セラミックベニア歯の準備におけるビデオフィードバック指導と仮想シミュレーションの結合を評価する前向きランダム化比較試験

Summary

このランダム化比較研究では、40人の歯科学生がセラミックスベニアの準備を学ぶ中で、ビデオフィードバックと仮想シミュレーションを組み合わせた指導プロトコルを評価し、従来の方法単独と比べて実践的なスキルと学生満足度が向上したことが示されました。

Abstract

本研究は、ビデオフィードバック教育と仮想シミュレーションを組み合わせたセラミックベニア歯の準備への影響を分析することを目的としています。2024年4月から7月の間に江蘇医科大学で臨床実習を始める予定の歯科候補生40名が、便宜的抽出により無作為に対照群と研究グループに分けられました。指導効果は、指導後1か月、2か月、3か月後に比較されました。訓練後、2つの歯の準備グループのスコアは訓練前と比較して有意に向上し、手術ポジションのスコアは訓練前と比べて有意に低下しました。さらに、研究群の手術ポジションスコア(14.9 ± 2.07)は対照群(17.1 ± 1.66)よりも有意に低く、 p < 0.05)。また、研究グループは訓練期間終了時には仮想シミュレーションの精度スコア(89.5±4.2)を大幅に向上させました。両治療薬の有効性には統計的に有意な差(p < 0.05)がありました。アンケート結果は、研究群の満足度および関与度スコアが対照群よりも有意に高いことを示しました (全員p < 0.05)。従来の指導法と比較して、ビデオフィードバック教育と仮想シミュレーション技術を組み合わせてセラミックベニア付き歯の準備に応用することは、客観的なパフォーマンス指標と主観的な学習者フィードバックの両方に裏付けられ、より実践的なトレーニング効果が高いです。

Introduction

補綴歯学は、理論的知識と^{実践的応用}を統合した学際的な分野です。生活水準の継続的な向上に伴い、口腔医療における美容回復技術への注目が高まっています。セラミックベニアの臨床的成功は、低侵襲審美歯科の基盤であり、歯の準備の精度と修復物のフィットと結合の質に大きく依存^します。最近の証拠は、最適な臨床性能とベニヤの耐久性が、綿密な準備形状と高度なデジタル製造・接合プロトコルの使用と直接結びついていることを強調^{しています。}歯科教育と診療は動的な分野であり、しばしばカリキュラムの調整が必要です。固定義歯の準備は日常的な臨床プロセスですが、特に歯科学生や大学院研修医にとって予測可能な結果を得ることは難しい場合があります。歯科学生は、特にセラミックベニアなどの固定義歯の準備において一貫した精度を得るのに苦労することが多いです。課題としては、歯の縮小、マージンデザイン、輪郭形成の習得、そして従来の指導時の即時フィードバックの欠如があります。これらの困難は、訓練方法の改善の必要性を強調しています ^7,8,9。

セラミックベニア修復技術は口腔美容修復において非常に重要であり、この技術を習得することは将来の施術者の技術レベルを示す重要な指標となります。臨床業務に入る前に歯科学生を標準化した実技訓練は、実践者と患者の双方の健康を確保するために^{不可欠です。}中国の口腔医学の学部教育は5+3標準化システムを採用しており、5年間の学部と3年間の標準化教育があります。最初の4年間は基礎医学、口腔理論、模造頭部型手術を学び、^5年次には^臨床実習に入ります。卒業後は、レジデントの標準化された研修に参加します。本研究の教育介入は、臨床実務に入る前にスキルを最適化する3^年生のジュニアカレッジ学生を対象としています。国際共通の4年制または6年制と比べて、中国は標準前の運用訓練を重視し、仮想シミュレーションプラットフォームは必要な教育資源の公式要件となっています。歯科学生のセラミックベニア準備スキルを高めるために、歯科教育ではさまざまな指導法が用いられています。従来の指導法は、一般的に指導教員が説明し実演し、学生が練習し、準備済みの歯科モデルを指導教員に提出して評価、指導、修正を受けます。生徒たちはフィードバックに基づいて繰り返しトレーニングを^{続けます。}しかし、教師が一対一の指導を実現するのはしばしば困難であり、教師は生徒の運営過程全体を観察・指導することができず、その結果、トレーニング結果の評価に集中し、運営中に生徒をタイムリーに訂正・指導することができません。ビデオフィードバック指導は、学生が自分の作業の録画を見直すことで、自己評価とスキル向上を繰り返し分析することでこの問題に対応します。ビデオフィードバック指導は、インタラクティブなフィードバック型指導法であり、自己フィードバックと自己評価に焦点を当てています。学生運営の全過程をビデオで記録することで、録画された動画を繰り返しレビュー・分析・フィードバックを提供することが可能で、実践運用の訓練効果を向上させることができます。11,12,13,14,15,16,17.国内外の研究によると、このビデオフィードバック指導法は医療教育に応用されており、学生の認知能力や^{臨床スキルの向上}に良い成果を上げています。

