Công nghệ thực tế tăng cường (AR) đã chứng minh hiệu quả trong việc hiển thị thông tin và dựng hình các vật thể 3D. Mặc dù sinh viên thường sử dụng các ứng dụng AR thông qua thiết bị di động, nhưng mô hình nhựa hoặc hình ảnh 2D vẫn được sử dụng rộng rãi trong các bài tập tạo hình răng. Do tính chất ba chiều của răng, sinh viên tạo hình răng gặp khó khăn do thiếu các công cụ hỗ trợ hướng dẫn nhất quán. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phát triển một công cụ huấn luyện tạo hình răng dựa trên AR (AR-TCPT) và so sánh nó với mô hình nhựa để đánh giá tiềm năng của nó như một công cụ thực hành và trải nghiệm khi sử dụng.
Để mô phỏng việc cắt răng, chúng tôi đã tạo ra một đối tượng 3D tuần tự bao gồm răng nanh hàm trên và răng tiền hàm trên thứ nhất (bước 16), răng tiền hàm dưới thứ nhất (bước 13) và răng hàm dưới thứ nhất (bước 14). Các điểm đánh dấu hình ảnh được tạo bằng phần mềm Photoshop đã được gán cho mỗi răng. Chúng tôi đã phát triển một ứng dụng di động dựa trên thực tế tăng cường (AR) bằng công cụ Unity. Đối với việc khắc răng, 52 người tham gia được phân ngẫu nhiên vào nhóm đối chứng (n = 26; sử dụng mô hình răng bằng nhựa) hoặc nhóm thực nghiệm (n = 26; sử dụng AR-TCPT). Một bảng câu hỏi gồm 22 mục đã được sử dụng để đánh giá trải nghiệm người dùng. Phân tích dữ liệu so sánh được thực hiện bằng cách sử dụng kiểm định phi tham số Mann-Whitney U thông qua chương trình SPSS.
AR-TCPT sử dụng camera của thiết bị di động để phát hiện các điểm đánh dấu hình ảnh và hiển thị các vật thể 3D của mảnh răng. Người dùng có thể thao tác thiết bị để xem lại từng bước hoặc nghiên cứu hình dạng của răng. Kết quả khảo sát trải nghiệm người dùng cho thấy, so với nhóm đối chứng sử dụng mô hình nhựa, nhóm thử nghiệm AR-TCPT đạt điểm cao hơn đáng kể về trải nghiệm tạo hình răng.
So với các mô hình nhựa truyền thống, AR-TCPT mang lại trải nghiệm người dùng tốt hơn khi khắc răng. Công cụ này dễ sử dụng vì được thiết kế dành cho thiết bị di động. Cần nghiên cứu thêm để xác định tác động giáo dục của AR-TCPT đối với việc định lượng răng được khắc cũng như khả năng điêu khắc cá nhân của người dùng.
Hình thái răng và các bài tập thực hành là một phần quan trọng của chương trình giảng dạy nha khoa. Khóa học này cung cấp hướng dẫn lý thuyết và thực hành về hình thái, chức năng và tạo hình trực tiếp cấu trúc răng [1, 2]. Phương pháp giảng dạy truyền thống là học lý thuyết và sau đó thực hành tạo hình răng dựa trên các nguyên tắc đã học. Sinh viên sử dụng hình ảnh hai chiều (2D) của răng và mô hình nhựa để tạo hình răng trên khối sáp hoặc thạch cao [3, 4, 5]. Hiểu biết về hình thái răng rất quan trọng đối với điều trị phục hình và chế tạo phục hình răng trong thực hành lâm sàng. Mối quan hệ chính xác giữa răng đối diện và răng kề bên, được thể hiện bằng hình dạng của chúng, là điều cần thiết để duy trì sự ổn định về khớp cắn và vị trí [6, 7]. Mặc dù các khóa học nha khoa có thể giúp sinh viên hiểu thấu đáo về hình thái răng, nhưng họ vẫn gặp phải những thách thức trong quá trình cắt gọt liên quan đến các phương pháp truyền thống.
Những người mới bắt đầu thực hành hình thái học răng miệng phải đối mặt với thách thức trong việc diễn giải và tái tạo hình ảnh 2D trong không gian ba chiều (3D) [8,9,10]. Hình dạng răng thường được biểu diễn bằng bản vẽ hoặc ảnh chụp hai chiều, dẫn đến khó khăn trong việc hình dung hình thái học răng miệng. Ngoài ra, nhu cầu thực hiện chạm khắc răng nhanh chóng trong không gian và thời gian hạn chế, cùng với việc sử dụng hình ảnh 2D, khiến sinh viên khó hình dung và tưởng tượng các hình dạng 3D [11]. Mặc dù các mô hình răng bằng nhựa (có thể được trình bày ở dạng chưa hoàn thiện hoặc ở dạng cuối cùng) hỗ trợ giảng dạy, nhưng việc sử dụng chúng bị hạn chế vì các mô hình nhựa thương mại thường được xác định trước và hạn chế cơ hội thực hành cho giáo viên và sinh viên [4]. Thêm vào đó, các mô hình thực hành này thuộc sở hữu của cơ sở giáo dục và không thể thuộc sở hữu của từng sinh viên, dẫn đến gánh nặng thực hành tăng lên trong thời gian học được phân bổ. Giảng viên thường hướng dẫn một số lượng lớn sinh viên trong quá trình thực hành và thường dựa vào các phương pháp thực hành truyền thống, điều này có thể dẫn đến thời gian chờ đợi lâu để nhận được phản hồi từ giảng viên về các giai đoạn trung gian của việc chạm khắc [12]. Do đó, cần có một dụng cụ hướng dẫn chạm khắc để tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hành chạm khắc răng và khắc phục những hạn chế do mô hình nhựa gây ra.
