Deze pagina is automatisch vertaald en de nauwkeurigheid van de vertaling kan niet worden gegarandeerd. Raadpleeg de Engelse versie voor een brontekst.

Effectiviteit van een kunstmatig intelligent leersysteem bij simulatietraining

20 mei 2021 bijgewerkt door: McGill University

Vergelijking van de virtuele operatieve assistent met op experts gebaseerde instructie in chirurgisch onderwijs: een gerandomiseerde gecontroleerde studie

Korte samenvatting:

Achtergrond:

Hoewel chirurgische ervaring en technische vaardigheid worden geassocieerd met betere resultaten voor de patiënt, is het kwantificeren van chirurgisch vermogen in de operatiekamer een uitdaging. In het chirurgisch onderwijs kunnen grote datasets die worden gegenereerd door high-fidelity virtual reality-simulatoren worden gebruikt door machine learning-algoritmen om de prestaties en competentie van stagiairs objectief te meten op basis van deskundige benchmarks. Dit maakt herhaald oefenen van chirurgische vaardigheden mogelijk in veilige en risicovrije omgevingen met onmiddellijke feedback.

Onze groep ontwikkelde en heeft een patent aangevraagd voor een intelligent tutoring-systeem genaamd de Virtual Operative Assistant (VOA). Door gebruik te maken van een kunstmatige intelligentie (AI) ondersteunend vectormachine-algoritme, beoordeelt de VOA gegevens die zijn afgeleid van het NeuroVR (CAE Healthcare) simulatorplatform en biedt geïndividualiseerde audiovisuele feedback om de prestaties van de leerling te verbeteren tijdens gesimuleerde hersentumorresecties. De effectiviteit van intelligente tutoring-systemen zoals de VOA voor de pedagogiek van de menselijke chirurgische leertijd moet nog worden opgehelderd.

Het doel van deze studie is om de effectiviteit en educatieve impact van gepersonaliseerde VOA-feedback te vergelijken met deskundige instructies over de technische vaardigheden van medische studenten die een virtual reality-tumorresectieprocedure leren.

Specifieke doelstellingen: 1) Beoordelen of geneeskundestudenten die gepersonaliseerde VOA-feedback ontvangen, hun chirurgische prestaties statistisch verbeteren in vergelijking met degenen die (a) geen feedback van een deskundige instructeur of (b) feedback van een deskundige instructeur hebben. 2) Om te schetsen of verschillende emoties worden opgewekt door het VOA intelligente tutoring-systeem bij geneeskundestudenten tijdens het uitvoeren van deze prestatietaak in vergelijking met menselijke instructie

Studie Overzicht

Toestand

Voltooid

Conditie

Interventie / Behandeling

Gedetailleerde beschrijving

Ontwerp: een driearmige, gedeeltelijk geblindeerde, gerandomiseerde, gecontroleerde studie van VOA-training versus op afstand gebaseerde deskundige instructie versus controle.

Omgeving: Neurochirurgische simulatie en leercentrum voor kunstmatige intelligentie, Montreal Neurological Institute.

Deelnemers: in aanmerking komende eerste- en tweedejaars geneeskundestudenten uit de hele provincie Quebec.

Taak: Volledige verwijdering van een gesimuleerde tumor - te onderscheiden door kleur en haptische eigenschappen - met minimale bloeding en schade aan omliggende gezonde hersenen met behulp van twee chirurgische instrumenten (Cavitron Ultrasonic Aspirator en Bipolaire tang) van de NeuroVR (CAE Healthcare) chirurgische simulator.

Interventie: Een enkele trainingssessie van 75 minuten, inclusief zes pogingen tot virtuele subpiale tumorresectie (vijf eenvoudige oefenscenario's en één complex realistisch scenario) met beoordeling en feedback van:

  1. het VOA intelligent bijlessysteem (Groep 2) of

  2. een deskundige instructeur op afstand (groep 3)

    Beide vergeleken met:

  3. controlegroep (Groep 1) die geen beoordeling of prestatiefeedback ontvangt.

Voor zover wij weten, zal dit de eerste studie zijn die de effectiviteit van een AI-aangedreven intelligent tutoring-systeem vergelijkt met deskundige instructie in de context van medische en chirurgische virtual reality-simulatie en de emotionele reactie op dergelijke instructie beoordeelt. Deze studie heeft tot doel een begin te maken met het identificeren van succesvolle benaderingen om deze innovatieve technologie te gebruiken in het medisch onderwijscurriculum en om de patiëntresultaten te verbeteren door de veiligheid, efficiëntie en competentie van chirurgen en andere zorgverleners te vergroten.

