DentSim : Εκπαιδευτικό Οδοντιατρικό Λογισμικό προσομοίωσης

1. DentSim : Εκπαιδευτικό Οδοντιατρικό Λογισμικό προσομοίωσης Αθηνά Δαλοπούλου Γεωργία Κλιφοπούλου ΕΡΓΑΣΙΑ ΓΙΑ ΤΟ ΕΠΙΛΕΓΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΟΔΟΝΤΙΑΤΡΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΣΤ ΕΞΑΜΗΝΟ , 2012-2013

2. ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ • Είναι η προσπάθεια αναπαράστασης/ μίμησης της συμπεριφοράς ενός συστήματος ή μιας πραγματικής κατάστασης στον υπολογιστή με στόχο να μπορεί να μελετηθεί και να χρησιμοποιηθεί για εκπαιδευτικούς σκοπούς. Είναι δηλαδή ένα μοντέλο που έχει κατασκευαστεί για να αναπαραστήσει και να επιτρέψει την κατανόηση της λειτουργίας ενός συστήματος. Το σύστημα προσομοίωσης «μιμείται» τη συμπεριφορά αυτού που αναπαριστά και συνεπώς επιτρέπει εξοικείωση με τα χαρακτηριστικά του και κατανόηση των λειτουργιών του. Το σύστημα προσομοίωσης στις περισσότερες περιπτώσεις σήμερα είναι ένα μοντέλο που «εκτελείται» σε έναν υπολογιστή. • Μια προσομοίωση με υπολογιστές είναι υπολογιστικό μοντέλο που χρησιμοποιείται για να πειραματιστούμε πάνω σε ένα πραγματικό σύστημα. Στόχος είναι η μελέτη, η κατανόηση, η διδασκαλία και ο πειραματισμός με πολύπλοκα συστήματα . Οι χρήστες χειρίζονται τα συστατικά του συστήματος με πλήρως αλληλεπιδραστικό τρόπο.

3. ΤΥΠΟΙ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΕΩΝ Μπορούμε να διακρίνουμε τέσσερις τύπους προσομοιώσεων: Αυτές που προσομοιώνουν κάτι α) φυσική προσομοίωση, στην οποία ένα φυσικό φαινόμενο ή κατάσταση αναπαρίσταται από το υπολογιστικό σύστημα στην οθόνη επιτρέποντας στον χρήστη να μάθει κάτι για αυτό όταν χειρίζεται κάποια ή κάποιες μεταβλητές β) επαναληπτική προσομοίωση, στην οποία ο χρήστης εκτελεί διαδοχικές φορές την προσομοίωση επιλέγοντας τιμές για τις διάφορες παραμέτρους Αυτές που δείχνουν πώς να γίνει κάτι γ) διαδικαστική προσομοίωση, η οποία στοχεύει να διδάξει μια αλληλουχία ενεργειών για την επίτευξη κάποιου στόχου δ) προσομοίωση κατάστασης, κατά την οποία ο χρήστης εξερευνά εναλλακτικές διαδρομές σε ένα σύστημα για να μελετήσει τις επιπτώσεις τους.

4. ΣΕ ΠΟΙΟΥΣ ΤΟΜΕΙΣΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΑΙ Προσομοίωση: • Στην Αυτοκινητοβιομηχανία (Automobile simulator) • Στην εκπαίδευση (Classroom of the future) • Στην επικοινωνία (Communication satellite simulation) • Στην οικονομία (ecomics simulation) • Στην ναυπηγική (Marine simulators) • Στον στρατό (Military simulations) • Στη ρομποτική (Robotics simulators) • Στη εμβιομηχανική(Biomechanics simulators) • Στον αθλητισμό(Sports Simulation) • Στην ιατρική