Công nghệ thực tế tăng cường (AR) đã nổi lên như một công cụ đầy hứa hẹn để cải thiện trải nghiệm học tập. Bằng cách chồng lớp thông tin kỹ thuật số lên môi trường thực tế, công nghệ AR có thể cung cấp cho học sinh trải nghiệm tương tác và sống động hơn [13]. Garzón [14] đã dựa trên 25 năm kinh nghiệm với ba thế hệ đầu tiên của phân loại giáo dục AR và lập luận rằng việc sử dụng các thiết bị và ứng dụng di động tiết kiệm chi phí (thông qua các thiết bị và ứng dụng di động) trong thế hệ thứ hai của AR đã cải thiện đáng kể các đặc điểm về thành tích giáo dục. Sau khi được tạo và cài đặt, các ứng dụng di động cho phép máy ảnh nhận dạng và hiển thị thông tin bổ sung về các đối tượng được nhận dạng, do đó cải thiện trải nghiệm người dùng [15, 16]. Công nghệ AR hoạt động bằng cách nhanh chóng nhận dạng mã hoặc thẻ hình ảnh từ máy ảnh của thiết bị di động, hiển thị thông tin 3D được chồng lớp khi được phát hiện [17]. Bằng cách thao tác các thiết bị di động hoặc điểm đánh dấu hình ảnh, người dùng có thể dễ dàng và trực quan quan sát và hiểu các cấu trúc 3D [18]. Trong một bài đánh giá của Akçayır và Akçayır [19], AR được phát hiện là làm tăng “niềm vui” và thành công trong việc “tăng mức độ tham gia học tập”. Tuy nhiên, do tính phức tạp của dữ liệu, công nghệ này có thể “khó sử dụng đối với sinh viên” và gây ra “quá tải nhận thức”, đòi hỏi các khuyến nghị hướng dẫn bổ sung [19, 20, 21]. Do đó, cần nỗ lực để nâng cao giá trị giáo dục của AR bằng cách tăng khả năng sử dụng và giảm bớt sự quá tải về độ phức tạp của nhiệm vụ. Cần xem xét các yếu tố này khi sử dụng công nghệ AR để tạo ra các công cụ giáo dục cho việc thực hành chạm khắc răng.
Để hướng dẫn sinh viên thực hiện việc chạm khắc răng bằng môi trường AR một cách hiệu quả, cần phải tuân theo một quy trình liên tục. Cách tiếp cận này có thể giúp giảm sự khác biệt và thúc đẩy việc tiếp thu kỹ năng [22]. Những người mới bắt đầu chạm khắc có thể cải thiện chất lượng công việc của họ bằng cách làm theo quy trình chạm khắc răng từng bước kỹ thuật số [23]. Trên thực tế, phương pháp đào tạo từng bước đã được chứng minh là hiệu quả trong việc nắm vững các kỹ năng điêu khắc trong thời gian ngắn và giảm thiểu lỗi trong thiết kế cuối cùng của phục hình [24]. Trong lĩnh vực phục hình răng, việc sử dụng các quy trình khắc trên bề mặt răng là một cách hiệu quả để giúp sinh viên cải thiện kỹ năng của họ [25]. Nghiên cứu này nhằm mục đích phát triển một công cụ thực hành chạm khắc răng dựa trên AR (AR-TCPT) phù hợp với thiết bị di động và đánh giá trải nghiệm người dùng của nó. Ngoài ra, nghiên cứu đã so sánh trải nghiệm người dùng của AR-TCPT với các mô hình nhựa nha khoa truyền thống để đánh giá tiềm năng của AR-TCPT như một công cụ thực tiễn.
