- ICH GCP
- Registr klinických studií v USA
- Klinická studie NCT04700384
Efektivita systému umělé inteligence v simulačním tréninku
Srovnání virtuálního operačního asistenta s odbornou instruktáží v chirurgické výuce: Randomizovaná kontrolovaná zkouška
Stručné shrnutí:
Pozadí:
Přestože chirurgické zkušenosti a technické dovednosti jsou spojeny s lepšími výsledky pacientů, kvantifikace chirurgických schopností na operačním sále je náročná. V chirurgické výuce mohou být velké soubory dat generované vysoce věrnými simulátory virtuální reality využity algoritmy strojového učení k objektivnímu měření výkonu a kompetence frekventantů na expertních benchmarkech. To umožňuje opakované procvičování chirurgických dovedností v bezpečném a bezrizikovém prostředí s okamžitou zpětnou vazbou.
Naše skupina vyvinula a má patent na inteligentní výukový systém s názvem Virtual Operative Assistant (VOA). S využitím algoritmu vektorového stroje pro podporu umělé inteligence (AI) vyhodnocuje VOA data odvozená z platformy simulátoru NeuroVR (CAE Healthcare) a poskytuje individualizovanou audiovizuální zpětnou vazbu ke zlepšení výkonu studentů během simulovaných resekcí mozkových nádorů. Efektivitu inteligentních doučovacích systémů, jako je VOA, pro lidskou chirurgickou učňovskou pedagogiku, je třeba ještě objasnit.
Cílem této studie je porovnat efektivitu a edukační dopad personalizované zpětné vazby VOA s odbornou výukou technických dovedností studenta medicíny osvojení si postupu resekce nádoru ve virtuální realitě.
Specifické cíle: 1) Zhodnotit, zda studenti medicíny, kteří dostávají personalizovanou zpětnou vazbu VOA, statisticky zlepšují svůj chirurgický výkon ve srovnání s těmi, kteří (a) nemají zpětnou vazbu od experta instruktora nebo (b) zpětnou vazbu zprostředkovanou expertem instruktorem. 2) Nastínit, zda inteligentní doučovací systém VOA vyvolává u studentů medicíny různé emoce při plnění tohoto úkolu v porovnání s lidskou výukou
Přehled studie
Postavení
Podmínky
Detailní popis
Design: Tříramenná částečně zaslepená randomizovaná kontrolovaná studie tréninku VOA versus dálkově založená odborná instrukce versus kontrola.
Název a sídlo: Neurosurgical Simulation and Artificial Intelligence Learning Centre, Montreal Neurological Institute.
Účastníci: Způsobilí studenti prvního a druhého ročníku medicíny z celé provincie Quebec.
Úkol: Úplné odstranění simulovaného nádoru – rozlišitelného podle barvy a haptických vlastností – s minimálním krvácením a poškozením okolního zdravého mozku pomocí dvou chirurgických nástrojů (ultrazvuková odsávačka Cavitron a bipolární kleště) chirurgického simulátoru NeuroVR (CAE Healthcare).
Intervence: Jedno 75minutové školení, včetně šesti pokusů o virtuální subpiální resekci tumoru (pět jednoduchých praktických scénářů a jeden komplexní realistický scénář) s hodnocením a zpětnou vazbou buď:
- systém inteligentního doučování VOA (Skupina 2) popř
vzdálený odborný instruktor (skupina 3)
Oba ve srovnání s:
- kontrolní skupina (skupina 1), která nedostává žádné hodnocení ani zpětnou vazbu k výkonu.
Pokud je nám známo, toto bude první studie, která porovná účinnost inteligentního výukového systému s umělou inteligencí s odbornými výukami v kontextu lékařské a chirurgické simulace virtuální reality a posoudí emocionální odezvu na takový výukový program. Cílem této studie je začít identifikovat úspěšné přístupy k použití této inovativní technologie v učebních osnovách lékařské výchovy a zlepšit výsledky pacientů zvýšením bezpečnosti, efektivity a kompetence chirurgů a dalších poskytovatelů zdravotní péče.
Typ studie
Zápis (Aktuální)
Fáze
- Nelze použít
Kontakty a umístění
Studijní místa
-
-
Quebec
-
Montreal, Quebec, Kanada, H3A 2B4
- Neurosurgical Simulation and Artificial Intelligence Learning Centre
-
-
Kritéria účasti
Kritéria způsobilosti
Věk způsobilý ke studiu
- Dítě
- Dospělý
- Starší dospělý
Přijímá zdravé dobrovolníky
Pohlaví způsobilá ke studiu
Popis
Kritéria pro zařazení: • Studenti prvního a druhého ročníku medicíny z jakékoli kanadské instituce, kteří nesplňují kritéria pro vyloučení.
-
Kritéria vyloučení: • Účast v jakékoli z předchozích studií naší skupiny zahrnující simulátor NeuroVR (CAE Healthcare).
-
Studijní plán
Jak je studie koncipována?
