der rote Zylinder auf der okklusalen Oberfläche zeigt die Zahnspitze an.a: gepunktete Linien, durchgezogene Linien, rote Kreise auf der distalen Oberfläche und Stufen, die den abnehmbaren Wachsblock anzeigen.b: Ungefährer Abschluss der Bildung des ersten Molaren des Oberkiefers.c: Detailansicht des ersten Oberkiefermolaren, roter Pfeil zeigt die Richtung des Zahns und des Abstandsgewindes an, roter zylindrischer Höcker, durchgezogene Linie zeigt den Teil an, der auf der Okklusionsfläche geschnitten werden soll.d: Vollständiger erster Molar im Oberkiefer.
Um die Identifizierung aufeinanderfolgender Schnitzschritte mit dem mobilen Gerät zu erleichtern, wurden vier Bildmarkierungen für den ersten Molaren des Unterkiefers, den ersten Prämolaren des Unterkiefers, den ersten Molaren des Oberkiefers und den Eckzahn des Oberkiefers vorbereitet.Bildmarkierungen wurden mit der Photoshop-Software (2020, Adobe Co., Ltd., San Jose, CA) entworfen und verwendeten kreisförmige Zahlensymbole und ein sich wiederholendes Hintergrundmuster, um jeden Zahn zu unterscheiden, wie in Abbildung 4 dargestellt. Erstellen Sie hochwertige Bildmarkierungen mit die Vuforia-Engine (AR-Marker-Erstellungssoftware) und erstellen und speichern Sie Bildmarkierungen mit der Unity-Engine, nachdem Sie für einen Bildtyp eine Fünf-Sterne-Erkennungsrate erhalten haben.Das 3D-Zahnmodell wird nach und nach mit Bildmarkierungen verknüpft und anhand der Markierungen werden Position und Größe bestimmt.Verwendet die Unity-Engine und Android-Anwendungen, die auf Mobilgeräten installiert werden können.
Bild-Tag.Diese Fotos zeigen die in dieser Studie verwendeten Bildmarkierungen, die die Kamera des Mobilgeräts anhand des Zahntyps (Nummer in jedem Kreis) erkannte.a: erster Backenzahn des Unterkiefers;b: erster Prämolar des Unterkiefers;c: Oberkiefer erster Molar;d: Eckzahn im Oberkiefer.
Die Teilnehmer wurden aus dem ersten Jahr des praktischen Kurses über Zahnmorphologie der Abteilung für Zahnhygiene der Seong-Universität, Gyeonggi-do, rekrutiert.Potenzielle Teilnehmer wurden über Folgendes informiert: (1) Die Teilnahme ist freiwillig und beinhaltet keine finanzielle oder akademische Vergütung;(2) Die Kontrollgruppe wird Plastikmodelle verwenden und die Versuchsgruppe wird eine mobile AR-Anwendung verwenden;(3) das Experiment dauert drei Wochen und umfasst drei Zähne;(4) Android-Benutzer erhalten einen Link zur Installation der Anwendung und iOS-Benutzer erhalten ein Android-Gerät, auf dem AR-TCPT installiert ist.(5) AR-TCTP funktioniert auf beiden Systemen gleich;(6) Weisen Sie die Kontrollgruppe und die Versuchsgruppe nach dem Zufallsprinzip zu.(7) Das Schnitzen von Zähnen wird in verschiedenen Labors durchgeführt;(8) Nach dem Experiment werden 22 Studien durchgeführt;(9) Die Kontrollgruppe kann AR-TCPT nach dem Experiment verwenden.Insgesamt meldeten sich 52 Teilnehmer freiwillig und von jedem Teilnehmer wurde eine Online-Einverständniserklärung eingeholt.Die Kontrollgruppe (n = 26) und die Versuchsgruppe (n = 26) wurden mithilfe der Zufallsfunktion in Microsoft Excel (2016, Redmond, USA) zufällig zugewiesen.Abbildung 5 zeigt die Teilnehmerrekrutierung und den Versuchsaufbau in einem Flussdiagramm.
Ein Studiendesign, um die Erfahrungen der Teilnehmer mit Kunststoffmodellen und Augmented-Reality-Anwendungen zu untersuchen.
