Yöntem makalesi

Diş Eğitiminde Diş Oyma Eğitimi İçin Artırılmış Gerçeklik Destekli Sistem

59 görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/73392

⸱

18 Ağustos 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Oral and Maxillofacial Surgery, The Affiliated Stomatology Hospital, Kunming Medical University, 2Yunnan Key Laboratory of Stomatology, School of Stomatology, Kunming Medical University, 3Digital Center of Stomatology, The Affiliated Stomatology Hospital, Kunming Medical University

Bu makalede

Özet

Artırılmış Gerçeklik Destekli Diş Oyma Sistemi (AR-ATCS), 3D nesne işaretleyicilerini tanır ve sanal bir diş modelini gerçek bir mum blok üzerine yerleştirerek, diş oyma işlemi sırasında acemi diş hekimliği öğrencilerine yardımcı olmak için üç boyutlu bir görsel referans sağlar.

Özet

Bu protokolün amacı, artırılmış gerçeklik destekli bir diş oyma sistemi (AR-ATCS) geliştirip uygulayarak diş anatomisi eğitimini geliştirmektir. Diş morfolojisi, öğrencilerin restoratif diş hekimliği ve endodontik tedavi gibi klinik prosedürler için temel teşkil eden karmaşık üç boyutlu (3D) anatomik yapıları ve fonksiyonel nirengi noktalarını ustalıkla öğrenmelerini gerektiren, diş eğitiminin temel bir bileşenidir. Geleneksel olarak bu beceriler, balmumu blok oyma egzersizleri yoluyla kazanılmaktadır; ancak bu yaklaşım, genellikle düşük öğretim verimliliği ve öğrencilerin iki boyutlu (2D) ders kitabı illüstrasyonlarını üç boyutlu fiziksel yapılara dönüştürmeye çalıştıklarında yaşadıkları ciddi bilişsel boşluk nedeniyle sınırlı kalmaktadır. Bu zorlukların üstesinden gelmek için bu protokol, artırılmış gerçeklik (AR) teknolojisinin manuel diş oyma eğitimine entegrasyonunu açıklamaktadır. Sistem, yüksek sadakatli sanal bir 3D diş modelini fiziksel çalışma alanının üzerine bindirmek için üç boyutlu nesne takibi ve bilgisayarlı görü algoritmalarını kullanır. Mobil cihaz kamerası ile özel takip işaretçilerini tanıyan sistem, dijital bir kılavuzu doğru ölçek ve yönelimle doğrudan balmumu bloğunun üzerine yansıtır. Bu sanal-fiziksel hizalama, öğrencilerin hedef diş morfolojisini gerçek zamanlı olarak görselleştirmelerine ve oyma süreçlerindeki sapmaları meydana geldikleri anda tespit etmelerine olanak tanır. Protokol; AR ortamının kurulması, sanal modellerin fiziksel materyallerle hizalanması ve sistemin kendi kendine yönlendirmeli bir eğitim aracı olarak kullanılması için ayrıntılı bir iş akışı sunar. Etkileşimli ve çok açılı görsel geri bildirim sağlayan bu sistem, sürekli eğitmen gösterimlerine olan bağımlılığı azaltır ve geri dönüşü olmayan oyma hatalarının etkisini minimize eder. Genel olarak, bu AR destekli yaklaşım, yeni başlayan öğrencileri diş oyma sırasında destekleyerek ve diş morfolojisi pratiği için daha verimli bir çerçeve sunarak, geleneksel diş anatomisi eğitimi için tamamlayıcı bir görsel rehberlik aracı sağlamaktadır.

Giriş

Dental morfoloji, öğrencilerin dişlerin anatomik morfolojisini ve üç boyutlu yapısal özelliklerini sistematik olarak anlamalarına yardımcı olmayı amaçlayan, diş hekimliği eğitiminin temel bir bileşenidir1,2. Dental morfoloji öğretiminin önemli bir parçası olan diş oyma pratiği, yalnızca öğrencilerin diş anatomisindeki yetkinliklerini yansıtmakla kalmaz, aynı zamanda manuel becerilerini ve operatif yeteneklerini de geliştirir3,4. Bu uygulama, özellikle protetik tedavi süreçleri başta olmak üzere klinik uygulama için temel bir dayanak oluşturur2,5.

Geleneksel diş oyma eğitimi genellikle, öğrencilerin balmumu veya sabun blokları kullanarak ön ve arka dişlerin anatomik morfolojisini oyduğu eğitmen rehberliğinde gerçekleştirilir3,5. Ancak, eğitmen ve öğrenci sayısı arasındaki dengesizlik, öğretmenlerin sınırlı bir öğretim süresi içinde yeterli bireysel rehberlik sağlamasını zorlaştırmaktadır4,5. Ayrıca öğrenciler, iki boyutlu görüntüleri üç boyutlu formlara dönüştürürken sıklıkla ciddi bilişsel zorluklar yaşamakta, bu durum ise hem öğrenme verimliliğini hem de öğretim etkinliğini azaltabilmektedir2,5,6.

Son yıllarda, dijital teknolojilerin hızla gelişmesiyle birlikte, üç boyutlu yazdırma, artırılmış gerçeklik, sanal gerçeklik ve diğer dijital yaklaşımlar tıp anatomisi eğitiminde ve diş laboratuvarı öğretiminde kademeli olarak uygulanmaya başlanmıştır6,7,8,9. Bu teknolojiler; geleneksel iki boyutlu atlasların, fiziksel model gözlemlerinin ve eğitmen demonstrasyonlarının uzamsal sunumdaki sınırlılıklarını aşarak öğrencilere daha sezgisel, dinamik ve üç boyutlu bir öğrenme deneyimi sunmaktadır5,6,9.

Artırılmış gerçeklik, bilgisayar tarafından üretilen sanal bilgileri gerçek zamanlı olarak gerçek çevre üzerine bindiren, böylece sanal-gerçek füzyonu ve insan-bilgisayar etkileşimi sağlayan bir görselleştirme teknolojisidir. Gerçek dünya senaryolarındaki üç boyutlu verileri ve mekansal bilgileri tamamlayarak, AR gözlemcinin karmaşık mekansal yapılara dair algısını genişletebilir10,11. Bu özellik, AR'yi özellikle mekansal anlayış ve el-göz koordinasyonu gerektiren pratik öğretim senaryoları için uygun kılmaktadır. Günümüzde AR teknolojisi, anatomi eğitiminde öncül olarak uygulanmış ve olumlu geri bildirimler almıştır11,12,13. Eğitim ortamlarının ötesinde, AR klinik diş hekimliğine de aktarılmıştır. Örneğin, Macrì ve ark., gömülü bir dişin AR destekli cerrahi olarak açığa çıkarılmasındaki kullanımı rapor ederek, AR tabanlı mekansal kaydın ve gerçek zamanlı sanal-gerçek bindirmenin oral cerrahi navigasyonda uygulanabileceğini göstermişlerdir14. Bu klinik uygulama, AR rehberli mekansal görselleştirmenin diş morfolojisi eğitimine dahil edilmesi için ek destek sağlamaktadır.

