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2024 | OriginalPaper | Buchkapitel

Virtual Stigmometer Widget (ViSti) for Precise 5DOF Dental Drill Tool Positioning with Augmented Reality

verfasst von : Mine Dastan, Antonio Boccaccio, Antonio Emmanuele Uva, Michele Fiorentino

Erschienen in: Design Tools and Methods in Industrial Engineering III

Verlag: Springer Nature Switzerland

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Abstract

Dental tool positioning is a challenging manual operation that requires precise 5DOF positioning of the drill -rotation around the tool is not influential- minimal error can result in grave consequences such as nerve and bone damage. Augmented Reality (AR) can help to assist tool positioning, but the widgets proposed in the literature are quasi-static, commonly using virtual 3D cylinders or lines to be visually collimated and eventually supported by color change. We draw our inspiration from the photographic viewfinder and propose a novel Virtual Stigmometer Widget (ViSti) to convey tool positioning error magnitude to the dentist. The widget slightly blurs the view and gradually focuses it while approaching the target (i.e., implant drilling position) till it is perfectly collimated. We conducted a within subjects experiment (N = 30) to compare our widget with the golden standard in 32 positioning tasks. NASA-TLX results demonstrated that our widget reduces frustration (−43%), and mental demand (−19%), and the user perceives a better performance (+8%). However, the expected tradeoff is effort (+34%), and physical (+33%) temporal demand (+4%). Our widget demonstrated to have a potential usage for dentistry and in further fields where 5DOF precision is crucial.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Zhai, S., Milgram, P.: Quantifying coordination in multiple DOF movement and its application to evaluating 6 DOF input devices. In: Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems - CHI 1998, pp. 320–327. ACM Press, New York (1998). https://doi.org/10.1145/274644.274689 Zhai, S., Milgram, P.:  Quantifying coordination in multiple DOF movement and its application to evaluating 6 DOF input devices. In: Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems - CHI 1998, pp. 320–327. ACM Press, New York  (1998). https://​doi.​org/​10.​1145/​274644.​274689
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Zurück zum Zitat Dastan, M., Uva, A.E., Fiorentino, M.: Gestalt driven augmented collimator widget for precise 5 DOF dental drill tool positioning in 3D space. In: 2022 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR), pp. 187–195. IEEE (2022). https://doi.org/10.1109/ISMAR55827.2022.00033 Dastan, M., Uva, A.E., Fiorentino, M.: Gestalt driven augmented collimator widget  for precise 5 DOF dental drill tool positioning in 3D space. In: 2022 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR),  pp. 187–195. IEEE (2022). https://​doi.​org/​10.​1109/​ISMAR55827.​2022.​00033
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Zurück zum Zitat Li, G., Lee, D., Jeong, Y., Cho, J., Lee, B.: Holographic display for see-through augmented reality using mirror-lens holographic optical element. Opt Lett. (“Sci-Hub | Holographic display for see-through augmented reality using ...”)41, 2486 (2016). https://doi.org/10.1364/OL.41.002486 Li, G., Lee, D., Jeong, Y., Cho, J., Lee, B.: Holographic display for see-through augmented reality using mirror-lens holographic optical element. Opt Lett. (“Sci-Hub | Holographic display for see-through augmented reality using ...”)41, 2486 (2016). https://​doi.​org/​10.​1364/​OL.​41.​002486
Metadaten
Titel
Virtual Stigmometer Widget (ViSti) for Precise 5DOF Dental Drill Tool Positioning with Augmented Reality
verfasst von
Mine Dastan
Antonio Boccaccio
Antonio Emmanuele Uva
Michele Fiorentino
Copyright-Jahr
2024
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-031-58094-9_53

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.