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Efetividade de um Sistema Tutor Inteligente Artificial no Treinamento por Simulação

20 de maio de 2021 atualizado por: McGill University

Comparando o Assistente Operativo Virtual com a Instrução Baseada em Especialista em Educação Cirúrgica: Um Estudo Randomizado e Controlado

Sumário breve:

Fundo:

Embora a experiência cirúrgica e a habilidade técnica estejam associadas a melhores resultados para os pacientes, quantificar a habilidade cirúrgica na sala de cirurgia é um desafio. Na educação cirúrgica, grandes conjuntos de dados gerados por simuladores de realidade virtual de alta fidelidade podem ser empregados por algoritmos de aprendizado de máquina para medir objetivamente o desempenho e a competência do aluno em benchmarks especializados. Isso permite a prática repetitiva de habilidades cirúrgicas em ambientes seguros e livres de riscos com feedback imediato.

Nosso grupo desenvolveu e tem patente pendente para um sistema de tutoria inteligente chamado Virtual Operative Assistant (VOA). Utilizando um algoritmo de máquina vetorial de suporte de Inteligência Artificial (IA), o VOA avalia dados derivados da plataforma do simulador NeuroVR (CAE Healthcare) e fornece feedback audiovisual individualizado para melhorar o desempenho do aluno durante ressecções simuladas de tumores cerebrais. A eficácia de sistemas tutores inteligentes, como o VOA, para a pedagogia do aprendizado cirúrgico humano ainda precisa ser elucidada.

O objetivo deste estudo é comparar a eficácia e o impacto educacional do feedback VOA personalizado com a instrução especializada sobre o aprendizado de habilidades técnicas do estudante de medicina em um procedimento de ressecção de tumor em realidade virtual.

Objetivos Específicos: 1) Avaliar se estudantes de medicina que recebem feedback personalizado de VOA melhoram estatisticamente seu desempenho cirúrgico quando comparados àqueles que não recebem (a) nenhum feedback de instrutor especialista ou (b) feedback mediado por instrutor especialista. 2) Descrever se diferentes emoções são provocadas pelo sistema de tutoria inteligente VOA em estudantes de medicina durante a realização desta tarefa de realização em comparação com a instrução humana

Visão geral do estudo

Descrição detalhada

Projeto: Um estudo controlado randomizado parcialmente cego de três braços de treinamento VOA versus instrução especializada baseada em controle remoto versus controle.

Local: Simulação Neurocirúrgica e Centro de Aprendizagem de Inteligência Artificial, Montreal Neurological Institute.

Participantes: Estudantes de medicina elegíveis do primeiro e segundo ano de toda a província de Quebec.

Tarefa: Remoção completa de um tumor simulado - distinguível por cor e propriedades hápticas - com sangramento mínimo e dano ao cérebro saudável circundante usando dois instrumentos cirúrgicos (Cavitron Ultrasonic Aspirator e pinças bipolares) do simulador cirúrgico NeuroVR (CAE Healthcare).

Intervenção: Uma única sessão de treinamento de 75 minutos, incluindo seis tentativas virtuais de ressecção de tumor subpial (cinco cenários práticos simples e um cenário realístico complexo) com avaliação e feedback de:

  1. o sistema de tutoria inteligente VOA (Grupo 2) ou
  2. um instrutor especialista remoto (Grupo 3)

    Ambos em comparação com:

  3. grupo de controle (Grupo 1) que não recebe avaliação ou feedback de desempenho.

Até onde sabemos, este será o primeiro estudo a comparar a eficácia de um sistema de tutoria inteligente alimentado por IA com instrução especializada no contexto de simulação de realidade virtual médica e cirúrgica e avaliar a resposta emocional a tal instrução. Este estudo tem como objetivo começar a identificar abordagens bem-sucedidas para usar essa tecnologia inovadora no currículo educacional médico e melhorar os resultados dos pacientes, aumentando a segurança, a eficiência e a competência dos cirurgiões e outros profissionais de saúde.