AR-TCPT được thiết kế cho thiết bị di động sử dụng công nghệ thực tế tăng cường (AR). Công cụ này được thiết kế để tạo mô hình 3D từng bước của răng nanh hàm trên, răng tiền hàm trên thứ nhất, răng tiền hàm dưới thứ nhất và răng hàm dưới thứ nhất. Quá trình tạo mô hình 3D ban đầu được thực hiện bằng 3D Studio Max (2019, Autodesk Inc., Hoa Kỳ), và quá trình tạo mô hình cuối cùng được thực hiện bằng phần mềm Zbrush 3D (2019, Pixologic Inc., Hoa Kỳ). Việc đánh dấu hình ảnh được thực hiện bằng phần mềm Photoshop (Adobe Master Collection CC 2019, Adobe Inc., Hoa Kỳ), được thiết kế để nhận diện ổn định bằng camera di động, trong công cụ Vuforia (PTC Inc., Hoa Kỳ; http:///developer.vuforia.com). Ứng dụng AR được triển khai bằng công cụ Unity (ngày 12 tháng 3 năm 2019, Unity Technologies, Hoa Kỳ) và sau đó được cài đặt và khởi chạy trên thiết bị di động. Để đánh giá hiệu quả của AR-TCPT như một công cụ hỗ trợ thực hành tạo hình răng, các đối tượng tham gia được chọn ngẫu nhiên từ lớp thực hành hình thái học răng năm 2023 để tạo thành nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm. Các đối tượng trong nhóm thực nghiệm sử dụng AR-TCPT, và nhóm đối chứng sử dụng mô hình nhựa từ Bộ dụng cụ tạo hình răng theo từng bước (Nissin Dental Co., Nhật Bản). Sau khi hoàn thành nhiệm vụ cắt răng, trải nghiệm sử dụng từng công cụ thực hành được khảo sát và so sánh. Sơ đồ thiết kế nghiên cứu được thể hiện trong Hình 1. Nghiên cứu này được thực hiện với sự chấp thuận của Hội đồng Đánh giá Đạo đức của Đại học Quốc gia Nam Seoul (số IRB: NSU-202210-003).
Mô hình 3D được sử dụng để thể hiện nhất quán các đặc điểm hình thái của các cấu trúc nhô ra và lõm vào của các bề mặt gần, xa, má, lưỡi và mặt nhai của răng trong quá trình tạo hình. Răng nanh hàm trên và răng tiền hàm thứ nhất hàm trên được mô hình hóa ở mức 16, răng tiền hàm thứ nhất hàm dưới ở mức 13 và răng hàm thứ nhất hàm dưới ở mức 14. Mô hình sơ bộ thể hiện các phần cần được loại bỏ và giữ lại theo thứ tự của phim nha khoa, như thể hiện trong hình 2. Trình tự tạo mô hình răng cuối cùng được thể hiện trong hình 3. Trong mô hình cuối cùng, các kết cấu, gờ và rãnh mô tả cấu trúc lõm của răng, và thông tin hình ảnh được bao gồm để hướng dẫn quá trình tạo hình và làm nổi bật các cấu trúc cần chú ý kỹ. Ở giai đoạn đầu của quá trình tạo hình, mỗi bề mặt được mã hóa màu để chỉ ra hướng của nó, và khối sáp được đánh dấu bằng các đường liền nét chỉ ra các phần cần được loại bỏ. Bề mặt gần và xa của răng được đánh dấu bằng các chấm đỏ để chỉ ra các điểm tiếp xúc của răng sẽ được giữ lại dưới dạng các phần nhô ra và sẽ không bị loại bỏ trong quá trình cắt. Trên bề mặt nhai, các chấm đỏ đánh dấu từng múi răng được giữ lại, và các mũi tên đỏ chỉ hướng khắc khi cắt khối sáp. Mô hình 3D của các phần được giữ lại và bị loại bỏ cho phép xác nhận hình thái của các phần bị loại bỏ trong các bước tạo hình khối sáp tiếp theo.
Tạo mô phỏng sơ bộ các vật thể 3D trong quy trình chạm khắc răng từng bước. a: Mặt gần của răng tiền hàm trên thứ nhất; b: Mặt ngoài hơi phía trên và phía gần của răng tiền hàm trên thứ nhất; c: Mặt gần của răng hàm trên thứ nhất; d: Mặt hơi phía trên và mặt má gần của răng hàm trên thứ nhất. B – má; La – âm môi; M – âm giữa.
Các vật thể ba chiều (3D) thể hiện quy trình cắt răng từng bước. Ảnh này cho thấy vật thể 3D hoàn chỉnh sau quá trình tạo mô hình răng hàm trên thứ nhất, hiển thị chi tiết và kết cấu cho mỗi bước tiếp theo. Dữ liệu mô hình 3D thứ hai bao gồm vật thể 3D cuối cùng được tăng cường trên thiết bị di động. Các đường chấm chấm biểu thị các phần được chia đều của răng, và các phần tách rời biểu thị những phần phải được loại bỏ trước khi phần chứa đường liền nét có thể được đưa vào. Mũi tên 3D màu đỏ chỉ hướng cắt của răng, vòng tròn màu đỏ trên bề mặt xa biểu thị vùng tiếp xúc của răng, và hình trụ màu đỏ trên bề mặt nhai biểu thị đỉnh răng. a: các đường chấm chấm, đường liền nét, vòng tròn màu đỏ trên bề mặt xa và các bước biểu thị khối sáp có thể tháo rời. b: Gần hoàn thành việc tạo hình răng hàm trên thứ nhất. c: Hình ảnh chi tiết của răng hàm trên thứ nhất, mũi tên màu đỏ chỉ hướng của răng và ren đệm, đỉnh răng hình trụ màu đỏ, đường liền nét chỉ phần cần cắt trên bề mặt nhai. d: Răng hàm trên thứ nhất hoàn chỉnh.