Bu protokolde AR teknolojisi, öğrencilere uygulama sırasında sürekli ve sezgisel bir üç boyutlu görsel referans sağlayarak diş oyma eğitimine destek olmak amacıyla kullanılmıştır ve bu yöntem, geleneksel eğitmen rehberliğine bir tamamlayıcı olarak hizmet edebilir. Bu amaçla, ortaklaşa bir AR destekli diş oyma sistemi geliştirilmiştir; sistem temel olarak AR yazılımı, yüksek çözünürlüklü bir kamera, bir mum blok taşıyıcı taban ve ayrı ayrı üretilmiş dört adet üç boyutlu nesne takip marköründen oluşmaktadır. Markörler, mum bloğu önceden tanımlanmış bir konumda tutan taşıyıcı tabana monte edilmiştir. Çalışma sırasında sistem, kamera aracılığıyla fiziksel çalışma alanının görüntülerini yakalar. Tabandaki üç boyutlu nesne markörü tanındıktan sonra, sanal diş modeli ekran arayüzünde gerçek zamanlı olarak mum blok üzerindeki karşılık gelen konuma bindirilir ve böylece öğrencilere oyma işlemi için görsel bir referans sağlanır.

Bu sisteme dayanarak tek örnekli bir doğrulama gerçekleştirilmiştir. Diş anatomisi dersini tamamlamış bir öğrenci, önerilen AR destekli protokol rehberliğinde diş oyma işlemini tamamlamıştır. Oyulan diş daha sonra taranarak üç boyutlu bir model olarak işlenmiş ve standart diş modeli ile karşılaştırılarak objektif bir morfolojik sapma analizi yapılmıştır. Öncül tek örnekli sonuçlar, AR-ATCS'nin diş morfolojisi eğitimi için yardımcı bir araç olarak kullanılabilirliğini ortaya koymuştur.

Protokol

1. Standart dijital diş modelinin oluşturulması

NOT: Bu protokolde, AR destekli diş oyma iş akışının fizibilitesini göstermek için hedef diş olarak sol alt birinci molar diş kullanılmıştır. Diğer diş konumları için iş akışı, ilgili standart diş dijital modeli içe aktarıldıktan ve üç boyutlu nesne belirleyici ile olan uzamsal ilişkisi yeniden tanımlandıktan sonra uygulanabilir. Bu adım yaklaşık 10 dk sürer.

  1. Standart diş modelinin ağız içi taraması
    1. Standart diş modelini hazırlayın.
      NOT: Bu protokolde, 25 mm × 25 mm × 50 mm boyutlarındaki bir mum blok ile uyumlu standart bir diş modeli kullanın.
    2. Yansıma kaynaklı tarama hatalarını azaltmak için standart diş modelinin yüzeyine ince ve homojen bir tabaka halinde tarama tozu veya yansıma önleyici sprey uygulayın.
    3. Hazırlanan standart diş modelini, oda tipi üç boyutlu tarayıcının (çift 24 MP kameralı ve tarama hassasiyetli) tutucusuna yerleştirin ve sabitleyin <10 µm). Modelin stabil olduğundan ve hedef tarama alanının tamamen açık olduğundan emin olun (Şekil 1A).
    4. 3B tarama yazılımını açın, yeni bir sipariş oluşturun ve bunu hedef diş konumuna göre adlandırın. Tarama ayarlarını onaylayın ve tıklayın. açık Taramayı Başlat.
    5. Tarama işleminden sonra, dijital modelin bütünlüğünü inceleyin. Belirgin bir kusur gözlemlenmediği takdirde, taranan modeli STL formatında dışa aktarın ve birimi milimetre (mm) olarak ayarlayın.Şekil 1B).
  2. Taranmış diş modelinin segmentasyonu ve işlenmesi (Şekil 1C)
    1. 3D tarama veri işleme yazılımını açın.
    2. Tıklayın Dosya > Açıkstandart diş modelinin STL dosyasını seçin ve üzerine tıklayın Açık.
    3. Birim seçim penceresinde, şunları seçin Milimetre ve tıklayın Lütfen çevirmemi istediğiniz metni paylaşın..
    4. Tıklayın Çokgenler > Kırpma > Planya ile DüzlemeKesme düzleminin konumunu, planlanan kök kesme seviyesine göre manuel olarak ayarlayın.
    5. Kesim bölgesini onaylayın, şuna tıklayın Kesişim Düzlemi > Seçimi Sil > Kesişimi Kapatın > Lütfen çevrilmesini istediğiniz metni paylaşın. fazla kök kısmını çıkarmak ve açık sınırı kapatarak sızdırmaz standart bir dijital diş modeli elde etmek için.
    6. Tıklayın Dosya > Kaydet ve seçin STL (ikili) Dosyası (*.STLDosya Türü listesindeki)
  3. Standart diş model tabanının oluşturulması (Şekil 1D)
    ​NOT: Bu adım, standart dijital diş modeli için düzenli bir taban oluşturmak ve böylece standart model, mum blok ve AR takip tabanı arasında stabil bir uzamsal ilişki kurmak için kullanılır. Menü seçeneklerinin tam adları, yazılım versiyonlarına göre küçük farklılıklar gösterebilir.
    1. 3D modelleme yazılımını açın.
    2. Tıklayın Dosya > Açık ve standart dijital diş modelinin STL dosyasını seçin.
    3. Tıklayın Seçenekler, olarak içe aktar Katı Gövde veya Yüzey Gövdesive seçin Tek yüzeylerle sınırlı mesh gövdeler oluşturun > Fasetleri yüzeyler halinde gruplandırınve tıklayın Lütfen çevirmemi istediğiniz metni paylaşın. Kaynak metni ilettiğinizde, belirttiğiniz tüm akademik standartlara ve teknik gerekliliklere uygun olarak profesyonel Türkçe çevirisini gerçekleştireceğim. ve Açıkdiş modelinin altındaki üçgen yüzeylerin, nispeten eksiksiz bir referans yüzey olarak tanımlanabilmesi için.
    4. Model tabanının merkez noktasını oluşturun. Diş modelinin alt yüzeyini seçin, üzerine tıklayın Özellikler > Nokta > Yüzün Merkezi > Lütfen çevirmemi istediğiniz metni paylaşın. merkez noktasını (adı ... olan) oluşturmak için Nokta1).
    5. Diş modelinin alt yüzeyini çizim düzlemi olarak seçin ve şuraya tıklayın Taslak > Dikdörtgeni Ortala, merkezi şurada olan bir dikdörtgen çizin Nokta 1ve tıklayın Akıllı Boyut dikdörtgeni 25 mm × 25 mm olarak ayarlamak için. Şuraya tıklayın: Çizimden Çık (adlandırılan Şema 1).
    6. Seçiniz Şema 1Özellikler sekmesinde, şuraya tıklayın: Ekstrüde Patron/TabanAltında Yönlendirme 1, seçin Körleme, Derinliği 20 mm olarak ayarlayın ve şuna tıklayın Lütfen çevrilecek metni gönderin. standart diş modeli tabanını oluşturmak için.