Tipo de estudo

Intervencional

Inscrição (Real)

70

Estágio

  • Não aplicável

Contactos e Locais

Esta seção fornece os detalhes de contato para aqueles que conduzem o estudo e informações sobre onde este estudo está sendo realizado.

Locais de estudo

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

Critérios de participação

Os pesquisadores procuram pessoas que se encaixem em uma determinada descrição, chamada de critérios de elegibilidade. Alguns exemplos desses critérios são a condição geral de saúde de uma pessoa ou tratamentos anteriores.

Critérios de elegibilidade

Idades elegíveis para estudo

  • Filho
  • Adulto
  • Adulto mais velho

Aceita Voluntários Saudáveis

Sim

Gêneros Elegíveis para o Estudo

Tudo

Descrição

Critérios de inclusão: • Estudantes de medicina do primeiro e segundo anos de qualquer instituição canadense que não atendam aos critérios de exclusão.

-

Critérios de Exclusão: • Participação em qualquer um dos ensaios anteriores do nosso grupo envolvendo o simulador NeuroVR (CAE Healthcare).

-

Plano de estudo

Esta seção fornece detalhes do plano de estudo, incluindo como o estudo é projetado e o que o estudo está medindo.

Como o estudo é projetado?

Detalhes do projeto

  • Finalidade Principal: Pesquisa de serviços de saúde
  • Alocação: Randomizado
  • Modelo Intervencional: Atribuição Paralela
  • Mascaramento: Dobro

Armas e Intervenções

Grupo de Participantes / Braço
Intervenção / Tratamento
Sem intervenção: Grupo de controle

Grupo de Controle - Treinamento de Linha de Base

25 Participantes alocados. Os indivíduos recebem informações introdutórias sobre o uso do simulador e do cenário. Eles realizam 5 ressecções simples de tumor subpial para prática e têm 5 minutos por tentativa. Após cada tentativa, o aluno faz uma pausa de 5 minutos sem avaliação ou feedback sobre seu desempenho. Na 6ª tentativa, eles têm 13 minutos para realizar um cenário realista diferente.

Experimental: Grupo Experimental - Treinamento em Assistência Operatória Virtual

Grupo Experimental - Treinamento em Assistência Operatória Virtual

25 participantes alocados. Os indivíduos recebem as mesmas informações, têm o mesmo tempo e realizam os mesmos cenários que o grupo de controle. Nos 5 minutos entre as tentativas, o participante recebe a avaliação do Treinamento de Assistência Operativa Virtual sobre seu desempenho e feedback audiovisual.

Os indivíduos recebem as mesmas informações básicas, têm o mesmo tempo e realizam os mesmos cenários que o grupo de controle. Nos 5 minutos entre as tentativas, o participante recebe a avaliação do Assistente Operativo Virtual sobre seu desempenho e feedback audiovisual.
Experimental: Grupo Experimental - treinamento de instrutor especializado remoto
25 participantes alocados. Os indivíduos recebem as mesmas informações, têm o mesmo tempo e realizam os mesmos cenários que o grupo de controle. Enquanto isso, um instrutor treinado observa remotamente a performance do participante na tela, que é transmitida ao vivo. Os instrutores são residentes seniores de neurocirurgia com ampla experiência na realização e avaliação desse cenário. Durante a sessão de feedback de 5 minutos, eles conversam com o aluno, discutem o desempenho e ajudam a traçar metas para a próxima tentativa.
Os indivíduos recebem as mesmas informações, têm o mesmo tempo e realizam os mesmos cenários que o grupo de controle. Enquanto isso, um instrutor treinado observa remotamente a performance do participante na tela, que é transmitida ao vivo. Os instrutores são residentes seniores de neurocirurgia com ampla experiência na realização e avaliação desse cenário. Durante a sessão de feedback de 5 minutos, eles conversam com o aluno, discutem o desempenho e ajudam a traçar metas para a próxima tentativa.

O que o estudo está medindo?

