डेंटल एनग्रेविंग के लिए ऑगमेंटेड रियलिटी आधारित मोबाइल शैक्षिक उपकरण: एक भावी कोहोर्ट अध्ययन के परिणाम | बीएमसी मेडिकल एजुकेशन

ऑगमेंटेड रियलिटी (AR) तकनीक सूचना प्रदर्शित करने और 3D वस्तुओं को दर्शाने में कारगर साबित हुई है। हालांकि छात्र आमतौर पर मोबाइल उपकरणों के माध्यम से AR एप्लिकेशन का उपयोग करते हैं, फिर भी दांत काटने के अभ्यास में प्लास्टिक मॉडल या 2D छवियों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। दांतों की त्रि-आयामी प्रकृति के कारण, दंत नक्काशी के छात्रों को लगातार मार्गदर्शन प्रदान करने वाले उपकरणों की कमी के कारण चुनौतियों का सामना करना पड़ता है। इस अध्ययन में, हमने एक AR-आधारित दंत नक्काशी प्रशिक्षण उपकरण (AR-TCPT) विकसित किया और अभ्यास उपकरण के रूप में इसकी क्षमता और इसके उपयोग के अनुभव का मूल्यांकन करने के लिए इसकी तुलना एक प्लास्टिक मॉडल से की।
दांतों की कटाई का अनुकरण करने के लिए, हमने क्रमिक रूप से एक 3डी ऑब्जेक्ट बनाया जिसमें ऊपरी जबड़े का कैनाइन और ऊपरी जबड़े का पहला प्रीमोलर (चरण 16), निचले जबड़े का पहला प्रीमोलर (चरण 13), और निचले जबड़े का पहला मोलर (चरण 14) शामिल थे। फ़ोटोशॉप सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके बनाए गए इमेज मार्कर प्रत्येक दांत को दिए गए। यूनिटी इंजन का उपयोग करके एक एआर-आधारित मोबाइल एप्लिकेशन विकसित किया गया। डेंटल कार्विंग के लिए, 52 प्रतिभागियों को यादृच्छिक रूप से एक नियंत्रण समूह (n = 26; प्लास्टिक डेंटल मॉडल का उपयोग करते हुए) या एक प्रायोगिक समूह (n = 26; एआर-टीसीपीटी का उपयोग करते हुए) में विभाजित किया गया। उपयोगकर्ता अनुभव का मूल्यांकन करने के लिए 22 प्रश्नों वाली एक प्रश्नावली का उपयोग किया गया। एसपीएसएस प्रोग्राम के माध्यम से गैर-पैरामीट्रिक मान-व्हिटनी यू परीक्षण का उपयोग करके तुलनात्मक डेटा विश्लेषण किया गया।
AR-TCPT मोबाइल डिवाइस के कैमरे का उपयोग करके इमेज मार्कर का पता लगाता है और दांत के टुकड़ों की 3D ऑब्जेक्ट प्रदर्शित करता है। उपयोगकर्ता प्रत्येक चरण की समीक्षा करने या दांत के आकार का अध्ययन करने के लिए डिवाइस को नियंत्रित कर सकते हैं। उपयोगकर्ता अनुभव सर्वेक्षण के परिणामों से पता चला कि प्लास्टिक मॉडल का उपयोग करने वाले नियंत्रण समूह की तुलना में, AR-TCPT प्रायोगिक समूह ने दांत तराशने के अनुभव में काफी बेहतर प्रदर्शन किया।
पारंपरिक प्लास्टिक मॉडलों की तुलना में, AR-TCTP दांतों की नक्काशी करते समय बेहतर उपयोगकर्ता अनुभव प्रदान करता है। यह उपकरण मोबाइल उपकरणों पर उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है, इसलिए इसे इस्तेमाल करना आसान है। उत्कीर्ण दांतों की मात्रा और उपयोगकर्ता की व्यक्तिगत मूर्तिकला क्षमताओं पर AR-TCTP के शैक्षिक प्रभाव को निर्धारित करने के लिए आगे के शोध की आवश्यकता है।
दंत संरचना का अध्ययन और व्यावहारिक अभ्यास दंत चिकित्सा पाठ्यक्रम का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं। यह पाठ्यक्रम दंत संरचनाओं की आकृति विज्ञान, कार्य और प्रत्यक्ष मूर्तिकला पर सैद्धांतिक और व्यावहारिक मार्गदर्शन प्रदान करता है [1, 2]। शिक्षण की पारंपरिक विधि सैद्धांतिक अध्ययन करना और फिर सीखे गए सिद्धांतों के आधार पर दांतों की नक्काशी करना है। छात्र मोम या प्लास्टर ब्लॉकों पर दांतों की नक्काशी करने के लिए दांतों की द्वि-आयामी (2D) छवियों और प्लास्टिक मॉडल का उपयोग करते हैं [3,4,5]। दंत संरचना को समझना नैदानिक ​​अभ्यास में पुनर्स्थापनात्मक उपचार और दंत पुनर्स्थापन के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण है। दांतों के आकार द्वारा दर्शाए गए अनुसार, विरोधी और समीपस्थ दांतों के बीच सही संबंध, ऑक्लुज़ल और स्थितिगत स्थिरता बनाए रखने के लिए आवश्यक है [6, 7]। हालांकि दंत चिकित्सा पाठ्यक्रम छात्रों को दंत संरचना की गहन समझ हासिल करने में मदद कर सकते हैं, फिर भी उन्हें पारंपरिक प्रथाओं से जुड़ी काटने की प्रक्रिया में चुनौतियों का सामना करना पड़ता है।
