Apprentissage dentaire, VR/AR et simulateurs haptiques

L’éducation des dentistes est à la croisée des chemins. Des modes d’enseignement traditionnels et progressifs sont proposés. Les progrès technologiques ont conduit à la mise au point de simulateurs que les dentistes en formation peuvent utiliser pour acquérir de l’expérience avant de se rapprocher d’un patient. En 2011, le King’s College London Dental Institute a remporté un prix pour son hapTEL (haptique pour l’apprentissage assisté par la technologie), tandis que le diplôme en médecine dentaire de l’Université de Plymouth était créé avec un environnement d’apprentissage dentaire simulé comme élément clé du cours.

Les simulateurs utilisent la technologie haptique – un système de rétroaction qui introduit la sensation de toucher – pour permettre à l’utilisateur de ressentir à quoi cela ressemble, par exemple d’administrer un bloc d’identification ou de couper une cavité. Les étudiants en médecine dentaire tiennent la pièce à main et, lorsqu’ils la déplacent, ils peuvent observer une version numérique de leur pièce à main sur l’écran en face d’eux tout en éprouvant simultanément la sensation de percer une dent.

Il existe d’autres technologies qui sont testées à des fins éducatives. La principale est la réalité augmentée (RA), une technologie qui garde les étudiants dans leur propre espace tout en ajoutant une couche graphique pour améliorer leur vision du monde réel. En revanche, la réalité virtuelle (RV) la plus connue implique généralement un casque ou des écouteurs et crée une réalité immersive distincte, qui est moins propice à la salle de classe ou à la salle de conférence. Mais les deux technologies peuvent converger et, bien que moins pratique en classe, la réalité virtuelle a toujours un rôle important à jouer dans la formation des dentistes et des chirurgiens.

Yesh Pulijala vient de terminer son doctorat à l’Université de Huddersfield et a démontré que les étudiants de premier cycle expérimentés en réalité virtuelle immersive (RVi) étaient plus confiants et mieux informés que ceux qui suivaient une présentation sur ordinateur. ¹

Le groupe d’étude de l’essai a reçu des casques Oculus Rift sur lesquels sont montés des contrôleurs Leap Motion. Leap Motion est un capteur qui permet à l’utilisateur d’utiliser ses mains pour interagir mais sans rien toucher. Leurs doigts fonctionnent comme une souris mais ne nécessitent aucun contact. L’Oculus Rift avait été adapté à l’étude pour montrer une intervention chirurgicale maxillo-faciale.

En travaillant ensemble, les deux appareils ont permis aux dentistes du groupe d’étude de visualiser une ostéotomie de Le Fort et d’utiliser leurs mains pour diriger des activités, consulter les notes du patient, par exemple, ou se déplacer dans la salle virtuelle. Pendant ce temps, le groupe de contrôle a visualisé la procédure via PowerPoint.

Yesh fait référence à un article de 1978 ² qui montre que 75% de l’apprentissage est cognitif et 25% technique. Il a dit: ‘Vous devez d’abord apprendre à vos yeux à voir et ensuite à vos mains de se toucher. Je pense que c’est très important et qu’en termes de compréhension, vous devez connaître la chirurgie de A à Z avant d’apprendre à le faire physiquement. ‘

Toutefois, en ce qui concerne la formation des dentistes, il est essentiel d’acquérir de l’expérience et le développement d’une technologie appropriée pour l’enseignement des étudiants en médecine et en médecine dentaire semble avoir pris du retard.

Dès 2008, le médecin en chef, Liam Donaldson, avait préconisé la création d’un centre national de simulation. ³ Cela permettrait à toute une série de professionnels médicaux et dentaires d’acquérir diverses compétences, qu’il s’agisse d’injections ou de chirurgies. Mais cela ne s’est pas concrétisé.

Il existe de nombreuses preuves que de nouvelles approches ont été testées, mais de différentes manières dans différents centres et aucune n’a encore été établie. Les entreprises du secteur haptique sont très intéressées par les secteurs dentaire et aéronautique. Le minuscule domaine dans lequel un dentiste doit travailler et les compétences et la dextérité requises rendent la profession réceptive au développement des technologies d’enseignement.

Chris Stokes est professeur universitaire à la faculté de médecine dentaire de la Sheffield University et dirige l’enseignement des compétences numériques. Chris croit que la réalité augmentée sera finalement la voie à suivre dans l’enseignement des futurs dentistes. Mais cela a été essayé et testé trop tôt.

«C’était amusant et attrayant, mais il y avait trop d’obstacles. C’était difficile à manier. Les gens aiment toucher aux choses en dentisterie.

Initialement, cela signifiait travailler à partir d’un iPad sur lequel les notes pédagogiques étaient stockées, puis utiliser un marqueur QR pour créer une «fenêtre contextuelle» AR. Le problème était que la taille de l’image était limitée à l’appareil qu’ils utilisaient et qu’il était problématique d’obtenir un bon éclairage afin de visualiser l’image AR. Il a ensuite opté pour un affichage à plat plus conventionnel d’objets tridimensionnels: «C’était formidable pour la nouveauté, mais à l’époque, c’était une distraction pour l’apprentissage plutôt qu’une aide dans la façon dont je l’utilisais.