Để hỗ trợ việc xác định các bước chạm khắc liên tiếp bằng thiết bị di động, bốn điểm đánh dấu hình ảnh đã được chuẩn bị cho răng hàm dưới thứ nhất, răng tiền hàm dưới thứ nhất, răng hàm trên thứ nhất và răng nanh trên. Các điểm đánh dấu hình ảnh được thiết kế bằng phần mềm Photoshop (2020, Adobe Co., Ltd., San Jose, CA) và sử dụng các ký hiệu số hình tròn cùng với mẫu nền lặp lại để phân biệt từng răng, như thể hiện trong Hình 4. Tạo các điểm đánh dấu hình ảnh chất lượng cao bằng công cụ Vuforia (phần mềm tạo điểm đánh dấu AR), và tạo và lưu các điểm đánh dấu hình ảnh bằng công cụ Unity sau khi nhận được tỷ lệ nhận diện năm sao cho một loại hình ảnh. Mô hình răng 3D được liên kết dần với các điểm đánh dấu hình ảnh, và vị trí cũng như kích thước của nó được xác định dựa trên các điểm đánh dấu. Sử dụng công cụ Unity và các ứng dụng Android có thể cài đặt trên thiết bị di động.
Thẻ hình ảnh. Những bức ảnh này cho thấy các điểm đánh dấu hình ảnh được sử dụng trong nghiên cứu này, được camera của thiết bị di động nhận dạng theo loại răng (số trong mỗi vòng tròn). a: răng hàm thứ nhất của hàm dưới; b: răng tiền hàm thứ nhất của hàm dưới; c: răng hàm thứ nhất của hàm trên; d: răng nanh của hàm trên.
Các участ viên được tuyển chọn từ lớp thực hành năm nhất về hình thái học răng của Khoa Vệ sinh Nha khoa, Đại học Seong, Gyeonggi-do. Các участ viên tiềm năng được thông báo về những điều sau: (1) Việc tham gia là tự nguyện và không bao gồm bất kỳ khoản thù lao tài chính hoặc học thuật nào; (2) Nhóm đối chứng sẽ sử dụng mô hình nhựa, và nhóm thực nghiệm sẽ sử dụng ứng dụng di động AR; (3) Thí nghiệm sẽ kéo dài ba tuần và liên quan đến ba chiếc răng; (4) Người dùng Android sẽ nhận được một liên kết để cài đặt ứng dụng, và người dùng iOS sẽ nhận được một thiết bị Android đã cài đặt AR-TCPT; (5) AR-TCPT sẽ hoạt động theo cùng một cách trên cả hai hệ thống; (6) Phân bổ ngẫu nhiên nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm; (7) Việc tạo hình răng sẽ được thực hiện tại các phòng thí nghiệm khác nhau; (8) Sau thí nghiệm, 22 nghiên cứu sẽ được tiến hành; (9) Nhóm đối chứng có thể sử dụng AR-TCPT sau thí nghiệm. Tổng cộng có 52 người tham gia tình nguyện, và mỗi người tham gia đã ký vào mẫu đồng ý trực tuyến. Nhóm đối chứng (n = 26) và nhóm thực nghiệm (n = 26) được phân bổ ngẫu nhiên bằng chức năng ngẫu nhiên trong Microsoft Excel (2016, Redmond, Hoa Kỳ). Hình 5 thể hiện quy trình tuyển chọn người tham gia và thiết kế thí nghiệm dưới dạng sơ đồ.
Thiết kế nghiên cứu nhằm khám phá trải nghiệm của người tham gia với các mô hình nhựa và ứng dụng thực tế tăng cường.
Bắt đầu từ ngày 27 tháng 3 năm 2023, nhóm thử nghiệm và nhóm đối chứng lần lượt sử dụng AR-TCPT và mô hình nhựa để tạo hình ba chiếc răng trong ba tuần. Người tham gia tạo hình răng tiền hàm và răng hàm, bao gồm răng hàm dưới thứ nhất, răng tiền hàm dưới thứ nhất và răng tiền hàm trên thứ nhất, tất cả đều có đặc điểm hình thái phức tạp. Răng nanh hàm trên không được bao gồm trong quá trình tạo hình. Người tham gia có ba giờ mỗi tuần để cắt một chiếc răng. Sau khi chế tạo răng, các mô hình nhựa và dấu hiệu hình ảnh của nhóm đối chứng và nhóm thử nghiệm lần lượt được trích xuất. Nếu không có nhận dạng nhãn hình ảnh, các vật thể nha khoa 3D sẽ không được tăng cường bởi AR-TCTP. Để ngăn chặn việc sử dụng các công cụ thực hành khác, nhóm thử nghiệm và nhóm đối chứng đã thực hành tạo hình răng trong các phòng riêng biệt. Phản hồi về hình dạng răng được cung cấp ba tuần sau khi kết thúc thí nghiệm để hạn chế ảnh hưởng của hướng dẫn của giáo viên. Bảng câu hỏi được thực hiện sau khi hoàn thành việc cắt răng hàm dưới thứ nhất vào tuần thứ ba của tháng Tư. Một bảng câu hỏi được sửa đổi từ Sanders et al. Alfala et al. đã sử dụng 23 câu hỏi từ [26]. [27] đã đánh giá sự khác biệt về hình dạng trái tim giữa các công cụ luyện tập. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này, một mục để thao tác trực tiếp ở mỗi cấp độ đã bị loại trừ khỏi Alfalah et al. [27]. 22 mục được sử dụng trong nghiên cứu này được hiển thị trong Bảng 1. Nhóm kiểm soát và nhóm thực nghiệm có giá trị Cronbach's α lần lượt là 0,587 và 0,912.