医学教育におけるビデオフィードバックとバーチャルシミュレーションの利点は^{広く認識されています}が、特にセラミックベニア準備のような高精度手術における前臨床歯科研修での統合利用については、さらに探求が必要です。本研究は、ビデオフィードバック教育と仮想シミュレーション技術を同一の教育枠組みに体系的に統合し、臨床実践に入る前に歯科学生の運用技術的精度と人間工学的能力を向上させることに焦点を当てています。同時に、反復的な自己評価、リアルタイムの誤り訂正、標準化されたスキル習得をリスクのない環境で可能にすることで、ビデオフィードバックと仮想シミュレーションの協働利用は、従来の教育だけで行うよりも理想的な結果を得られると期待されています。具体的には、以下の側面を評価することを目的としています:(1) この統合教授法が学生のセラミックベニア準備品質(標準化された形態基準で測定)に与える影響;(2) 模擬臨床過程中の学生の人間工学的姿勢への影響;(3) 生徒がこの教授法に対する関与度、フィードバックの効果、学習満足度の観点からどのように認識しているか。これらの側面を詳細に検証することで、本研究は歯科学生が臨床実践の要件によりよく適応できるよう支援する革新的で技術を活用したトレーニングモデルの実証的証拠を提供することを目指しています。

Protocol

この実験的研究は、2024年4月から2024年7月にかけて江蘇職業医学院口腔医学研修センターで実施されました。本研究はヘルシンキ宣言に基づき実施され、延城口腔病院倫理委員会(承認番号:延城歯科倫理審査[2024]09)により承認されました。研究は後登録済みです(臨床登録番号:NCT07398794)。本研究の全参加者からインフォームド・コンセントが取得されました。

参加者とグループ
サンプル数の計算は、10名の学生を対象としたパイロット研究の予備試験結果に基づくPASSソフトウェアを用いて行われました(主試験には含まれていません)。パイロットでは、標準偏差±平均操作ポジションスコアは伝統的指導群で18.5±2.1、複合指導群で15.8±2.4で、平均差は2.7ポイントと予想されました。有意水準(α)が0.05、検定力(1− β)が80%、グループ間の配分比率が1:1で、計算された最小サンプルサイズは1グループあたり17名でした。約15%の潜在的な離脱率を考慮し、各グループに20名の参加者が登録され、合計40名のサンプル数となりました。

参加者は、江蘇医科大学で4学期目を終え、3年目のインターンシップ段階に進む直前の単一の学生コホートから、利便抽出法を用いて募集されました。対象となる全学生は、予定された学術オリエンテーションセッションに参加するよう招待されました。割り当てプロセスは、教育や評価に関与していない独立した研究者によって行われました。コンピュータ生成の乱数列が、対照群(伝統的な教育)または学習グループ(ビデオフィードバックと仮想シミュレーションの組み合わせ)のいずれかに1:1で割り当てられました。配分の隠蔽を確実にするため、グループ割り当ては連番の不透明な封筒に入れられました。登録時にティーチングアシスタントが封筒を開けてグループ割り当てを明かしました。評価者は試験中ずっとグループ割り当てを盲検したままでした。