2. Balm bloğu tutucu ve AR takip tabanının tasarımı

NOT: Üç boyutlu nesne takip işaretleyicileri ve AR takip mum blok tabanı özel olarak tasarlanmış bileşenlerdir. Tasarımları, tasarım amacına ve modelleme stratejisine bağlı olarak değişiklik gösterebilir. Bu nedenle, bu protokolde açıklanan taban tek olası tasarım değildir ve mum blok sabitlemesi, işaretleyici tanıma ve kullanım konforu korunduğu sürece değiştirilebilir. Bu adım yaklaşık 30 dk sürer.

  1. Balmumu blok yuvasının tasarımı (Şekil 2A,B)
    1. 3B modelleme yazılımını kullanarak, şuraya tıklayın: Yeni > Bölüm > Lütfen çevrilecek metni iletin. ana sayfada.
    2. Seçin Üst Düzlem ve tıklayın TaslakŞuna tıklayın: Merkez Dikdörtgen ve başlangıç taslağını şuraya merkezleyerek çizin Köken.
    3. Tıklayın Akıllı Boyutlandırma dikdörtgeni 40 mm × 40 mm olarak ayarlamak için şuna tıklayın Çıkış Boyutu (adlandırılan Çizim 1).
    4. Seçiniz Şema 1, tıklayın Özellikler > Ekstrüzyonla Oluşturulmuş Boss/Taban, altında Yön 1, seçin Körleme, ve 40 mm × 40 mm × 32.5 mm boyutlarında bir kübik şekil (şu isimle adlandırılan) oluşturmak için Derinliği 32,5 mm olarak ayarlayın çıkıntı – Ekstrüzyon 1).
    5. Dikdörtgenler prizmasının üst yüzeyini seçin, tıklayın Taslak > Merkez Dikdörtgenve başlangıç taslağını şunun merkezine oluşturun KökenArdından şuna tıklayın Akıllı Boyut ve dikdörtgen boyutunu 25,2 mm × 25,2 mm olarak ayarlayın (Sketch 2 olarak adlandırılmıştır). Bu boyut, yaklaşık 0,2 mm'lik bir montaj toleransı ile 25 mm × 25 mm'lik bir balmumu bloğuna uygundur.
    6. Seçiniz Taslak 2, tıklayın Özellikler > Ekstrüzyon Kesimive balmumu blok yuvasını oluşturmak için kesim derinliğini 20 mm'ye ayarlayın.
  2. Üç boyutlu nesne izleme işaretçileri için negatif yuvaların tasarımı
    1. Dikdörtgenler prizmasının dikey yüzeylerinden birini seçin ve üzerine tıklayın Taslak > Merkezi Dikdörtgen, seçilen yüzey üzerine bir dikdörtgen çizin, şuraya tıklayın Akıllı Boyutve bunu 5,2 mm × 5,2 mm olarak ayarlayın (adı Taslak 3).
    2. Tıklayın Özellikler > Ekstrüzyonla Kesme, seçin Taslak 3ve kesim derinliğini 5 mm olarak ayarlayın.
    3. Dört dikey yüzeyde yuvalar oluşturmak için yukarıdaki adımları tekrarlayın. Alt yüzeydeki yuva için taslak boyutunu 10,2 mm × 10,2 mm ve kesme derinliğini 10 mm olarak ayarlayın.
    4. Tıklayın Kaydet ve balmumu blok tutucuyu bir ... olarak kaydedin SLDPRT Lütfen çevirmemi istediğiniz metni paylaşın. Metni gönderdiğinizde, belirttiğiniz tüm akademik kriterlere ve JoVE standartlarına uygun olarak profesyonelce Türkçeye çevireceğim.
  3. Taban stabilitesi ve oyma konforu için tasarım
    1. 3D modelleme yazılımını kullanarak, şuraya tıklayın: Yeni > Bölüm > Lütfen çevirilecek metni sağlayın. ana sayfada.
    2. Seçin Üst Düzlem ve tıklayın Taslak > Daire, merkezinde olan 80 mm çapında bir daire çizin Köken (S olarak adlandırılaneskiz 1).
    3. Taslak 1'i seçin, üzerine tıklayın Özellikler > Ekstrüzyonla Oluşturulmuş çıkıntı/tabanve dairesel bir stabilize edici plaka oluşturmak için derinliği 5 mm'ye ayarlayın.
    4. Tıklayın Sağ Düzlem ve ... ile bir ikizkenar dik üçgen çizin Köken hipotenüsün orta noktası, 40 mm'lik bir kenar uzunluğu ve bir taslak oluşturmak için 45°'lik bir açı (şununla adlandırılan Taslak 2).
    5. Seçin Çizim 2tıklayın Özellikler > Ekstrüzyonla Oluşturulmuş Çıkıntı/Tabanseçin Orta Düzlem Yön kısmından ve 45° eğimli bir yapı oluşturmak için derinliği 40 mm olarak ayarlayın (şu şekilde adlandırılan çıkıntı-ekstrüzyon 2).
    6. Eğimli yüzeyi seçin, üzerine tıklayın Taslak> Merkez Dikdörtgen, 10 mm × 10 mm boyutlarında merkez bir dikdörtgen çizin, tıklayın Ekstrüzyonlu Çıkıntı/Taban, ve tabana destekleyici konnektörü oluşturmak için derinliği 10 mm olarak ayarlayın.
    7. Tıklayın Kaydet ve stabilize edici destek yapısını bir SLDPRT dosyası olarak kaydedin.
  4. Üç boyutlu nesne takip işaretleyicilerinin tasarımı
    ​NOT: Markör; üç boyutlu nesne tanıma ve takibinin stabilitesini artırmak için rijit bir yapıya, stabil yüzey özelliklerine ve yeterli geometrik karmaşıklığa sahip olmalıdır.
    1. 3B modelleme yazılımını kullanarak, şuraya tıklayın: Yeni > Bölüm > Lütfen çevirilecek metni sağlayın. ana sayfada.
    2. Seçin Üst Düzlem ve tıklayın Taslak > Çokgen, Orijin merkezli bir altıgen çizin, şuna tıklayın Akıllı Boyut, kenar uzunluğunu 7,5 mm olarak ayarlayın (isimli Taslak 1).
    3. Seçiniz Şema 1, tıklayın Özellikler > Ekstrüzyonla Oluşturulmuş Çıkıntı/Tabanve derinliği 10 mm olarak ayarlayın.
    4. Alt yüzeyi seçin, tıklayın Taslak> Merkez Dikdörtgen, 5 mm × 5 mm boyutlarında bir merkez dikdörtgeni çizin (şuna adlandırılan Şema 2).
    5. Seçiniz Taslak 2, tıklayın Özellikler > Ekstrüde Patron/Tabanve tabanın negatif yuvasına oturacak bir pim oluşturmak için derinliği 5 mm'ye ayarlayın.
    6. Kullanın Taslak üst yüzey Nötr Düzlem olacak şekilde fonksiyonlandırın. Her bir yan yüzeyi Kalıp Açısı Düzlemi olarak seçin ve geometrik özelliklerin asimetrisini artırmak için her yüzeye farklı kalıp açıları uygulayın. Tüm yan yüzeylerde tam simetriden kaçınarak, kalıp açılarını tanıma performansına göre ayarlayın.
    7. İşaretçinin üst yüzeyini seçin, üzerine tıklayın Taslak > Lütfen çevirmemi istediğiniz metni sağlayın.ve yerel görsel özellikler eklemek ve tanımayı kolaylaştırmak için bir metin etiketi girin (adlandırılan Çizim 3).
    8. Seçiniz Çizim 3tıklayın Özellikler > Ekstrüzyonla Oluşturulmuş çıkıntı/tabanve ekstrüzyon derinliğini 2 mm olarak ayarlayın.
    9. Mezial, distal, bukkal ve lingual yüzeylere karşılık gelen dört yan markörü oluşturmak için yukarıdaki adımları tekrarlayın.
    10. Tıklayın Kaydet ve her bir markörü SLDPRT dosyası olarak kaydedin.
  5. Tabanın ve AR işaretçilerinin montajı ve uzaysal ilişkilerin doğrulanması
    1. 3D modelleme yazılımını kullanarak, şuraya tıklayın: Yeni > Montaj > Tamam ana sayfada.
    2. Tıklayın Bileşenleri YerleştirinAR izleme mum blok tabanını, stabilize destek yapısını ve tüm üç boyutlu nesne izleme işaretleyicilerini içe aktarın.
    3. Tıklayın Eşleşme işlev ve uygulama Çakışık, Paralel, Dikveya işaretçiler ile taban arasındaki mekansal konumları belirlemek için diğer eşleşme ilişkilerini kullanın.
    4. Tıklayın Farklı Kaydet, seçin STL formatı ve tıklayın Seçenekler pencerede.
    5. Onayla Bir montajın tüm bileşenlerini tek bir dosyada kaydedin seçili değilse, tıklayın Lütfen çevirisini yapmamı istediğiniz kaynak metni sağlayın. Metni aldığımda, belirttiğiniz tüm akademik ve teknik kriterlere uygun olarak profesyonel Türkçe çevirisini gerçekleştireceğim. > Kaydetmodel içe aktarma ve AR yazılımındaki uzamsal ilişki kurulumu için bireysel bileşen STL dosyalarını ayrı ayrı dışa aktarın.