Medidas de resultados primários

Medida de resultado
Descrição da medida
Prazo
Mudança de desempenho processual.
Prazo: Dia de estudo
O desempenho em cada tentativa de prática é medido utilizando dados brutos do simulador que são usados ​​para avaliação por algoritmos de IA previamente estabelecidos em métricas validadas.
Dia de estudo
Mudança no aprendizado
Prazo: Dia de estudo
O desempenho no cenário realista complexo é avaliado por instrutores especializados usando a Escala de Classificação Visual de Avaliações Estruturadas Objetivas de Habilidades Técnicas (OSATS) (ponderada em 50%) e os algoritmos de avaliação de IA (ponderados em 50%), criando uma pontuação de desempenho composta.
Dia de estudo

Medidas de resultados secundários

Medida de resultado
Descrição da medida
Prazo
Diferença na força das emoções provocadas
Prazo: Dia de estudo
Medido usando a Escala de Emoções Médicas de Duffy (MES), antes, durante e após a intervenção.
Dia de estudo
Diferença na carga cognitiva
Prazo: Dia de estudo
Medido usando o Índice de Carga Cognitiva de Leppink (CLI) após a intervenção.
Dia de estudo

Colaboradores e Investigadores

É aqui que você encontrará pessoas e organizações envolvidas com este estudo.

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Publicações e links úteis

A pessoa responsável por inserir informações sobre o estudo fornece voluntariamente essas publicações. Estes podem ser sobre qualquer coisa relacionada ao estudo.

Publicações Gerais

Datas de registro do estudo

Essas datas acompanham o progresso do registro do estudo e os envios de resumo dos resultados para ClinicalTrials.gov. Os registros do estudo e os resultados relatados são revisados ​​pela National Library of Medicine (NLM) para garantir que atendam aos padrões específicos de controle de qualidade antes de serem publicados no site público.

Datas Principais do Estudo

Início do estudo (Real)

15 de janeiro de 2021

Conclusão Primária (Real)

15 de maio de 2021

Conclusão do estudo (Real)

15 de maio de 2021

Datas de inscrição no estudo

Enviado pela primeira vez

6 de janeiro de 2021

Enviado pela primeira vez que atendeu aos critérios de CQ

6 de janeiro de 2021

Primeira postagem (Real)

7 de janeiro de 2021

Atualizações de registro de estudo

Última Atualização Postada (Real)

24 de maio de 2021

Última atualização enviada que atendeu aos critérios de controle de qualidade

20 de maio de 2021

Última verificação

1 de maio de 2021

Mais Informações

Termos relacionados a este estudo

Outros números de identificação do estudo

  • 2010-270, NEU-09-042

Plano para dados de participantes individuais (IPD)

Planeja compartilhar dados de participantes individuais (IPD)?

SIM

Descrição do plano IPD

Os dados obtidos de resultados primários e secundários podem ser compartilhados se outros pesquisadores tiverem interesse nesses dados

Prazo de Compartilhamento de IPD

Os dados estarão disponíveis por 5 anos após a conclusão do teste

Critérios de acesso de compartilhamento IPD

Os pesquisadores que desejam acessar os dados precisarão entrar em contato com o investigador principal do estudo. Dr. Rolando Del Maestro

Tipo de informação de suporte de compartilhamento de IPD

  • PROTOCOLO DE ESTUDO
  • SEIVA
  • CIF
  • ANALYTIC_CODE
  • CSR

Informações sobre medicamentos e dispositivos, documentos de estudo

Estuda um medicamento regulamentado pela FDA dos EUA

Não

Estuda um produto de dispositivo regulamentado pela FDA dos EUA

Não

Essas informações foram obtidas diretamente do site clinicaltrials.gov sem nenhuma alteração. Se você tiver alguma solicitação para alterar, remover ou atualizar os detalhes do seu estudo, entre em contato com register@clinicaltrials.gov. Assim que uma alteração for implementada em clinicaltrials.gov, ela também será atualizada automaticamente em nosso site .

Ensaios clínicos em Treinamento de assistente operacional virtual

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