Ta strona została przetłumaczona automatycznie i dokładność tłumaczenia nie jest gwarantowana. Proszę odnieść się do angielska wersja za tekst źródłowy.

Measuring Force During Subpial Resection Procedure Using a Novel Ex Vivo Calf Brain Model With Integrated Sensor

10 czerwca 2026 zaktualizowane przez: Rolando Del Maestro, McGill University

Neurosurgery is a high-stakes surgical specialty where errors can result in significant morbidity. The amount of force applied simultaneously on the brain with multiple different instruments during complex neurosurgical procedures is a critical safety metric that, to the investigators' knowledge, has not been previously measured in a realistic operative environment.

The investigators have therefore developed a simulation platform integrating an ex vivo calf brain and a 3D-printed skull model attached to a force sensor capable of capturing real-time forces applied to the brain. A case series study will be conducted to evaluate the pattern of force applied. Medical students, neurosurgical residents, and staff neurosurgeons from McGill University will be recruited to perform subpial resections using our ex vivo calf brain simulation platform. The forces applied by the microscissors, bipolar forceps, and ultrasonic aspirator onto the brain will be captured. This study aims to demonstrate the spectrum of force applied during a neurosurgical procedure using an ex vivo calf brain model.

Przegląd badań

Status

Rekrutacyjny

Szczegółowy opis

Background and Rationale: The subpial resection technique is a complex neurosurgical procedure that is essential for brain tumor and epilepsy surgery. However, opportunities for trainees to gain hands-on experience with this procedure without risk to patient safety are limited. The force applied on the brain during tool-tissue contact is a critical factor impacting patient safety. While virtual simulation platforms enable force monitoring, ex vivo animal brains cannot readily capture quantitative data. The investigators have therefore developed a prototype of a simulation platform that integrates a force sensor and a calf brain and can accurately detect real-time forces during simulated subpial resections. This study seeks to gauge the force spectrum using this ex vivo calf brain force detection system.

Hypothesis: The simulation platform will accurately measure forces applied by novice, intermediate, and expert participants with surgical instruments on an ex vivo calf brain during simulated subpial resection procedures.

Primary Objective: To measure the forces applied by novice, intermediate, and expert participants during simulated ex vivo subpial resection procedures.

Setting: Montreal Neurological Institute and Hospital, McGill University, Montreal, Quebec, Canada.

Participants:

Neurosurgeons (experts): Staff neurosurgeons at McGill University specializing in oncology, epilepsy, pediatric, or vascular neurosurgery

Neurosurgical residents (trainees): Neurosurgical residents at McGill University

Medical students (novices): Students enrolled in medical school at McGill University

Design: A cross-sectional case series study.

Methodology: This study was approved by the McGill University Health Centre Research Ethics Board, Neurosciences-Psychiatry. A case series study will be conducted where medical students, neurosurgical residents, and staff neurosurgeons from McGill University will be recruited to perform subpial resection tasks on an ex vivo calf brain model. Calf brains will be placed in a 3D-printed skull model to mimic a realistic human operative environment. The 3D-printed skull model was prototyped from a publicly available CT scan obtained from Embodi3D, an open-access medical imaging repository, and reconstructed in 3D using the open-source software 3D Slicer version 5.10.0. A 6-degree-of-freedom force/torque sensor (Nano17 IP68, ATI Industrial Automation Inc., North Carolina, USA) and a USB data acquisition board (NI-6210, National Instruments Inc., Texas, USA) will be used to measure real-time forces applied to the brain. Participants will use microscissors, bipolar forceps, and a SONOPET ultrasonic aspirator (Stryker, Portage, Michigan, USA) to perform simulated procedures. The tasks will be performed using an OPMI pico surgical microscope (ZEISS, Jena, Germany) and video-recorded using a Blackfly S GigE embedded microscope camera (FLIR, Wilsonville, Oregon, USA), allowing a broader instrument view for evaluation of intraoperative and postoperative performance.

Study Procedure: Upon arrival, participants will read and sign an informed consent form. They will then fill out a pre-trial questionnaire assessing their demographic characteristics (e.g., sex, gender, age, institutional affiliation, etc.). Each participant will receive standardized instructions on instrument use and function and be presented with an image outlining the location of pial cuts and the subpial resections on the ex vivo calf brain in front of them. Participants will adjust the operating microscope according to their preferences. The subpial resection experiment will be divided into three subsequent tasks. The goal is to obtain a noise-free and specific force measurement for each of the major instruments/maneuvers in a standard subpial resection. The first task entails using microscissors to create a 2-cm pial cut in ten different gyri across a calf brain hemisphere (n = 10). The time allocated for this task is 30 seconds for each cut. The second task involves utilizing bipolar forceps to grasp and lift the edge of the pia where cuts are made with the microscissors in task 1. A repetitive lift and hold maneuver will be repeated five times assuming a right to left direction across the pial incision line in 5-second intervals using the left hand. This will be repeated across each of the ten different pial cuts (n = 50). The time allocated for this task is maximum of one minute for each pial defect. Finally, an ultrasonic aspirator in the dominant (right) hand along with the bipolar in the opposite hand will be employed to perform subpial resection at three out of the ten pial cuts originally made in task 1 (n = 3). Each of the three spots would undergo subpial resection for an allocated time of 3 minutes across separate recordings.