Detaily designu
- Primární účel: Výzkum zdravotnických služeb
- Přidělení: Randomizované
- Intervenční model: Paralelní přiřazení
- Maskování: Dvojnásobek
Zbraně a zásahy
Skupina účastníků / Arm |
Intervence / Léčba |
---|---|
Žádný zásah: Kontrolní skupina
Kontrolní skupina - základní školení Přiděleno 25 účastníků. Jednotlivci obdrží úvodní informace o používání simulátoru a scénáře. Provádějí 5 jednoduchých subpiálních resekcí tumoru pro praxi a mají 5 minut na zkoušku. Po každém pokusu si student udělá 5minutovou přestávku bez hodnocení nebo zpětné vazby na jeho výkon. Na 6. pokus mají 13 minut na provedení jiného realistického scénáře. |
|
Experimentální: Experimentální skupina – školení virtuální operační asistence
Experimentální skupina – školení virtuální operační asistence Přiděleno 25 účastníků. Jednotlivci dostávají stejné informace, mají stejné množství času a provádějí stejné scénáře jako kontrolní skupina. Během 5 minut mezi jednotlivými pokusy obdrží účastník hodnocení svého výkonu a audiovizuální zpětné vazby v rámci školení virtuální operační asistence. |
Jednotlivci dostávají stejné základní informace, mají stejné množství času a provádějí stejné scénáře jako kontrolní skupina.
Během 5 minut mezi pokusy obdrží účastník hodnocení svého výkonu a audiovizuální zpětnou vazbu od virtuálního operátora.
|
Experimentální: Experimentální skupina - vzdálený odborný výcvik instruktorů
Přiděleno 25 účastníků.
Jednotlivci dostávají stejné informace, mají stejné množství času a provádějí stejné scénáře jako kontrolní skupina.
Mezitím vyškolený instruktor na dálku sleduje výkon účastníka na obrazovce, který je živě přenášen.
Instruktoři jsou starší rezidenti neurochirurgie s rozsáhlými zkušenostmi s prováděním a hodnocením tohoto scénáře.
Během 5minutové zpětné vazby se studentem chatují, diskutují o výkonu a pomáhají při stanovení cílů pro další zkoušku.
|
Jednotlivci dostávají stejné informace, mají stejné množství času a provádějí stejné scénáře jako kontrolní skupina.
Mezitím vyškolený instruktor na dálku sleduje výkon účastníka na obrazovce, který je živě přenášen.
Instruktoři jsou starší rezidenti neurochirurgie s rozsáhlými zkušenostmi s prováděním a hodnocením tohoto scénáře.
Během 5minutové zpětné vazby se studentem chatují, diskutují o výkonu a pomáhají při stanovení cílů pro další zkoušku.
|
Co je měření studie?
Primární výstupní opatření
Měření výsledku |
Popis opatření |
Časové okno |
---|---|---|
Změna procesního výkonu .
Časové okno: Den studia
|
Výkon v každém cvičném pokusu je měřen pomocí nezpracovaných dat ze simulátoru, která se používají pro hodnocení dříve zavedenými algoritmy AI na ověřených metrikách.
|
Den studia
|
Změna v učení
Časové okno: Den studia
|
Výkon na komplexním realistickém scénáři hodnotí odborní instruktoři pomocí vizuální hodnotící škály Objective Structured Assessment of Technical Skills (OSATS) (vážené 50 %) a algoritmů hodnocení AI (vážené 50 %) vytvářející složené skóre výkonu.
|
Den studia
|
Sekundární výstupní opatření
Měření výsledku |
Popis opatření |
Časové okno |
---|---|---|
Rozdíl v síle vyvolaných emocí
Časové okno: Den studia
|
Měřeno pomocí Duffyho škály lékařských emocí (MES) před, během a po intervenci.
|
Den studia
|
Rozdíl v kognitivní zátěži
Časové okno: Den studia
|
Měřeno pomocí Leppinkova indexu kognitivní zátěže (CLI) po intervenci.
|
Den studia
|
Spolupracovníci a vyšetřovatelé
Sponzor
Publikace a užitečné odkazy
Obecné publikace
- Stulberg JJ, Huang R, Kreutzer L, Ban K, Champagne BJ, Steele SR, Johnson JK, Holl JL, Greenberg CC, Bilimoria KY. Association Between Surgeon Technical Skills and Patient Outcomes. JAMA Surg. 2020 Oct 1;155(10):960-968. doi: 10.1001/jamasurg.2020.3007. Erratum In: JAMA Surg. 2020 Oct 1;155(10):1002. JAMA Surg. 2021 Jul 1;156(7):694.
- Birkmeyer JD, Finks JF, O'Reilly A, Oerline M, Carlin AM, Nunn AR, Dimick J, Banerjee M, Birkmeyer NJ; Michigan Bariatric Surgery Collaborative. Surgical skill and complication rates after bariatric surgery. N Engl J Med. 2013 Oct 10;369(15):1434-42. doi: 10.1056/NEJMsa1300625.