Ab dem 27. März 2023 modellierten die Versuchsgruppe und die Kontrollgruppe drei Wochen lang jeweils drei Zähne mithilfe von AR-TCPT und Kunststoffmodellen.Die Teilnehmer modellierten Prämolaren und Molaren, darunter einen ersten Unterkiefer-Molaren, einen ersten Unterkiefer-Prämolaren und einen ersten Oberkiefer-Prämolaren, alle mit komplexen morphologischen Merkmalen.Die Eckzähne des Oberkiefers sind in der Skulptur nicht enthalten.Die Teilnehmer haben drei Stunden pro Woche Zeit, um einen Zahn zu schneiden.Nach der Herstellung des Zahns wurden die Kunststoffmodelle und Bildmarkierungen der Kontroll- bzw. Versuchsgruppe extrahiert.Ohne Bildbeschriftungserkennung werden 3D-Dentalobjekte durch AR-TCTP nicht verbessert.Um den Einsatz anderer Übungsgeräte zu verhindern, übten die Versuchs- und Kontrollgruppen das Zahnschnitzen in getrennten Räumen.Drei Wochen nach Ende des Experiments wurde eine Rückmeldung zur Zahnform gegeben, um den Einfluss von Lehreranweisungen zu begrenzen.Der Fragebogen wurde nach Abschluss der Beschneidung der ersten Unterkiefermolaren in der dritten Aprilwoche ausgefüllt.Ein modifizierter Fragebogen von Sanders et al.Alfala et al.verwendete 23 Fragen aus [26].[27] untersuchten Unterschiede in der Herzform zwischen Übungsinstrumenten.Allerdings wurde in dieser Studie ein Element zur direkten Manipulation auf jeder Ebene aus der Studie von Alfalah et al. ausgeschlossen.[27].Die 22 in dieser Studie verwendeten Elemente sind in Tabelle 1 aufgeführt. Die Kontroll- und die Versuchsgruppe hatten Cronbachs α-Werte von 0,587 bzw. 0,912.
Die Datenanalyse wurde mit der Statistiksoftware SPSS (v25.0, IBM Co., Armonk, NY, USA) durchgeführt.Ein zweiseitiger Signifikanztest wurde mit einem Signifikanzniveau von 0,05 durchgeführt.Der exakte Fisher-Test wurde verwendet, um allgemeine Merkmale wie Geschlecht, Alter, Wohnort und Erfahrung in der Zahnschnitzerei zu analysieren, um die Verteilung dieser Merkmale zwischen der Kontroll- und der Versuchsgruppe zu bestätigen.Die Ergebnisse des Shapiro-Wilk-Tests zeigten, dass die Umfragedaten nicht normalverteilt waren (p < 0,05).Daher wurde der nichtparametrische Mann-Whitney-U-Test verwendet, um die Kontroll- und Versuchsgruppe zu vergleichen.
Die von den Teilnehmern während der Übung zum Schnitzen der Zähne verwendeten Werkzeuge sind in Abbildung 6 dargestellt. Abbildung 6a zeigt das Kunststoffmodell und Abbildungen 6b-d zeigen das AR-TCPT, das auf einem mobilen Gerät verwendet wird.AR-TCPT verwendet die Kamera des Geräts, um Bildmarkierungen zu identifizieren und zeigt ein verbessertes 3D-Dentalobjekt auf dem Bildschirm an, das die Teilnehmer in Echtzeit manipulieren und beobachten können.Mit den Schaltflächen „Weiter“ und „Zurück“ des Mobilgeräts können Sie die Stadien des Schnitzens und die morphologischen Eigenschaften der Zähne im Detail beobachten.Um einen Zahn zu erstellen, vergleichen AR-TCPT-Benutzer nacheinander ein verbessertes 3D-Bildschirmmodell des Zahns mit einem Wachsblock.