दंत आकृति विज्ञान के अभ्यास में नवोदित लोगों को दो-आयामी छवियों को तीन आयामों (3D) में व्याख्यायित करने और पुनरुत्पादित करने की चुनौती का सामना करना पड़ता है [8,9,10]। दांतों की आकृतियों को आमतौर पर दो-आयामी रेखाचित्रों या तस्वीरों द्वारा दर्शाया जाता है, जिससे दंत आकृति विज्ञान की कल्पना करने में कठिनाई होती है। इसके अतिरिक्त, सीमित स्थान और समय में दंत नक्काशी को शीघ्रता से करने की आवश्यकता, साथ ही दो-आयामी छवियों के उपयोग के कारण, छात्रों के लिए 3D आकृतियों की अवधारणा और कल्पना करना कठिन हो जाता है [11]। यद्यपि प्लास्टिक दंत मॉडल (जिन्हें आंशिक रूप से पूर्ण या अंतिम रूप में प्रस्तुत किया जा सकता है) शिक्षण में सहायक होते हैं, लेकिन इनका उपयोग सीमित है क्योंकि व्यावसायिक प्लास्टिक मॉडल अक्सर पूर्वनिर्धारित होते हैं और शिक्षकों और छात्रों के लिए अभ्यास के अवसरों को सीमित करते हैं [4]। इसके अतिरिक्त, ये अभ्यास मॉडल शैक्षणिक संस्थान के स्वामित्व में होते हैं और व्यक्तिगत छात्रों के स्वामित्व में नहीं हो सकते, जिसके परिणामस्वरूप आवंटित कक्षा समय के दौरान अभ्यास का बोझ बढ़ जाता है। प्रशिक्षक अक्सर अभ्यास के दौरान बड़ी संख्या में छात्रों को निर्देश देते हैं और अक्सर पारंपरिक अभ्यास विधियों पर निर्भर रहते हैं, जिसके परिणामस्वरूप नक्काशी के मध्यवर्ती चरणों पर प्रशिक्षक की प्रतिक्रिया के लिए लंबा इंतजार करना पड़ सकता है [12]। इसलिए, दांतों की नक्काशी के अभ्यास को सुगम बनाने और प्लास्टिक मॉडल द्वारा लगाई गई सीमाओं को कम करने के लिए एक नक्काशी मार्गदर्शिका की आवश्यकता है।
संवर्धित वास्तविकता (AR) तकनीक सीखने के अनुभव को बेहतर बनाने के लिए एक आशाजनक उपकरण के रूप में उभरी है। वास्तविक जीवन के वातावरण पर डिजिटल जानकारी को ओवरले करके, AR तकनीक छात्रों को अधिक इंटरैक्टिव और इमर्सिव अनुभव प्रदान कर सकती है [13]। गारज़ोन [14] ने AR शिक्षा वर्गीकरण की पहली तीन पीढ़ियों के साथ 25 वर्षों के अनुभव का हवाला देते हुए तर्क दिया कि AR की दूसरी पीढ़ी में लागत प्रभावी मोबाइल उपकरणों और अनुप्रयोगों (मोबाइल उपकरणों और अनुप्रयोगों के माध्यम से) के उपयोग ने शैक्षिक उपलब्धि विशेषताओं में उल्लेखनीय सुधार किया है। एक बार बनाए और स्थापित किए जाने के बाद, मोबाइल एप्लिकेशन कैमरे को पहचाने गए ऑब्जेक्ट्स के बारे में अतिरिक्त जानकारी पहचानने और प्रदर्शित करने की अनुमति देते हैं, जिससे उपयोगकर्ता अनुभव बेहतर होता है [15, 16]। AR तकनीक मोबाइल डिवाइस के कैमरे से कोड या इमेज टैग को तेजी से पहचान कर काम करती है, और पता चलने पर ओवरले की गई 3D जानकारी प्रदर्शित करती है [17]। मोबाइल उपकरणों या इमेज मार्करों में हेरफेर करके, उपयोगकर्ता आसानी से और सहज रूप से 3D संरचनाओं का अवलोकन और समझ सकते हैं [18]। अकचायर और अकचायर [19] द्वारा किए गए एक समीक्षा में, एआर को "मज़ेदार" पाया गया और इसने "सीखने में सहभागिता के स्तर को सफलतापूर्वक बढ़ाया"। हालांकि, डेटा की जटिलता के कारण, यह तकनीक "छात्रों के लिए उपयोग करना कठिन" हो सकती है और "संज्ञानात्मक अतिभार" का कारण बन सकती है, जिसके लिए अतिरिक्त निर्देशात्मक अनुशंसाओं की आवश्यकता होती है [19, 20, 21]। इसलिए, उपयोगिता बढ़ाकर और कार्य जटिलता अतिभार को कम करके एआर के शैक्षिक मूल्य को बढ़ाने के प्रयास किए जाने चाहिए। दांत तराशने के अभ्यास के लिए शैक्षिक उपकरण बनाने हेतु एआर तकनीक का उपयोग करते समय इन कारकों पर विचार किया जाना चाहिए।
आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (AR) वातावरण का उपयोग करके छात्रों को डेंटल कार्विंग में प्रभावी ढंग से मार्गदर्शन करने के लिए, एक सतत प्रक्रिया का पालन करना आवश्यक है। यह दृष्टिकोण भिन्नता को कम करने और कौशल अधिग्रहण को बढ़ावा देने में सहायक हो सकता है [22]। शुरुआती कार्वर डिजिटल चरण-दर-चरण टूथ कार्विंग प्रक्रिया का पालन करके अपने काम की गुणवत्ता में सुधार कर सकते हैं [23]। वास्तव में, चरण-दर-चरण प्रशिक्षण दृष्टिकोण कम समय में स्कल्पटिंग कौशल में महारत हासिल करने और रेस्टोरेशन के अंतिम डिज़ाइन में त्रुटियों को कम करने में प्रभावी सिद्ध हुआ है [24]। डेंटल रेस्टोरेशन के क्षेत्र में, दांतों की सतह पर उत्कीर्णन प्रक्रियाओं का उपयोग छात्रों को अपने कौशल में सुधार करने में मदद करने का एक प्रभावी तरीका है [25]। इस अध्ययन का उद्देश्य मोबाइल उपकरणों के लिए उपयुक्त AR-आधारित डेंटल कार्विंग अभ्यास उपकरण (AR-TCPT) विकसित करना और इसके उपयोगकर्ता अनुभव का मूल्यांकन करना था। इसके अतिरिक्त, इस अध्ययन ने AR-TCPT की व्यावहारिक क्षमता का मूल्यांकन करने के लिए पारंपरिक डेंटल रेज़िन मॉडल के साथ AR-TCPT के उपयोगकर्ता अनुभव की तुलना की।
AR-TCPT को AR तकनीक का उपयोग करके मोबाइल उपकरणों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह टूल ऊपरी जबड़े के कैनाइन, ऊपरी जबड़े के पहले प्रीमोलर, निचले जबड़े के पहले प्रीमोलर और निचले जबड़े के पहले मोलर के चरण-दर-चरण 3D मॉडल बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। प्रारंभिक 3D मॉडलिंग 3D Studio Max (2019, Autodesk Inc., USA) का उपयोग करके की गई थी, और अंतिम मॉडलिंग Zbrush 3D सॉफ़्टवेयर पैकेज (2019, Pixologic Inc., USA) का उपयोग करके की गई थी। इमेज मार्किंग Photoshop सॉफ़्टवेयर (Adobe Master Collection CC 2019, Adobe Inc., USA) का उपयोग करके की गई थी, जिसे मोबाइल कैमरों द्वारा स्थिर पहचान के लिए डिज़ाइन किया गया है, और यह Vuforia इंजन (PTC Inc., USA; http:///developer.vuforia.com) पर आधारित है। AR एप्लिकेशन को Unity इंजन (12 मार्च, 2019, Unity Technologies, USA) का उपयोग करके कार्यान्वित किया गया है और बाद में इसे मोबाइल डिवाइस पर इंस्टॉल और लॉन्च किया गया है। दांतों की नक्काशी के अभ्यास के लिए AR-TCPT की प्रभावशीलता का मूल्यांकन करने हेतु, 2023 बैच के दंत आकारिकी अभ्यास सत्र से प्रतिभागियों का यादृच्छिक चयन करके एक नियंत्रण समूह और एक प्रायोगिक समूह बनाया गया। प्रायोगिक समूह के प्रतिभागियों ने AR-TCPT का उपयोग किया, जबकि नियंत्रण समूह ने टूथ कार्विंग स्टेप मॉडल किट (निसिन डेंटल कंपनी, जापान) के प्लास्टिक मॉडल का उपयोग किया। दांतों की नक्काशी का कार्य पूरा करने के बाद, प्रत्येक उपकरण के उपयोग के अनुभव की जांच और तुलना की गई। अध्ययन की रूपरेखा चित्र 1 में दर्शाई गई है। यह अध्ययन दक्षिण सियोल राष्ट्रीय विश्वविद्यालय के संस्थागत समीक्षा बोर्ड (IRB संख्या: NSU-202210-003) की स्वीकृति से किया गया।
दांतों की मेसियल, डिस्टल, बुक्कल, लिंगुअल और ओक्लूसल सतहों की उभरी हुई और अवतल संरचनाओं की रूपात्मक विशेषताओं को नक्काशी प्रक्रिया के दौरान लगातार दर्शाने के लिए 3डी मॉडलिंग का उपयोग किया जाता है। ऊपरी जबड़े के कैनाइन और ऊपरी जबड़े के पहले प्रीमोलर दांतों को लेवल 16, निचले जबड़े के पहले प्रीमोलर को लेवल 13 और निचले जबड़े के पहले मोलर को लेवल 14 के रूप में मॉडल किया गया था। प्रारंभिक मॉडलिंग में उन भागों को दर्शाया गया है जिन्हें डेंटल फिल्म के क्रम में हटाया और रखा जाना है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। अंतिम दांत मॉडलिंग अनुक्रम चित्र 3 में दिखाया गया है। अंतिम मॉडल में, बनावट, उभार और खांचे दांत की दबी हुई संरचना का वर्णन करते हैं, और मूर्तिकला प्रक्रिया को निर्देशित करने और उन संरचनाओं को उजागर करने के लिए छवि जानकारी शामिल की जाती है जिन पर विशेष ध्यान देने की आवश्यकता है। नक्काशी चरण की शुरुआत में, प्रत्येक सतह को उसके अभिविन्यास को इंगित करने के लिए रंग कोडित किया जाता है, और मोम के ब्लॉक