- Birkmeyer JD, Stukel TA, Siewers AE, Goodney PP, Wennberg DE, Lucas FL. Surgeon volume and operative mortality in the United States. N Engl J Med. 2003 Nov 27;349(22):2117-27. doi: 10.1056/NEJMsa035205.
- Winkler-Schwartz A, Yilmaz R, Mirchi N, Bissonnette V, Ledwos N, Siyar S, Azarnoush H, Karlik B, Del Maestro R. Machine Learning Identification of Surgical and Operative Factors Associated With Surgical Expertise in Virtual Reality Simulation. JAMA Netw Open. 2019 Aug 2;2(8):e198363. doi: 10.1001/jamanetworkopen.2019.8363.
- Mirchi N, Bissonnette V, Yilmaz R, Ledwos N, Winkler-Schwartz A, Del Maestro RF. The Virtual Operative Assistant: An explainable artificial intelligence tool for simulation-based training in surgery and medicine. PLoS One. 2020 Feb 27;15(2):e0229596. doi: 10.1371/journal.pone.0229596. eCollection 2020.
- Winkler-Schwartz A, Marwa I, Bajunaid K, Mullah M, Alotaibi FE, Bugdadi A, Sawaya R, Sabbagh AJ, Del Maestro R. A Comparison of Visual Rating Scales and Simulated Virtual Reality Metrics in Neurosurgical Training: A Generalizability Theory Study. World Neurosurg. 2019 Jul;127:e230-e235. doi: 10.1016/j.wneu.2019.03.059. Epub 2019 Mar 15.
- Duffy, M.C., et al., Emotions in medical education: Examining the validity of the Medical Emotion Scale (MES) across authentic medical learning environments. Learning and Instruction, 2020. 70: p. 101150.
- Leppink J, Paas F, Van der Vleuten CP, Van Gog T, Van Merrienboer JJ. Development of an instrument for measuring different types of cognitive load. Behav Res Methods. 2013 Dec;45(4):1058-72. doi: 10.3758/s13428-013-0334-1.
- Fazlollahi AM, Bakhaidar M, Alsayegh A, Yilmaz R, Winkler-Schwartz A, Mirchi N, Langleben I, Ledwos N, Sabbagh AJ, Bajunaid K, Harley JM, Del Maestro RF. Effect of Artificial Intelligence Tutoring vs Expert Instruction on Learning Simulated Surgical Skills Among Medical Students: A Randomized Clinical Trial. JAMA Netw Open. 2022 Feb 1;5(2):e2149008. doi: 10.1001/jamanetworkopen.2021.49008.
Termíny studijních záznamů
Hlavní termíny studia
Začátek studia (Aktuální)
Primární dokončení (Aktuální)
Dokončení studie (Aktuální)
Termíny zápisu do studia
První předloženo
První předloženo, které splnilo kritéria kontroly kvality
První zveřejněno (Aktuální)
Aktualizace studijních záznamů
Poslední zveřejněná aktualizace (Aktuální)
Odeslaná poslední aktualizace, která splnila kritéria kontroly kvality
Naposledy ověřeno
Více informací
Termíny související s touto studií
Klíčová slova
Další identifikační čísla studie
- 2010-270, NEU-09-042
Plán pro data jednotlivých účastníků (IPD)
Plánujete sdílet data jednotlivých účastníků (IPD)?
Popis plánu IPD
Časový rámec sdílení IPD
Kritéria přístupu pro sdílení IPD
Typ podpůrných informací pro sdílení IPD
- PROTOKOL STUDY
- MÍZA
- ICF
- ANALYTIC_CODE
- CSR
Informace o lécích a zařízeních, studijní dokumenty
Studuje lékový produkt regulovaný americkým FDA
Studuje produkt zařízení regulovaný americkým úřadem FDA
Tyto informace byly beze změn načteny přímo z webu clinicaltrials.gov. Máte-li jakékoli požadavky na změnu, odstranění nebo aktualizaci podrobností studie, kontaktujte prosím register@clinicaltrials.gov. Jakmile bude změna implementována na clinicaltrials.gov, bude automaticky aktualizována i na našem webu .
Klinické studie na Chirurgické vzdělání
-
Kutahya Health Sciences UniversityDokončenoChronická bolest dolní části zad | Manuální terapie | Neuroscience Pain EducationKrocan
-
US Department of Veterans AffairsDokončenoDiabetes Mellitus Self Management Education | Hyperglykemická kontrola | Vysoce rizikový diabetesSpojené státy
-
Children's Healthcare of AtlantaUkončenoDiagnostika koarktace aorty a VSD | Surgical Repair ve společnosti CHOA | Mezi 1. lednem 2002 a 31. prosincem 2005Spojené státy
Klinické studie na Školení virtuálních operátorů
-
Diakonhjemmet HospitalThe Dam Foundation; The Norwegian Council for Musculoskeletal HealthNábor