5. DentSim Από την DenX Ltd Είναι διαθέσιμο από το 1997, γι αυτό και έχει αναπτυχθεί και αξιολογηθεί περισσότερο από τα υπόλοιπα λογισμικά. Είναι ένα επαναστατικό ηλεκτρονικό σύστημα προσομοίωσης που χρησιμοποιείται για την οδοντιατρική εκπαίδευση και πρακτική. Αυτό το διαδραστικό σύστημα συνδυάζει έναν ασθενή, ένα online εκπαιδευτή και μια απεριόριστη τράπεζα δεδομένων από οδοντιατρικές επεμβάσεις, ιατρικά δεδομένα και διδακτέα ύλη μαθημάτων. Πανεπιστήμια που χρησιμοποιούν την τεχμολογία DentSim: University of Tennessee University of Minnesota Virginia Commonwealth Universit University of Pennsylvania Case Western Reserve University University of Manitoba Tokyo Medical University National Taiwan University

6. DentSim • Η μονάδα αποτελείται από : • Προσομοίωση ή μοντέλο ασθενή με κεφάλι που μιμείται πλήρως τις φυσιολογικές κινήσεις και οδοντοστοιχία με πλαστικά δόντια • Οδοντιατρική χειρολαβή • Φώς • Υπέρυθρη κάμερα και • Δυο υπολογιστές

7. Τεχνολογία DentSim Το σύστημα απεικόνισης βασίζεται στην τεχνολογία GPS(global positioning system) Το οπτικό σύστημα χρησιμοποιεί μια κάμερα για να εντοπίσει ένα σετ από LEDs που βρίσκονται στην οδοντιατρική χειρολαβή και στην γνάθο του προσομοιωτικόυ μοντέλου. Τα LEDs στέλνουν υπέρυθρη ακτινοβολία, η οποία λαμβάνεται από την κάμερα που βρίσκεται πάνω από την οδοντιατρική μονάδα. (τα LEDs που βρίσκονται στη χειρολαβή παρέχουν δεδομένα αναφορικά με την κίνηση του χρήστη, ενώ τα LEDs της γνάθου παρέχουν στοιχεία σχετικά με τη θέση των δοντιών). Συνεπώς συλλέγοντας αυτά τα στοιχεία, μπορεί να υπολογιστεί η ακριβής θέση του άκρου του γλυφάνου σε σχέση με το δόντι. Αυτή η πληροφορία μεταφέρεται στον υπολογιστή και εμφανίζεται μέσω εικονικής προσομοίωσης ως τρισδιάστατη έγχρωμη εικόνα. Ο οπτικο-μηχανικός σχεδιασμός της κάμερας έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να διασφαλίζει σταθερότητα και ακρίβεια για ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών.

8. Ροή εργασίας DentSim Αποτελείται από τρία στάδια Πολυμεσικός βοηθός Κλινική πράξη Σύστημα διαχείρισης

9. Πολυμεσικός βοηθός Είναι ένα "on-line textbook" που παρέχει στους φοιτητές θεωρία και παραδείγματα μέσω διαδραστικού τρόπου. Επιτρέπει στους φοιτητές να δουν μια βέλτιστη απόδοση πριν επιχειρήσουν την πραγματική απόδοση. Ο MMHelper περιλαμβάνει το ιστορικό του ασθενούς, τη διάγνωση, τις αρχές της προετοιμασίας και τις βέλτιστες δυνατές επιδόσεις, 3D μοντέλα των δοντιών, hyperlinks για επαγγελματική ορολογία και πολλά άλλα χαρακτηριστικά που δημιουργούν ένα κλινικό περιβάλλον μάθησης για τους φοιτητές.

10. Κλινική πράξη Είναι το πρακτικό στάδιο του προγράμματος κατάρτισης που παρέχει στους φοιτητές μια προσομοίωση εικονικής πραγματικότητας της θεραπείας του ασθενή. Κάθε φοιτητής αναλαμβάνει έναν εικονικό ασθενή, και μαζί του παρέχονται πληροφορίες όπως στοιχεία ασθενούς, ακτινογραφίες και το σχέδιο θεραπείας. Κατά τη διάρκεια της πράξης, ο φοιτητής εφοδιάζεται με άμεση και σε πραγματικό χρόνο ανατροφοδότηση καθώς και αντικειμενικές πληροφορίες σχετικά με τις επιδόσεις προετοιμασίας, που δίνουν τη δυνατότητα στο φοιτητή να αξιολογήσει τον εαυτό και να την επανεξετάζει σε κάθε δεδομένη στιγμή (συνεχής μάθηση). Κάθε συνεδρία μπορεί να αποθηκευτεί, με αποτέλεσμα να υπάρχει η δυνατότητα αξιολόγησης τόσο της διαδικασίας όσο και του αποτελέσματος.