को ठोस रेखाओं से चिह्नित किया जाता है जो उन भागों को दर्शाती हैं जिन्हें हटाने की आवश्यकता है। दांत की मध्य और मध्य सतहों पर लाल बिंदु अंकित किए गए हैं जो दांत के संपर्क बिंदुओं को दर्शाते हैं। ये बिंदु उभरे हुए रहेंगे और काटने की प्रक्रिया के दौरान हटाए नहीं जाएंगे। अंतःस्रावी सतह पर, लाल बिंदु प्रत्येक नुकीले सिरे को संरक्षित रूप में चिह्नित करते हैं, और लाल तीर मोम के ब्लॉक को काटते समय उत्कीर्णन की दिशा दर्शाते हैं। बरकरार और हटाए गए भागों की 3डी मॉडलिंग से मोम के ब्लॉक को आकार देने के बाद के चरणों में हटाए गए भागों की आकृति की पुष्टि की जा सकती है।
दांत तराशने की चरणबद्ध प्रक्रिया में 3D वस्तुओं के प्रारंभिक सिमुलेशन बनाएं। a: ऊपरी जबड़े के पहले प्रीमोलर की मेसियल सतह; b: ऊपरी जबड़े के पहले प्रीमोलर की थोड़ी ऊपरी और मेसियल लेबियल सतह; c: ऊपरी जबड़े के पहले मोलर की मेसियल सतह; d: ऊपरी जबड़े के पहले मोलर की थोड़ी ऊपरी सतह और मेसियोबुक्कल सतह। B – गाल; La – लेबियल साउंड; M – मेडियल साउंड।
त्रि-आयामी (3D) वस्तुएं दांतों को काटने की चरण-दर-चरण प्रक्रिया को दर्शाती हैं। यह फोटो ऊपरी जबड़े के पहले दाढ़ के मॉडलिंग के बाद तैयार 3D वस्तु को दिखाती है, जिसमें प्रत्येक चरण के विवरण और बनावट को दर्शाया गया है। दूसरे 3D मॉडलिंग डेटा में मोबाइल डिवाइस में बेहतर बनाई गई अंतिम 3D वस्तु शामिल है। बिंदीदार रेखाएं दांत के समान रूप से विभाजित भागों को दर्शाती हैं, और अलग किए गए भाग वे हैं जिन्हें ठोस रेखा वाले भाग को शामिल करने से पहले हटाना होगा। लाल 3D तीर दांत की काटने की दिशा को इंगित करता है, दूरस्थ सतह पर लाल वृत्त दांत के संपर्क क्षेत्र को दर्शाता है, और चतुष्कोणीय सतह पर लाल सिलेंडर दांत के नुकीले सिरे को दर्शाता है। a: बिंदीदार रेखाएं, ठोस रेखाएं, दूरस्थ सतह पर लाल वृत्त और चरण जो अलग किए जा सकने वाले मोम के ब्लॉक को दर्शाते हैं। b: ऊपरी जबड़े के पहले दाढ़ के निर्माण का लगभग पूरा होना। सी: ऊपरी जबड़े के पहले दाढ़ का विस्तृत दृश्य, लाल तीर दांत और स्पेसर धागे की दिशा दर्शाता है, लाल बेलनाकार नुकीला सिरा, ठोस रेखा ऑक्लूसल सतह पर काटे जाने वाले भाग को दर्शाती है। डी: ऊपरी जबड़े का पूरा पहला दाढ़।
मोबाइल डिवाइस का उपयोग करके नक्काशी के क्रमिक चरणों की पहचान को आसान बनाने के लिए, निचले जबड़े के पहले मोलर, निचले जबड़े के पहले प्रीमोलर, ऊपरी जबड़े के पहले मोलर और ऊपरी जबड़े के कैनाइन के लिए चार इमेज मार्कर तैयार किए गए। इमेज मार्करों को फोटोशॉप सॉफ्टवेयर (2020, एडोब कंपनी लिमिटेड, सैन जोस, कैलिफोर्निया) का उपयोग करके डिज़ाइन किया गया था और प्रत्येक दांत को अलग करने के लिए गोलाकार संख्या चिह्नों और एक दोहराव वाले पृष्ठभूमि पैटर्न का उपयोग किया गया था, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है। Vuforia इंजन (AR मार्कर निर्माण सॉफ्टवेयर) का उपयोग करके उच्च-गुणवत्ता वाले इमेज मार्कर बनाएं, और एक प्रकार की छवि के लिए पांच-सितारा पहचान दर प्राप्त होने के बाद Unity इंजन का उपयोग करके इमेज मार्कर बनाएं और सहेजें। 3D दांत मॉडल धीरे-धीरे इमेज मार्करों से जुड़ जाता है, और मार्करों के आधार पर इसकी स्थिति और आकार निर्धारित किया जाता है। यह Unity इंजन और मोबाइल उपकरणों पर इंस्टॉल किए जा सकने वाले Android एप्लिकेशन का उपयोग करता है।
इमेज टैग। ये तस्वीरें इस अध्ययन में उपयोग किए गए इमेज मार्करों को दर्शाती हैं, जिन्हें मोबाइल डिवाइस के कैमरे ने दांत के प्रकार (प्रत्येक वृत्त में संख्या) के आधार पर पहचाना है। a: निचले जबड़े का पहला मोलर; b: निचले जबड़े का पहला प्रीमोलर; c: ऊपरी जबड़े का पहला मोलर; d: ऊपरी जबड़े का कैनाइन।