Üben Sie das Schnitzen von Zähnen.Dieses Foto zeigt einen Vergleich zwischen der traditionellen Zahnschnitzpraxis (TCP) mit Kunststoffmodellen und der schrittweisen TCP-Anleitung mit Augmented-Reality-Tools.Die Schüler können sich die 3D-Schnitzschritte ansehen, indem sie auf die Schaltflächen „Weiter“ und „Zurück“ klicken.a: Kunststoffmodell im Schritt-für-Schritt-Modellset zum Schnitzen von Zähnen.b: TCP mit einem Augmented-Reality-Tool auf der ersten Stufe des ersten Prämolaren des Unterkiefers.c: TCP mit einem Augmented-Reality-Tool während der letzten Phase der Bildung des ersten Prämolaren im Unterkiefer.d: Prozess der Identifizierung von Graten und Rillen.IM, Bildetikett;MD, mobiles Gerät;NSB, Schaltfläche „Weiter“;PSB, Schaltfläche „Zurück“;SMD, Mobilgerätehalter;TC, Dental-Graviermaschine;W, Wachsblock
Es gab keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Gruppen zufällig ausgewählter Teilnehmer hinsichtlich Geschlecht, Alter, Wohnort und Erfahrung in der Zahnschnitzerei (p > 0,05).Die Kontrollgruppe bestand zu 96,2 % aus Frauen (n = 25) und zu 3,8 % aus Männern (n = 1), wohingegen die Versuchsgruppe nur aus Frauen bestand (n = 26).Die Kontrollgruppe bestand aus 61,5 % (n = 16) Teilnehmern im Alter von 20 Jahren, 26,9 % (n = 7) Teilnehmern im Alter von 21 Jahren und 11,5 % (n = 3) Teilnehmern im Alter von ≥ 22 Jahren sowie der experimentellen Kontrolle Die Gruppe bestand aus 73,1 % (n = 19) Teilnehmern im Alter von 20 Jahren, 19,2 % (n = 5) Teilnehmern im Alter von 21 Jahren und 7,7 % (n = 2) Teilnehmern im Alter von ≥ 22 Jahren.In Bezug auf den Wohnort lebten 69,2 % (n=18) der Kontrollgruppe in Gyeonggi-do und 23,1 % (n=6) in Seoul.Im Vergleich dazu lebten 50,0 % (n = 13) der Versuchsgruppe in Gyeonggi-do und 46,2 % (n = 12) in Seoul.Der Anteil der in Incheon lebenden Kontroll- und Versuchsgruppen betrug 7,7 % (n = 2) bzw. 3,8 % (n = 1).In der Kontrollgruppe hatten 25 Teilnehmer (96,2 %) noch keine Erfahrung mit dem Schnitzen von Zähnen.Ebenso hatten 26 Teilnehmer (100 %) der Versuchsgruppe noch keine Erfahrung mit dem Schnitzen von Zähnen.
Tabelle 2 enthält deskriptive Statistiken und statistische Vergleiche der Antworten jeder Gruppe auf die 22 Umfragepunkte.Es gab signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen in den Antworten auf jedes der 22 Fragebogenelemente (p < 0,01).Im Vergleich zur Kontrollgruppe hatte die Versuchsgruppe bei den 21 Fragebogenpunkten höhere Durchschnittswerte.Nur bei Frage 20 (Q20) des Fragebogens erzielte die Kontrollgruppe eine höhere Punktzahl als die Experimentalgruppe.Das Histogramm in Abbildung 7 zeigt visuell den Unterschied in den Durchschnittswerten zwischen den Gruppen.Tabelle 2;Abbildung 7 zeigt auch die Benutzererfahrungsergebnisse für jedes Projekt.In der Kontrollgruppe hatte das Element mit der höchsten Bewertung die Frage Q21 und das Element mit der niedrigsten Bewertung die Frage Q6.In der Versuchsgruppe hatte das Element mit der höchsten Bewertung die Frage Q13 und das Element mit der niedrigsten Bewertung die Frage Q20.Wie in Abbildung 7 dargestellt, ist der größte Mittelwertunterschied zwischen der Kontrollgruppe und der Versuchsgruppe in Q6 und der kleinste Unterschied in Q22 zu beobachten.
Vergleich der Fragebogenergebnisse.Balkendiagramm zum Vergleich der Durchschnittswerte der Kontrollgruppe mit dem Plastikmodell und der Versuchsgruppe mit der Augmented-Reality-Anwendung.AR-TCPT, ein Augmented-Reality-basiertes Dentalschnitz-Übungstool.