3. Modellerin 3B yazdırılması ve işlem sonrası işlemleri

NOT: Bu protokolde açıklanan yazıcı ve baskı parametreleri kullanıldığında, tam bir model setinin basılması yaklaşık 70 dk sürer.

  1. Malzeme seçimi ve yazıcı kurulumu (Şekil 2C,D)
    1. Yansımayı azaltmak ve AR kamerası tarafından tanımayı kolaylaştırmak için baskıda mat gri polilaktik asit (PLA) filament kullanın.
    2. Baskı ortamını kontrol etmek ve baskı stabilitesini artırmak için kapalı bir FDM 3D yazıcı kullanın. Parametreleri yazıcı ve filament özelliklerine göre ayarlayın.
    3. STL modelini dilimleme yazılımına aktarın. Baskı hatalarını azaltmak için modeli taşıyarak, döndürerek ve baskı yüzeyini seçerek en uygun yönelimi belirleyin.
    4. Dilimleme parametrelerini dilimleme yazılımı kullanarak yapılandırın. Parametreler, kullanılan yazıcıya ve malzemeye göre ayarlanabilir.
  2. Önerilen dilimleme parametreleri
    1. Nozül çapını 0.4 mm, nozül sıcaklığını 220 °C ve tabla sıcaklığını 55 °C olarak ayarlayın. Dokulu bir PEI baskı tablası kullanın.
    2. Katman yüksekliğini 0.2 mm, doluluk oranını %15 ve baskı hızını ilk katman için 50 mm/s, dış duvar için 200 mm/s ve iç duvar için 300 mm/s olarak ayarlayın.
    3. Sarkık yapılar mevcut olduğunda otomatik ağaç destekleri (tree supports) etkinleştirin. Sarkma yoksa destek yapılarını kullanmayın. Soğutmayı etkinleştirin.
    4. Baskıdan önce yazıcıyı kalibre edin; filament rengini ve yüzey durumunu kontrol edin.
  3. Basılan modellerin son işlemleri
    1. Baskı ve soğutma işlemi tamamlandıktan sonra baskı tablasını çıkarın ve modelin doğal bir şekilde ayrılması için tablayı hafifçe eğerek baskı tablasının yüzey dokusunu koruyun.
    2. Destek yapılarını kargaburun kullanarak dikkatlice çıkarın. Destekleri çıkardıktan sonra modeli herhangi bir bütünlük sorunu veya deformasyon açısından inceleyin. Destek temas alanları pürüzlüyse, taban stabilitesini artırmak için zımpara veya eğe ile hafifçe cilalayın.

4. AR yazılım kurulumu ve sanal-gerçek hizalama

NOT: Bu protokolde, standart dijital diş modelini içe aktarmak ve sanal-gerçek üst üste bindirmesini oluşturmak için artırılmış gerçeklik (AR) yazılımı kullanılmıştır. 30 fps hızında 1080p RGB görüntüler yakalamak için yüksek çözünürlüklü bir RGB kamera kullanılmıştır. Kameranın derinlik algılama işlevi, izleme veya kayıt için kullanılmamıştır (Şekil 3A,B). Sanal modellerin yazılıma aktarılması, model renginin ve şeffaflığının ayarlanması 1 dk'dan kısa sürmüştür. Kayıt işlemi 5 s'den kısa sürmüş ve başarılı kayıt işleminin hemen ardından gerçek zamanlı navigasyon sağlanmıştır.

