Geri Dön

Augmented reality system for relieving the anxiety of pediatric dental patients

Çocuk diş hastalarında anksiyeteyi azaltmaya yönelik artırılmış gerçeklik sistemi

PDF İndir

  1. Tez No: 988637
  2. Yazar: KEREM GAVCAR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖKHAN İNCE
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Oyun ve Etkileşim Teknolojileri Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
  12. Bilim Dalı: Oyun ve Etkileşim Teknolojileri Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tezde, 6–8 yaş arası çocuklarda dental anksiyeteyi azaltmak, tedavi sürecine yönelik iş birliğini artırmak ve klinik işleyişi aksatmadan tedavi konforunu yükseltmek amacıyla geliştirilen, klinik kullanıma uygun bir Artırılmış Gerçeklik (AR) sisteminin tasarımı, uygulanışı ve klinik değerlendirme sonuçları sunulmaktadır. Çalışmanın temel çıkış noktası, çocuk hastaların diş hekimliği ortamında sıklıkla yaşadığı kaygı ve ağrı algısının; tedaviye uyumu zorlaştırması, işlem sürelerini uzatması ve bazı vakalarda sedasyon ya da genel anestezi gibi ek müdahalelere duyulan ihtiyacı artırmasıdır. Bu durum, hem hasta güvenliği hem de klinik kaynakların etkin kullanımı açısından önemli bir sorun alanı oluşturmaktadır. Çocuklarda dental anksiyete, yalnızca işlem sırasında ortaya çıkan geçici bir tepki olmayıp, ilerleyen yaşlarda diş hekimi korkusunun yerleşmesine ve ağız–diş sağlığı hizmetlerinden kaçınmaya yol açabilen çok boyutlu bir olgudur. Bu nedenle erken yaşta edinilen deneyimlerin niteliği, uzun vadeli ağız sağlığı davranışları açısından kritik öneme sahiptir. Klinik ortamda uygulanan klasik davranış yönlendirme teknikleri ve sözel açıklamalar, belirli bir hasta grubunda etkili olsa da, özellikle enjeksiyon gibi invaziv adımlar içeren işlemlerde yetersiz kalabilmektedir. Bu bağlamda, çocuğun dikkatini yönlendiren ve kaygı algısını azaltmaya yardımcı olan destekleyici araçlara duyulan ihtiyaç giderek artmaktadır. Son yıllarda dijital teknolojilerin klinik ortamlara entegrasyonu, bu ihtiyaca yanıt verme potansiyeli taşıyan yeni yaklaşımların ortaya çıkmasına olanak sağlamıştır. Ancak mevcut teknolojik çözümlerin bir bölümü, çocuğu tamamen sanal bir ortama taşıyan ve gerçek klinik bağlamdan koparan sistemlere dayanmaktadır. Bu tür uygulamalar dikkat dağıtımı sağlasa da, hekim–hasta iletişimini sınırlayabilmekte, klinisyenin süreci eş zamanlı olarak yönetmesini zorlaştırabilmekte ve bazı durumlarda çocuk üzerinde kontrol kaybı hissi yaratabilmektedir. Bu tez kapsamında geliştirilen AR yaklaşımı, söz konusu sınırlılıkları göz önünde bulundurarak, çocuğu klinik ortamdan izole etmeyen ve gerçek tedavi sahnesi üzerine kısa, sade ve öngörülebilir dijital içerikler bindiren bir tasarım anlayışıyla ele alınmıştır. Bu yaklaşımda amaç, çocuğun dikkatini tamamen farklı bir dünyaya taşımak yerine, mevcut ortamı daha anlaşılır ve daha az tehdit edici hâle