便宜抽出法を用いて、江蘇医科大学の臨床インターンシップ(3年生)を始める予定の歯科大学の歯科学生40名を研究に含みました。17歳から21歳の男性22人、女性18人(平均年齢:18.65 ± 1.8歳)で構成され、両グループ間で性別や年齢に有意な差はなく(いずれも p > 0.05)。対象の基準は以下の通りです:すべての学生は歯科専門職の理論および実践の講義を修了し、臨床実習のための事前研修を受ける予定でした。最初に研究に参加したすべての参加者は、研修と評価の全プロセスを完了しました。

研究方法
この研究では、すべての学生が補綴歯学の教科書(^第 4版)を使用しました²⁰。教員は経験豊富な准教授で構成されており、伝統的な授業とビデオフィードバックを用いた授業の両方を実施していました。対照群(伝統的な指導)と学習グループ(ビデオフィードバックと仮想シミュレーションの組み合わせ)の指導法は異なり、以下に詳述します。

対照群(伝統的な指導法):対照群では、^初日の 20分間の理論指導で陶器ベニヤの基礎知識が扱われました。これには、セラミックベニアの定義と使用、適応症と禁忌、歯の準備技術(例:準備深さやマージン設計)、手術中の人間工学、使用される道具などが含まれていました。この理論的内容は、臨床デモンストレーションや実践に進むために必要な背景知識を提供することを目的としています。臨床実演と実践―理論導入の後、講師はセラミックベニアの準備技術(20分)を実演し、学生が観察・モデル化できるライブ例を提供しました。指導付き練習–実演の後、生徒たちは100分間の実践的な練習を行い、その間インストラクターがミスを修正し改善するための即時フィードバックを提供しました。継続的な練習 – 2^日 目には、生徒たちがもう一度100分の練習セッションに参加し、インストラクターのサポートとともにさらなるスキル向上が可能となりました。

勉強グループ(ビデオフィードバックと仮想シミュレーション):学習グループのカリキュラムは、ビデオフィードバック教育と仮想シミュレーション技術を統合し、関連文献から引用された指導アプローチに従って^います。理論および仮想シミュレーション指導 –^初日には 、対照群と同様の20分間の理論指導セッションが行われました。その後、全国バーチャルシミュレーションオープンシェアリングプラットフォーム²²で利用可能な前方ベニア修復の仮想シミュレーション実験コースを修了しました。このコースはインタラクティブな3D(3D)シミュレーションモジュールであり、受動的なビデオデモンストレーションではありませんでした。標準的なコンピュータインターフェースを使い、学生たちは3Dデジタル歯モデル上で仮想の歯の準備を行いました。ソフトウェアは、準備の深さ、角度、マージンの形状を事前に設定された理想的なパラメータに対してリアルタイムで視覚的にフィードバックしました。この機能には、仮想の高速ハンドピース、色分けされた地図による深度ガイド(例:過少または過剰削減の領域を示す)、精度に基づく自動スコアリング機能が含まれていました。このモジュールは、準備作業を完了するためにバーチャルツールを能動的かつ段階的に操作する必要がありました。すべての学生は、バーチャルシミュレーションモジュール(20分)で≥80点を達成することが求められ、臨床デモンストレーションとビデオ録画 – 理論およびバーチャルシミュレーションセッションの後、講師はベニヤ準備技術をライブで実演しました(20分間)。デモンストレーション中、2人の学生が携帯電話を使ってインストラクターのデモンストレーションを正面と側面の両方の視点から撮影し、参照用の動画、ピアレビュー、ビデオフィードバックを作成しました。生徒たちはペアに分けられました。各生徒は交互に歯の準備を行い、パートナーの練習を携帯電話で録画しました。各練習の後、生徒たちは一緒に動画を見直し、インストラクターの指導のもとでお互いの作品を批評し合いました。ビデオレビューと比較分析 – 講師は無作為に1人の学生の動画を選び、グループ全体でレビューし、ビデオデモンストレーションと最終準備成果(20分)の両方に基づいて批評を行います。講師は改善すべきポイントをまとめ、生徒たちに自分の技術をデモンストレーションと比較して分析するよう促しました。独立練習とグループディスカッション – ビデオレビューの後、学生は自己主導型の分析を行い、自分の録音したパフォーマンスと基準を比較しました。彼らはグループディスカッションに参加し、フィードバックや洞察を交換しました。2^日 目にはグループでの練習(100分)を再開し、インストラクターがリアルタイムでフィードバックや質問に答えました。仮想シミュレーションデータ収集 – 仮想シミュレーションプラットフォームからのパフォーマンスデータは、学習グループの各学生に対して自動的に記録されました。これには、最終課題の精度スコア(%)、シミュレーション完了までの時間(最小)、合格スコアを達成するための試行回数(≥80)、および特定の誤差タイプ(例:過剰削減、不均等差)に関する詳細なフィードバックが含まれていました。これらの指標は、リスクのない環境でスキル習得を客観的かつリアルタイムに測定します。