Việc phân tích dữ liệu được thực hiện bằng phần mềm thống kê SPSS (phiên bản 25.0, IBM Co., Armonk, NY, USA). Kiểm định ý nghĩa hai phía được thực hiện ở mức ý nghĩa 0,05. Kiểm định chính xác Fisher được sử dụng để phân tích các đặc điểm chung như giới tính, tuổi tác, nơi cư trú và kinh nghiệm chạm khắc răng nhằm xác nhận sự phân bố của các đặc điểm này giữa nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm. Kết quả kiểm định Shapiro-Wilk cho thấy dữ liệu khảo sát không phân bố chuẩn (p < 0,05). Do đó, kiểm định phi tham số Mann-Whitney U được sử dụng để so sánh nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm.
Các công cụ mà người tham gia sử dụng trong bài tập tạo hình răng được thể hiện trong Hình 6. Hình 6a cho thấy mô hình bằng nhựa, và Hình 6b-d cho thấy AR-TCPT được sử dụng trên thiết bị di động. AR-TCPT sử dụng camera của thiết bị để nhận diện các điểm đánh dấu hình ảnh và hiển thị vật thể nha khoa 3D được tăng cường trên màn hình mà người tham gia có thể thao tác và quan sát trong thời gian thực. Các nút “Tiếp theo” và “Trước đó” trên thiết bị di động cho phép bạn quan sát chi tiết các giai đoạn tạo hình và đặc điểm hình thái của răng. Để tạo ra một chiếc răng, người dùng AR-TCPT lần lượt so sánh mô hình 3D được tăng cường trên màn hình của răng với một khối sáp.
Thực hành khắc răng. Hình ảnh này cho thấy sự so sánh giữa phương pháp khắc răng truyền thống (TCP) sử dụng mô hình nhựa và phương pháp TCP từng bước sử dụng công cụ thực tế tăng cường. Học viên có thể xem các bước khắc 3D bằng cách nhấp vào nút Tiếp theo và Trước đó. a: Mô hình nhựa trong bộ mô hình từng bước để khắc răng. b: TCP sử dụng công cụ thực tế tăng cường ở giai đoạn đầu của răng tiền hàm dưới thứ nhất. c: TCP sử dụng công cụ thực tế tăng cường trong giai đoạn cuối của quá trình hình thành răng tiền hàm dưới thứ nhất. d: Quá trình xác định các gờ và rãnh. IM, nhãn hình ảnh; MD, thiết bị di động; NSB, nút “Tiếp theo”; PSB, nút “Trước đó”; SMD, giá đỡ thiết bị di động; TC, máy khắc nha khoa; W, khối sáp.
Không có sự khác biệt đáng kể giữa hai nhóm người tham gia được chọn ngẫu nhiên về giới tính, tuổi tác, nơi cư trú và kinh nghiệm chạm khắc răng (p > 0,05). Nhóm đối chứng gồm 96,2% nữ (n = 25) và 3,8% nam (n = 1), trong khi nhóm thực nghiệm chỉ gồm nữ (n = 26). Nhóm đối chứng gồm 61,5% (n = 16) người tham gia từ 20 tuổi trở lên, 26,9% (n = 7) người tham gia từ 21 tuổi trở lên và 11,5% (n = 3) người tham gia từ 22 tuổi trở lên, trong khi nhóm đối chứng thực nghiệm gồm 73,1% (n = 19) người tham gia từ 20 tuổi trở lên, 19,2% (n = 5) người tham gia từ 21 tuổi trở lên và 7,7% (n = 2) người tham gia từ 22 tuổi trở lên. Về nơi cư trú, 69,2% (n=18) nhóm đối chứng sống ở tỉnh Gyeonggi-do và 23,1% (n=6) sống ở Seoul. So với đó, 50,0% (n=13) nhóm thực nghiệm sống ở tỉnh Gyeonggi-do và 46,2% (n=12) sống ở Seoul. Tỷ lệ người sống ở Incheon trong nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm lần lượt là 7,7% (n=2) và 3,8% (n=1). Trong nhóm đối chứng, 25 người tham gia (96,2%) chưa từng có kinh nghiệm khắc răng trước đây. Tương tự, 26 người tham gia (100%) trong nhóm thực nghiệm cũng chưa từng có kinh nghiệm khắc răng trước đây.