getirmektir. Böylece hem dikkat yönlendirme sağlanmış hem de hekim ile çocuk arasındaki iletişimin kesintisiz biçimde sürdürülmesi mümkün kılınmıştır. Uygulama, tablet üzerinde çalışan ve dental ünitenin arkasına sabitlenen bir görsel hedef aracılığıyla konumlandırılan marker tabanlı bir sistem olarak tasarlanmıştır. Tabletin sabit bir konumda yer alması, klinik alan düzenini bozmayacak ve enfeksiyon kontrolü gereklilikleriyle uyumlu bir kullanım sağlamıştır. Çocuğun herhangi bir cihazı tutmak zorunda kalmaması, hem hijyen açısından hem de kaygıyı artırabilecek ek bir yük oluşturmaması bakımından bilinçli bir tercih olarak benimsenmiştir. Tüm etkileşim süreci hekimin kontrolünde yürütülmüş; uygulama, klinisyenin müdahalesini sınırlayan değil, destekleyen bir araç olarak konumlandırılmıştır. İçerik tasarımı, kısa süreli ve döngülenebilir dört tematik sahne etrafında yapılandırılmıştır: orman, mısır, uzay ve çocuk odası. Bu sahneler, çocukların yaş grubuna uygun olacak şekilde, aşırı uyarıcı olmayan ve klinik ortamla uyumlu görsel bağlamlar sunacak biçimde hazırlanmıştır. Her sahnede, sık kullanılan dental aletler çocukların günlük hayatta aşina olduğu kavramlarla ilişkilendirilmiş; anlat–göster–yap yaklaşımı doğrultusunda, işlemlerin ne olduğu, neden yapıldığı ve nasıl hissedilebileceği güven verici bir dil kullanılarak aktarılmıştır. Bu yapı, çocuğun belirsizlik algısını azaltmayı ve kontrol hissini desteklemeyi amaçlamıştır. Erkek ve kız çocuklarına hitap eden iki ayrı avatar, yaşa uygun seslendirmelerle yönlendirici bir rol üstlenmiştir. Avatarların anlatımı, klinik işlemin akışını bölmeyecek ve hekimin sözel yönlendirmeleriyle çelişmeyecek biçimde yapılandırılmıştır. Arka plan sesleri ise klinik koşullarında anlaşılabilirliği bozmayacak, dikkat dağıtımı sağlarken iletişimi engellemeyecek düzeyde düzenlenmiştir. Uygulamanın çevrimdışı çalışacak şekilde yapılandırılması, klinik ortamda bağlantı bağımlılığını ortadan kaldırmış; hasta verisi toplanmaması ise etik ve gizlilik gereklilikleriyle uyum sağlamıştır. Klinik değerlendirme süreci, üç farklı grup üzerinden yürütülmüştür: kontrol grubu (standart davranış yönetimi), çizgi film grubu (pasif video izleme) ve AR grubu. Tüm gruplar, aynı klinik ortamda ve benzer işlem adımlarını içeren standart bir seans akışıyla değerlendirilmiştir. Seanslar; karşılama, dental aletlerin tanıtımı, gerekli durumlarda lokal anestezi uygulaması, dental işlem ve kapanış aşamalarını içermiştir. Özellikle enjeksiyon gibi hassas adımlarda, AR grubunda kısa ve sakinleştirici döngüler kullanılarak çocuğun dikkatinin yönlendirilmesi hedeflenmiştir. Bu süreçte tabletin yönlendirilmesi ve içerik kontrolü tamamen hekim tarafından gerçekleştirilmiş; çocuk uygulamayı pasif bir kullanıcı olarak deneyimlemiştir. Çalışmada, çocukların deneyimini tek bir ölçüt üzerinden değerlendirmek yerine, çok boyutlu bir yaklaşım benimsenmiştir. Bu kapsamda