DOI: https://doi.org/10.1186/s12909-025-07622-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40624647
تاريخ النشر: 2025-07-07
المؤلف: Esra Yildirim Manav وآخرون
الموضوع الرئيسي: البحث في طب الأسنان وكوفيد-19
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة تأثير تقنيات المحاكاة، وبشكل خاص محاكيات اللمس في الواقع الافتراضي (VR) ونماذج الأسنان الطبقية (Caviprep)، على تطوير المهارات اليدوية لدى طلاب طب الأسنان المبتدئين خلال التدريب قبل السريري. تم تعيين 48 طالبًا في السنة الثانية من طب الأسنان بشكل عشوائي إلى أربع مجموعات: التدريب المشترك مع كل من VR والنموذج الطبقي، النموذج الطبقي فقط، VR فقط، ومجموعة التحكم التي تستخدم الأسنان المستخرجة. تلقى جميع المشاركين نفس التعليم النظري والعروض التوضيحية الموحدة لتحضير تجويف الحشوة. تم تقييم المهارات اليدوية من قبل ثلاثة مقيمين معميين باستخدام نموذج موحد، وتم إجراء التحليلات الإحصائية باستخدام SPSS 23.0.
أشارت النتائج إلى وجود فرق كبير في دقة عمق التجويف بين المجموعات (p = 0.001)، حيث كانت مجموعة التحكم هي الأسوأ أداءً. ومع ذلك، لم يتم العثور على فروق ذات دلالة إحصائية في المعايير الأخرى التي تم تقييمها مثل شكل التجويف ونعومة القاع (p > 0.05). تشير النتائج إلى أن دمج محاكيات VR والنماذج الطبقية يعزز بشكل ملحوظ التحكم في العمق أثناء تمارين تحضير التجويف، مما يدل على قدرتها على تحسين المهارات اليدوية الأساسية للقدرة السريرية في التعليم الطبي.
مقدمة
تؤكد مقدمة هذه الورقة البحثية على الدور الحاسم للمهارات اليدوية في التعليم قبل السريري لطب الأسنان الترميمي، مشددة على ضرورة تطوير طلاب طب الأسنان لمهارات حركية دقيقة ووعي مكاني في وقت مبكر من تدريبهم. تواجه الطرق التقليدية، مثل التدريب على الأسنان البلاستيكية أو المستخرجة، قيودًا تشمل خصائص المواد غير المتسقة والتغذية الراجعة غير الكافية. للتغلب على هذه التحديات، ظهرت محاكيات اللمس في الواقع الافتراضي (VR) كأدوات تعليمية مبتكرة، حيث توفر بيئات غامرة تحاكي الإجراءات السريرية وتقدم تغذية راجعة في الوقت الحقيقي، مما يعزز اكتساب المهارات النفس حركية وثقة الطلاب.
بالإضافة إلى تقنيات VR، تم دمج أدوات المحاكاة الفيزيائية مثل كتل التدريب متعددة الطبقات والأسنان المطبوعة ثلاثية الأبعاد في المناهج الدراسية لتحسين الإدراك المكاني والتغذية الراجعة اللمسية. تشير الورقة إلى أنه على الرغم من أن هذه التطورات أظهرت وعدًا في تحسين التجارب التعليمية، إلا أن استراتيجيات الدمج المثلى لمحاكيات VR ونماذج المحاكاة الفيزيائية في التعليم الطبي لا تزال محل نقاش. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم التأثيرات المشتركة والفردية لمحاكيات اللمس في VR ونماذج المحاكاة الطبقية على تطوير المهارات اليدوية بين طلاب طب الأسنان في السنة الثانية، مع افتراض أن دمجها سيؤدي إلى أداء أفضل في المهام قبل السريرية مقارنة بالطرق التقليدية أو استخدام أي من التقنيتين بمفردها.
الطرق
في هذه الدراسة، تم تعيين المشاركين بشكل عشوائي إلى واحدة من أربع مجموعات تجريبية لتقييم فعالية طرق التدريب المختلفة لتحضير تجويف الحشوة على الأضراس السفلية المستخرجة. تم إجراء التخصيص باستخدام عشوائية بسيطة من خلال قائمة أرقام عشوائية تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر، مما يضمن توزيعًا غير متحيز بناءً على أرقام هوية الطلاب المجهولة.
تضمنت المجموعات: المجموعة 1 (مجموعة النموذج الطبقي + VR، n=12)، التي تلقت تدريبًا باستخدام كل من النموذج الطبقي ومحاكي اللمس في الواقع الافتراضي (VR)؛ المجموعة 2 (مجموعة النموذج الطبقي، n=12)، التي استخدمت النموذج الطبقي فقط للتدريب؛ المجموعة 3 (مجموعة محاكي VR، n=12)، التي ركزت فقط على محاكي اللمس في VR؛ والمجموعة 4 (مجموعة التحكم، n=12)، التي لم تتلق أي تدريب إضافي. بعد جلسات التدريب، قام جميع المشاركين بأداء تحضيرات التجويف لتقييم تأثير طرق التدريب المختلفة.
