- ICH GCP
- Yhdysvaltain kliinisten tutkimusten rekisteri
- Kliininen tutkimus NCT04700384
Keinotekoisen älykkään tutorointijärjestelmän tehokkuus simulaatiokoulutuksessa
Virtuaalisen operatiivisen avustajan vertaaminen asiantuntijapohjaiseen kirurgisen koulutuksen opetukseen: satunnaistettu kontrolloitu kokeilu
Lyhyt yhteenveto:
Tausta:
Vaikka kirurginen kokemus ja tekniset taidot liittyvät parempiin potilastuloksiin, leikkauskyvyn kvantifiointi leikkaussalissa on haastavaa. Kirurgisessa koulutuksessa korkean tarkkuuden virtuaalitodellisuussimulaattoreiden tuottamia suuria tietojoukkoja voidaan käyttää koneoppimisalgoritmien avulla mittaamaan objektiivisesti harjoittelijoiden suorituskykyä ja osaamista asiantuntijoiden vertailuarvoilla. Tämä mahdollistaa kirurgisten taitojen toistuvan harjoittelun turvallisissa ja riskittömissä ympäristöissä välittömän palautteen avulla.
Ryhmämme on kehittänyt ja hakenut patenttia älykkäälle tutorointijärjestelmälle nimeltä Virtual Operative Assistant (VOA). Tekoälyn (AI) tukivektorikonealgoritmia hyödyntäen VOA arvioi NeuroVR (CAE Healthcare) -simulaattorialustalta saatuja tietoja ja antaa yksilöllistä audiovisuaalista palautetta oppijan suorituskyvyn parantamiseksi simuloitujen aivokasvaimen resektioiden aikana. Älykkäiden tutorointijärjestelmien, kuten VOA:n, tehokkuus ihmisen kirurgisen oppisopimuskoulutuksen pedagogiikkaan on vielä selvittämättä.
Tämän tutkimuksen tavoitteena on verrata henkilökohtaisen VOA-palautteen tehokkuutta ja kasvatuksellista vaikutusta lääketieteen opiskelijan virtuaalitodellisuuden kasvaimen resektiotoimenpiteen teknisiin taitoihin perehtymiseen.
Erityistavoitteet: 1) Arvioida, parantavatko henkilökohtaista VOA-palautetta saavat lääketieteen opiskelijat tilastollisesti leikkaussuorituskykyään verrattuna opiskelijoihin, joilla ei ole (a) asiantuntija-ohjaajan palautetta tai (b) asiantuntija-ohjaajan välittämää palautetta. 2) Selvittää, herättääkö VOA:n älykäs tutorointijärjestelmä lääketieteen opiskelijoissa erilaisia tunteita suoritettaessa tätä saavutustehtävää verrattuna ihmisen opetukseen
Tutkimuksen yleiskatsaus
Tila
Ehdot
Yksityiskohtainen kuvaus
Suunnittelu: Kolmihaarainen, osittain sokkoutettu satunnaistettu, kontrolloitu koe VOA-koulutuksesta vs. etäpohjainen asiantuntijaohjaus vs. kontrolli.
Asetus: Neurosurgical Simulation and Artificial Intelligence Learning Centre, Montreal Neurological Institute.
Osallistujat: Tukikelpoiset ensimmäisen ja toisen vuoden lääketieteen opiskelijat eri puolilta Quebecin maakuntaa.
Tehtävä: Simuloidun kasvaimen täydellinen poistaminen - erottuu värin ja haptisten ominaisuuksien perusteella - minimaalisella verenvuodolla ja ympäröivien terveiden aivojen vaurioilla käyttämällä kahta NeuroVR (CAE Healthcare) -kirurgisen simulaattorin kirurgista instrumenttia (Cavitron Ultrasonic Aspirator ja Bipolar pihdit).
Interventio: Yksi 75 minuutin harjoituskerta, mukaan lukien kuusi virtuaalista subpiaalin kasvaimen resektioyritystä (viisi yksinkertaista harjoitusskenaariota ja yksi monimutkainen realistinen skenaario) sekä arvioinnin ja palautteen jommastakummasta:
- VOA:n älykäs tutorointijärjestelmä (Group 2) tai
etätyönä toimiva asiantuntijaohjaaja (ryhmä 3)
Molemmat verrattuna:
- vertailuryhmä (Ryhmä 1), joka ei saa arviointia tai suorituspalautetta.
Tietojemme mukaan tämä on ensimmäinen tutkimus, jossa verrataan tekoälyllä toimivan älykkään tutorointijärjestelmän tehokkuutta asiantuntijaopetukseen lääketieteellisen ja kirurgisen virtuaalitodellisuuden simuloinnin yhteydessä ja arvioidaan emotionaalista vastetta tällaiseen ohjeeseen. Tämän tutkimuksen tavoitteena on alkaa tunnistaa onnistuneita lähestymistapoja tämän innovatiivisen teknologian käyttämiseksi lääketieteellisen koulutuksen opetussuunnitelmissa ja parantaa potilaiden tuloksia lisäämällä kirurgien ja muiden terveydenhuollon tarjoajien turvallisuutta, tehokkuutta ja pätevyyttä.