प्रतिभागियों को ग्योंगगी-डो स्थित सियोंग विश्वविद्यालय के दंत स्वच्छता विभाग के दंत आकारिकी पर प्रथम वर्ष के व्यावहारिक पाठ्यक्रम से भर्ती किया गया था। संभावित प्रतिभागियों को निम्नलिखित जानकारी दी गई: (1) भागीदारी स्वैच्छिक है और इसमें कोई वित्तीय या शैक्षणिक पारिश्रमिक शामिल नहीं है; (2) नियंत्रण समूह प्लास्टिक मॉडल का उपयोग करेगा, और प्रायोगिक समूह एआर मोबाइल एप्लिकेशन का उपयोग करेगा; (3) प्रयोग तीन सप्ताह तक चलेगा और इसमें तीन दांत शामिल होंगे; (4) एंड्रॉइड उपयोगकर्ताओं को एप्लिकेशन स्थापित करने के लिए एक लिंक प्राप्त होगा, और आईओएस उपयोगकर्ताओं को एआर-टीसीपीटी स्थापित एक एंड्रॉइड डिवाइस प्राप्त होगा; (5) एआर-टीसीपीटी दोनों प्रणालियों पर समान रूप से कार्य करेगा; (6) नियंत्रण समूह और प्रायोगिक समूह को यादृच्छिक रूप से आवंटित किया जाएगा; (7) दांतों की नक्काशी अलग-अलग प्रयोगशालाओं में की जाएगी; (8) प्रयोग के बाद, 22 अध्ययन किए जाएंगे; (9) नियंत्रण समूह प्रयोग के बाद एआर-टीसीपीटी का उपयोग कर सकता है। कुल 52 प्रतिभागियों ने स्वेच्छा से भाग लिया, और प्रत्येक प्रतिभागी से एक ऑनलाइन सहमति पत्र प्राप्त किया गया। नियंत्रण समूह (n = 26) और प्रायोगिक समूह (n = 26) को माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल (2016, रेडमंड, यूएसए) में रैंडम फ़ंक्शन का उपयोग करके यादृच्छिक रूप से आवंटित किया गया था। चित्र 5 में प्रतिभागियों की भर्ती और प्रायोगिक डिज़ाइन को फ़्लो चार्ट में दर्शाया गया है।
प्लास्टिक मॉडल और संवर्धित वास्तविकता अनुप्रयोगों के साथ प्रतिभागियों के अनुभवों का पता लगाने के लिए एक अध्ययन डिजाइन।
27 मार्च, 2023 से शुरू होकर, प्रायोगिक समूह और नियंत्रण समूह ने क्रमशः AR-TCPT और प्लास्टिक मॉडल का उपयोग करके तीन सप्ताह तक तीन दांतों की आकृतियाँ बनाईं। प्रतिभागियों ने प्रीमोलर और मोलर दांतों की आकृतियाँ बनाईं, जिनमें एक निचले जबड़े का पहला मोलर, एक निचले जबड़े का पहला प्रीमोलर और एक ऊपरी जबड़े का पहला प्रीमोलर शामिल था, इन सभी में जटिल आकारिकी विशेषताएं थीं। ऊपरी जबड़े के कैनाइन दांतों को आकृति बनाने में शामिल नहीं किया गया था। प्रतिभागियों को एक दांत काटने के लिए प्रति सप्ताह तीन घंटे का समय दिया गया था। दांत बनने के बाद, नियंत्रण और प्रायोगिक समूहों के क्रमशः प्लास्टिक मॉडल और इमेज मार्कर निकाल लिए गए। इमेज लेबल पहचान के बिना, AR-TCTP द्वारा 3D दंत वस्तुओं को बेहतर नहीं बनाया जा सकता है। अन्य अभ्यास उपकरणों के उपयोग को रोकने के लिए, प्रायोगिक और नियंत्रण समूहों ने अलग-अलग कमरों में दांतों की आकृति बनाने का अभ्यास किया। शिक्षक के निर्देशों के प्रभाव को सीमित करने के लिए, प्रयोग समाप्त होने के तीन सप्ताह बाद दांत के आकार पर प्रतिक्रिया दी गई। अप्रैल के तीसरे सप्ताह में निचले जबड़े के पहले मोलर दांतों की आकृति बनाने का काम पूरा होने के बाद प्रश्नावली दी गई। सैंडर्स एट अल. की संशोधित प्रश्नावली का उपयोग किया गया। अल्फ़ाला एट अल. ने [26] से 23 प्रश्नों का उपयोग किया। [27] ने अभ्यास उपकरणों के बीच हृदय के आकार में अंतर का आकलन किया। हालाँकि, इस अध्ययन में, अल्फ़ाला एट अल. [27] से प्रत्येक स्तर पर प्रत्यक्ष हेरफेर के लिए एक आइटम को हटा दिया गया था। इस अध्ययन में उपयोग किए गए 22 आइटम तालिका 1 में दिखाए गए हैं। नियंत्रण और प्रायोगिक समूहों के क्रोनबैक के α मान क्रमशः 0.587 और 0.912 थे।
डेटा विश्लेषण SPSS सांख्यिकी सॉफ़्टवेयर (v25.0, IBM Co., Armonk, NY, USA) का उपयोग करके किया गया। 0.05 के महत्व स्तर पर द्विपक्षीय सार्थकता परीक्षण किया गया। लिंग, आयु, निवास स्थान और दंत नक्काशी के अनुभव जैसी सामान्य विशेषताओं का विश्लेषण करने के लिए फिशर के सटीक परीक्षण का उपयोग किया गया ताकि नियंत्रण और प्रायोगिक समूहों के बीच इन विशेषताओं के वितरण की पुष्टि की जा सके। शापिरो-विल्क परीक्षण के परिणामों से पता चला कि सर्वेक्षण डेटा सामान्य रूप से वितरित नहीं था (p < 0.05)। इसलिए, नियंत्रण और प्रायोगिक समूहों की तुलना करने के लिए गैर-पैरामीट्रिक मान-व्हिटनी यू परीक्षण का उपयोग किया गया।
