Motion Capture come strumento per la valutazione delle prestazioni laparoscopiche

Questo sarà uno studio a due fasi che richiederà 2 anni per essere completato.

La fase 1 recluterà chirurghi, compagni chirurgici e residenti dei dipartimenti di ostetricia e ginecologia, urologia, chirurgia generale e toracici presso l'Università di Ottawa e l'ospedale di Ottawa per completare una serie di compiti FLS. Le regressioni logistiche verranno utilizzate per identificare fattori significativi che differenziano il livello di esperienza chirurgica (residenti junior, residenti senior, compagni e personale). La classificazione dei residenti dipenderà dalla loro attuale coorte nel CDB o dal tradizionale sistema basato sul tempo: un intervallo target verrà calcolato per ciascun fattore significativo in base alle prestazioni medie dei chirurghi del personale. Questo intervallo target verrà utilizzato per valutare le prestazioni dei residenti nella fase 2.

La fase 2 recluterà la transizione ai residenti della disciplina di ciascun dipartimento per completare 3 set di attività FLS. I partecipanti saranno randomizzati in un gruppo di "feedback obiettivo" o in un gruppo "nessun feedback". I partecipanti randomizzati al gruppo di feedback obiettivo riceveranno un rapporto che confronta le loro prestazioni nel set 1 a quella del personale dei chirurghi utilizzando l'intervallo di destinazione come riferimento. I partecipanti che ricevono feedback obiettivi completeranno quindi i set 2 e 3 sapendo quali fattori migliorare. I partecipanti che non ricevono feedback completeranno tutti i set senza intervento. La raccolta dei dati di fase 2 inizierà una volta completata la fase 1.

Le traiettorie di marcatori retroriflettenti saranno registrate utilizzando un sistema di analisi del movimento a 6 fotocamera (fotocamere Vicon 40MXF-40, Oxford Metrics, Oxford, Regno Unito) a 100 Hz con software NEXUS a supporto (V2, Oxford Metrics, Oxford, Regno Unito). I marcatori retroriflettenti saranno collocati su vari punti di riferimento anatomici sul corpo del partecipante basato su un set di marcatori di cluster. Gli strumenti chirurgici laparoscopici (Grasper, Scissors o Dissector) avranno una triade di marker fissata all'albero superiore mentre un trainer laparoscopico (sistema di trainer FLS, arti e cose, Savannah GA) avrà marcatori posizionati agli angoli. Utilizzando il software Vicon Nexus, le traiettorie di marcatore grezzo verranno filtrate e utilizzate per calcolare i sistemi di coordinate locali della parte superiore del corpo, centri articolari e successive angoli articolari mentre le traiettorie di marcatore filtrate sugli strumenti laparoscopici calcoleranno il movimento e l'orientamento della punta dello strumento rispetto allo spazio di lavoro del box trainer. Le unità di misurazione inerziale (IMU) verranno anche utilizzate per catturare il movimento della parte superiore del corpo e confrontarsi con i risultati del movimento di cattura (obiettivo secondario). L'IMU wireless verrà posizionato lungo l'asse lungo dell'avambraccio, del braccio superiore, della colonna vertebrale superiore e della colonna vertebrale inferiore.

I segnali di elettromiografia di superficie (EMG) dei bicipiti, tricipiti, deltoide anteriore, trapezio superiore, estensori e flessori del polso verranno registrati anche utilizzando un sistema EMG wireless (Trigno, Delsys Inc., Natick MA) e registrati usando Nexus. I sensori verranno posizionati sulle pance muscolari seguendo le linee guida Seniam [34] e i segnali saranno dati di esempio 100Hz con un passaggio di banda a 20-450Hz. Tutti i segnali EMG sperimentali saranno adeguatamente condizionati e normalizzati al valore EMG massimo suscitato durante gli esercizi massimi di contrazione isometrica volontaria (MVIC). Tre ripetizioni di ciascun esercizio MVIC saranno eseguite prima del compito sperimentale e includeranno la flessione e l'estensione del gomito, il abduzione del braccio, la flessione del braccio e la flessione e l'estensione del polso. Verranno somministrati almeno 30 secondi di riposo tra ogni esercizio per mitigare gli effetti della fatica.

I dati di movimento ed EMG verranno esportati in un'applicazione MATLAB (2019, MathWorks, MA) personalizzata per calcolare le misure oggettive delle prestazioni laparoscopiche: punto di percorso della punta dello strumento, media (± 1 stdev) Velocità di escursione, cabla e fascia media), cazzo e ecurioni di elastica, elastica media (± 1 stdev) Errore di escursione su tutti i trenk) di movimento e EMG integrato.

Il video delle attività chirurgiche verrà registrato e sincronizzato con i dati della traiettoria del marker utilizzando un trigger esterno. I video saranno de-identificati e l'ultima ripetizione valutata da tre chirurghi del personale. Innanzitutto, i valutatori classificheranno ogni video come transizione al residente della disciplina, fondazione del residente di disciplina, residente di disciplina di core, transizione per praticare residenti, compagni o chirurghi del personale in base all'altra percezione generale del livello di esperienza dell'esecutore. I valutatori segnano quindi ogni video seguendo il sistema di punteggio FLS (in base ai punteggi di temporizzazione e penalità) e alla griglia di valutazione OSATS.