Significance: This study will provide the first insights into a realistic operative environment where it will be possible to monitor the force applied on the brain.

Typ studiów

Obserwacyjny

Zapisy (Szacowany)

9

Kontakty i lokalizacje

Ta sekcja zawiera dane kontaktowe osób prowadzących badanie oraz informacje o tym, gdzie badanie jest przeprowadzane.

Kontakt w sprawie studiów

Lokalizacje studiów

    • Quebec
      • Montreal, Quebec, Kanada, H3A 2B4
        • Rekrutacyjny
        • Neuro Imaging and Surgical Technologies Lab, Department of Neurology and Neurosurgery, Montreal Neurological Institute and Hospital, McGill University
        • Kontakt:

Kryteria uczestnictwa

Badacze szukają osób, które pasują do określonego opisu, zwanego kryteriami kwalifikacyjnymi. Niektóre przykłady tych kryteriów to ogólny stan zdrowia danej osoby lub wcześniejsze leczenie.

Kryteria kwalifikacji

Wiek uprawniający do nauki

  • Dorosły
  • Starszy dorosły

Akceptuje zdrowych ochotników

Tak

Metoda próbkowania

Próbka bez prawdopodobieństwa

Badana populacja

Staff neurosurgeons, neurosurgical residents, and medical students from McGill University

Opis

Inclusion Criteria:

  • Right-handed medical students, neurosurgical residents, and staff neurosurgeons from McGill University

Exclusion Criteria:

  • Left-handed individuals

Plan studiów

Ta sekcja zawiera szczegółowe informacje na temat planu badania, w tym sposób zaprojektowania badania i jego pomiary.

Jak projektuje się badanie?

Szczegóły projektu

Co mierzy badanie?

Podstawowe miary wyniku

Miara wyniku
Opis środka
Ramy czasowe
Forces applied to the brain during each simulated subpial resection procedure step
Ramy czasowe: 1 day of study
Throughout each simulated ex vivo subpial resection procedure, forces applied to the brain during tool-tissue contact will be measured by the force/torque sensor in grams and Newtons.
1 day of study

Współpracownicy i badacze

Tutaj znajdziesz osoby i organizacje zaangażowane w to badanie.

Śledczy

  • Główny śledczy: Rolando F. Del Maestro, MD, PhD, Neurosurgical Simulation and Artificial Intelligence Learning Centre, McGill University
  • Dyrektor Studium: Amir Hooshiar, PhD, Surgical Performance Enhancement and Robotics Centre, McGill University
  • Dyrektor Studium: D. Louis Collins, PhD, Neuro Imaging and Surgical Technologies Lab, McGill University

Daty zapisu na studia

Daty te śledzą postęp w przesyłaniu rekordów badań i podsumowań wyników do ClinicalTrials.gov. Zapisy badań i zgłoszone wyniki są przeglądane przez National Library of Medicine (NLM), aby upewnić się, że spełniają określone standardy kontroli jakości, zanim zostaną opublikowane na publicznej stronie internetowej.

Główne daty studiów

Rozpoczęcie studiów (Szacowany)

1 czerwca 2026

Zakończenie podstawowe (Szacowany)

1 lipca 2026

Ukończenie studiów (Szacowany)

1 lipca 2026

Daty rejestracji na studia

Pierwszy przesłany

10 czerwca 2026

Pierwszy przesłany, który spełnia kryteria kontroli jakości

10 czerwca 2026

Pierwszy wysłany (Rzeczywisty)

16 czerwca 2026

Aktualizacje rekordów badań

Ostatnia wysłana aktualizacja (Rzeczywisty)

16 czerwca 2026

Ostatnia przesłana aktualizacja, która spełniała kryteria kontroli jakości

10 czerwca 2026

Ostatnia weryfikacja

1 czerwca 2026

Więcej informacji

Terminy związane z tym badaniem

Inne numery identyfikacyjne badania

  • 2018 4395, Trial 1

Plan dla danych uczestnika indywidualnego (IPD)

Planujesz udostępniać dane poszczególnych uczestników (IPD)?

TAK

Typ informacji pomocniczych dotyczących udostępniania IPD

  • PROTOKÓŁ BADANIA
  • SOK ROŚLINNY
  • ICF
  • ANALITYCZNY_KOD
  • CSR

Informacje o lekach i urządzeniach, dokumenty badawcze

Bada produkt leczniczy regulowany przez amerykańską FDA

Nie

Bada produkt urządzenia regulowany przez amerykańską FDA

Nie

Te informacje zostały pobrane bezpośrednio ze strony internetowej clinicaltrials.gov bez żadnych zmian. Jeśli chcesz zmienić, usunąć lub zaktualizować dane swojego badania, skontaktuj się z register@clinicaltrials.gov. Gdy tylko zmiana zostanie wprowadzona na stronie clinicaltrials.gov, zostanie ona automatycznie zaktualizowana również na naszej stronie internetowej .

Badania kliniczne na Edukacja chirurgiczna

Subskrybuj