öznel, davranışsal ve fizyolojik göstergeler birlikte ele alınmıştır. Dental anksiyete düzeyleri işlem öncesi ve sonrası ölçülerek müdahalenin etkisi incelenmiş; ağrı algısı yüz ifadelerine dayalı ölçekler aracılığıyla değerlendirilmiştir. Çocukların iş birliği düzeyi, hekim gözlemlerine dayalı puanlama sistemleriyle kayıt altına alınmış; fizyolojik uyarılma ise işlem süresince belirli zaman noktalarında alınan nabız ölçümleriyle takip edilmiştir. Buna ek olarak, işlem süreleri kaydedilerek AR kullanımının klinik akış üzerindeki etkisi objektif olarak incelenmiştir. Elde edilen bulgular, tüm gruplarda enjeksiyon sırasında beklenen fizyolojik uyarılma artışının gözlendiğini ve işlem sonunda nabız değerlerinin başlangıca yakın seviyelere döndüğünü göstermiştir. Bununla birlikte, AR grubunda bu artışın kontrol grubuna kıyasla daha düşük olduğu ve toparlanmanın daha hızlı gerçekleştiği belirlenmiştir. Ağrı algısına ilişkin puanların AR grubunda daha düşük değerlere yöneldiği; iş birliği puanlarında ise AR lehine belirgin bir artış gözlendiği raporlanmıştır. Klinik gözlemler, AR grubundaki çocukların dental koltuğa daha kolay uyum sağladığını ve işlem sürecine daha sakin katılım gösterdiğini ortaya koymuştur. İşlem süreleri açısından gruplar arasında anlamlı bir fark saptanmamış; bu durum, AR kullanımının klinik süreci uzatmadığını ve mevcut iş akışına entegre edilebilir olduğunu göstermiştir. Ayrıca uygulamanın kabul edilebilirlik düzeyinin yüksek olduğu; çocukların deneyimi tekrar yaşamak istediklerini ifade ettikleri ve ebeveyn ile klinisyen geri bildirimlerinin genel olarak olumlu olduğu bildirilmiştir. Bu çalışma üç temel katkı sunmaktadır. İlk olarak, donanım yerleşimi, yazılım mimarisi, içerik kurgusu ve klinik iş akışını bütüncül biçimde ele alan, tekrar üretilebilir bir tablet tabanlı AR yaklaşımı tanımlanmıştır. İkinci olarak, dental anksiyete, ağrı algısı, iş birliği ve fizyolojik uyarılmayı eşzamanlı olarak değerlendiren çok alanlı bir ölçüm ve analiz çerçevesi sunulmuştur. Üçüncü olarak, AR tabanlı dikkat yönlendirme yaklaşımının çocuğu klinik ortamdan izole etmeden uygulanabileceği ve özellikle enjeksiyon gibi hassas adımlarda iş birliğini destekleyebileceği gösterilmiştir. Sonuç olarak, klinik olarak uygulanabilir tablet tabanlı AR yaklaşımının, çocuk hastalarda anksiyete ve ağrı algısını azaltma, tedaviye yönelik iş birliğini artırma ve işlem sürelerini uzatmadan klinik akışı destekleme açısından umut verici bulgular sunduğu belirlenmiştir. Bu tür çözümlerin, çocukların diş hekimliği deneyimine yönelik olumsuz algıların azaltılmasına katkı sağlayabileceği ve uzun vadede sedasyona duyulan ihtiyacı azaltma potansiyeline sahip olduğu değerlendirilmektedir. Gelecek çalışmalarda, daha geniş yaş grupları, farklı dental işlem türleri ve uzun dönem izlem verileri ile yöntemin kalıcılığının ve genellenebilirliğinin daha kapsamlı biçimde incelenmesi önerilmektedir.