Studietype

Ingrijpend

Inschrijving (Werkelijk)

70

Fase

  • Niet toepasbaar

Contacten en locaties

In dit gedeelte vindt u de contactgegevens van degenen die het onderzoek uitvoeren en informatie over waar dit onderzoek wordt uitgevoerd.

Studie Locaties

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

Deelname Criteria

Onderzoekers zoeken naar mensen die aan een bepaalde beschrijving voldoen, de zogenaamde geschiktheidscriteria. Enkele voorbeelden van deze criteria zijn iemands algemene gezondheidstoestand of eerdere behandelingen.

Geschiktheidscriteria

Leeftijden die in aanmerking komen voor studie

  • Kind
  • Volwassen
  • Oudere volwassene

Accepteert gezonde vrijwilligers

Ja

Geslachten die in aanmerking komen voor studie

Allemaal

Beschrijving

Opnamecriteria:• Eerste- en tweedejaars geneeskundestudenten van een Canadese instelling die niet voldoen aan de uitsluitingscriteria.

-

Uitsluitingscriteria: • Deelname aan eerdere onderzoeken van onze groep met de NeuroVR-simulator (CAE Healthcare).

-

Studie plan

Dit gedeelte bevat details van het studieplan, inclusief hoe de studie is opgezet en wat de studie meet.

Hoe is de studie opgezet?

Ontwerpdetails

  • Primair doel: Onderzoek naar gezondheidsdiensten
  • Toewijzing: Gerandomiseerd
  • Interventioneel model: Parallelle opdracht
  • Masker: Dubbele

Wapens en interventies

Deelnemersgroep / Arm
Interventie / Behandeling
Geen tussenkomst: Controlegroep

Controlegroep - basislijntraining

25 deelnemers toegewezen. Individuen krijgen inleidende informatie over het gebruik van de simulator en het scenario. Ze voeren 5 eenvoudige subpiale tumorresecties uit om te oefenen en hebben 5 minuten per proef. Na elke poging neemt de student een pauze van 5 minuten zonder beoordeling of feedback op zijn prestatie. Bij hun 6e poging hebben ze 13 minuten de tijd om een ​​ander realistisch scenario uit te voeren.
Experimenteel: Experimentele Groep - Virtual Operative Assistance Training

Experimentele Groep - Virtual Operative Assistance Training

25 deelnemers toegewezen. Individuen krijgen dezelfde informatie, hebben evenveel tijd en voeren dezelfde scenario's uit als de controlegroep. In de 5 minuten tussen de pogingen ontvangt de deelnemer de Virtual Operative Assistance Training-beoordeling van zijn prestaties en audiovisuele feedback.
Gedragsmatig: Training virtuele operatieassistent
Individuen krijgen dezelfde basisinformatie, hebben evenveel tijd en voeren dezelfde scenario's uit als de controlegroep. In de 5 minuten tussen pogingen ontvangt de deelnemer de Virtual Operative Assistant-beoordeling van hun prestaties en audiovisuele feedback.
Experimenteel: Experimentele Groep - Expert Instructor Training op afstand
25 deelnemers toegewezen. Individuen krijgen dezelfde informatie, hebben evenveel tijd en voeren dezelfde scenario's uit als de controlegroep. Ondertussen observeert een getrainde instructeur de prestaties van de deelnemer op het scherm, dat wil zeggen live gestreamd, op afstand. Instructeurs zijn senior neurochirurgische assistenten met uitgebreide ervaring in het uitvoeren en beoordelen van dit scenario. Tijdens de feedbacksessie van 5 minuten chatten ze met de student, bespreken ze de prestaties en helpen ze bij het stellen van doelen voor de volgende proef.
Gedragsmatig: Op afstand gebaseerde deskundige instructeurstraining
Individuen krijgen dezelfde informatie, hebben evenveel tijd en voeren dezelfde scenario's uit als de controlegroep. Ondertussen observeert een getrainde instructeur de prestaties van de deelnemer op het scherm, dat wil zeggen live gestreamd, op afstand. Instructeurs zijn senior neurochirurgische assistenten met uitgebreide ervaring in het uitvoeren en beoordelen van dit scenario. Tijdens de feedbacksessie van 5 minuten chatten ze met de student, bespreken ze de prestaties en helpen ze bij het stellen van doelen voor de volgende proef.

Wat meet het onderzoek?

Primaire uitkomstmaten

Uitkomstmaat
Maatregel Beschrijving
Tijdsspanne
Verandering in procedurele prestaties.
Tijdsspanne: Dag van de studie
De prestaties bij elke oefenpoging worden gemeten met behulp van onbewerkte gegevens van de simulator die worden gebruikt voor beoordeling door eerder vastgestelde AI-algoritmen op gevalideerde statistieken.
Dag van de studie
Verandering in leren
Tijdsspanne: Dag van de studie
Prestaties op het complexe realistische scenario worden geëvalueerd door deskundige instructeurs met behulp van de Objective Structured Assessments of Technical Skills (OSATS) Visual Rating Scale (gewogen voor 50%) en de AI-beoordelingsalgoritmen (gewogen voor 50%), waardoor een samengestelde prestatiescore ontstaat.
Dag van de studie

Secundaire uitkomstmaten

Uitkomstmaat
Maatregel Beschrijving
Tijdsspanne
Verschil in de kracht van opgewekte emoties
Tijdsspanne: Dag van de studie
Gemeten met Duffy's Medical Emotions Scale (MES), voor, tijdens en na de ingreep.
Dag van de studie
Verschil in cognitieve belasting
Tijdsspanne: Dag van de studie
Gemeten met Leppink's Cognitive Load Index (CLI) na de ingreep.
Dag van de studie

Medewerkers en onderzoekers

Hier vindt u mensen en organisaties die betrokken zijn bij dit onderzoek.

Sponsor

McGill University

Publicaties en nuttige links

De persoon die verantwoordelijk is voor het invoeren van informatie over het onderzoek stelt deze publicaties vrijwillig ter beschikking. Dit kan gaan over alles wat met het onderzoek te maken heeft.

Algemene publicaties

Studie record data

Deze datums volgen de voortgang van het onderzoeksdossier en de samenvatting van de ingediende resultaten bij ClinicalTrials.gov. Studieverslagen en gerapporteerde resultaten worden beoordeeld door de National Library of Medicine (NLM) om er zeker van te zijn dat ze voldoen aan specifieke kwaliteitscontrolenormen voordat ze op de openbare website worden geplaatst.

Bestudeer belangrijke data

Studie start (Werkelijk)

15 januari 2021

Primaire voltooiing (Werkelijk)

15 mei 2021

Studie voltooiing (Werkelijk)

15 mei 2021

Studieregistratiedata

Eerst ingediend

6 januari 2021

Eerst ingediend dat voldeed aan de QC-criteria

6 januari 2021

Eerst geplaatst (Werkelijk)

7 januari 2021

Updates van studierecords

Laatste update geplaatst (Werkelijk)

24 mei 2021

Laatste update ingediend die voldeed aan QC-criteria

20 mei 2021

Laatst geverifieerd

1 mei 2021

Meer informatie

Termen gerelateerd aan deze studie

Trefwoorden

Andere studie-ID-nummers

  • 2010-270, NEU-09-042

Plan Individuele Deelnemersgegevens (IPD)

Bent u van plan om gegevens van individuele deelnemers (IPD) te delen?

JA

Beschrijving IPD-plan

Gegevens verkregen uit primaire en secundaire uitkomsten kunnen worden gedeeld als andere onderzoekers belang hebben bij deze gegevens

IPD-tijdsbestek voor delen

De gegevens blijven beschikbaar tot 5 jaar na afronding van de proef

IPD-toegangscriteria voor delen

Onderzoekers die toegang willen tot de data zullen contact moeten opnemen met de hoofdonderzoeker van het onderzoek. Dr Rolando Del Maestro

IPD delen Ondersteunend informatietype

  • LEERPROTOCOOL
  • SAP
  • ICF
  • ANALYTIC_CODE
  • MVO

Informatie over medicijnen en apparaten, studiedocumenten

Bestudeert een door de Amerikaanse FDA gereguleerd geneesmiddel

Nee

Bestudeert een door de Amerikaanse FDA gereguleerd apparaatproduct

Nee

Deze informatie is zonder wijzigingen rechtstreeks van de website clinicaltrials.gov gehaald. Als u verzoeken heeft om uw onderzoeksgegevens te wijzigen, te verwijderen of bij te werken, neem dan contact op met register@clinicaltrials.gov. Zodra er een wijziging wordt doorgevoerd op clinicaltrials.gov, wordt deze ook automatisch bijgewerkt op onze website .

Abonneren