評価指標
学生のセラミックベニア準備技術は複数のタイミングで評価されました:研修開始前および研修後の3か月間隔(1か月、2か月、3か月)です。以下の構成要素が評価プロセスの一部でした:

対照群と研究グループの学生は、15分以内にセラミックベニアの準備を行いました。すべての学生の評価は、豊富な臨床経験を持つ准教授と副主任医師によって実施され、准教授と副主任医師は同じ学生を同時に評価し、その平均スコアを最終評価スコアとして算出しました(教授と副主任医師はグループ分けを知りませんでした)。評価の正確さと公平性を高めるために、学生の準備された歯はデジタル印象システムでデジタルスキャンされました(図1、図2、図3、 図4)。デジタル画像により歯の準備を明確に表示でき、評価者の正確な採点が助けとなりました。

評価は主に2つの要素(主要アウトカム)で構成されていました。まず、セラミックベニヤの準備中の学生のエルゴノミクス姿勢が、6つの主要な身体部位(背中、手、肩、首、頭、足)に関連する12項目を含む修正歯科オペレーター姿勢評価ツール(M-DOPAI)²³を用いて評価されました。スコアは12から32まで幅があり、低いほどエルゴノミクス的な姿勢が良いことを示しました。絶対一致のクラス内相関係数(ICC)は0.89(95%信頼区間[CI]:0.82–0.94)で、非常に高い信頼性を示しました。この機器は、歯科専門職の姿勢を評価する際に信頼性と妥当性が証明されているため選ばれました。次に、歯の準備の質は5つの基準(歯の準備形態スコア)¹⁴に基づいて評価されました:歯の準備量(例:首や肩の準備)、首と肩の位置、肩の滑らかさと連続性、仕上げと研磨、歯茎や隣接歯の損傷。各基準は20点満点で採点され、合計100点まで得点されました。スコアが高いほど歯の準備の質が向上し、ICCは0.92(95%信頼区間:0.87–0.96)で、これも非常に高い信頼性を示しました。

本研究では、歯の準備の質が5つの基準に基づいて評価され、各基準は確立された補綴教育ガイドラインおよび過去の^{検証研究に基づく}標準化されたルーブリックに基づき0〜20点のスケールで採点^{されました。}詳細なスコアリング基準は以下の通りです:歯の減少量(0〜20ポイント)—減少の深さと均一性に基づいて評価されました。スコア20は顔面表面で0.5〜0.8mm、切開縁で0.3〜0.5mm以内の均一な縮小を示し、過剰縮小や不足はありませんでした。スコアは、過小減少(理想から>.0 mm逸脱、0–5ポイント)、目に見える溝や縁のある不均一な減少(6–10ポイント)、または局所的な過剰減少による歯髄曝露リスク(11–15ポイント)で低下しました。フィニッシュライン(頸部-肩)位置(0–20ポイント)– 歯肉の3番目で明確で連続したマージンの位置が評価されます。20点は、段差や不規則なく0.5mmの歯肉下または斜面のフィニッシュラインが明確で滑らかな肩または面取りのフィニッシュラインを示します。歯茎下に>1mmのフィニッシュライン(0–5ポイント)、不均一または曖昧なマージン(6–10ポイント)、または示された位置に位置するフィニッシュライン(11–15ポイント)にはポイントが減点されました。肩の滑らかさと連続性(0〜20点)—肩全体に不規則な溝や鋭い線角がないことで判断されます。20点は、10倍倍で検出可能な不規則さのない滑らかで連続した肩の位置を示しました。軽微な不規則性(<0.2 mmの深さ)で6–10点、明らかな溝や不連続点(0.2–0.5 mm)で11–15点、重度の不規則性や破損(>0.5 mm)で0–5点が与えられました。仕上げと研磨(0〜20点)—表面の滑らかさと傷や粗い部分の有無に基づいて評価されます。20点は、10倍拡大で目立つ傷のない均一に滑らかで磨かれた表面を示しました。軽度の表面粗さ(16–19ポイント)、中程度の傷や粗さ(11–15ポイント)、または深い傷のあるひどく未仕上げの表面(0–10ポイント)で減点が行われました。歯肉または隣接歯の損傷(0〜20ポイント)– 軟部組織や隣接歯への医原性損傷の有無を調べて評価します。スコア20は歯肉や隣接する歯面に目立った損傷がないことを意味します。軽度の歯肉擦り傷(16〜19ポイント)、目立つ隣接歯の損傷(エナメル質の擦り傷、11〜15ポイント)、重度の歯肉裂傷や隣接歯の骨折(0〜10ポイント)は減点されました。