Bảng 2 trình bày số liệu thống kê mô tả và so sánh thống kê về phản hồi của mỗi nhóm đối với 22 mục khảo sát. Có sự khác biệt đáng kể giữa các nhóm về phản hồi đối với mỗi trong số 22 mục câu hỏi (p < 0,01). So với nhóm đối chứng, nhóm thực nghiệm có điểm trung bình cao hơn ở 21 mục câu hỏi. Chỉ có câu hỏi 20 (Q20) là nhóm đối chứng đạt điểm cao hơn nhóm thực nghiệm. Biểu đồ cột trong Hình 7 hiển thị trực quan sự khác biệt về điểm trung bình giữa các nhóm. Bảng 2; Hình 7 cũng cho thấy kết quả trải nghiệm người dùng cho mỗi dự án. Trong nhóm đối chứng, mục đạt điểm cao nhất là câu hỏi Q21, và mục đạt điểm thấp nhất là câu hỏi Q6. Trong nhóm thực nghiệm, mục đạt điểm cao nhất là câu hỏi Q13, và mục đạt điểm thấp nhất là câu hỏi Q20. Như thể hiện trong Hình 7, sự khác biệt lớn nhất về điểm trung bình giữa nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm được quan sát thấy ở Q6, và sự khác biệt nhỏ nhất được quan sát thấy ở Q22.
So sánh điểm số bảng câu hỏi. Biểu đồ cột so sánh điểm trung bình của nhóm đối chứng sử dụng mô hình nhựa và nhóm thực nghiệm sử dụng ứng dụng thực tế tăng cường. AR-TCPT, một công cụ thực hành chạm khắc nha khoa dựa trên thực tế tăng cường.
Công nghệ AR ngày càng trở nên phổ biến trong nhiều lĩnh vực nha khoa, bao gồm thẩm mỹ lâm sàng, phẫu thuật miệng, công nghệ phục hình, hình thái học răng và cấy ghép, và mô phỏng [28, 29, 30, 31]. Ví dụ, Microsoft HoloLens cung cấp các công cụ thực tế tăng cường tiên tiến để cải thiện giáo dục nha khoa và lập kế hoạch phẫu thuật [32]. Công nghệ thực tế ảo cũng cung cấp môi trường mô phỏng để giảng dạy hình thái học răng [33]. Mặc dù các màn hình gắn trên đầu phụ thuộc vào phần cứng tiên tiến về mặt công nghệ này vẫn chưa được sử dụng rộng rãi trong giáo dục nha khoa, nhưng các ứng dụng AR di động có thể cải thiện kỹ năng ứng dụng lâm sàng và giúp người dùng nhanh chóng hiểu về giải phẫu [34, 35]. Công nghệ AR cũng có thể tăng động lực và sự hứng thú của sinh viên trong việc học hình thái học răng và cung cấp trải nghiệm học tập tương tác và hấp dẫn hơn [36]. Các công cụ học tập AR giúp sinh viên hình dung các quy trình nha khoa phức tạp và giải phẫu trong không gian 3D [37], điều này rất quan trọng để hiểu về hình thái học răng.
Tác động của mô hình nha khoa bằng nhựa in 3D đối với việc giảng dạy hình thái học nha khoa đã tốt hơn sách giáo khoa với hình ảnh và giải thích 2D [38]. Tuy nhiên, việc số hóa giáo dục và tiến bộ công nghệ đã khiến việc giới thiệu nhiều thiết bị và công nghệ khác nhau trong chăm sóc sức khỏe và giáo dục y tế, bao gồm cả giáo dục nha khoa, trở nên cần thiết [35]. Giáo viên phải đối mặt với thách thức giảng dạy các khái niệm phức tạp trong một lĩnh vực năng động và phát triển nhanh chóng [39], điều này đòi hỏi phải sử dụng nhiều công cụ thực hành khác nhau ngoài các mô hình nhựa nha khoa truyền thống để hỗ trợ sinh viên trong việc thực hành chạm khắc nha khoa. Do đó, nghiên cứu này trình bày một công cụ AR-TCPT thực tế sử dụng công nghệ AR để hỗ trợ thực hành hình thái học nha khoa.
Nghiên cứu về trải nghiệm người dùng của các ứng dụng AR rất quan trọng để hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến việc sử dụng đa phương tiện [40]. Trải nghiệm người dùng AR tích cực có thể xác định hướng phát triển và cải tiến của nó, bao gồm mục đích, tính dễ sử dụng, hoạt động trơn tru, hiển thị thông tin và tương tác [41]. Như được hiển thị trong Bảng 2, ngoại trừ Q20, nhóm thử nghiệm sử dụng AR-TCPT nhận được xếp hạng trải nghiệm người dùng cao hơn so với nhóm đối chứng sử dụng mô hình nhựa. So với mô hình nhựa, trải nghiệm sử dụng AR-TCPT trong thực hành chạm khắc nha khoa được đánh giá cao. Các đánh giá bao gồm khả năng hiểu, hình dung, quan sát, lặp lại, tính hữu ích của công cụ và sự đa dạng về quan điểm. Lợi ích của việc sử dụng AR-TCPT bao gồm khả năng hiểu nhanh, điều hướng hiệu quả, tiết kiệm thời gian, phát triển kỹ năng chạm khắc tiền lâm sàng, phạm vi bao phủ toàn diện, cải thiện việc học, giảm sự phụ thuộc vào sách giáo khoa và tính chất tương tác, thú vị và cung cấp thông tin của trải nghiệm. AR-TCPT cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc tương tác với các công cụ thực hành khác và cung cấp cái nhìn rõ ràng từ nhiều góc độ.