  1. Donanım hazırlığı
    1. Bilgisayarı açın ve yüksek çözünürlüklü kamerayı bir USB 3.0 portu üzerinden bağlayın. Kameranın sistem tarafından tanındığını doğrulayın.
      ​NOT: Kamera kalibrasyon parametreleri yazılım geliştirme sırasında önceden tanımlanmış ve AR kaydı için kullanılmıştır. Sonraki kullanımlarda ek bir kalibrasyona gerek duyulmamıştır. Diğer AR sistemleri için, sistem gereksinimlerine uygun olarak tekrarlı kamera kalibrasyonu gerçekleştirilmelidir.
  2. Model içe aktarma ve görüntüleme ayarları
    1. AR yazılımını açın.
    2. Import STL seçeneğine tıklayın, standart dijital diş modeli ve AR marker modellerinin STL dosyalarını içeren klasörü seçin ve gerekli modelleri içe aktarın.
    3. Kırmızı mum blokla yüksek kontrast sağlamak için sanal diş modelini beyaz olarak ayarlayın ve oyma aleti ile diş modeli sınırı arasındaki ilişkinin gözlemlenmesini kolaylaştırmak için şeffaflığı 0.4 olarak belirleyin.
  3. AR navigasyonunun ve kaydının başlatılması
    NOT: Kayıt sırasında, markerın el veya oyma aletleri ile kapatılmamasına dikkat edin. Sistem markerı tanıyamazsa, engeli kaldırın ve markerın kamera görüş alanına net bir şekilde tekrar girmesi için tabanı yeniden ayarlayın.
    1. AR markerı seçin ve Virtual Navigation > Camera Navigation seçeneğine tıklayın. Açılan pencerede kullanılacak kamerayı seçin ve AR navigasyonunu başlatın.
    2. Fiziksel üç boyutlu nesne takip markerını, yaklaşık 25 cm'lik bir çalışma mesafesini koruyarak kamera görüşünün merkezine yerleştirin. Stabil marker tanımayı sürdürmek için yansıtıcı olmayan bir arka plan kullanın ve operasyon alanında güçlü doğrudan aydınlatmadan kaçının.
    3. Optik eksen marker yüzeyine yaklaşık olarak dik olacak veya yaklaşık 30°–45°'lik bir eğik bakış açısı oluşturacak şekilde kamera açısını ayarlayın; böylece yazılımdaki sanal marker hattının, fiziksel marker ile boyut, yönelim ve konum açısından mümkün olduğunca yakın bir şekilde örtüşmesi sağlanır.
      ​NOT: Sanal marker, fiziksel marker ile yakın bir şekilde örtüştüğünde, sistem bunu otomatik olarak tanır ve kaydı tamamlayarak gerçek zamanlı takibi etkinleştirir. Sanal marker hattı kırmızıdan yeşile döner ve sanal diş modeli, marker ile önceden tanımlanmış mekansal ilişkisine göre görüntülenerek mum blok üzerindeki karşılık gelen konuma stabil bir şekilde bindirilir.
    4. Takip kalitesi eşiğini ayarlamak için Parameter Settings seçeneğine tıklayın.
      NOT: Bu eşik, sanal model ile gerçek sahne arasındaki eşleşme kalitesini belirlemek için kullanılır; özellik eşleşmesi ve lokalizasyon güveni önceden ayarlanmış eşiğe ulaştığında kayıt başarılı kabul edilir. Bu sistemde, tekrarlanan ön testlere dayanarak takip kalitesi eşiği 0.7 olarak ayarlanmıştır. Bu değer, stabil gerçek zamanlı takibi ve sanal-gerçek kaydını korurken hızlı tanımaya izin verdiği için seçilmiştir. Daha düşük eşikler marker kaydını kolaylaştırırken kayıt doğruluğunu azaltmış, daha yüksek eşikler ise marker kaydı için gereken süreyi ve zorluğu artırmıştır.

5. AR destekli diş oyma prosedürü

  1. 25 mm × 25 mm × 50 mm boyutlarındaki mum bloğu, AR takip mum blok tabanının yuvasına yerleştirin. Mum bloğunun alt kısmının yuva tabanına tam olarak oturduğundan ve mum bloğunun sabit olduğundan emin olun.
  2. AR navigasyonunu başlatın. Sanal diş modeli ile mum blok arasındaki örtüşmeye dayanarak ilk kesim alanını ve yönünü belirleyin. Sanal diş modelini farklı bakış açılarından gözlemlemek için tabanı yavaşça döndürün.
  3. Sanal diş modelini, tanımlanan üç boyutlu nesne takip markörüne ve bitişik yüzeylerine karşılık gelen bakış yönünden gözlemleyin. Sadece tek bir markör tanımlandığında stabil görünmeyebileceği için karşı yüzeye güvenmekten kaçının.
  4. İhtiyaca göre mezial, distal, bukkal veya lingual üç boyutlu nesne takip markörünü açığa çıkarmak için mum blok tutucuyu döndürün. Bakış yüzeyini değiştirmek için Model Ayarları'ndan ilgili markörü seçin.
  5. Gözlem aşamasına göre Model Ayarları'ndan sanal diş modelinin rengini ve şeffaflığını ayarlayın.
  6. Markörü kapatan herhangi bir el veya enstrümanı kaldırın. Eğer sistem, kapanma veya tabanın hızlı döndürülmesi nedeniyle markörü tanıyamazsa, markör tekrar tanımlanana kadar taban konumunu yavaşça yeniden ayarlayın, ardından oyma işlemine devam edin (Şekil 3C,D).

Sonuçlar

AR-ATCS, tabandaki üç boyutlu nesne izleme işaretçisini başarıyla tanımış ve sanal diş modelini gerçek zamanlı olarak mum blok üzerindeki karşılık gelen konuma stabil bir şekilde bindirmiştir. Sanal model; tüberküller, fossalar ve oluklar, marjinal sırtlar, aksiyel yüzey konturları ve kuron ana hattı dahil olmak üzere temel anatomik yapıları, morfolojik sınırları ve yüzey konturlarını doğru bir şekilde temsil etmiştir. Taban yavaşça döndürüldüğünde ve izleme işaretçisi engellenmeden kaldığında, sanal diş modeli ile mum blok arasındaki stabil kayıt korunmuştur. Bu durum; bukkal, lingual, mezial, distal ve oklüzal görünümler dahil olmak üzere hedef diş morfolojisinin birden fazla perspektiften görselleştirilmesini sağlamıştır. Bu bulgular, sistemin diş oyma işlemi sırasında yerel morfolojik sapmaların tanımlanmasını kolaylaştıran sürekli bir üç boyutlu görsel referans sağladığını göstermektedir.

İzleme markörü, operatörün eli veya oyma aletleri tarafından kısmen kapatıldığında ya da taban çok hızlı döndürüldüğünde, markör tanıma işlemi kesintiye uğramış ve bu durum sanal model katmanının kaybıyla sonuçlanmıştır. Tabanın yeniden konumlandırılması ve engelin kaldırılması markör tanımayı geri getirmiş ve kararlı sanal-gerçek kaydırmayı yeniden tesis ederek oyma işlemine devam edilmesini sağlamıştır.

Sanal-gerçek örtüştürme hatasını değerlendirmek için iki boyutlu bir görüntü düzlemi örtüştürme sapma analizi gerçekleştirilmiştir. Her bir kayıt denemesi için kamera sabitlenmiş ve nesne izleme işaretçisine sahip diş oyma tabanı kameranın görüş alanının merkezine taşınmıştır. Sanal işaretçi ana hattı, fiziksel işaretçi ana hattı ile yaklaşık olarak örtüştüğünde, sistem kaydı otomatik olarak tamamlamıştır. Ardından iki boyutlu bir örtüştürme görüntüsü yakalanmıştır. Yakalanan her görüntüden diş oyma tabanının dört köşe referans noktası seçilmiş ve karşılık gelen fiziksel ve sanal referans noktası koordinatları kaydedilmiştir (Şekil 4). Her bir fiziksel-sanal nokta çifti arasındaki Öklid mesafesi, iki boyutlu örtüştürme sapması olarak hesaplanmıştır. Her bir yüzey için 10 tekrarlı kayıt denemesi yapılmış ve her denemede karşılık gelen dört fiziksel-sanal referans noktası çifti ölçülmüştür. Böylece yüzey başına 40 nokta çifti analiz edilmiş ve beş yüzeyde toplam 200 nokta çifti elde edilmiştir. Bukkal, distal, mezial ve lingual yüzeyler için kayıt işlemi, her bir yüzeye karşılık gelen nesne izleme işaretçisi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Oklüzal yüzey için kayıt işlemi önce diğer yüzeylerdeki işaretçiler kullanılarak tamamlanmış, ardından oklüzal görünüm örtüştürme görüntüsünü elde etmek için taban döndürülmüştür. Bu ek döndürme işlemi, bu görünümde gözlemlenen daha büyük sapmaya katkıda bulunmuş olabilir. Genel ortalama iki boyutlu örtüştürme sapması 0.679 ± 0.381 mm ve RMS sapması 0.778 mm olarak bulunmuştur. En büyük sapma ve değişkenlik oklüzal yüzeyde görülürken; bukkal, distal, mezial ve lingual yüzeyler daha küçük örtüştürme sapmaları göstermiştir (Tablo 1).

