虚拟现实触觉技术与传统牙科模拟训练的结合：顺序是否重要？一项来自芬兰东部的对比研究
作者及发表信息
本研究由芬兰东芬兰大学（University of Eastern Finland, UEF）牙科研究所的Szabolcs Felszeghy（通讯作者）、Outi Huhtela、Kiia Manninen等团队完成，发表于International Journal of Computerized Dentistry 2024年第27卷第4期（389–399页）。研究聚焦于牙科预临床教育中虚拟现实触觉（VR-haptic）技术与传统幻影头（phantom head）训练的结合效果。
学术背景与研究目标
牙科预临床教育的核心之一是培养学生精细的牙齿预备技术，传统训练依赖幻影头模型（如Frasaco牙齿），但存在材料损耗高、反馈滞后等问题。随着数字化技术的发展，VR-haptic模拟器（如Simodont Dental Trainer）通过触觉反馈和实时数据分析提供了新的训练途径。然而，两种训练方式的结合顺序是否影响学习效果尚未明确。本研究旨在评估VR-haptic训练与传统训练的交替顺序对学生操作表现的影响，并分析学生对两种模式的接受度。
研究设计与方法
1. 研究对象与分组
40名三年级牙科学生随机分为两组：
- 第一组：先进行VR-haptic训练（使用Simodont设备），后转为幻影头训练。
- 第二组：顺序相反。
训练周期为3周，包含18次理论课和12次实验室操作。
2. 训练内容与评估指标
- VR-haptic任务：
- 基础模块：几何形状切削（目标移除率≥75%），评估操作时间和精度（图1d）。
- 进阶模块：46号牙全冠预备，要求轴向削减2 mm、咬合面削减5 mm，边缘位于龈上0.5 mm，收敛角6–12度（图1e）。
- 数据采集：通过Simodont软件记录切削体积、时间，并导出3D模型（.stl格式）用ImageJ分析临床指标（咬合深度、邻牙损伤等）。
3. 数据分析
采用SPSS 27进行统计检验，包括独立样本t检验、Mann-Whitney U检验及卡方检验，显著性阈值p<0.05。
主要结果
1. 操作表现差异
- VR-haptic组优势：第一组（先VR后幻影头）在咬合削减深度（3.94±1.4 mm vs. 2.46±1.1 mm）和邻牙保护（损伤率64% vs. 22%）上显著优于第二组（表1、2）。
- 幻影头组问题：第二组预备边缘深度不均匀（p<0.001），显示传统训练初期易导致操作不稳定（图4a）。
2. 学生反馈
- 接受度：88%学生认为VR-haptic反馈有助于技能提升（图5），82%表示其增强了操作自信（图6）。
- 教育者角色：尽管VR提供实时数据，94%学生仍重视教师的语言反馈（图7）。
3. 创新性发现
- 顺序效应：先VR后幻影头的组合能更高效地提升预备精度，减少邻牙损伤。
- 技术互补性：VR训练弥补了传统模型无法提供即时量化反馈的缺陷，而幻影头强化了真实场景的适应性。
结论与价值
本研究证实，VR-haptic训练作为幻影头训练的前置阶段，可显著提升牙科学生的操作规范性和安全性。其科学价值在于：
1. 教育方法优化：为混合式牙科训练课程设计提供了实证依据。
2. 技术整合：凸显VR-haptic在精细化技能训练中的不可替代性，尤其在空间感知和误差控制方面。
3. 成本效益：尽管VR设备投入高（全球仅150所牙学院配置），但其降低材料损耗的长期效益值得关注。
研究亮点
- 交叉设计：首次通过顺序对比揭示VR与传统训练的协同效应。
- 多维度评估：结合客观操作数据（3D量化）与主观反馈（Likert量表）。
- 临床转化意义：为数字化牙科教育工具的标准化应用提供了路线图。
局限与展望
未来需扩大样本量，并纳入学生游戏经验等干扰因素分析。此外，VR模块的多样性（如感染控制模拟）和远程监督功能有待开发。
（全文约2000字）