AR-Technologie wird in verschiedenen Bereichen der Zahnheilkunde immer beliebter, darunter klinische Ästhetik, Oralchirurgie, restaurative Technologie, Zahnmorphologie und Implantologie sowie Simulation [28, 29, 30, 31].Beispielsweise bietet Microsoft HoloLens fortschrittliche Augmented-Reality-Tools zur Verbesserung der zahnmedizinischen Ausbildung und der Operationsplanung [32].Die Virtual-Reality-Technologie bietet auch eine Simulationsumgebung für den Unterricht in der Zahnmorphologie [33].Obwohl diese technologisch fortschrittlichen, hardwareabhängigen, am Kopf montierten Displays in der zahnmedizinischen Ausbildung noch nicht weit verbreitet sind, können mobile AR-Anwendungen die klinischen Anwendungskompetenzen verbessern und Benutzern helfen, die Anatomie schnell zu verstehen [34, 35].AR-Technologie kann auch die Motivation und das Interesse der Schüler am Erlernen der Zahnmorphologie steigern und ein interaktiveres und ansprechenderes Lernerlebnis bieten [36].AR-Lerntools helfen Schülern, komplexe zahnärztliche Eingriffe und Anatomien in 3D zu visualisieren [37], was für das Verständnis der Zahnmorphologie von entscheidender Bedeutung ist.
Der Einfluss von 3D-gedruckten Zahnmodellen aus Kunststoff auf den Unterricht der Zahnmorphologie ist bereits besser als der von Lehrbüchern mit 2D-Bildern und Erklärungen [38].Die Digitalisierung der Bildung und der technologische Fortschritt haben jedoch die Einführung verschiedener Geräte und Technologien im Gesundheitswesen und in der medizinischen Ausbildung, einschließlich der zahnmedizinischen Ausbildung, erforderlich gemacht [35].Lehrer stehen vor der Herausforderung, komplexe Konzepte in einem sich schnell entwickelnden und dynamischen Bereich zu lehren [39], der zusätzlich zu herkömmlichen Zahnharzmodellen den Einsatz verschiedener praktischer Werkzeuge erfordert, um Schüler bei der Ausübung des Zahnschnitzens zu unterstützen.Daher stellt diese Studie ein praktisches AR-TCPT-Tool vor, das AR-Technologie nutzt, um die Praxis der Zahnmorphologie zu unterstützen.
Die Erforschung der Benutzererfahrung von AR-Anwendungen ist entscheidend für das Verständnis der Faktoren, die die Multimedia-Nutzung beeinflussen [40].Eine positive AR-Benutzererfahrung kann die Richtung ihrer Entwicklung und Verbesserung bestimmen, einschließlich ihres Zwecks, ihrer Benutzerfreundlichkeit, ihres reibungslosen Betriebs, ihrer Informationsanzeige und ihrer Interaktion [41].Wie in Tabelle 2 gezeigt, erhielt die experimentelle Gruppe, die AR-TCPT verwendete, mit Ausnahme von Q20 höhere Benutzererfahrungsbewertungen als die Kontrollgruppe, die Plastikmodelle verwendete.Im Vergleich zu Kunststoffmodellen wurde die Erfahrung mit der Verwendung von AR-TCPT in der zahnmedizinischen Schnitzpraxis hoch bewertet.Die Beurteilungen umfassen Verständnis, Visualisierung, Beobachtung, Wiederholung, Nützlichkeit von Werkzeugen und Vielfalt der Perspektiven.Zu den Vorteilen der Verwendung von AR-TCPT gehören schnelles Verständnis, effiziente Navigation, Zeitersparnis, Entwicklung präklinischer Gravierfähigkeiten, umfassende Abdeckung, verbessertes Lernen, geringere Abhängigkeit von Lehrbüchern sowie der interaktive, unterhaltsame und informative Charakter der Erfahrung.AR-TCPT erleichtert außerdem die Interaktion mit anderen Übungstools und bietet klare Ansichten aus mehreren Perspektiven.
