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시뮬레이션 교육에서 인공지능 튜터링 시스템의 효과

2021년 5월 20일 업데이트: McGill University

외과 교육에서 가상 수술 보조원과 전문가 기반 교육 비교: 무작위 통제 시험

간단한 요약:

배경:

수술 경험과 ​​기술이 더 나은 환자 결과와 관련이 있지만 수술실에서 수술 능력을 정량화하는 것은 어렵습니다. 외과 교육에서 고충실도 가상 현실 시뮬레이터로 생성된 대규모 데이터 세트는 기계 학습 알고리즘에 의해 전문가 벤치마크에서 연수생 성과 및 역량을 객관적으로 측정하는 데 사용될 수 있습니다. 이를 통해 즉각적인 피드백을 통해 안전하고 위험이 없는 환경에서 수술 기술을 반복적으로 연습할 수 있습니다.

우리 그룹은 VOA(Virtual Operative Assistant)라는 지능형 튜터링 시스템을 개발하여 특허 출원 중입니다. 인공 지능(AI) 지원 벡터 머신 알고리즘을 활용하는 VOA는 NeuroVR(CAE Healthcare) 시뮬레이터 플랫폼에서 파생된 데이터를 평가하고 개별화된 시청각 피드백을 제공하여 모의 뇌종양 절제술 동안 학습자의 수행 능력을 향상시킵니다. VOA와 같은 지능형 튜터링 시스템이 인간 외과 견습 교육에 미치는 효과는 아직 밝혀지지 않았습니다.

이 연구의 목적은 가상 현실 종양 절제 절차에 대한 의대생의 기술 학습에 대한 전문가 교육에 대한 개인화된 VOA 피드백의 효과 및 교육적 영향을 비교하는 것입니다.

구체적인 목표: 1) 맞춤형 VOA 피드백을 받은 의대생이 (a) 전문 강사 피드백이 없거나 (b) 전문 강사가 중재한 피드백을 받은 학생과 비교할 때 수술 성과가 통계적으로 향상되는지 평가합니다. 2) 의대생의 VOA 지능형 튜터링 시스템이 이 성취 과제를 수행하는 동안 인간의 지시와 비교하여 다른 감정을 이끌어내는지 개략적으로 설명합니다.

연구 개요

상태

완전한

정황

개입 / 치료

상세 설명

설계: VOA 교육 대 원격 기반 전문가 지침 대 통제의 3군 부분 맹검 무작위 통제 시험.

설정: 몬트리올 신경학 연구소의 신경외과 시뮬레이션 및 인공 지능 학습 센터.

참가자: 퀘벡 주 전역에서 자격을 갖춘 1년차 및 2년차 의대생.

작업: NeuroVR(CAE Healthcare) 수술 시뮬레이터의 두 가지 수술 기구(Cavitron Ultrasonic Aspirator 및 Bipolar 집게발)를 사용하여 주변의 건강한 뇌에 최소한의 출혈과 손상을 주면서 색상 및 촉각 특성으로 구별할 수 있는 시뮬레이션된 종양을 완전히 제거합니다.

개입: 다음 중 하나의 평가 및 피드백과 함께 6개의 가상 뇌하수체 종양 절제 시도(5개의 간단한 실습 시나리오 및 1개의 복잡하고 실제적인 시나리오)를 포함하는 단일 75분 교육 세션:

  1. VOA 지능형 튜터링 시스템(그룹 2) 또는

  2. 원격 기반 전문 강사(그룹 3)

    둘 다 다음과 비교:

  3. 평가 또는 성과 피드백을 받지 않는 대조군(그룹 1).

우리가 아는 한 이것은 의료 및 외과 가상 현실 시뮬레이션의 맥락에서 AI 기반 지능형 튜터링 시스템의 효과를 전문가 교육과 비교하고 그러한 교육에 대한 감정적 반응을 평가하는 첫 번째 연구가 될 것입니다. 이 연구는 의료 교육 커리큘럼에서 이 혁신적인 기술을 사용하는 성공적인 접근 방식을 식별하고 외과 의사 및 기타 의료 서비스 제공자의 안전, 효율성 및 역량을 강화하여 환자 결과를 개선하는 것을 목표로 합니다.