दांत तराशने के अभ्यास के दौरान प्रतिभागियों द्वारा उपयोग किए गए उपकरण चित्र 6 में दिखाए गए हैं। चित्र 6a में प्लास्टिक मॉडल दिखाया गया है, और चित्र 6b-d में मोबाइल डिवाइस पर उपयोग किए जाने वाले AR-TCPT को दिखाया गया है। AR-TCPT डिवाइस के कैमरे का उपयोग करके इमेज मार्कर की पहचान करता है और स्क्रीन पर एक उन्नत 3D दंत वस्तु प्रदर्शित करता है जिसे प्रतिभागी वास्तविक समय में देख और उपयोग कर सकते हैं। मोबाइल डिवाइस के "अगला" और "पिछला" बटन आपको तराशने के चरणों और दांतों की आकारिकी विशेषताओं को विस्तार से देखने की अनुमति देते हैं। एक दांत बनाने के लिए, AR-TCPT उपयोगकर्ता स्क्रीन पर प्रदर्शित उन्नत 3D दांत मॉडल की तुलना मोम के ब्लॉक से करते हैं।
दांतों की नक्काशी का अभ्यास करें। यह तस्वीर प्लास्टिक मॉडल का उपयोग करके पारंपरिक दांत नक्काशी अभ्यास (TCP) और ऑगमेंटेड रियलिटी टूल्स का उपयोग करके चरण-दर-चरण TCP की तुलना दर्शाती है। छात्र Next और Previous बटन पर क्लिक करके 3D नक्काशी के चरणों को देख सकते हैं। a: दांतों की नक्काशी के लिए चरण-दर-चरण मॉडलों के सेट में प्लास्टिक मॉडल। b: निचले जबड़े के पहले प्रीमोलर के पहले चरण पर ऑगमेंटेड रियलिटी टूल का उपयोग करके TCP। c: निचले जबड़े के पहले प्रीमोलर के निर्माण के अंतिम चरण के दौरान ऑगमेंटेड रियलिटी टूल का उपयोग करके TCP। d: लकीरों और खांचों की पहचान करने की प्रक्रिया। IM, इमेज लेबल; MD, मोबाइल डिवाइस; NSB, “Next” बटन; PSB, “Previous” बटन; SMD, मोबाइल डिवाइस होल्डर; TC, डेंटल एनग्रेविंग मशीन; W, वैक्स ब्लॉक
यादृच्छिक रूप से चयनित प्रतिभागियों के दोनों समूहों के बीच लिंग, आयु, निवास स्थान और दंत नक्काशी के अनुभव के संदर्भ में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था (p > 0.05)। नियंत्रण समूह में 96.2% महिलाएं (n = 25) और 3.8% पुरुष (n = 1) शामिल थे, जबकि प्रायोगिक समूह में केवल महिलाएं (n = 26) शामिल थीं। नियंत्रण समूह में 61.5% (n = 16) प्रतिभागी 20 वर्ष की आयु के, 26.9% (n = 7) प्रतिभागी 21 वर्ष की आयु के और 11.5% (n = 3) प्रतिभागी 22 वर्ष या उससे अधिक आयु के थे, जबकि प्रायोगिक नियंत्रण समूह में 73.1% (n = 19) प्रतिभागी 20 वर्ष की आयु के, 19.2% (n = 5) प्रतिभागी 21 वर्ष की आयु के और 7.7% (n = 2) प्रतिभागी 22 वर्ष या उससे अधिक आयु के थे। निवास स्थान के संदर्भ में, नियंत्रण समूह के 69.2% (n=18) प्रतिभागी ग्योंगगी-डो में और 23.1% (n=6) प्रतिभागी सियोल में रहते थे। तुलनात्मक रूप से, प्रायोगिक समूह के 50.0% (n=13) प्रतिभागी ग्योंगगी-डो में और 46.2% (n=12) प्रतिभागी सियोल में रहते थे। इंचियोन में रहने वाले नियंत्रण और प्रायोगिक समूहों के प्रतिभागियों का अनुपात क्रमशः 7.7% (n=2) और 3.8% (n=1) था। नियंत्रण समूह में, 25 प्रतिभागियों (96.2%) को दांत तराशने का कोई पूर्व अनुभव नहीं था। इसी प्रकार, प्रायोगिक समूह में, 26 प्रतिभागियों (100%) को दांत तराशने का कोई पूर्व अनुभव नहीं था।
तालिका 2 में प्रत्येक समूह द्वारा सर्वेक्षण के 22 प्रश्नों के उत्तरों के वर्णनात्मक आँकड़े और सांख्यिकीय तुलनाएँ प्रस्तुत की गई हैं। प्रत्येक 22 प्रश्न के उत्तरों में समूहों के बीच महत्वपूर्ण अंतर थे (p < 0.01)। नियंत्रण समूह की तुलना में, प्रायोगिक समूह के 21 प्रश्नों पर औसत अंक अधिक थे। केवल प्रश्न 20 (Q20) पर ही नियंत्रण समूह का अंक प्रायोगिक समूह से अधिक था। चित्र 7 में हिस्टोग्राम समूहों के बीच औसत अंकों के अंतर को दर्शाता है। तालिका 2 और चित्र 7 में प्रत्येक परियोजना के उपयोगकर्ता अनुभव परिणाम भी दर्शाए गए हैं। नियंत्रण समूह में, सबसे अधिक अंक वाला प्रश्न Q21 था, और सबसे कम अंक वाला प्रश्न Q6 था। प्रायोगिक समूह में, सबसे अधिक अंक वाला प्रश्न Q13 था, और सबसे कम अंक वाला प्रश्न Q20 था। जैसा कि चित्र 7 में दिखाया गया है, नियंत्रण समूह और प्रायोगिक समूह के बीच औसत में सबसे बड़ा अंतर Q6 में और सबसे छोटा अंतर Q22 में देखा गया है।