研修期間終了後、研究グループと対照群の学生に対し匿名のアンケートが実施され、それぞれの教授法の効果に関するフィードバックが収集されました。このアンケートは、学生の学習体験に対する様々な側面の認識を評価することを目的としており、方法の効果と関与度に関する質的および定量的なデータを収集しました。この質問票は、本研究のために特別に作成され、技術強化学習に関する教育目的と関連文献に基づいて作成されました^11,20。内容の妥当性を評価するために、初期の項目は3人の経験豊富な歯科教育者によって明確さ、関連性、主要な学習領域のカバー範囲が確認されました。彼らのフィードバックは、最終的な楽器の表現や構成の洗練に活用されました。学習プロセスの主要な要素を評価するために設計された6つのステートメントで構成されていました。学生は各発言を5点リッカート尺度で評価しました。1は完全に反対、3は中立、5は完全に同意しました。得点が高いほど、指導法に対する評価がより好意的であることを示しました。6つの声明は、(1) 教師と生徒のコミュニケーションの向上、(2) クラスの熱意と関与の向上、(3) リアルタイムで誤りを特定し修正する能力、(4) 学習への関心の高まり、(5) 主要な手順や概念の定着率の向上、(6) 将来の実習コースでこの複合方法を用いる意欲の高まりでした。現在のサンプルでは、内部一貫性が良好であることが示されました(クロンバックα=0.87)。結果は各項目の平均スコアに基づいて分析され、得点が高いほど学習体験の改善に対する方法の効果に対するより良いフィードバックが反映されました(表1)。このアンケートは、この革新的な教育アプローチに対する学生の態度について貴重な洞察を提供しました。

比較アンケート分析 – 指導方法の認識を直接比較できるように、学習後に対照群にも修正版の満足度アンケートが配布されました。アンケートは同じ6つの領域、すなわち教師と生徒のコミュニケーション、クラスへの関与、リアルタイムの誤り訂正、学習関心、重要な概念の定着、そして今後の授業でこの方法を使う意欲を評価しました。これにより、主観的な学習体験のグループ間分析が可能となりました。

学生フィードバックアンケート(二次アウトカム) – トレーニング後、両グループに5点リッカート尺度アンケート(1=全く同意、5=完全同意)を実施し、指導法の認識を比較しました。評価は6つの領域を対象にしました:(1) 教師と生徒のコミュニケーションの向上、(2) 授業の参加度の向上、(3) リアルタイムで誤りを特定・修正する能力、(4) 学習への関心の高まり、(5) 重要な概念の定着率の向上、(6) 今後の授業でこの方法を使う意欲。アンケートは内部一貫性が良好で(クロンバック α = 0.87)、

