Vliv pauzy vyvolané inteligentním lektorem na učení simulovaných chirurgických dovedností

Pozadí: Hodnocení chirurgických dovedností se posouvá od kvantitativního přístupu založeného na čase ke kvalitativnímu hodnocení kompetencí školeného. Při chirurgických zákrocích instruktoři průběžně sledují výkon frekventantů a využívají různé výukové metody zaměřené na prohlubování osvojování chirurgických dovedností. Jedna taková metoda zahrnuje pozastavení operace, buď za účelem nastínění rizik spojených s výkonem školeného, ​​nebo za účelem osobního předvedení technik nejlepší praxe. Ukázalo se, že pauza v takových situacích umožňuje studentům přehodnotit osvědčené postupy, přerušit negativní dynamiku a umožnit učení. Konkrétně pauza po chybě může zabránit zavedení nových informací, které mohou ovlivnit schopnost člověka zamyslet se nad svou chybou a snížit stres před pokračováním.

Odůvodnění: ICEMS, výukový systém AI, byl vyvinut naší skupinou pomocí algoritmu hlubokého učení Long-Short Term Memory k posouzení chirurgického výkonu a poskytování pokynů. To bylo poté integrováno se simulační platformou NeuroVR. Pomocí tohoto systému AI prokázalo poskytování verbální zpětné vazby při identifikaci chyb potenciál inteligentního doučování ke zlepšení učení ve dvou předchozích randomizovaných kontrolních studiích (RCT). Tyto RCT však nezahrnovaly metodu pauzy po identifikaci chyby. Aby bylo možné dále napodobovat mentorství zkušeného chirurga v klinickém prostředí, byla platforma ICEMS upravena tak, aby spustila pauzu, když je identifikována chyba studenta, a poskytla video demonstrující výkon odborníka.

Cíle výzkumu: Porovnat vliv začlenění pauzy po instruktáži inteligentního lektora k samotné instruktáži inteligentního lektora na získávání chirurgických dovedností a přenos dovedností studentů medicíny a premedika.

hypotézy:

1. Pauza se skupinou videa výrazně zlepší složené skóre mezi prvním a šestým opakováním cvičného scénáře.
2. Pauza s videoskupinou bude mít složené skóre statisticky vyšší než kontrolní skupina v šestém opakování cvičného scénáře.
3. Pauza se skupinou videa bude mít složené skóre statisticky nenižší než pauza bez skupiny videa v šestém opakování cvičného scénáře.
4. Pauza s videem bude mít globální skóre OSATS statisticky vyšší než kontrolní skupina v realistickém scénáři.
5. Pauza se skupinou videa bude mít v realistickém scénáři globální skóre OSATS statisticky nenižší než pauza bez skupiny videa.
6. Pauza s videoskupinou nezpůsobí rozdíl v emočním stresu nebo kognitivní zátěži ve srovnání s kontrolní skupinou.

Konkrétní cíle:

1. Posoudit, zda je účinnost zpětné vazby přizpůsobené na míru zprostředkované AI v reálném čase v kombinaci s metodologií pauz statisticky lepší než samotná zpětná vazba zprostředkovaná AI v reálném čase při zlepšování chirurgických dovedností studentů medicíny ve dvou chirurgických úlohách ve virtuální realitě.
2. Chcete-li zjistit, zda metodologie pozastavení vyvolává různé emoce a kognitivní zátěž ve srovnání s pouhým slyšením zpětné vazby zprostředkované AI.

Design: Tříramenná jednoduchá zaslepená randomizovaná kontrolovaná studie zpětné vazby AI s metodologií pauz a demonstrační video expert versus zpětná vazba AI s pouze metodologií pauzy versus samotná zpětná vazba AI.

Název a sídlo: Neurochirurgická simulace a výukové centrum umělé inteligence.

Účastníci: Studenti, kteří jsou zapsáni na quebecké lékařské fakultě v přípravném roce a v prvním a druhém ročníku.