Burada sunulan oyma sonucu, yakın zamanda bir diş anatomisi dersini tamamlamış ve diş oyma prosedürünü AR-ATCS'den sürekli rehberlik alarak 2 saat içinde tamamlamış tek bir öğrenciden elde edilmiştir; bu nedenle, nicel sapma analizi tek örneklemli verileri temsil etmektedir. Taranan oyulmuş diş modeli ile standart diş modeli karşılaştırılarak üç boyutlu sapma analizi gerçekleştirilmiştir. Önceden tanımlanmış ±0.5 mm tolerans kullanıldığında, yüzey noktalarının %52,26'sı bu aralıkta kalmıştır. İşaretli ortalama sapma 0.1025 mm ve kare ortalama kare (RMS) sapma 0.7434 mm olarak belirlenmiştir. Maksimum pozitif ve negatif sapmalar sırasıyla +1.9275 mm ve −1.9272 mm'dir. Renk kodlu sapma haritası, en büyük morfolojik tutarsızlıkların öncelikle oklüzal yüzeyde ve seçili aksiyel kontur bölgelerinde yoğunlaştığını göstermiştir (Şekil 5). Bu sapma değerleri; oyma hatasının, AR kayıt hatasının veya tarama hatasının tekil ölçümlerinden ziyade, üç boyutlu tarama ve model hizalamasından sonraki nihai oyulmuş diş modeli ile standart diş modeli arasındaki kümülatif tutarsızlığı temsil etmektedir.

Bu öncül tek örnek sonuçları, AR-ATCS iş akışının teknik olarak uygulanabilirliğini desteklemektedir. Gözlemlenen diş oyma işlemi sırasında sistem, sanal diş modelinin fiziksel mum blok üzerine gerçek zamanlı bir katman olarak yerleştirilmesini sağlayarak, diş morfolojisi ve ilgili anatomik özellikler için üç boyutlu bir referans sunmuştur.

figure-results-1
Şekil 1: Standart mum diş dijital modelinin hazırlanması. (A) Standart mum dişin üç boyutlu taranması. (B) Standart mum dişin ve çevre yapıların başlangıç tarama verileri. (C) Kırpma ve yüzey optimizasyonundan sonra işlenen standart diş dijital modeli. (D) Standart diş modeli, AR sistemindeki uzaysal konumunu tanımlamak için sanal mum blok tabanı ile hizalanmıştır. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Balmumu blok taşıyıcı tabanın tasarımı ve üretimi. (A) Balmumu blok taşıyıcı tabanın üç boyutlu tasarım modeli ve ayrı olarak tasarlanmış üç boyutlu nesne izleme markörü. (B) Standart diş dijital modeli ile balmumu blok taşıyıcı taban arasındaki uzamsal ilişki kurulumu. (C) Ayrı olarak basılmış nesne izleme markörü ile birlikte 3D yazıcıyla üretilmiş balmumu blok taşıyıcı taban. (D) Ardışık AR destekli diş oyma işlemi için balmumu blok, 3D yazıcıyla üretilmiş taşıyıcı tabana monte edilmiştir.

figure-results-2
Şekil 3: Artırılmış gerçeklik destekli diş oyma işlem akışı. (A) İçe aktarılan standart diş dijital modelini ve üç boyutlu bir nesne takip işaretleyicisini gösteren artırılmış gerçeklik navigasyon yazılımı arayüzü. (B) Sistem, tabandaki üç boyutlu nesne işaretleyicisini tanıdıktan sonra, sanal standart diş modelini gerçek zamanlı olarak fiziksel mum bloğun karşılık gelen konumuna üst üste bindirir. (C) İlk diş oyma işlemi, sanal diş modeli üç boyutlu bir morfolojik referans olarak kullanılarak AR rehberliğinde gerçekleştirilir. (D) Tüberküller, fossalar ve oluklar, marjinal sırtlar ve aksiyel yüzey konturları dahil olmak üzere lokal anatomik yapıların hassas ayarları AR rehberliğinde yapılır. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-3
Şekil 4: AR kayıtlaması sonrası iki boyutlu görüntü düzlemi bindirme sapmasının ölçümü.Otomatik AR kayıtlamasının ardından, iki boyutlu bir bindirme görüntüsü alınmıştır. P1–P4, fiziksel diş oyma tabanı üzerinde seçilen dört köşe referans noktasını; P1′–P4′ ise sanal bindirme üzerinde seçilen karşılık gelen referans noktalarını belirtmektedir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-4
Şekil 5: Standart diş modeli ile karşılaştırıldığında, oyulmuş diş modelinin üç boyutlu sapma analizi. Üç boyutlu sapma haritaları bukkal görünümden (A), lingual görünümden (B), oklüzal görünümden (C), mezial görünümden (D) ve distal görünümden (E) gösterilmiştir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

YüzeyNokta çiftleri, nOrtalama ± SD (mm)RMS (mm)Min (mm)Maks (mm)
Bukkal yüzey400.711 ± 0.2260.7450.2351.174
Distal yüzey400.489 ± 0.1560.5130.1460.913
Mezial yüzey400.510 ± 0.2070.5490.1940.856
Lingual yüzey400.540 ± 0.2620.5990.1811.098
Oklüzal yüzey401.145 ± 0.4941.2450.272.401
Genel toplam2000.679 ± 0.3810.7780.1462.401

Tablo 1: AR sanal-gerçek kaydılamasının iki boyutlu görüntü düzlemi üst üste binme sapması.

Tartışma

Diş anatomisi eğitimi, teorik eğitimi pratik eğitimle birleştiren klasik bir öğretim modelini benimseyerek zaman içinde gelişmiştir. Dişlerin anatomik morfolojisinin doğru bir şekilde anlaşılması, özellikle prostodontik tedavi, endodontik tedavi, oklüzal yeniden yapılandırma ve implant restorasyonu ile ilgili prosedürlerde, oral klinik uygulama için önemli bir temel teşkil eder. Bu nedenle araştırmacılar, anatomik bilgi sistemlerinin oluşturulmasını desteklemek için sürekli olarak yeni öğretim yöntemleri ve teknolojileri araştırmışlardır. Önceki çalışmalar, temel olarak öğretim yöntemlerini optimize ederek ve farklı oyma malzemelerinin uygulanabilirliğini araştırarak diş anatomisi eğitimini geliştirmiştir. Dijital teknolojilerin gelişimiyle birlikte, üç boyutlu tarama, üç boyutlu yeniden yapılandırma, 3D baskı, sanal gerçeklik ve artırılmış gerçeklik, klinik uygulamalardan tıp eğitimine kademeli olarak yayılmış ve öğrencilerin karmaşık üç boyutlu yapıları anlamaları için yeni araçlar sağlamıştır15. Gelecekte, yapay zeka ve mobil bilişim geliştikçe, bu teknolojilerin daha düşük maliyetli ve daha kolay bir şekilde rutin öğretime entegre edilmesi beklenmektedir.