प्रश्नावली के अंकों की तुलना। प्लास्टिक मॉडल का उपयोग करने वाले नियंत्रण समूह और संवर्धित वास्तविकता अनुप्रयोग का उपयोग करने वाले प्रायोगिक समूह के औसत अंकों की तुलना करने वाला बार ग्राफ। AR-TCPT, एक संवर्धित वास्तविकता आधारित दंत नक्काशी अभ्यास उपकरण है।
दंत चिकित्सा के विभिन्न क्षेत्रों में, जिनमें क्लिनिकल एस्थेटिक्स, ओरल सर्जरी, रिस्टोरेटिव टेक्नोलॉजी, डेंटल मॉर्फोलॉजी और इम्प्लांटोलॉजी, और सिमुलेशन शामिल हैं, एआर तकनीक तेजी से लोकप्रिय हो रही है [28, 29, 30, 31]। उदाहरण के लिए, माइक्रोसॉफ्ट होलोलेंस दंत शिक्षा और सर्जिकल प्लानिंग को बेहतर बनाने के लिए उन्नत ऑगमेंटेड रियलिटी उपकरण प्रदान करता है [32]। वर्चुअल रियलिटी तकनीक डेंटल मॉर्फोलॉजी सिखाने के लिए एक सिमुलेशन वातावरण भी प्रदान करती है [33]। हालांकि ये तकनीकी रूप से उन्नत हार्डवेयर-आधारित हेड-माउंटेड डिस्प्ले अभी तक दंत शिक्षा में व्यापक रूप से उपलब्ध नहीं हुए हैं, मोबाइल एआर एप्लिकेशन क्लिनिकल एप्लीकेशन कौशल में सुधार कर सकते हैं और उपयोगकर्ताओं को एनाटॉमी को जल्दी समझने में मदद कर सकते हैं [34, 35]। एआर तकनीक छात्रों की डेंटल मॉर्फोलॉजी सीखने में प्रेरणा और रुचि को भी बढ़ा सकती है और अधिक इंटरैक्टिव और आकर्षक सीखने का अनुभव प्रदान कर सकती है [36]। एआर लर्निंग टूल छात्रों को जटिल दंत प्रक्रियाओं और एनाटॉमी को 3डी में देखने में मदद करते हैं [37], जो डेंटल मॉर्फोलॉजी को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।
दंत आकृति विज्ञान के शिक्षण पर 3डी प्रिंटेड प्लास्टिक दंत मॉडलों का प्रभाव 2डी छवियों और स्पष्टीकरणों वाली पाठ्यपुस्तकों की तुलना में पहले से ही बेहतर है [38]। हालांकि, शिक्षा के डिजिटलीकरण और तकनीकी प्रगति ने दंत चिकित्सा सहित स्वास्थ्य सेवा और चिकित्सा शिक्षा में विभिन्न उपकरणों और प्रौद्योगिकियों को शामिल करना आवश्यक बना दिया है [35]। शिक्षकों को तेजी से विकसित हो रहे और गतिशील क्षेत्र में जटिल अवधारणाओं को पढ़ाने की चुनौती का सामना करना पड़ता है [39], जिसके लिए छात्रों को दंत नक्काशी के अभ्यास में सहायता करने के लिए पारंपरिक दंत राल मॉडलों के अलावा विभिन्न व्यावहारिक उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है। इसलिए, यह अध्ययन एक व्यावहारिक एआर-टीसीपीटी उपकरण प्रस्तुत करता है जो दंत आकृति विज्ञान के अभ्यास में सहायता के लिए एआर तकनीक का उपयोग करता है।
एआर अनुप्रयोगों के उपयोगकर्ता अनुभव पर शोध मल्टीमीडिया उपयोग को प्रभावित करने वाले कारकों को समझने के लिए महत्वपूर्ण है [40]। एक सकारात्मक एआर उपयोगकर्ता अनुभव इसके विकास और सुधार की दिशा निर्धारित कर सकता है, जिसमें इसका उद्देश्य, उपयोग में आसानी, सुचारू संचालन, सूचना प्रदर्शन और अंतःक्रिया शामिल हैं [41]। जैसा कि तालिका 2 में दिखाया गया है, Q20 को छोड़कर, एआर-टीसीपीटी का उपयोग करने वाले प्रायोगिक समूह को प्लास्टिक मॉडल का उपयोग करने वाले नियंत्रण समूह की तुलना में उच्च उपयोगकर्ता अनुभव रेटिंग प्राप्त हुई। प्लास्टिक मॉडल की तुलना में, दंत नक्काशी अभ्यास में एआर-टीसीपीटी के उपयोग के अनुभव को उच्च रेटिंग दी गई। मूल्यांकन में समझ, दृश्यीकरण, अवलोकन, दोहराव, उपकरणों की उपयोगिता और दृष्टिकोणों की विविधता शामिल हैं। एआर-टीसीपीटी के उपयोग के लाभों में तीव्र समझ, कुशल नेविगेशन, समय की बचत, पूर्व-नैदानिक ​​उत्कीर्णन कौशल का विकास, व्यापक कवरेज, बेहतर शिक्षण, पाठ्यपुस्तकों पर निर्भरता में कमी और अनुभव की अंतःक्रियात्मक, आनंददायक और सूचनात्मक प्रकृति शामिल हैं। एआर-टीसीपीटी अन्य अभ्यास उपकरणों के साथ अंतःक्रिया को भी सुगम बनाता है और कई दृष्टिकोणों से स्पष्ट दृश्य प्रदान करता है।