Wie in Abbildung 7 dargestellt, hat AR-TCPT in Frage 20 einen zusätzlichen Punkt vorgeschlagen: Eine umfassende grafische Benutzeroberfläche, die alle Schritte des Zahnschnitzens zeigt, ist erforderlich, um Schülern beim Zahnschnitzen zu helfen.Die Demonstration des gesamten zahnmedizinischen Schnitzprozesses ist für die Entwicklung der zahnmedizinischen Schnitzfähigkeiten vor der Behandlung von Patienten von entscheidender Bedeutung.Die Versuchsgruppe erhielt die höchste Punktzahl in Frage 13, einer grundlegenden Frage im Zusammenhang mit der Entwicklung von zahnmedizinischen Schnitzfähigkeiten und der Verbesserung der Anwenderfähigkeiten vor der Behandlung von Patienten, was das Potenzial dieses Werkzeugs in der zahnmedizinischen Schnitzpraxis hervorhebt.Benutzer möchten die erlernten Fähigkeiten in einem klinischen Umfeld anwenden.Es sind jedoch Folgestudien erforderlich, um die Entwicklung und Wirksamkeit tatsächlicher Fähigkeiten zum Schnitzen von Zähnen zu bewerten.In Frage 6 wurde gefragt, ob bei Bedarf Kunststoffmodelle und AR-TCTP verwendet werden könnten, und die Antworten auf diese Frage zeigten den größten Unterschied zwischen den beiden Gruppen.Als mobile App erwies sich AR-TCPT im Vergleich zu Plastikmodellen als komfortabler zu bedienen.Es bleibt jedoch schwierig, die pädagogische Wirksamkeit von AR-Apps allein anhand der Benutzererfahrung nachzuweisen.Weitere Studien sind erforderlich, um die Wirkung von AR-TCTP auf fertige Zahntabletten zu bewerten.In dieser Studie deuten die hohen Benutzererfahrungsbewertungen von AR-TCPT jedoch auf sein Potenzial als praktisches Werkzeug hin.
Diese Vergleichsstudie zeigt, dass AR-TCPT eine wertvolle Alternative oder Ergänzung zu herkömmlichen Kunststoffmodellen in Zahnarztpraxen sein kann, da es hinsichtlich der Benutzererfahrung hervorragende Bewertungen erhielt.Um seine Überlegenheit zu bestimmen, ist jedoch eine weitere Quantifizierung der Zwischen- und Endbearbeitung des Knochens durch Ausbilder erforderlich.Darüber hinaus muss auch der Einfluss individueller Unterschiede im räumlichen Wahrnehmungsvermögen auf den Schnitzprozess und den endgültigen Zahn analysiert werden.Die zahnärztlichen Fähigkeiten variieren von Person zu Person, was sich auf den Schnitzprozess und den endgültigen Zahn auswirken kann.Daher ist weitere Forschung erforderlich, um die Wirksamkeit von AR-TCPT als Werkzeug für die zahnmedizinische Schnitzpraxis zu beweisen und die modulierende und vermittelnde Rolle der AR-Anwendung im Schnitzprozess zu verstehen.Zukünftige Forschung sollte sich auf die Evaluierung der Entwicklung und Bewertung von Werkzeugen zur Zahnmorphologie mithilfe der fortschrittlichen HoloLens AR-Technologie konzentrieren.
Zusammenfassend zeigt diese Studie das Potenzial von AR-TCPT als Werkzeug für die zahnmedizinische Schnitzpraxis, da es den Studierenden eine innovative und interaktive Lernerfahrung bietet.Im Vergleich zur traditionellen Plastikmodellgruppe zeigte die AR-TCPT-Gruppe deutlich höhere Benutzererfahrungswerte, einschließlich Vorteilen wie schnellerem Verständnis, verbessertem Lernen und geringerer Abhängigkeit von Lehrbüchern.Mit seiner vertrauten Technologie und Benutzerfreundlichkeit bietet AR-TCPT eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Kunststoffwerkzeugen und kann Einsteigern in die 3D-Bildhauerei helfen.Es bedarf jedoch weiterer Forschung, um seine pädagogische Wirksamkeit zu bewerten, einschließlich seiner Auswirkungen auf die Bildhauerfähigkeiten der Menschen und die Quantifizierung geformter Zähne.
Die in dieser Studie verwendeten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.
Bogacki RE, Best A, Abby LM Eine Äquivalenzstudie eines computergestützten Lehrprogramms für Zahnanatomie.Jay Dent Ed.2004;68:867–71.
Abu Eid R, Ewan K, Foley J, Oweis Y, Jayasinghe J. Selbstgesteuertes Lernen und zahnärztliche Modellherstellung zum Studium der Zahnmorphologie: Studentenperspektiven an der University of Aberdeen, Schottland.Jay Dent Ed.2013;77:1147–53.