Bu sistemde, standart diş modeli yeniden kullanılabilir. Üç boyutlu nesne takip işaretçileri 3D modelleme yazılımında tasarlanabilir ve mekansal ilişkileri, AR yazılımına doğrudan aktarılmadan önce belirlenebilir. Tüm iş akışı, ardından diş oyma tabanının 3D yazıcıyla basılmasıyla tamamlanabilir. Diş oyma eğitimi için fiziksel referanslar olarak 3D yazıcıyla basılmış diş modellerinin kullanılmasının; düşük maliyet, sezgisel morfoloji ve tekrarlı gözlem gibi avantajlarıyla eğitimsel değer sunduğu da dikkate değerdir. Bununla birlikte, AR teknolojisi gerçek zamanlı görsel navigasyon sunar. Gerçek mum blok oyma ortamında gerçek zamanlı, döndürülebilir ve şeffaflığı ayarlanabilir üç boyutlu bir görsel referans sağlayabilir13. Teknoloji gelişmeye devam ettikçe, AR'nin daha düşük maliyetli, daha basit ve daha kullanışlı bir formda eğitime uygulanması beklenmektedir. Bu nedenle, AR destekli öğretimin daha fazla gelişim için önemli bir potansiyeli vardır.

AR sistemleri için görselleştirme kalitesi, izleme stabilitesi ve kayıt doğruluğu, sanal-gerçek üst üste bindirme güvenilirliğini ve kullanıcı deneyimini belirleyen temel teknik faktörlerdir16. Önceki çalışmalar, diş oyma eğitiminde AR sistemlerinin kullanımını araştırmış ancak çoğu görüntü izleme yöntemini benimsemiştir5,13. Buna karşılık, mevcut sistem üç boyutlu nesne izleme kullanmaktadır. Görüntü işaretleyici izleme; basit hazırlık, düşük maliyet ve kolay kurulum sunar ve işaretleyici açıkça göründüğünde ve uygun bir bakış açısı dahilinde olduğunda stabil tanıma sağlayabilir. Diş oyma işlemi sırasında, operatörün hedef diş morfolojisini birden fazla açıdan gözlemleyebilmesi için balmumu bloğunun sıklıkla döndürülmesi gerekir. Bu koşullar altında, bir görüntü işaretleyicisi kamera görüş alanı içinde tamamen görünür kalmayabilir, bu da işaretleyici tanımasını kesintiye uğratabilir ve gerçek zamanlı AR rehberliğinin sürekliliğini sınırlayabilir. Öncelikle düzlemsel görüntü işaretleyicilerine dayanan görüntü izleme ile karşılaştırıldığında, üç boyutlu nesne izleme, nesnenin uzaysal pozunu geometrik konturuna ve doğal görsel özelliklerine dayanarak tahmin eder. Bu, sistemin sanal diş modelini fiziksel balmumu bloğu tabanıyla birden fazla bakış açısından kaydetmesini sağlar, böylece operatörün uygulama sırasında balmumu bloğunu döndürmesi ve gözlemlemesi gereken gerçek diş oyma senaryosuna daha yakın bir eşleşme sağlanır. Ancak bu yaklaşım genellikle izleme nesnesinin bir CAD modeli veya üç boyutlu taranmış bir modelini, ardından 3B baskı ve montajı gerektirir; bu da model hazırlığının karmaşıklığını düzlemsel görüntü işaretleyici izlemeye göre artırır. Bu nedenle, pratik bir strateji, balmumu bloğunu belirgin geometrik yapılara ve görsel özelliklere sahip bir tabana sabitlemektir. Bu izleme yaklaşımına dayanarak sistem, sanal diş modelini dikdörtgen bir görüş alanı içinde gözlemlemek için tabana monte edilmiş işaretleyicilere güvenerek izleme stratejisini optimize eder. Sistem iterasyonu sırasında, tanıma hassasiyeti ile üst üste bindirme doğruluğunu dengelemek için bir kayıt eşiği ayarlama fonksiyonu eklenmiştir. Daha düşük bir eşik, tanıma başarısını artırır ancak üst üste bindirme stabilitesini azaltabilir; buna karşılık daha yüksek bir eşik, kayıt doğruluğunu artırır ancak tanıma zorluğunu artırabilir. Ek olarak, izleme arayüzü kullanıcıların izleme modellerini gerçek zamanlı olarak değiştirmelerine ve şeffaflığı ayarlamalarına olanak tanıyarak operasyonu basitleştirir.

Bununla birlikte, bu sistemin hala çeşitli sınırlamaları bulunmaktadır. İlk olarak, mevcut sistem bir bilgisayara ve harici bir yüksek çözünürlüklü kameraya dayanmaktadır. Cihaz bağlantısı ve mekansal düzenleme nispeten karmaşıktır, bu da sistemin kalabalık sınıflardaki öğretim uygulamalarını kısıtlamaktadır. Maliyeti düşürmek ve erişilebilirliği artırmak amacıyla, sistemin tablet ve akıllı telefon gibi mobil cihazlara uyarlanması için çalışmalar sürdürülmektedir. İkinci olarak, tanıma performansı aydınlatmadan, kamera açısından, işaretçi tıkanıklığından (oklüzyon) ve taban dönüş hızından etkilenmektedir. İşaretçi tıkandığında veya taban çok hızlı döndürüldüğünde, sistem işaretçiyi tanıyamayabilir ve tanımanın yeniden sağlanması için işaretçinin tekrar görünür hale getirilmesi gerekir. Bu protokolün bir diğer sınırlaması da model tasarımı, ağ (mesh) işleme ve AR kaydının yapılması için birkaç ticari veya özelleştirilmiş yazılım paketinin kullanılmış olmasıdır. Bazı fonksiyonlar kısmen açık kaynaklı veya düşük maliyetli alternatiflerle değiştirilebilir. Örneğin, üç boyutlu model tasarımı ve düzenlemesi için FreeCAD veya Blender; ağ işleme için ise MeshLab veya CloudCompare kullanılabilir. Ek olarak, Unity ile birlikte Vuforia Engine, model-hedef tabanlı izleme gibi üç boyutlu nesne tanıma tabanlı AR için potansiyel bir geliştirme çerçevesi sağlayabilir. Ancak, bu protokolde kullanılan AR iş akışının yeniden üretilmesi, hala ek yazılım geliştirme, parametre optimizasyonu ve doğrulama gerektirecektir. Bu nedenle, modelleme ve ağ işleme adımları alternatif yazılımlar kullanılarak kısmen yeniden üretilebilse de, bu protokolde uygulanan AR izleme ve kayıt modülü, daha fazla geliştirme ve doğrulama yapılmadan mevcut bir açık kaynak paketle doğrudan değiştirilemez.