Opintotyyppi
Ilmoittautuminen (Todellinen)
Vaihe
- Ei sovellettavissa
Yhteystiedot ja paikat
Opiskelupaikat
-
-
Quebec
-
Montreal, Quebec, Kanada, H3A 2B4
- Neurosurgical Simulation and Artificial Intelligence Learning Centre
-
-
Osallistumiskriteerit
Kelpoisuusvaatimukset
Opintokelpoiset iät
- Lapsi
- Aikuinen
- Vanhempi Aikuinen
Hyväksyy terveitä vapaaehtoisia
Sukupuolet, jotka voivat opiskella
Kuvaus
Sisällyskriteerit:• Ensimmäisen ja toisen vuoden lääketieteen opiskelijat mistä tahansa Kanadan oppilaitoksesta, jotka eivät täytä poissulkemiskriteerejä.
-
Poissulkemiskriteerit: • Osallistuminen ryhmämme aikaisempiin kokeisiin, joissa on mukana NeuroVR (CAE Healthcare) -simulaattori.
-
Opintosuunnitelma
Miten tutkimus on suunniteltu?
Suunnittelun yksityiskohdat
- Ensisijainen käyttötarkoitus: Terveyspalvelututkimus
- Jako: Satunnaistettu
- Inventiomalli: Rinnakkaistehtävä
- Naamiointi: Kaksinkertainen
Aseet ja interventiot
Osallistujaryhmä / Arm |
Interventio / Hoito |
|---|---|
|
Ei väliintuloa: Ohjausryhmä
Kontrolliryhmä – peruskoulutus 25 osallistujaa varattu. Henkilöt saavat johdantotietoa simulaattorin käytöstä ja skenaariosta. He suorittavat 5 yksinkertaista subpiaalisen kasvaimen resektiota harjoittelua varten, ja heillä on 5 minuuttia aikaa koea kohden. Jokaisen yrityksen jälkeen opiskelija pitää 5 minuutin tauon ilman arviointia tai palautetta suorituksestaan. Kuudennella yrityksellään heillä on 13 minuuttia aikaa toteuttaa erilainen realistinen skenaario. |
|
|
Kokeellinen: Kokeellinen ryhmä - Virtuaalinen operatiivisen avun koulutus
Kokeellinen ryhmä - Virtuaalinen operatiivisen avun koulutus Mukaan varattu 25 osallistujaa. Yksilöt saavat saman tiedon, heillä on saman verran aikaa ja suorittavat samat skenaariot kuin kontrolliryhmä. Yritysten välisenä 5 minuutin aikana osallistuja saa Virtual Operating Assistance Training -arvioinnin suorituskyvystään ja audiovisuaalisen palautteen. |
Yksilöt saavat samat perustiedot, heillä on saman verran aikaa ja suorittavat samat skenaariot kuin kontrolliryhmä.
Yritysten välisenä 5 minuutin aikana osallistuja saa Virtual Operative Assistant -arvion suorituskyvystään ja audiovisuaalisen palautteen.
|
|
Kokeellinen: Kokeellinen ryhmä - etäpohjainen asiantuntijakouluttajakoulutus
Mukaan varattu 25 osallistujaa.
Yksilöt saavat saman tiedon, heillä on saman verran aikaa ja suorittavat samat skenaariot kuin kontrolliryhmä.
Samaan aikaan koulutettu ohjaaja tarkkailee osallistujan näytöllä suoritettua suoritusta, eli suoratoistoa, etäältä.
Ohjaajat ovat vanhempia neurokirurgian residenssejä, joilla on laaja kokemus tämän skenaarion suorittamisesta ja arvioinnista.
5 minuutin palauteistunnon aikana he keskustelevat opiskelijan kanssa, keskustelevat suorituksesta ja auttavat asettamaan tavoitteita seuraavaa kokeilua varten.
|
Yksilöt saavat saman tiedon, heillä on saman verran aikaa ja suorittavat samat skenaariot kuin kontrolliryhmä.
Samaan aikaan koulutettu ohjaaja tarkkailee osallistujan näytöllä suoritettua suoritusta, eli suoratoistoa, etäältä.
Ohjaajat ovat vanhempia neurokirurgian residenssejä, joilla on laaja kokemus tämän skenaarion suorittamisesta ja arvioinnista.
5 minuutin palauteistunnon aikana he keskustelevat opiskelijan kanssa, keskustelevat suorituksesta ja auttavat asettamaan tavoitteita seuraavaa kokeilua varten.
|
Mitä tutkimuksessa mitataan?
Ensisijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Muutos menettelyn suorituskyvyssä .
Aikaikkuna: Opiskelupäivä
|
Suorituskykyä jokaisessa harjoitusyrityksessä mitataan käyttämällä simulaattorin raakadataa, jota käytetään arvioitaessa aiemmin luotuja tekoälyalgoritmeja validoiduilla mittareilla.
|
Opiskelupäivä
|
|
Muutos oppimisessa
Aikaikkuna: Opiskelupäivä
|
Asiantuntijaohjaajat arvioivat suorituskyvyn monimutkaisessa realistisessa skenaariossa käyttämällä OSATS (Objective Structured Assessments of Technical Skills) visuaalista arviointiasteikkoa (painotettu 50 %) ja tekoälyn arviointialgoritmeja (painotettu 50 %) luoden yhdistetyn suorituspisteen.
|
Opiskelupäivä
|
Toissijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Herättyjen tunteiden voimakkuusero
Aikaikkuna: Opiskelupäivä
|
Mitattu käyttämällä Duffyn Medical Emotions Scalea (MES) ennen toimenpidettä, sen aikana ja sen jälkeen.
|
Opiskelupäivä
|
|
Ero kognitiivisessa kuormituksessa
Aikaikkuna: Opiskelupäivä
|
Mitattu Leppikin kognitiivisella kuormitusindeksillä (CLI) toimenpiteen jälkeen.
|
Opiskelupäivä
|
Yhteistyökumppanit ja tutkijat
Sponsori
Julkaisuja ja hyödyllisiä linkkejä
Yleiset julkaisut
- 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.
Opintojen ennätyspäivät
Opi tärkeimmät päivämäärät
Opiskelun aloitus (Todellinen)
Ensisijainen valmistuminen (Todellinen)
Opintojen valmistuminen (Todellinen)
Opintoihin ilmoittautumispäivät
Ensimmäinen lähetetty
Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit
Ensimmäinen Lähetetty (Todellinen)
Tutkimustietojen päivitykset
Viimeisin päivitys julkaistu (Todellinen)
Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit
Viimeksi vahvistettu
Lisää tietoa
Tähän tutkimukseen liittyvät termit
Avainsanat
Muut tutkimustunnusnumerot
- 2010-270, NEU-09-042
Yksittäisten osallistujien tietojen suunnitelma (IPD)
Aiotko jakaa yksittäisten osallistujien tietoja (IPD)?
IPD-suunnitelman kuvaus
IPD-jaon aikakehys
IPD-jaon käyttöoikeuskriteerit
IPD-jakamista tukeva tietotyyppi
- STUDY_PROTOCOL
- MAHLA
- ICF
- ANALYTIC_CODE
- CSR
Lääke- ja laitetiedot, tutkimusasiakirjat
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää lääkevalmistetta
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää laitetuotetta
Nämä tiedot haettiin suoraan verkkosivustolta clinicaltrials.gov ilman muutoksia. Jos sinulla on pyyntöjä muuttaa, poistaa tai päivittää tutkimustietojasi, ota yhteyttä register@clinicaltrials.gov. Heti kun muutos on otettu käyttöön osoitteessa clinicaltrials.gov, se päivitetään automaattisesti myös verkkosivustollemme .
Kliiniset tutkimukset Kirurginen koulutus
-
EarlySense Ltd.PeruutettuPost Surgical Pat., Medical Pat., Resp. Epäonnistuminen, auto. Pidätys, kuolemaYhdysvallat
Kliiniset tutkimukset Virtuaalinen operatiivisen avustajan koulutus
-
I-Shou UniversityValmisElämänlaatu | Kognitiivinen rajoite | VirtuaalitodellisuusTaiwan
-
University Health Network, TorontoTuntematon
-
Ohio State UniversityVirginia Commonwealth University; The University of Kansas Medical CenterRekrytointi
-
University Hospital, Basel, SwitzerlandUniversity Psychiatric Clinics BaselRekrytointiOikeuspsykiatriaSveitsi
-
Beirut Arab UniversityValmis
-
University of California, Los AngelesKeskeytettyMasennus | Mielialahäiriöt | Anhedonia | Stressi | Ahdistus | VirtuaalitodellisuusYhdysvallat
-
Diakonhjemmet HospitalThe Dam Foundation; The Norwegian Council for Musculoskeletal HealthAktiivinen, ei rekrytointi
-
Ohio UniversityRekrytointiVirtsatieinfektio (UTI) | Vammaisuus Fyysinen | Tyypin 2 diabetes (T2DM) | Delirium sekaannustila | Geriatriset oireyhtymät | Vammaisten kuuloYhdysvallat
-
University of California, Los AngelesRekrytointiMasennus | Positiivinen vaikutusYhdysvallat
-
University of California, Los AngelesValmisMasennus | Positiivinen vaikutusYhdysvallat