Úkol: Pomocí chirurgického simulátoru NeuroVR od CAE Healthcare resekujte šestkrát simulovaný cvičný nádor a jednou komplexně simulovaný realistický nádor mozku pomocí ultrazvukové odsávačky a bipolárních kleští při minimalizaci krvácení a zachování okolních, simulovaných zdravých mozkových struktur.

Intervence: 90minutové školení, kde účastníci budou mít sedm simulovaných pokusů o subpiální resekci tumoru (šest opakování jednoduchého cvičného scénáře a jeden pokus o komplexní realistický scénář). Všichni účastníci obdrží od ICEMS zpětnou vazbu, ale budou se lišit v následujícím:

1. Průběžně provádějte proceduru (tj. bez pauzy) (Skupina 1);
2. Pauza následovaná obdobím na rozmyšlenou (Skupina 2);
3. Po pauze následuje ukázkové video na úrovni expertů a období na rozmyšlenou (skupina 3).

Sluchová zpětná vazba bude založena na 4 metrikách:

1. vzdálenost oddělování hrotu nástroje;
2. Nízká bipolární síla;
3. Vysoká sací síla;
4. Vysoká bipolární síla. Zpočátku bude zpětná vazba poskytnuta pouze na základě první metriky (oddělení hrotu nástroje), ale jakmile je opakování dokončeno bez obdržení zpětné vazby, následné opakování vyhodnotí další metriku ve výše uvedeném seznamu a tak dále a tak dále.

Hlavní výsledky a opatření:

Tyto dva koprimární výsledky jsou:

1. Zlepšení chirurgického výkonu, jak je diktováno složeným skóre vypočteným dříve ověřeným vyhodnocovacím modulem ICEMS. Zlepšení výkonu se měří rozdílem ve složeném skóre mezi každým ze 6 opakování scénáře cvičení. Přenos učení bude měřen složeným skóre účastníka pro komplexní realistický scénář.
2. Výkonnostní skóre účastníků komplexního realistického scénáře, hodnocené dvěma zaslepenými odborníky pomocí globální hodnotící stupnice Objective Structured Assessment of Technical Skills (OSATS).

Sekundárním výsledkem jsou rozdíly v síle vyvolaných emocí, měřené před cvičným scénářem, bezprostředně před realistickým scénářem a po dokončení všech pokusů pomocí Duffyho lékařské emocionální škály (MES). Kognitivní zátěž bude také měřena po dokončení všech úkolů pomocí Leppinkova indexu kognitivní zátěže (CLI). Oba výsledky jsou měřeny pomocí self-reports.

Plán statistické analýzy: Data účastníků budou anonymizována a uložena. ICEMS posoudí chirurgický výkon účastníka a poskytne skóre výkonu v 0,2 sekundových intervalech během každého opakování simulovaného chirurgického úkolu. Pro každé opakování se pak vypočítá průměrné složené skóre. Pomocí ANCOVA bude hodnoceno zlepšení výkonu a učení účastníků porovnáním složeného skóre opakování scénáře prvního cvičení (základní linie) a složeného skóre šestého opakování (souhrnné). Mezitím bude složené skóre komplexního realistického scénáře použito k posouzení přenosu učení pomocí jednosměrné analýzy ANOVA. Při velikosti účinku 0,25 a významnosti 0,05 poskytuje celková velikost vzorku 129 80% schopnost detekovat významnou interakci.

Videozáznamy výkonu účastníků v komplexním realistickém scénáři budou hodnoceny dvěma zaslepenými odbornými hodnotiteli pomocí globální ratingové škály OSATS. Skóre OSATS bude analyzováno mezi skupinami pomocí jednosměrné ANOVA pro porovnání účinnosti učení a udržení dovedností.

Emoční změny před, během a po učení v simulovaných scénářích budou hodnoceny pomocí dvoucestné smíšené ANOVA, zatímco jednosměrná ANOVA bude použita k posouzení kognitivní zátěže po učení.