النتائج
أظهرت نتائج الدراسة التي تقارن جودة تحضير التجويف عبر أربع طرق تدريب (النموذج الطبقي + VR، النموذج الطبقي، VR، ومجموعة التحكم) فرقًا ذا دلالة إحصائية في عمق التجويف (p = 0.001)، كما تم تقييمه من قبل هيئة تدريس طب الأسنان الترميمي. يشير معامل Cramér’s V البالغ 0.463، مع 6 درجات من الحرية، إلى حجم تأثير كبير، مما يقترح وجود ارتباط قوي بين المجموعات فيما يتعلق بعرض التجويف. ومع ذلك، لم يتم ملاحظة فروق ذات دلالة إحصائية في المعايير الأخرى، بما في ذلك شكل التجويف (p = 0.416)، قاع التجويف (p = 0.849)، زاوية الخط الداخلي (p = 0.849)، الحافة الهامشية (p = 0.352)، شكل الاحتفاظ (p = 0.786)، وعرض التجويف (p = 0.330).
أشارت المقارنات الثنائية الإضافية إلى أن مجموعة التحكم اختلفت بشكل كبير عن كل مجموعة تجريبية فيما يتعلق بعمق التجويف (p < 0.001 للنموذج الطبقي + VR، p = 0.001 للنموذج الطبقي، وp = 0.019 لـ VR). كانت معاملات Cramér's V لهذه المقارنات 0.858، 0.694، و0.562، على التوالي، مما يشير جميعًا إلى أحجام تأثير كبيرة. على العكس من ذلك، لم يتم العثور على فروق ذات دلالة إحصائية بين المجموعات التجريبية نفسها (p = 0.524، p = 0.229، وp = 0.761). عند تقييم جودة تحضير التجويف بشكل عام، أظهرت التحليلات عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين المجموعات (F(3,44) = 0.455؛ p = 0.715).
المناقشة
هدفت الدراسة، التي وافقت عليها لجنة الأخلاقيات في جامعة لوكمان حكيم، إلى تقييم فعالية دمج الواقع الافتراضي (VR) والنماذج الطبقية في تعليم تحضير تجويف الحشوة للأسنان لطلاب طب الأسنان. شارك في الدراسة 48 طالبًا في السنة الثانية من طب الأسنان، مع معايير اختيار دقيقة لضمان عدم تعرضهم سابقًا لـ VR أو النماذج الطبقية. شمل التدريب جلسات منظمة باستخدام كل من محاكيات اللمس في VR والنماذج الطبقية، مع التركيز على تطوير المهارات النفس حركية الضرورية للممارسة السريرية. أشارت النتائج إلى أن الطلاب الذين تم تدريبهم باستخدام كلا الطريقتين أظهروا تحسنًا كبيرًا في التحكم في العمق في تحضيرات التجويف مقارنةً بأولئك الذين استخدموا الطرق التقليدية فقط، مما يدعم فعالية التدريب القائم على المحاكاة في تعزيز المهارات اليدوية.
على الرغم من النتائج الإيجابية في التحكم في العمق، وجدت الدراسة عدم وجود تأثير إضافي كبير عند دمج تدريب VR والنموذج الطبقي، مما يشير إلى أن الحمل المعرفي قد يعيق كفاءة التعلم عندما يتعرض المتعلمون المبتدئون لعدة طرق معقدة في وقت واحد. بينما حسّن النموذج الطبقي بمفرده أيضًا التحكم في العمق مقارنة بمجموعة التحكم، لم تظهر جودة تحضير التجويف بشكل عام فروقًا ذات دلالة إحصائية بين المجموعات. تبرز هذه النتائج الحاجة إلى فترات تدريب ممتدة للاستفادة الكاملة من فوائد أدوات المحاكاة، حيث قد تكون مدة التدريب القصيرة قد حدت من تطوير مهارات أكثر تعقيدًا. تؤكد الدراسة على أهمية دمج تقنيات المحاكاة المتقدمة في التعليم الطبي، مع معالجة التحديات اللوجستية والمالية المرتبطة بتنفيذها. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على تحسين مدة التدريب وتسلسله لتعظيم نتائج التعلم.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12909-025-07622-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40624647
Publication Date: 2025-07-07
Author(s): Esra Yildirim Manav et al.
Primary Topic: Dental Research and COVID-19
Overview
This study investigates the impact of simulation technologies, specifically virtual reality (VR) haptic simulators and layered tooth models (Caviprep), on the development of manual dexterity in novice dental students during preclinical training. A total of 48 second-semester dental students were randomly assigned to four groups: combined training with both VR and the layered model, the layered model only, VR only, and a control group using extracted teeth. All participants received the same theoretical instruction and standardized demonstrations for occlusal amalgam cavity preparation. Manual dexterity was evaluated by three blinded assessors using a standardized form, with statistical analyses performed using SPSS 23.0.
