Performance and cognitive workload during haptic virtual reality-based implant osteotomy training: a prospective repeated-measures study
这项前瞻性重复测量研究表明，重复的触觉虚拟现实练习能显著提高住院医师在植入物截骨术中的客观表现并降低认知负荷，且在新手与经验丰富的参与者之间未观察到显著差异。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是对下方论文的AI生成解释。它不是由作者撰写或认可的。如需技术准确性，请参阅原始论文。 阅读完整免责声明
植入牙科种植体是一项既需要钟表匠般的精准，又需要外科医生般稳健的任务。它涉及在颌骨中钻出一个孔洞以固定一颗新牙，但其误差范围极小。如果钻头哪怕只偏离了极其微小的路径，或者稍微倾斜了一个错误的方向，种植体就可能偏离目标，损伤附近的神经，或者无法为牙齿提供良好的支撑。几十年来，未来的外科医生学习这项技能的方式通常是在物理模型上进行练习，这些模型通常由动物骨骼或合成材料制成。虽然这些模型能提供触感，但它们无法完美模拟人类患者独特的解剖结构，也无法测量钻头的深度或直度是否完全准确。
近年来，一种结合了虚拟现实与触觉反馈技术的全新训练方式应运而生。触觉（Haptic）是指触觉感知；在这种语境下，这意味着计算机可以对使用者的手施加反作用力，模拟钻入骨骼时的阻力。这使得受训者可以在一个安全的数字空间内练习手术的精确动作，在这个空间里，每一次失误都会被记录，但永远不会让真实的患者面临风险。研究人员一直想探究的问题是：在数字世界中进行练习是否真的能让外科医生变得更优秀，以及随着他们对技术的日益熟练，所需的心理努力是否会发生变化。
来自土耳其的一个研究小组致力于回答这些问题，他们观察了一组口腔颌面外科住院医师在触觉虚拟现实模拟器上的练习情况。他们想要观察重复练习是否会导致更快速、更准确的钻孔，以及任务带来的心理压力是否会随着时间推移而减轻。他们还想知道，在初学者阶段和已经拥有多年手术室经验之后，两者之间是否存在差异。该研究涉及20名住院医师，分为两组：12名处于培训第一或第二年的住院医师（被视为新手），以及8名处于第三或第四年的住院医师（被视为有经验者）。
参与者在数周内进行了六次相同的虚拟手术。每次练习大约间隔两天进行，且任务每次都是完全一致的：在虚拟下颌骨的特定位置钻一个用于单颗牙种植体的孔。该模拟器设计得非常客观。它会自动测量每个程序所需的时间，并从四个不同的维度精确计算钻头偏离理想路径的程度：倾斜程度、深度，以及孔洞顶部和底部的偏移量。在第一次和最后一次练习结束后，住院医师们还填写了一份调查问卷，以评估该任务在心理和生理上的难度。
结果显示出普遍的进步模式。随着住院医师重复这项任务，他们变得明显更快且更准确。到第六次练习时，完成钻孔的平均时间比第一次尝试减少了三十秒以上。准确性也得到了显著提升：钻头的角度更接近预定计划，且孔洞在骨骼中的位置也更接近预期目标。住院医师们也报告称，他们的心理负担减轻了。他们的自我报告工作量评分（衡量压力、努力程度和挫败感的指标）从第一次练习到最后一次练习下降了二十多分。
有趣的是，研究发现，无论是新手还是有经验的住院医师，其进步路径都是一致的。研究人员原以为初学者可能会表现出更陡峭的学习曲线（即快速追赶专家），或者专家组的初始工作量会低得多。然而，两组人的进步速度相似，且在开始时的心理努力程度和结束时的轻松感也相似。唯一的显著区别在于，尽管经验丰富的组别进步幅度相同，但他们始终报告了略高的整体工作量感。这表明，那些拥有更多临床经验的人可能会对模拟过程更加挑剔，能够察觉到虚拟世界与真实手术之间细微的差异，而初学者则尚未察觉到这些差异。
研究人员谨慎地指出，虽然在模拟器中的进步是真实且可衡量的，但这项研究并未证明这些技能会自动转化为现实中的手术能力。参与者是在一个单一且标准化的虚拟案例上进行练习，且研究并未追踪他们在实际患者身上的表现是否有所提升。研究结果表明，触觉虚拟现实是监测进度和减轻学习复杂运动技能心理负担的有力工具。它提供了一个标准化的环境，让外科医生可以反复练习某项程序直至掌握，且无需承担在活体患者身上练习的风险。然而，在进一步的研究证实这些数字领域的进步能在手术室中保持一致之前，该模拟器仍被视为一种补充性的训练场所，而非传统临床经验的完全替代品。
您所在领域的论文太多了？
获取与您研究关键词匹配的最新论文每日摘要——附技术摘要，使用您的语言。