Son olarak, iki boyutlu görüntü düzlemi üst üste bindirme sapma analizi, sistemin üst üste bindirme doğruluğunu yalnızca kısmen yansıtabilmektedir. Diş oyma işlemi üç boyutlu bir prosedür olduğundan, mevcut veriler hassas diş oyma eğitimi için gereken üç boyutlu kayıt doğruluğunu tam olarak ortaya koyamamaktadır. İşaretçi tıkanıklığının, kamera açısının, aydınlatmanın ve rotasyon hızının kayıt performansı üzerindeki etkileri de ayrı ayrı değerlendirilmemiştir. Bu nedenle, sistemin hassas diş oyma rehberliği için yeterli doğruluğu sağlayıp sağlamadığı henüz belirsizdir. Son olarak, bu çalışmada yalnızca tek örnekli bir iş akışı doğrulaması tamamlanmış olup, öğrencilerin oyma kalitesini ve öğrenme çıktılarını iyileştirme yeteneğinin geniş örneklemli kontrollü çalışmalarla doğrulanması gerekmektedir.

Özetle, bu çalışma üç boyutlu nesne takibine dayalı, artırılmış gerçeklik destekli bir diş oyma protokolü önermektedir. Tek örneklik doğrulama sonuçları, bu iş akışının standart diş modeli ile fiziksel balmumu blok operasyon sahnesi arasında AR bindirmesi sağlayabildiğini ve diş oyma eğitimi için sezgisel bir üç boyutlu görsel referans sunduğunu göstermektedir. Mevcut sonuçlar, eğitim etkisinin geleneksel yöntemlerden üstün olduğunu doğrudan kanıtlayamasa da, bu protokol AR teknolojisinin diş oyma eğitimine uygulanmasına yönelik daha fazla araştırmanın fizibilitesini ve değerini ortaya koymaktadır. Mobil cihazlardaki, üç boyutlu tanıma algoritmalarındaki ve yapay zekadaki ilerlemelerle birlikte, AR destekli diş oyma eğitimi; diş laboratuvarı öğretimine daha düşük maliyetli, daha kolay ve daha ölçeklenebilir bir şekilde entegre edilebilir.

Açıklamalar

Yazarların beyan edecek herhangi bir çıkar çatışması yoktur.

Teşekkürler

Bu çalışma, Kunming Tıp Üniversitesi Karmaşık Kraniyofasiyal Malformasyonlar Tanı ve Tedavi Ekibi (2024XKTDTS08), Yunnan Eyaleti Klinik Tıp Merkezi Araştırma Projesi (2024YNLCYXZX0227, 2024YNLCYXZX0229), Yunnan Ağız Hastalıkları Klinik Araştırma Merkezi (202505AJ310001) ve Yunnan Eyaleti Üst Düzey Yetenek Eğitimi Destek Planı (YNWR-MY-2020-086) tarafından desteklenmiştir.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
3B TarayıcıSHINING 3DAutoScanEPCG-BD032G26Standart mum dişin üç boyutlu taraması için kullanılır.
KameraIntal RealSenseD415Üç boyutlu nesne işaretçisinin tanınması için gerçek zamanlı görsel alanın elde edilmesinde kullanılır.
Dental mum oyma aletiMum bloğu oymak içindir.
E3D CMFHunan Liuwei Jinghang Digital Technology Co., Ltd., Hunan, Çin.https://www.e3d-med.com/AR navigasyon yazılımı.
FDM 3B yazıcıBambu Lab31B8BP631300564Mum blok taşıyıcı tabanı ve üç boyutlu nesne takip işaretçisinin üretilmesinde kullanılır.
Geomagic Wrap3D Systems Corporationversiyon 2021Standart mum dişin üç boyutlu tarama verilerinin işlenmesinde kullanılır.
PLA filamentBambu Lab10105FDM 3B baskı için kullanılır.
SOLIDWORKS Dassault Systèmesversiyon 2025Mum blok taşıyıcı tabanı ve nesne takip işaretçisinin üç boyutlu modellemesi için kullanılır.
Mum blokDiş oyma pratiği içindir.

Kaynaklar

  1. Lone M, McKenna JP, Cryan JF, Downer EJ, Toulouse A. A survey of tooth morphology teaching methods employed in the United Kingdom and Ireland. Eur J Dent Educ. 2018;22(3):e438-e443.
  2. Overskott HL, Markholm CE, Sehic A, Khan Q. Different methods of teaching and learning dental morphology. Dent J (Basel). 2024;12(4):114.
  3. Conte DB, et al. Educational interventions to improve dental anatomy carving ability of dental students: A systematic review. Anat Sci Educ. 2021;14(1):99-109.
  4. Alzer H, Ismail NH, Alsoleihat F. Blended learning with video demonstrations enhances dental students' achievements in tooth carving. Adv Med Educ Pract. 2023;14:1425-1431.
  5. Lim EJ, Kim YS, Im JE, Lee JG. Mobile educational tool based on augmented reality technology for tooth carving: Results of a prospective cohort study. BMC Med Educ. 2023;23(1):462.
  6. Hsu MS, Yeh CL, Cheng SJ, Lin CP. Transforming dental morphology education: The impact of three-dimensional digital simulation on practical skill development. Int Dent J. 2025;75(6):103904.
  7. Abdalla R. Teaching dental anatomy and morphology: An updated clinical- and digital-based learning module. Eur J Dent Educ. 2020;24(4):650-659.
  8. Fayyaz Y, Ali M, Ullah R, Shaikh MS. Applications of 3D-printed teeth in dental education: A narrative review. J Taibah Univ Med Sci. 2024;19(4):816-822.
  9. Elgreatly A, et al. Students' perception of digital waxing software for dental anatomy education. J Oral Sci. 2022;64(2):178-180.
  10. Azuma RT. A survey of augmented reality. Presence: Teleoperators Virtual Environ. 1997;6(4):355-385.
  11. Zafar S, Zachar JJ. Evaluation of HoloHuman augmented reality application as a novel educational tool in dentistry. Eur J Dent Educ. 2020;24(2):259-265.
  12. Bolek KA, De Jong G, Henssen D. The effectiveness of the use of augmented reality in anatomy education: A systematic review and meta-analysis. Sci Rep. 2021;11(1):15292.
  13. Schrenker J, Del Hougne M, Schmitter M, Hohne C. Using augmented reality to enhance wax-up training in dental education: A feasibility study. Sci Rep. 2025;15(1):27633.
  14. Macrì, M., D’albis, G., D’albis, V., Timeo, S., Festa, F. Augmented reality-assisted surgical exposure of an impacted tooth: A pilot study. Applied Sciences. 2023;13 (19):11097.
  15. Dzyuba N, Jandu J, Yates J, Kushnerev E. Virtual and augmented reality in dental education: The good, the bad and the better. Eur J Dent Educ. 2025;29(3):497-515.
  16. Ma L, Huang T, Wang J, Liao H. Visualization, registration and tracking techniques for augmented reality-guided surgery: A review. Phys Med Biol. 2023;68(4):04TR02.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Di Morfolojisi3B Di ModeliDental Anatomi E itimiSanal Nesne zlemeBilgisayarl G rRestoratif Di TedavisiEndodontik Tedavi
Video yakında

İlgili makaleler