Il fait référence à la courbe d’apprentissage pour décrire l’évolution de la RA. La courbe comporte cinq phases qui peuvent être familières à tout dentiste qui a grand espoir d’une nouvelle technologie. Il faut d’abord le concept ou la technologie, puis un mouvement ascendant pour atteindre le sommet des attentes exagérées, suivi d’un mouvement descendant vers le creux de la désillusion avant de remonter la pente de l’illumination qui finit par se stabiliser et former le plateau de la productivité.

Les jeux vidéo, dit-il, ont été une force motrice qui a probablement contribué à susciter des attentes exagérées quant à la manière dont la réalité virtuelle et augmentée pourrait fonctionner dans les domaines clinique et pédagogique. Les premières itérations de simulateurs ont fourni une expérience immersive qui n’était pas appropriée pour une salle de classe de dentistes stagiaires. Ils avaient des casques de réalité virtuelle que tout le monde portait pour voir un monde de réalité virtuelle, mais les étudiants de premier cycle ne pouvaient voir ni leur tuteur ni leurs camarades de classe.

«Ce que vous voulez, c’est une technologie qui vous permet de rester dans la salle de classe en compagnie de votre tuteur et de vos camarades mais qui ajoute ensuite à ce que vous pouvez voir. C’est ce que la réalité augmentée peut maintenant faire et c’est pourquoi nous y retournons. ‘

À la Sheffield Dental School, un groupe entreprend actuellement des recherches en collaboration avec le département d’informatique et HRV, un fournisseur commercial de simulateurs médicaux. Ashley Towers, chercheur au doctorat, collabore étroitement avec l’équipe dentaire sur un certain nombre de projets de recherche afin de déterminer comment ces technologies peuvent être utilisées au maximum pour enseigner la dentisterie opératoire et déterminer quelles sont leurs limites.

Chris a déclaré: «Nous abordons cette question sous l’angle pédagogique et nous travaillons avec les étudiants pour que nous comprenions comment l’haptique améliore leurs compétences cliniques, mais aussi comment ils peuvent apprendre plus rapidement et ce qui leur donne le retour dont ils ont besoin. Ma prédiction personnelle est que nous constatons que la majorité des étudiants en médecine dentaire sont à l’aise avec la technologie, mais que quelques-uns ne sont pas à l’aise. La visualisation de la 3D peut provoquer des nausées chez certaines personnes. Il y a un problème d’accessibilité que nous devons comprendre. ‘

Ce qui est intéressant à observer, dit Chris, c’est la différence faite par l’expérience antérieure de la technologie telle qu’elle se généralise, en partant du principe que les joueurs vidéo pourraient s’adapter plus rapidement.

À Sheffield, les étudiants utilisent des simulateurs HRV VirTeaSy au cours de leurs trois premières années d’études dans le cadre de leur formation standard. Cependant, l’équipe pédagogique travaille sur des moyens permettant au logiciel haptique d’intégrer systématiquement les balayages des patients que les étudiants verront dans les cliniques. «Imaginez avoir une préparation de couronne difficile devant vous et pouvoir vous y préparer en analysant avec précision le patient qui occupera votre fauteuil», déclare Chris.

Le Dr Alastair Barrow pense que lorsque la technologie haptique sera normalisée dans l’ensemble de l’enseignement médical et dentaire, son développement s’accélérera. Alastair était un chercheur sur le projet hapTEL, responsable de la technologie, avant de rejoindre l’Imperial College pour travailler au développement d’une technologie pour les procédures laparoscopiques et endoscopiques.

Ce qui a été appris, a-t-il déclaré, est que les simulateurs fonctionnant avec la RA et la RV sont bénéfiques pour la formation clinique, mais il y avait des problèmes d’adoption. Alastair est maintenant le directeur de la nouvelle technologie Generic Robotics et s’efforce de briser les silos qui se sont développés en raison des professions et des instituts qui investissent dans leur propre technologie sur mesure. Parfois, dit-il, différents départements d’une même université disposent d’une technologie qui a sa propre garantie et qui nécessite son propre expert. Une telle approche n’est pas viable à long terme.

Generic Robotics met à la disposition des développeurs des plates-formes de simulateurs d’usage général qui leur permettent d’ajouter leurs propres modules logiciels, que ce soit pour des procédures vétérinaires, chirurgicales ou dentaires.

La technologie qui peut être traduite doit être l’avenir, en particulier dans une profession relativement petite comme la dentisterie.

Ben Underwood, développeur de l’application BrushDJ et boursier de l’accélérateur d’innovation du NHS, estime que la réalité virtuelle et la réalité virtuelle sont destinées à transformer l’éducation des patients. Son application, une minuterie pour brosser les dents qui promeut l’hygiène buccale de manière amusante, est construite autour de la musique, la plus universelle des langues. L’application a été téléchargée dans plus de 190 pays. La simplicité et l’évolution constante de la technologie ont été essentielles.

Si les progrès en matière de développement de la technologie de formation dentaire universelle ont été lents, c’est pour la meilleure des raisons, en veillant à ce qu’elle soit pleinement éprouvée. À mesure que cette année avance, il semble probable que les réalités alternatives vont jouer un rôle de plus en plus important dans la formation des futurs dentistes.