연구 유형

중재적

등록 (실제)

70

단계

  • 해당 없음

연락처 및 위치

이 섹션에서는 연구를 수행하는 사람들의 연락처 정보와 이 연구가 수행되는 장소에 대한 정보를 제공합니다.

연구 장소

  • 캐나다
    • Quebec
      • Montreal, Quebec, 캐나다, H3A 2B4
        • Neurosurgical Simulation and Artificial Intelligence Learning Centre

참여기준

연구원은 적격성 기준이라는 특정 설명에 맞는 사람을 찾습니다. 이러한 기준의 몇 가지 예는 개인의 일반적인 건강 상태 또는 이전 치료입니다.

자격 기준

공부할 수 있는 나이

  • 어린이
  • 성인
  • 고령자

건강한 자원 봉사자를 받아들입니다

예

연구 대상 성별

모두

설명

포함 기준:• 제외 기준을 충족하지 않는 캐나다 기관의 1년차 및 2년차 의대생.

-

제외 기준: • NeuroVR(CAE Healthcare) 시뮬레이터와 관련된 우리 그룹의 이전 시험에 참여.

-

공부 계획

이 섹션에서는 연구 설계 방법과 연구가 측정하는 내용을 포함하여 연구 계획에 대한 세부 정보를 제공합니다.

연구는 어떻게 설계됩니까?

디자인 세부사항

  • 주 목적: 건강 서비스 연구
  • 할당: 무작위
  • 중재 모델: 병렬 할당
  • 마스킹: 더블

무기와 개입

참가자 그룹 / 팔
개입 / 치료
간섭 없음: 대조군

통제 그룹 - 기본 교육

25명의 참가자가 할당되었습니다. 개인은 시뮬레이터 및 시나리오 사용에 대한 소개 정보를 받습니다. 그들은 연습을 위해 5번의 단순 종양 절제술을 수행하고 시험당 5분의 시간을 갖습니다. 각 시도 후 학생은 수행에 대한 평가나 피드백 없이 5분간 휴식을 취합니다. 6번째 시도에서는 13분 동안 다른 현실적인 시나리오를 수행해야 합니다.
실험적: 실험군 - 가상 수술 보조 훈련

실험군 - 가상 수술 보조 훈련

25명의 참가자가 배정되었습니다. 개인은 대조군과 동일한 정보를 받고 동일한 시간을 가지며 동일한 시나리오를 수행합니다. 시도 사이의 5분 동안 참가자는 성능 및 시청각 피드백에 대한 가상 수술 지원 교육 평가를 받습니다.
행동: 가상 수술 보조 교육
개인은 대조군과 동일한 기본 정보를 받고 동일한 시간을 가지며 동일한 시나리오를 수행합니다. 시도 사이의 5분 동안 참가자는 자신의 성과 및 시청각 피드백에 대한 Virtual Operative Assistant 평가를 받습니다.
실험적: 실험 그룹 - 원격 기반 전문 강사 교육
25명의 참가자가 배정되었습니다. 개인은 대조군과 동일한 정보를 받고 동일한 시간을 가지며 동일한 시나리오를 수행합니다. 한편, 훈련된 강사는 원격으로 참가자의 화면상 공연(라이브 스트리밍)을 관찰합니다. 강사는 이 시나리오를 수행하고 평가하는 데 광범위한 경험을 가진 수석 신경외과 레지던트입니다. 5분 피드백 세션 동안 그들은 학생과 대화를 나누고 성능에 대해 논의하고 다음 시도를 위한 목표 설정을 돕습니다.
행동: 원격 기반 전문 강사 교육
개인은 대조군과 동일한 정보를 받고 동일한 시간을 가지며 동일한 시나리오를 수행합니다. 한편, 훈련된 강사는 원격으로 참가자의 화면상 공연(라이브 스트리밍)을 관찰합니다. 강사는 이 시나리오를 수행하고 평가하는 데 광범위한 경험을 가진 수석 신경외과 레지던트입니다. 5분 피드백 세션 동안 그들은 학생과 대화를 나누고 성능에 대해 논의하고 다음 시도를 위한 목표 설정을 돕습니다.

연구는 무엇을 측정합니까?

주요 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
절차적 수행의 변화 .
기간: 공부하는 날
각 연습 시도의 성능은 검증된 메트릭에 대해 이전에 설정된 AI 알고리즘의 평가에 사용되는 시뮬레이터의 원시 데이터를 사용하여 측정됩니다.
공부하는 날
학습의 변화
기간: 공부하는 날
복잡하고 사실적인 시나리오에 대한 성과는 전문 강사가 OSATS(Objective Structured Assessments of Technical Skills) 시각적 평가 척도(가중치 50%)와 AI 평가 알고리즘(가중치 50%)을 사용하여 복합 성과 점수를 생성하여 평가합니다.
공부하는 날

2차 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
끌어내는 감정의 강도의 차이
기간: 공부하는 날
중재 전, 도중 및 후에 Duffy의 MES(의학적 감정 척도)를 사용하여 측정했습니다.
공부하는 날
인지 부하의 차이
기간: 공부하는 날
개입 후 Leppink의 인지 부하 지수(CLI)를 사용하여 측정했습니다.
공부하는 날

공동 작업자 및 조사자

여기에서 이 연구와 관련된 사람과 조직을 찾을 수 있습니다.

스폰서

McGill University

간행물 및 유용한 링크

연구에 대한 정보 입력을 담당하는 사람이 자발적으로 이러한 간행물을 제공합니다. 이것은 연구와 관련된 모든 것에 관한 것일 수 있습니다.

일반 간행물

연구 기록 날짜

이 날짜는 ClinicalTrials.gov에 대한 연구 기록 및 요약 결과 제출의 진행 상황을 추적합니다. 연구 기록 및 보고된 결과는 공개 웹사이트에 게시되기 전에 특정 품질 관리 기준을 충족하는지 확인하기 위해 국립 의학 도서관(NLM)에서 검토합니다.

연구 주요 날짜

연구 시작 (실제)

2021년 1월 15일

기본 완료 (실제)

2021년 5월 15일

연구 완료 (실제)

2021년 5월 15일

연구 등록 날짜

최초 제출

2021년 1월 6일

QC 기준을 충족하는 최초 제출

2021년 1월 6일

처음 게시됨 (실제)

2021년 1월 7일

연구 기록 업데이트

마지막 업데이트 게시됨 (실제)

2021년 5월 24일

QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출

2021년 5월 20일

마지막으로 확인됨

2021년 5월 1일

추가 정보

이 연구와 관련된 용어

키워드

기타 연구 ID 번호

  • 2010-270, NEU-09-042

개별 참가자 데이터(IPD) 계획

개별 참가자 데이터(IPD)를 공유할 계획입니까?

예

IPD 계획 설명

다른 연구자가 이 데이터에 관심이 있는 경우 1차 및 2차 결과에서 얻은 데이터를 공유할 수 있습니다.

IPD 공유 기간

데이터는 시험 종료 후 5년 동안 사용할 수 있습니다.

IPD 공유 액세스 기준

데이터에 대한 액세스를 원하는 연구원은 시험의 주요 조사관에게 연락해야 합니다. 롤란도 델 마에스트로 박사

IPD 공유 지원 정보 유형

  • 연구_프로토콜
  • 수액
  • ICF
  • ANALYTIC_CODE
  • CSR

약물 및 장치 정보, 연구 문서

미국 FDA 규제 의약품 연구

아니

미국 FDA 규제 기기 제품 연구

아니

이 정보는 변경 없이 clinicaltrials.gov 웹사이트에서 직접 가져온 것입니다. 귀하의 연구 세부 정보를 변경, 제거 또는 업데이트하도록 요청하는 경우 register@clinicaltrials.gov. 문의하십시오. 변경 사항이 clinicaltrials.gov에 구현되는 즉시 저희 웹사이트에도 자동으로 업데이트됩니다. .

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