11. Σύστημα διαχείρισης Είναι το εργαλείο των εκπαιδευτών να ελέγχουν και να ενημερώνουν το συντριπτικό ποσό των δεδομένων που είναι διαθέσιμα στο σύστημα DentSim μέσω μιας ενιαίας μονάδας. Επιτρέπει στον εκπαιδευτή να παρακολουθεί τους μαθητές, τα μαθήματα και άλλους εκπαιδευτές και να επανεξετάζει κάθε διαδικασία που γίνεται από τους φοιτητές μέσω ενός ολοκληρωμένου συστήματος δικτύου. Αυτό το "τηλεχειριστήριο" σύστημα επιτρέπει στους εκπαιδευτές να ελέγχουν την εργασία των μαθητών τόσο σε πραγματικό χρόνο, όσο και όταν οι χρήστες DentSim έχουν ολοκληρώσει το έργο τους. Επιτρέπει επίσης την κατασκευή διαφορετικών περιπτώσεων για τους φοιτητές που εισέρχονται στην κλινική φάση της κατάρτισής τους.

12. Εφαρμογές DentSim Το σύστημα μπορεί να υποστηρίξει την προ-κλινική διαδικασία κατάρτισης, καθώς καιπολλούς άλλους τομείς στο πλαίσιο της διαδικασίας της οδοντιατρικής πρακτικής και της εκπαίδευσης: • Αποδοχή υποψήφιων φοιτητών: δημιουργία τεστ αξιολόγησης δεξιοτήτων των υποψηφίων • Διαλογή φοιτητών (Student Screening): ανάλογα με τις δεξιότητες, έτσι ώστε να εξατομικεύονται οι απαιτήσεις και ο αφιερώμενος χρόνος του εκπαιδευτή για κάθε φοιτητή. • Βελτίωση χειρωνακτικών ικανοτήτων • Προ-Κλινική Εκπαίδευση: άσκηση μεγάλης ποικιλίας οδοντιατρικών επεμβάσεων σε ένα πλήρως κλινικά προσανατολισμένο, χωρίς στρες περιβάλλον. Η άμεση και αντικειμενική ανατροφοδότηση επιτρέπει στους φοιτητές να ασκηθούν και να μάθουν με το δικό τους ρυθμό, με αποτελεσματική σχέση κόστους-χρόνου • Κλινική Εκπαίδευση: Έμπειροι φοιτητές μπορούν να προχωρήσουν σε πιο προηγμένες διαδικασίες, οι οποίες δεν είναι κλινικά πραγματοποιήσιμες λόγω έλλειψης χρόνου διδασκαλίας ή εκπαιδευτών. • Ενισχυτική Εκπαίδευση: για την γεφύρωση του χάσματος των δεξιοτήτων χωρίς την προσθήκη χρόνου διδασκαλίας. • Μεταβατική εκπαίδευση: η χρήση ενός εικονικού προσομοιωτή ασθενούς επιτρέπει στους μαθητές να κάνουν μια ομαλή μετάβαση στην εργασία με ζωντανούς ασθενείς. • Αξιολόγηση σχολής: εφόσον η αξιολόγηση του DentSim είναι αντικειμενική, επαναλαμβανόμενη και αξιόπιστη • Συνεχής οδοντιατρική εκπαίδευση

13. Κλινικά Πλεονεκτήματα • Προσομοίωση του κλινικού περιβάλλοντος και των κλινικών διαδικασιών. • Εκμάθηση της σωστής θέσης εργασίας • Εκμάθηση της σωστής χρήσης των εργαλείων • Εκμάθηση άμεσου και έμμεσου τρόπου ενόρασης του συστήματος που εξετάζεται • Άμεση αξιολόγηση της εργασίας που γίνεται εκείνη ακριβώς τη στιγμή (feedback) • Δίνει τη δυνατότητα επανάληψης της ίδιας εργασίας κατά βούληση