統計解析
統計解析はIBM SPSS Statisticsを用いて実施されました。連続変数はシャピロ–ウィルク検定(p > 0.05)を用いて正規性を検証しました。正規分布データは平均±標準偏差(x̄ ±秒)で95%の信頼区間で表現され、正規分布でないデータは中央値(四分位範囲)として提示されました。グループ間比較は、独立したサンプル t検定(分散の均質性はLevene検 定p> 0.05で確認)または適切な場合にMann–Whitney U検定を用いて実施されました。有意な群間比較では、効果量はコーエン氏 d (解釈:小≥0.2、中≥0.5、大≥40.8)、平均差の95%CIを用いて計算されました。縦断データ解析には分散の反復測定解析(ANOVA)が用いられ、球面性はモークリー検定で検証されました(p > 0.05)。球面性が破られた場合はグリーンハウス–ガイサー補正が適用されました。主要アウトカムについては、参加者間因子(グループ:研究対対照)と参加者内因子(時間:ベースライン、2、3か月)を組み合わせた二者(混合)重複測定ANOVAを用いました。反復測定ANOVAにおける有意な効果については、部分エタ二乗(η_p²)が効果量(解釈:小≥0.01、中≥0.06、大≥0.14)として報告され、推定限界平均の95%信頼区間が報告されました。有意なグループ×時間の相互作用が見つかった場合は、複数の比較に対してボンフェローニ調整を用いた単純な効果分析(参加者内対照および各時点の参加者間効果の検定)を実施しました。サンプルサイズをもとに繰り返し測定結果の堅牢性を検証するために、時間経過によるグループ内変化に対して非パラメトリックフリードマン検定を用いた感度分析が行われました。カテゴリデータは頻度(%)として要約され、 χ² 検定またはフィッシャーの正確検定で解析されました。評価スコアの評価者間信頼性は、絶対一致のための二方向ランダム効果モデルを用いたICCを用いて評価されました。すべての検定は両側で、統計的有意は p < 0.05に設定されました。

Results

結果は、研究グループに20名の参加者がおり、男性10名、女性10名で、平均年齢は18.19歳±1.82歳であることが示されました。対照群には20名の参加者がおり、男性12名、女性8名で、平均年齢は18.43歳±2.10歳でした。表 2に示されているように、性別、年齢、利き手に有意な差はありませんでした。

2方向反復測定ANOVA(混合ANOVA)を用いて、3か月間にわたり指導方法(参加者間因子)および時間(参加者内因子)が手術姿勢スコアおよび歯準備形態スコアに与える影響を調査しました。シャピロ–ウィルク検定は、各グループのデータがほぼ正規分布(p > 0.05)に従うことを示しました。データの正規性はシャピロ–ウィルク検定(p > 0.05)で確認され、分散の均質性はレヴェーン検定(p > 0.05)で検証され、繰り返し測定のANOVAにおける球面性の仮定も満たされました(モークリー検定、 p > 0.05)。...

Discussion

歯科準備は補綴歯学において重要な技術であり、その質が最終的な修復効果を決定します。これは特にセラミックベニヤにおいて重要であり、準備深さ、マージンジオメトリ、表面の滑らかさのサブミリ単位の誤差が、最終修復のマージンフィット、美観、長期的な接合の完全性を損なう^{可能性があります。}歯ぎしり後の歯の組み合わせが不可逆的であるため、これは不可逆的な臨床手術であり、準備の質が残った歯の健康に直接影響します。治療の質、安全性、有効性を確保するために、患者は歯の準備手術を行う前に体系的かつ標準化された集中トレーニングを受ける必要があります。つまり、頭部シミュレーターで多数の繰り返し実技を行う必要があります。量的な蓄積がなければ、質的な飛躍は成し遂げられません。教師が評価を通じて生徒がこの操作技術を十分に習得したことを確認した後にのみ、生徒は教師の指導のもとで診断や治療活動を行うことが許されます。

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
IBM SPSS統計	IBM社、ニューヨーク州アーモンク、アメリカ合衆国	バージョン26	シャピロ・ウィルク検定や反復測定ANOVAを含む統計解析に使用されます。
PASSソフトウェア	NCSS, LLC.、ユタ州ケイズビル、アメリカ合衆国	バージョン22	サンプルサイズ計算に使用され、α=0.05、検定力=80%の場合。