Như thể hiện trong Hình 7, AR-TCPT đề xuất thêm một điểm trong câu hỏi 20: cần có giao diện người dùng đồ họa toàn diện hiển thị tất cả các bước tạo hình răng để giúp sinh viên thực hiện tạo hình răng. Việc trình bày toàn bộ quy trình tạo hình răng là rất quan trọng để phát triển kỹ năng tạo hình răng trước khi điều trị cho bệnh nhân. Nhóm thử nghiệm đạt điểm cao nhất ở câu hỏi 13, một câu hỏi cơ bản liên quan đến việc giúp phát triển kỹ năng tạo hình răng và cải thiện kỹ năng người dùng trước khi điều trị cho bệnh nhân, làm nổi bật tiềm năng của công cụ này trong thực hành tạo hình răng. Người dùng muốn áp dụng các kỹ năng họ học được trong môi trường lâm sàng. Tuy nhiên, cần có các nghiên cứu tiếp theo để đánh giá sự phát triển và hiệu quả của các kỹ năng tạo hình răng thực tế. Câu hỏi 6 hỏi liệu có thể sử dụng mô hình nhựa và AR-TCPT nếu cần thiết hay không, và câu trả lời cho câu hỏi này cho thấy sự khác biệt lớn nhất giữa hai nhóm. Là một ứng dụng di động, AR-TCPT tỏ ra thuận tiện hơn khi sử dụng so với mô hình nhựa. Tuy nhiên, vẫn khó chứng minh hiệu quả giáo dục của các ứng dụng AR chỉ dựa trên trải nghiệm người dùng. Cần có thêm các nghiên cứu để đánh giá tác động của AR-TCPT đối với các mô hình răng hoàn chỉnh. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này, xếp hạng trải nghiệm người dùng cao của AR-TCPT cho thấy tiềm năng của nó như một công cụ thực tiễn.
Nghiên cứu so sánh này cho thấy AR-TCPT có thể là một lựa chọn thay thế hoặc bổ sung có giá trị cho các mô hình nhựa truyền thống trong phòng khám nha khoa, vì nó nhận được đánh giá xuất sắc về trải nghiệm người dùng. Tuy nhiên, việc xác định tính ưu việt của nó sẽ cần định lượng thêm bởi các giảng viên về kỹ thuật tạo hình xương ở giai đoạn trung gian và cuối cùng. Ngoài ra, ảnh hưởng của sự khác biệt cá nhân về khả năng nhận thức không gian đến quá trình tạo hình và răng cuối cùng cũng cần được phân tích. Khả năng nha khoa khác nhau ở mỗi người, điều này có thể ảnh hưởng đến quá trình tạo hình và răng cuối cùng. Do đó, cần nhiều nghiên cứu hơn để chứng minh hiệu quả của AR-TCPT như một công cụ thực hành tạo hình nha khoa và để hiểu vai trò điều chỉnh và trung gian của ứng dụng AR trong quá trình tạo hình. Nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc đánh giá sự phát triển và đánh giá các công cụ hình thái nha khoa bằng công nghệ AR HoloLens tiên tiến.
Tóm lại, nghiên cứu này chứng minh tiềm năng của AR-TCPT như một công cụ hỗ trợ thực hành điêu khắc nha khoa, vì nó cung cấp cho sinh viên trải nghiệm học tập tương tác và đổi mới. So với nhóm sử dụng mô hình nhựa truyền thống, nhóm sử dụng AR-TCPT cho thấy điểm trải nghiệm người dùng cao hơn đáng kể, bao gồm các lợi ích như hiểu bài nhanh hơn, cải thiện khả năng học tập và giảm sự phụ thuộc vào sách giáo khoa. Với công nghệ quen thuộc và dễ sử dụng, AR-TCPT là một lựa chọn thay thế đầy hứa hẹn cho các công cụ nhựa truyền thống và có thể giúp người mới bắt đầu làm quen với điêu khắc 3D. Tuy nhiên, cần nghiên cứu thêm để đánh giá hiệu quả giáo dục của nó, bao gồm cả tác động đến khả năng điêu khắc của người dùng và định lượng số lượng răng được điêu khắc.
Dữ liệu được sử dụng trong nghiên cứu này có thể được cung cấp bằng cách liên hệ với tác giả tương ứng khi có yêu cầu hợp lý.
Bogacki RE, Best A, Abby LM Nghiên cứu tương đương về chương trình giảng dạy giải phẫu răng miệng dựa trên máy tính. Jay Dent Ed. 2004;68:867–71.
Abu Eid R, Ewan K, Foley J, Oweis Y, Jayasinghe J. Học tập tự định hướng và chế tạo mô hình nha khoa để nghiên cứu hình thái học răng: quan điểm của sinh viên tại Đại học Aberdeen, Scotland. Jay Dent Ed. 2013;77:1147–53.