Özet (Çeviri)

This thesis investigates a clinic-ready, tablet-based Augmented Reality (AR) system designed to reduce dental anxiety and improve cooperation in pediatric patients aged 6–8 years. Building on evidence that attentional distraction and predictable routines mitigate procedural distress, a child-appropriate AR experience was developed that overlays interactive content onto the real operatory. Unlike fully immersive virtual reality, the AR approach preserves dentist–child communication and situational awareness, aligning with the constraints of chairside dentistry. The AR application was implemented on a tablet platform using Unity and a marker-based tracking framework. An image target mounted behind the dental unit anchors scene content while the clinician drives progression via large, high-contrast touch controls. The experience is organized around four short, loopable themes—Forest, Egypt, Space, and Child's Room—each introducing common instruments through playful metaphors (e.g.,“elephant trunk,”“minty spritz,”“shower toothbrush,”“vanilla cream”) and brief, reassuring scripts. Two friendly avatars guide the child; voice lines and ambient soundscapes are gentle, age-appropriate, and intentionally brief to match attention windows. The system was evaluated in a three-arm clinical study comparing: (i) control group (standard behavioral management), (ii) cartoon group (passive video distraction), and (iii) AR group. Outcomes spanned multiple domains: dental anxiety (Modified Child Dental Anxiety Scale), pain (Wong–Baker Faces), physiological arousal (pulse rate at five timepoints), behavioral cooperation (Frankl scale), procedure duration, and acceptability. Sessions followed a fixed flow integrating a tell–show–do sequence, optional calm loops during sensitive steps, and positive feedback. The application operated fully offline; no patient data were stored. Results showed expected peri-procedural trajectories across groups, with transient heart-rate elevations around local anesthesia and recovery thereafter. Both distraction arms moderated reactivity relative to control group. The AR group exhibited (i) lower or more rapidly normalizing pulse by the end of the procedure, (ii) improved cooperation on Frankl ratings, and (iii) comparable or shorter treatment times relative to standard care, indicating that AR did not burden workflow. Pain reports favored AR over Control and were at least comparable to the Cartoon condition. Children and clinicians rated AR as acceptable and easy to integrate into routine practice. Design choices that enabled this performance were clinician-mediated interaction (the child never handles the device), marker-based robustness under operatory lighting, short predictable segments aligned with dental steps, and child-friendly metaphors that reframe instruments without obscuring instructions. Thematically, Forest, Egypt, Space, and Child's Room balance novelty with familiarity to sustain engagement while preserving situational awareness. In conclusion, a brief, clinician-mediated AR experience can be embedded into pediatric dental workflows to support cooperation and reduce distress without extending chair time. The multi-domain evaluation (anxiety, pain, physiology, behavior, duration, acceptability) strengthens confidence in clinical applicability. Future work should broaden age ranges, compare content variants and timing relative to procedures, and examine durability of benefits across repeated visits and different treatment complexities.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    418538

    A stereo hmd system with visual and inertial data capture for 3D augmented reality applications

    3B eklenmiş gerçeklik uygulamaları için eylemsizlik verilerini ve video görüntülerini yakalayan stereo bte sistemi

    AHMET KERMEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. ARİF TANJU ERDEM

  2. Tez No

    605272

    The use of local data in architectural design through augmented reality

    Mimari tasarımda artırılmış gerçeklik aracılığıyla yerel veri kullanımı

    FARUK CAN ÜNAL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YÜKSEL DEMİR

  3. Tez No

    904263

    Yok olan kültürel mirasın artırılmış gerçeklik uygulamaları veri toplama aşamasında yapay sinir ağlarının kullanımı: Trabzon örneği

    Augmented reality applications of destroyed cultural heritage use of artificial neural networks in data collection phase: Trabzon example

    İBRAHİM AKTÜRK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    MimarlıkKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SÜLEYMAN ÖZGEN

  4. Tez No

    488054

    Artırılmış gerçeklik mobil uygulaması; İTÜ kampüs asistanı örneği

    Augmented reality mobile application; ITU campus assistant example

    RASHID RAMAZANOV

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DURSUN ZAFER ŞEKER

  5. Tez No

    839765

    Ultra güvenilir düşük gecikmeli sınır bilişimde dinamik görev aktarımı ve kaynak tahsisi

    Dynamic task offloading and resource allocation for ultra-reliable low-latency edge computing

    ŞEVKET EFE GÜLLERCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMRE AKTAŞ

Geri Dön