चित्र 7 में दिखाए अनुसार, AR-TCPT ने प्रश्न 20 में एक अतिरिक्त बिंदु प्रस्तावित किया: छात्रों को दांत तराशने में सहायता करने के लिए दांत तराशने के सभी चरणों को दर्शाने वाला एक व्यापक ग्राफिकल यूजर इंटरफेस आवश्यक है। मरीजों का इलाज करने से पहले दांत तराशने के कौशल को विकसित करने के लिए संपूर्ण दांत तराशने की प्रक्रिया का प्रदर्शन महत्वपूर्ण है। प्रायोगिक समूह ने प्रश्न 13 में उच्चतम अंक प्राप्त किए, जो मरीजों का इलाज करने से पहले दांत तराशने के कौशल को विकसित करने और उपयोगकर्ता कौशल में सुधार करने से संबंधित एक मूलभूत प्रश्न है, जो दांत तराशने के अभ्यास में इस उपकरण की क्षमता को उजागर करता है। उपयोगकर्ता नैदानिक ​​​​परिस्थिति में सीखे गए कौशल को लागू करना चाहते हैं। हालांकि, वास्तविक दांत तराशने के कौशल के विकास और प्रभावशीलता का मूल्यांकन करने के लिए अनुवर्ती अध्ययनों की आवश्यकता है। प्रश्न 6 में पूछा गया था कि क्या आवश्यकता पड़ने पर प्लास्टिक मॉडल और AR-TCTP का उपयोग किया जा सकता है, और इस प्रश्न के उत्तरों ने दोनों समूहों के बीच सबसे बड़ा अंतर दिखाया। एक मोबाइल ऐप के रूप में, AR-TCPT प्लास्टिक मॉडल की तुलना में उपयोग करने में अधिक सुविधाजनक साबित हुआ। हालांकि, केवल उपयोगकर्ता अनुभव के आधार पर AR ऐप्स की शैक्षिक प्रभावशीलता को साबित करना अभी भी कठिन है। तैयार डेंटल टैबलेट पर AR-TCTP के प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए आगे के अध्ययनों की आवश्यकता है। हालांकि, इस अध्ययन में, एआर-टीसीपीटी की उच्च उपयोगकर्ता अनुभव रेटिंग एक व्यावहारिक उपकरण के रूप में इसकी क्षमता को दर्शाती है।
यह तुलनात्मक अध्ययन दर्शाता है कि AR-TCPT दंत चिकित्सालयों में पारंपरिक प्लास्टिक मॉडलों का एक मूल्यवान विकल्प या पूरक हो सकता है, क्योंकि उपयोगकर्ता अनुभव के मामले में इसे उत्कृष्ट रेटिंग मिली है। हालांकि, इसकी श्रेष्ठता का निर्धारण करने के लिए मध्यवर्ती और अंतिम रूप से तराशी गई हड्डी के प्रशिक्षकों द्वारा आगे के मात्रात्मक विश्लेषण की आवश्यकता होगी। इसके अलावा, स्थानिक धारणा क्षमताओं में व्यक्तिगत भिन्नताओं का तराशने की प्रक्रिया और अंतिम दांत पर पड़ने वाले प्रभाव का भी विश्लेषण करना आवश्यक है। दंत क्षमताएं हर व्यक्ति में भिन्न होती हैं, जो तराशने की प्रक्रिया और अंतिम दांत को प्रभावित कर सकती हैं। इसलिए, दंत तराशने के अभ्यास के लिए एक उपकरण के रूप में AR-TCPT की प्रभावशीलता को सिद्ध करने और तराशने की प्रक्रिया में AR अनुप्रयोग की नियंत्रक और मध्यस्थ भूमिका को समझने के लिए अधिक शोध की आवश्यकता है। भविष्य के शोध को उन्नत होलोलेंस AR तकनीक का उपयोग करके दंत आकृति विज्ञान उपकरणों के विकास और मूल्यांकन पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए।
संक्षेप में, यह अध्ययन एआर-टीसीपीटी की क्षमता को दंत नक्काशी के अभ्यास के लिए एक उपकरण के रूप में प्रदर्शित करता है, क्योंकि यह छात्रों को एक नवीन और अंतःक्रियात्मक शिक्षण अनुभव प्रदान करता है। पारंपरिक प्लास्टिक मॉडल समूह की तुलना में, एआर-टीसीपीटी समूह ने काफी बेहतर उपयोगकर्ता अनुभव स्कोर दिखाया, जिसमें तेजी से समझ, बेहतर शिक्षण और पाठ्यपुस्तकों पर निर्भरता में कमी जैसे लाभ शामिल हैं। अपनी परिचित तकनीक और उपयोग में आसानी के साथ, एआर-टीसीपीटी पारंपरिक प्लास्टिक उपकरणों का एक आशाजनक विकल्प है और 3डी मूर्तिकला में नए लोगों की मदद कर सकता है। हालांकि, इसकी शैक्षिक प्रभावशीलता का मूल्यांकन करने के लिए आगे के शोध की आवश्यकता है, जिसमें लोगों की मूर्तिकला क्षमताओं पर इसका प्रभाव और तराशे गए दांतों का मात्रात्मक विश्लेषण शामिल है।
इस अध्ययन में उपयोग किए गए डेटासेट उचित अनुरोध पर संबंधित लेखक से संपर्क करके प्राप्त किए जा सकते हैं।
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