Lawn M, McKenna JP, Cryan JF, Downer EJ, Toulouse A. Tổng quan về các phương pháp giảng dạy hình thái học răng được sử dụng ở Anh và Ireland. Tạp chí Giáo dục Nha khoa Châu Âu. 2018;22:e438–43.
Obrez A., Briggs S., Backman J., Goldstein L., Lamb S., Knight WG. Giảng dạy giải phẫu răng miệng có liên quan đến lâm sàng trong chương trình giảng dạy nha khoa: Mô tả và đánh giá một mô-đun đổi mới. Jay Dent Ed. 2011;75:797–804.
Costa AK, Xavier TA, Paes-Junior TD, Andreatta-Filho OD, Borges AL. Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc khớp cắn đến các khuyết tật múi răng và sự phân bố ứng suất. Tạp chí Nha khoa Đương đại Thực hành. 2014;15:699–704.
Sugars DA, Bader JD, Phillips SW, White BA, Brantley CF. Hậu quả của việc không thay thế răng hàm bị mất. Tạp chí Hiệp hội Nha khoa Hoa Kỳ. 2000;131:1317–23.
Wang Hui, Xu Hui, Zhang Jing, Yu Sheng, Wang Ming, Qiu Jing, và cộng sự. Ảnh hưởng của răng nhựa in 3D đến hiệu quả giảng dạy môn hình thái học răng tại một trường đại học Trung Quốc. BMC Medical Education. 2020;20:469.
Risnes S, Han K, Hadler-Olsen E, Sehik A. Trò chơi nhận dạng răng: một phương pháp giảng dạy và học tập hình thái học răng. Tạp chí Giáo dục Nha khoa Châu Âu. 2019;23:62–7.
Kirkup ML, Adams BN, Reiffes PE, Hesselbart JL, Willis LH. Một bức ảnh có đáng giá ngàn lời nói không? Hiệu quả của công nghệ iPad trong các khóa học thực hành nha khoa tiền lâm sàng. Jay Dent Ed. 2019;83:398–406.
Goodacre CJ, Younan R, Kirby W, Fitzpatrick M. Một thí nghiệm giáo dục khởi xướng bởi COVID-19: sử dụng kỹ thuật đánh bóng răng tại nhà và hội thảo trực tuyến để giảng dạy khóa học chuyên sâu về hình thái học răng kéo dài ba tuần cho sinh viên năm nhất. Tạp chí Phục hình răng. 2021;30:202–9.
Roy E, Bakr MM, George R. Nhu cầu về mô phỏng thực tế ảo trong giáo dục nha khoa: một bài đánh giá. Tạp chí Nha khoa Saudi Arabia 2017; 29:41-7.
Garson J. Đánh giá 25 năm giáo dục thực tế tăng cường. Tương tác công nghệ đa phương thức. 2021;5:37.
Tan SY, Arshad H., Abdullah A. Các ứng dụng thực tế tăng cường trên thiết bị di động hiệu quả và mạnh mẽ. Tạp chí quốc tế về khoa học, kỹ thuật và công nghệ thông tin tiên tiến. 2018;8:1672–8.
Wang M., Callaghan W., Bernhardt J., White K., Peña-Rios A. Thực tế tăng cường trong giáo dục và đào tạo: phương pháp giảng dạy và ví dụ minh họa. Tạp chí Trí tuệ Môi trường. Tính toán Con người. 2018;9:1391–402.
Pellas N, Fotaris P, Kazanidis I, Wells D. Cải thiện trải nghiệm học tập trong giáo dục tiểu học và trung học: đánh giá có hệ thống về các xu hướng gần đây trong học tập thực tế tăng cường dựa trên trò chơi. Thực tế ảo. 2019;23:329–46.
Mazzuco A., Krassmann AL, Reategui E., Gomez RS. Một đánh giá có hệ thống về thực tế tăng cường trong giáo dục hóa học. Education Pastor. 2022;10:e3325.
Akçayır M, Akçayır G. Lợi ích và thách thức liên quan đến thực tế tăng cường trong giáo dục: tổng quan tài liệu có hệ thống. Nghiên cứu Giáo dục, ed. 2017; 20:1–11.
Dunleavy M, Dede S, Mitchell R. Tiềm năng và hạn chế của các mô phỏng thực tế tăng cường tương tác nhập vai trong giảng dạy và học tập. Tạp chí Công nghệ Giáo dục Khoa học. 2009;18:7-22.
Zheng KH, Tsai SK. Cơ hội của thực tế tăng cường trong học tập khoa học: Đề xuất cho nghiên cứu tương lai. Tạp chí Công nghệ Giáo dục Khoa học. 2013;22:449–62.
Kilistoff AJ, McKenzie L, D'Eon M, Trinder K. Hiệu quả của các kỹ thuật chạm khắc từng bước dành cho sinh viên nha khoa. Jay Dent Ed. 2013;77:63–7.
Thời gian đăng bài: 25 tháng 12 năm 2023