Lawn M, McKenna JP, Cryan JF, Downer EJ, Toulouse A. Ein Überblick über die in Großbritannien und Irland verwendeten Lehrmethoden für Zahnmorphologie.Europäisches Journal für zahnmedizinische Ausbildung.2018;22:e438–43.
Obrez A., Briggs S., Backman J., Goldstein L., Lamb S., Knight WG Vermittlung klinisch relevanter Zahnanatomie im zahnmedizinischen Lehrplan: Beschreibung und Bewertung eines innovativen Moduls.Jay Dent Ed.2011;75:797–804.
Costa AK, Xavier TA, Paes-Junior TD, Andreatta-Filho OD, Borges AL.Der Einfluss der okklusalen Kontaktfläche auf Höckerdefekte und Spannungsverteilung.Praxis J Contemp Dent.2014;15:699–704.
Sugars DA, Bader JD, Phillips SW, White BA, Brantley CF.Folgen, wenn fehlende Backenzähne nicht ersetzt werden.J Am Dent Assoc.2000;131:1317–23.
Wang Hui, Xu Hui, Zhang Jing, Yu Sheng, Wang Ming, Qiu Jing, et al.Einfluss von 3D-gedruckten Kunststoffzähnen auf die Leistung eines Kurses zur Zahnmorphologie an einer chinesischen Universität.BMC medizinische Ausbildung.2020;20:469.
Risnes S, Han K, Hadler-Olsen E, Sehik A. Ein Zahnidentifikationsrätsel: eine Methode zum Lehren und Lernen der Zahnmorphologie.Europäisches Journal für zahnmedizinische Ausbildung.2019;23:62–7.
Kirkup ML, Adams BN, Reiffes PE, Hesselbart JL, Willis LH Ist ein Bild mehr als tausend Worte?Wirksamkeit der iPad-Technologie in vorklinischen Kursen im Dentallabor.Jay Dent Ed.2019;83:398–406.
Goodacre CJ, Younan R, Kirby W, Fitzpatrick M. Ein von COVID-19 initiiertes Bildungsexperiment: Verwendung von Wachs zu Hause und Webinaren, um Studienanfängern im ersten Studienjahr einen dreiwöchigen Intensivkurs zur Zahnmorphologie zu vermitteln.J Prothetik.2021;30:202–9.
Roy E, Bakr MM, George R. Bedarf an Virtual-Reality-Simulationen in der zahnmedizinischen Ausbildung: ein Rückblick.Saudi Dent Magazine 2017;29:41-7.
Garson J. Rückblick auf 25 Jahre Augmented-Reality-Ausbildung.Multimodale technologische Interaktion.2021;5:37.
Tan SY, Arshad H., Abdullah A. Effiziente und leistungsstarke mobile Augmented-Reality-Anwendungen.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 Bildung und Ausbildung: Lehrmethoden und anschauliche Beispiele.J Umgebungsintelligenz.Human Computing.2018;9:1391–402.
Pellas N, Fotaris P, Kazanidis I, Wells D. Verbesserung der Lernerfahrung in der Primar- und Sekundarschulbildung: eine systematische Überprüfung der jüngsten Trends beim spielbasierten Augmented-Reality-Lernen.Eine virtuelle Realität.2019;23:329–46.
Mazzuco A., Krassmann AL, Reategui E., Gomez RS Eine systematische Überprüfung von Augmented Reality im Chemieunterricht.Bildungspastor.2022;10:e3325.
Akçayır M, Akçayır G. Vorteile und Herausforderungen im Zusammenhang mit Augmented Reality in der Bildung: eine systematische Literaturrecherche.Pädagogische Studien, hrsg.2017;20:1–11.
Dunleavy M, Dede S, Mitchell R. Potenzial und Grenzen immersiver kollaborativer Augmented-Reality-Simulationen für Lehren und Lernen.Zeitschrift für naturwissenschaftliche Bildungstechnologie.2009;18:7-22.
Zheng KH, Tsai SK Chancen von Augmented Reality beim naturwissenschaftlichen Lernen: Vorschläge für zukünftige Forschung.Zeitschrift für naturwissenschaftliche Bildungstechnologie.2013;22:449–62.
Kilistoff AJ, McKenzie L, D'Eon M, Trinder K. Wirksamkeit schrittweiser Schnitztechniken für Zahnmedizinstudenten.Jay Dent Ed.2013;77:63–7.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 25. Dezember 2023