14. Εκπαιδευτικά Πλεονεκτήματα • Ελαχιστοποιείται η χρήση ζώντων ασθενών, η οποία σχετίζεται με μια σειρά από μειονεκτήματα, όπως ιατρικά- νομικά ζητήματα και το γεγονός ότι η αξιολόγηση δεν μπορεί να είναι ενιαία και ομοιόμορφη όταν χρησιμοποιούνται διαφορετικοί ασθενείς κάθε φορά. • Αντικειμενική, άμεση αξιολόγηση. ΤοDentSim εξαλείφει τυχόν προκαταλήψεις που μπορεί να υπάρχουν από το ανθρώπινο στοιχείο στην αξιολόγηση. Η ανατροφοδότηση είναι αντικειμενική και ακριβής, επιτρέποντας στους μαθητές να προχωρήσουν με το δικό τους ρυθμό για βέλτιστη απόδοση. • Το σύστημα είναι διαθέσιμο όλο το 24ωρο, δίνοντας έτσι την ευκαιρία στους μαθητές να επεκτείνουν το πεδίο εφαρμογής της εκπαίδευσής τους ακόμη και πέραν του χρόνου σπουδών. • Όλες οι πληροφορίες που σχετίζονται με την απόδοση είναι αποθηκευμένες σε αρχεία. Έτσι, το άμεσο αποτέλεσμα είναι ατελείωτες επιλογές για έρευνα και συλλογή δεδομένων. • Δικτύωση: Ολόκληρο το εργαστήριο είναι δικτυωμένο με τη θέση εργασίας ενός καθηγητή και επιτρέπει έτσι την εμφάνιση πληροφοριών σε μεμονωμένους ασθενείς. • Προσαρμογές λογισμικού: Το λογισμικό συνεχώς αναβαθμίζεται για να περιλαμβάνει μια ολοένα αυξανόμενη επαγγελματική τεχνογνωσία. Τα μαθήματα μπορούν επίσης να αλλάξουν ανάλογα με τις ειδικές απαιτήσεις του κάθε Πανεπιστημίου. • Πιο γρήγορη απόκτηση δεξιοτήτων. • Θετική αποδοχή από τους μαθητές.

15. ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ • Περιορισμοί του ίδιου του συστήματος. Χρησιμοποιείται μόνο για παρασκευές κοιλοτήτων και όχι για αποκαταστάσεις δοντιών. • Ιδιαιτέρως μεγάλο κόστος. Ολόκληρη η μονάδα κοστίζει γύρω στα 70.000 δολάρια ενώ το λογισμικό στα 6.000 δολάρια. • Δυσκολία στη διατήρηση και στην επισκευή του εξοπλισμού. Απαιτείται εξειδικευμένο προσωπικό για να επιβλέπει το εργαστήριο και να επισκευάζει ό,τι χρειαστεί. • Κατάργηση της άμεσης επαφής μεταξύ ζωντανού ασθενούς και φοιτητή • Δεν υπάρχει ανάπτυξη δεξιοτήτων επικοινωνίας από μέρους του φοιτητή • Δεν μπορεί να γίνει αναπαράσταση επειγουσών καταστάσεων κατά τη διάρκεια της οδοντιατρικής πράξης

16. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ • http://www.dentistryiq.com/articles/2011/12/dental-students-training-with-dentsim-rated-higher-by-faculty.html • http://www.dentsimlab.com/learning-benefits/skills-development • http://www.denx.com/ • http://scratchpad.wikia.com/wiki/Dental_Simulation_Technology • http://www.medicalexpo.com • http://www.creativeteachingsite.com/edusims.html • http://en.wikipedia.org/wiki/Simulation • http://users.sch.gr/nikbalki/epim_kse/Edusoft_files/edusoft_files/Programs_files/Systimata_Prosomoiosis.pdf

17. ΕΥΧΑΡΙΣΤΟΥΜΕ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ!