Denne siden ble automatisk oversatt og nøyaktigheten av oversettelsen er ikke garantert. Vennligst referer til engelsk versjon for en kildetekst.

Effektiviteten til et kunstig intelligent veiledningssystem i simuleringstrening

20. mai 2021 oppdatert av: McGill University

Sammenligning av den virtuelle operative assistenten med ekspertbasert instruksjon i kirurgisk utdanning: En randomisert kontrollert prøvelse

Kort oppsummering:

Bakgrunn:

Selv om kirurgisk erfaring og teknisk dyktighet er assosiert med bedre pasientresultater, er det utfordrende å kvantifisere kirurgisk evne i operasjonssalen. I kirurgisk utdanning kan store datasett generert av virtuelle virkelighetssimulatorer med høy kvalitet brukes av maskinlæringsalgoritmer for objektivt å måle trainees ytelse og kompetanse på ekspertreferanser. Dette tillater gjentatt utøvelse av kirurgiske ferdigheter i trygge og risikofrie miljøer med umiddelbar tilbakemelding.

Vår gruppe utviklet og har patentsøkt for et intelligent veiledningssystem kalt Virtual Operative Assistant (VOA). Ved å bruke en Artificial Intelligence (AI) støtte vektormaskinalgoritme, vurderer VOA data hentet fra NeuroVR (CAE Healthcare) simulatorplattformen og gir individualisert audiovisuell tilbakemelding for å forbedre elevens ytelse under simulerte hjernesvulstreseksjoner. Effektiviteten til intelligente veiledningssystemer som VOA til den menneskelige kirurgiske lærlingepedagogikken gjenstår å belyse.

Målet med denne studien er å sammenligne effektiviteten og den pedagogiske virkningen av personlig VOA-tilbakemelding med ekspertinstruksjoner om medisinske studenters tekniske ferdigheter å lære av en virtual reality-tumorreseksjonsprosedyre.

Spesifikke mål: 1) Å vurdere om medisinstudenter som mottar personlig VOA-tilbakemelding statistisk forbedrer deres kirurgiske ytelse sammenlignet med de som har (a) ingen tilbakemelding fra ekspertinstruktører eller (b) ekspertinstruktørmediert tilbakemelding. 2) Å skissere om forskjellige følelser fremkalles av VOA intelligent veiledningssystem hos medisinstudenter mens de utfører denne prestasjonsoppgaven sammenlignet med menneskelig instruksjon

Studieoversikt

Status

Fullført

Forhold

Intervensjon / Behandling

Detaljert beskrivelse

Design: En tre-arms delvis blindet randomisert kontrollert studie av VOA-trening versus fjernbasert ekspertinstruksjon versus kontroll.

Innstilling: Nevrokirurgisk simulering og læringssenter for kunstig intelligens, Montreal Neurological Institute.

Deltakere: Kvalifiserte første- og andreårs medisinstudenter fra hele provinsen Quebec.

Oppgave: Fullstendig fjerning av en simulert svulst – kjennetegnes ved farge og haptiske egenskaper – med minimal blødning og skade på omkringliggende sunn hjerne ved hjelp av to kirurgiske instrumenter (Cavitron Ultrasonic Aspirator og Bipolar tang) fra NeuroVR (CAE Healthcare) kirurgisk simulator.

Intervensjon: En enkelt 75-minutters treningsøkt, inkludert seks virtuelle subpiale tumorreseksjonsforsøk (fem enkle praksisscenarier og ett komplekst realistisk scenario) med vurdering og tilbakemelding fra enten:

  1. VOA intelligent veiledningssystem (gruppe 2) eller

  2. en fjernbasert ekspertinstruktør (gruppe 3)

    Begge sammenlignet med:

  3. kontrollgruppe (gruppe 1) som ikke mottar noen vurdering eller tilbakemelding på ytelse.

Så vidt vi vet vil dette være den første studien som sammenligner effektiviteten til et AI-drevet intelligent veiledningssystem med ekspertinstruksjon i sammenheng med medisinsk og kirurgisk virtuell virkelighetssimulering og vurderer den emosjonelle responsen på slik instruksjon. Denne studien har som mål å begynne å identifisere vellykkede tilnærminger for å bruke denne innovative teknologien i den medisinske pedagogiske læreplanen og forbedre pasientresultatene ved å øke sikkerheten, effektiviteten og kompetansen til kirurger og andre helsepersonell.

Studietype

Intervensjonell

Registrering (Faktiske)

70

Fase

  • Ikke aktuelt

Kontakter og plasseringer

Denne delen inneholder kontaktinformasjon for de som utfører studien, og informasjon om hvor denne studien blir utført.

Studiesteder

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

Deltakelseskriterier

Forskere ser etter personer som passer til en bestemt beskrivelse, kalt kvalifikasjonskriterier. Noen eksempler på disse kriteriene er en persons generelle helsetilstand eller tidligere behandlinger.

Kvalifikasjonskriterier

Alder som er kvalifisert for studier

  • Barn
  • Voksen
  • Eldre voksen

Tar imot friske frivillige

Ja

Kjønn som er kvalifisert for studier

Alle

Beskrivelse

Inkluderingskriterier:• Første- og andreårs medisinstudenter fra enhver kanadisk institusjon som ikke oppfyller eksklusjonskriteriene.

-

Eksklusjonskriterier: • Deltakelse i noen av vår gruppes tidligere forsøk som involverer NeuroVR (CAE Healthcare)-simulatoren.

-

Studieplan

Denne delen gir detaljer om studieplanen, inkludert hvordan studien er utformet og hva studien måler.

Hvordan er studiet utformet?

Designdetaljer

  • Primært formål: Helsetjenesteforskning
  • Tildeling: Randomisert
  • Intervensjonsmodell: Parallell tildeling
  • Masking: Dobbelt

Våpen og intervensjoner

Deltakergruppe / Arm
Intervensjon / Behandling
Ingen inngripen: Kontrollgruppe

Kontrollgruppe - Baseline Training

25 deltakere tildelt. Enkeltpersoner får introduksjonsinformasjon om bruk av simulatoren og scenariet. De utfører 5 enkle subpiale tumorreseksjoner for praksis og har 5 minutter per forsøk. Etter hvert forsøk tar studenten en 5-minutters pause uten vurdering eller tilbakemelding på prestasjoner. På sitt sjette forsøk har de 13 minutter til å utføre et annerledes realistisk scenario.
Eksperimentell: Eksperimentell gruppe - opplæring i virtuell operativ assistanse

Eksperimentell gruppe - opplæring i virtuell operativ assistanse

25 deltakere fordelt. Enkeltpersoner mottar samme informasjon, har like mye tid og utfører de samme scenariene som kontrollgruppen. I løpet av 5 minutter mellom forsøkene, mottar deltakeren Virtual Operative Assistance Training-vurderingen av deres ytelse og audiovisuelle tilbakemeldinger.
Atferdsmessig: Opplæring i virtuell operativ assistent
Enkeltpersoner får samme grunnleggende informasjon, har like mye tid og utfører de samme scenariene som kontrollgruppen. I løpet av 5 minutter mellom forsøkene, mottar deltakeren Virtual Operative Assistant-vurderingen av ytelsen og audiovisuell tilbakemelding.
Eksperimentell: Eksperimentell gruppe - fjernbasert ekspertinstruktøropplæring
25 deltakere fordelt. Enkeltpersoner mottar samme informasjon, har like mye tid og utfører de samme scenariene som kontrollgruppen. I mellomtiden observerer en utdannet instruktør deltakerens ytelse på skjermen, som livestreames, eksternt. Instruktører er seniorbeboere i nevrokirurgi med lang erfaring i å utføre og vurdere dette scenariet. I løpet av den 5-minutters tilbakemeldingsøkten chatter de med studenten, diskuterer prestasjonen og hjelper til med å sette mål for neste prøveperiode.
Atferdsmessig: Fjernbasert ekspertinstruktøropplæring
Enkeltpersoner mottar samme informasjon, har like mye tid og utfører de samme scenariene som kontrollgruppen. I mellomtiden observerer en utdannet instruktør deltakerens ytelse på skjermen, som livestreames, eksternt. Instruktører er seniorbeboere i nevrokirurgi med lang erfaring i å utføre og vurdere dette scenariet. I løpet av den 5-minutters tilbakemeldingsøkten chatter de med studenten, diskuterer prestasjonen og hjelper til med å sette mål for neste prøveperiode.