The results indicated a significant difference in cavity depth accuracy among the groups (p = 0.001), with the control group performing the worst. However, no significant differences were found in other evaluated parameters such as cavity outline and floor smoothness (p > 0.05). The findings suggest that the integration of VR simulators and layered models notably enhances depth control during cavity preparation exercises, indicating their potential to improve essential manual skills for clinical competence in dental education.
Introduction
The introduction of this research paper emphasizes the critical role of manual dexterity in preclinical education for restorative dentistry, highlighting the necessity for dental students to develop precise motor skills and spatial awareness early in their training. Traditional methods, such as practicing on plastic or extracted teeth, face limitations including inconsistent material properties and inadequate feedback. To overcome these challenges, virtual reality (VR) haptic simulators have emerged as innovative educational tools, providing immersive environments that simulate clinical procedures and deliver real-time feedback, thereby enhancing psychomotor skill acquisition and student confidence.
In addition to VR technologies, physical simulation tools like multi-layered training blocks and 3D-printed teeth have been incorporated into curricula to improve spatial perception and tactile feedback. The paper notes that while these advancements have shown promise in enhancing educational experiences, the optimal integration strategies for VR and physical simulation models in dental education remain debated. This study aims to evaluate the combined and individual effects of VR haptic simulators and layered simulation models on manual skill development among second-semester dental students, hypothesizing that their combination will yield superior performance in preclinical tasks compared to traditional methods or either technology used alone.
Methods
In this study, participants were randomly assigned to one of four experimental groups to evaluate the effectiveness of different training methods for occlusal amalgam cavity preparations on extracted mandibular molars. The allocation was conducted using simple randomization through a computer-generated random number list, ensuring unbiased distribution based on anonymized student ID numbers.
The groups included: Group 1 (Layered Model + VR Group, n=12), which received training with both the layered model and a virtual reality (VR) haptic simulator; Group 2 (Layered Model Group, n=12), which utilized only the layered model for training; Group 3 (VR Simulator Group, n=12), which focused solely on the VR haptic simulator; and Group 4 (Control Group, n=12), which did not receive any supplementary training. Following the training sessions, all participants performed the cavity preparations to assess the impact of the different training modalities.
Results
The results of the study comparing cavity preparation quality across four training methods (The layered model + VR, The layered model, VR, and Control Group) revealed a statistically significant difference in cavity depth (p = 0.001), as evaluated by restorative dentistry faculty. The Cramér’s V coefficient of 0.463, with 6 degrees of freedom, indicates a large effect size, suggesting a strong association between the groups concerning cavity width. However, no significant differences were noted for other parameters, including cavity outline (p = 0.416), floor of cavity (p = 0.849), internal line angle (p = 0.849), marginal ridge (p = 0.352), retention form (p = 0.786), and width of cavity (p = 0.330).
Further pairwise comparisons indicated that the Control Group significantly differed from each experimental group regarding cavity depth (p < 0.001 for The layered model + VR, p = 0.001 for The layered model, and p = 0.019 for VR). The Cramér's V coefficients for these comparisons were 0.858, 0.694, and 0.562, respectively, all suggesting large effect sizes. Conversely, no significant differences were found among the experimental groups themselves (p = 0.524, p = 0.229, and p = 0.761). When assessing overall cavity preparation quality, the analysis showed no statistically significant differences among the groups (F(3,44) = 0.455; p = 0.715).
Discussion
The study, approved by the Ethics Committee of Lokman Hekim University, aimed to evaluate the effectiveness of integrating virtual reality (VR) and layered models in teaching occlusal amalgam cavity preparation to dental students. A total of 48 second-year dental students participated, with careful selection criteria ensuring no prior exposure to VR or layered models. The training involved structured sessions using both VR haptic simulators and layered models, with a focus on developing psychomotor skills essential for clinical practice. The results indicated that students trained with both modalities exhibited significantly improved depth control in cavity preparations compared to those using traditional methods alone, supporting the efficacy of simulation-based training in enhancing manual skills.
Despite the positive outcomes in depth control, the study found no significant additive effect when combining VR and layered model training, suggesting that cognitive overload may hinder learning efficiency when novice learners are exposed to multiple complex modalities simultaneously. While the layered model alone also improved depth control compared to the control group, overall cavity preparation quality did not show significant differences among the groups. These findings highlight the need for extended training periods to fully leverage the benefits of simulation tools, as the short duration of the training may have limited the development of more complex skills. The study underscores the importance of integrating advanced simulation technologies into dental education, while also addressing the logistical and financial challenges associated with their implementation. Future research should focus on optimizing training duration and sequencing to maximize learning outcomes.