Hva måler studien?

Primære resultatmål

Resultatmål
Tiltaksbeskrivelse
Tidsramme
Endring i prosedyreytelse.
Tidsramme: Studiedag
Ytelsen i hvert øvelsesforsøk måles ved å bruke rådata fra simulatoren som brukes til vurdering av tidligere etablerte AI-algoritmer på validerte beregninger.
Studiedag
Endring i læring
Tidsramme: Studiedag
Ytelsen på det komplekse realistiske scenariet blir evaluert av ekspertinstruktører ved å bruke den objektive strukturerte vurderingen av tekniske ferdigheter (OSATS) visuell vurderingsskala (vektet til 50 %) og AI-vurderingsalgoritmene (vektet til 50 %) og skaper en sammensatt ytelsespoeng.
Studiedag

Sekundære resultatmål

Resultatmål
Tiltaksbeskrivelse
Tidsramme
Forskjell i styrken til de fremkalte følelsene
Tidsramme: Studiedag
Målt ved hjelp av Duffys Medical Emotions Scale (MES), før, under og etter intervensjonen.
Studiedag
Forskjell i kognitiv belastning
Tidsramme: Studiedag
Målt ved hjelp av Leppinks Cognitive Load Index (CLI) etter intervensjonen.
Studiedag

Samarbeidspartnere og etterforskere

Det er her du vil finne personer og organisasjoner som er involvert i denne studien.

Sponsor

McGill University

Publikasjoner og nyttige lenker

Den som er ansvarlig for å legge inn informasjon om studien leverer frivillig disse publikasjonene. Disse kan handle om alt relatert til studiet.

Generelle publikasjoner

Studierekorddatoer

Disse datoene sporer fremdriften for innsending av studieposter og sammendragsresultater til ClinicalTrials.gov. Studieposter og rapporterte resultater gjennomgås av National Library of Medicine (NLM) for å sikre at de oppfyller spesifikke kvalitetskontrollstandarder før de legges ut på det offentlige nettstedet.

Studer hoveddatoer

Studiestart (Faktiske)

15. januar 2021

Primær fullføring (Faktiske)

15. mai 2021

Studiet fullført (Faktiske)

15. mai 2021

Datoer for studieregistrering

Først innsendt

6. januar 2021

Først innsendt som oppfylte QC-kriteriene

6. januar 2021

Først lagt ut (Faktiske)

7. januar 2021

Oppdateringer av studieposter

Sist oppdatering lagt ut (Faktiske)

24. mai 2021

Siste oppdatering sendt inn som oppfylte QC-kriteriene

20. mai 2021

Sist bekreftet

1. mai 2021

Mer informasjon

Begreper knyttet til denne studien

Nøkkelord

Andre studie-ID-numre

  • 2010-270, NEU-09-042

Plan for individuelle deltakerdata (IPD)

Planlegger du å dele individuelle deltakerdata (IPD)?

JA

IPD-planbeskrivelse

Data hentet fra primære og sekundære resultater kan deles hvis andre forskere har interesse for disse dataene

IPD-delingstidsramme

Data vil være tilgjengelig i 5 år etter fullført prøvelse

Tilgangskriterier for IPD-deling

Forskere som ønsker tilgang til dataene, må kontakte hovedetterforskeren for forsøket. Dr. Rolando Del Maestro

IPD-deling Støtteinformasjonstype

  • STUDY_PROTOCOL
  • SEVJE
  • ICF
  • ANALYTIC_CODE
  • CSR

Legemiddel- og utstyrsinformasjon, studiedokumenter

Studerer et amerikansk FDA-regulert medikamentprodukt

Nei

Studerer et amerikansk FDA-regulert enhetsprodukt

Nei

Denne informasjonen ble hentet direkte fra nettstedet clinicaltrials.gov uten noen endringer. Hvis du har noen forespørsler om å endre, fjerne eller oppdatere studiedetaljene dine, vennligst kontakt register@clinicaltrials.gov. Så snart en endring er implementert på clinicaltrials.gov, vil denne også bli oppdatert automatisk på nettstedet vårt. .

Abonnere