Denna sida har översatts automatiskt och översättningens korrekthet kan inte garanteras. Vänligen se engelsk version för en källtext.

Effektiviteten hos ett artificiellt intelligent handledningssystem i simuleringsträning

20 maj 2021 uppdaterad av: McGill University

Jämföra den virtuella operativa assistenten med expertbaserad undervisning i kirurgisk utbildning: en randomiserad kontrollerad studie

Kort sammanfattning:

Bakgrund:

Även om kirurgisk erfarenhet och teknisk skicklighet är förknippad med bättre patientresultat, är det en utmaning att kvantifiera kirurgisk förmåga i operationssalen. Inom kirurgisk utbildning kan stora datamängder genererade av virtuell verklighetssimulatorer med hög kvalitet användas av maskininlärningsalgoritmer för att objektivt mäta praktikantens prestanda och kompetens på expertriktmärken. Detta möjliggör upprepad träning av kirurgiska färdigheter i säkra och riskfria miljöer med omedelbar feedback.

Vår grupp utvecklade och har patentsökt för ett intelligent handledningssystem som kallas Virtual Operative Assistant (VOA). Med hjälp av en artificiell intelligens (AI) stödvektormaskinalgoritm, bedömer VOA data som härrör från NeuroVR (CAE Healthcare) simulatorplattformen och ger individualiserad audiovisuell feedback för att förbättra elevens prestanda under simulerade hjärntumörresektioner. Effektiviteten av intelligenta handledningssystem som VOA till den mänskliga kirurgiska lärlingspedagogiken återstår att klarlägga.

Syftet med denna studie är att jämföra effektiviteten och den pedagogiska effekten av personlig VOA-feedback med expertinstruktioner om medicinska studenters tekniska färdigheter som lär sig av en virtuell verklighets-tumörresektion.

Specifika mål: 1) Att bedöma om läkarstudenter som får personlig VOA-feedback statistiskt förbättrar sin kirurgiska prestation jämfört med de som har (a) ingen expertinstruktörsfeedback eller (b) expertinstruktörsförmedlad feedback. 2) Att beskriva om olika känslor framkallas av VOA:s intelligenta handledningssystem hos läkarstudenter när de utför denna prestationsuppgift jämfört med mänsklig undervisning

Studieöversikt

Status

Avslutad

Betingelser

Intervention / Behandling

Detaljerad beskrivning

Design: En trearmad delvis blindad randomiserad kontrollerad studie av VOA-träning kontra fjärrbaserad expertinstruktion kontra kontroll.

Inställning: Neurokirurgisk simulering och lärcentrum för artificiell intelligens, Montreal Neurological Institute.

Deltagare: Berättigade första- och andraårsläkarstudenter från hela provinsen Quebec.

Uppgift: Fullständigt avlägsnande av en simulerad tumör - särskiljbar genom färg och haptiska egenskaper - med minimal blödning och skada på omgivande frisk hjärna med hjälp av två kirurgiska instrument (Cavitron Ultrasonic Aspirator och bipolär tång) från NeuroVR (CAE Healthcare) kirurgiska simulatorn.

Intervention: En enda 75-minuters träningssession, inklusive sex virtuella subpiala tumörresektionsförsök (fem enkla övningsscenarier och ett komplext realistiskt scenario) med bedömning och feedback från antingen:

  1. VOA intelligenta handledningssystem (Grupp 2) eller

  2. en fjärrbaserad expertinstruktör (Grupp 3)

    Båda jämfört med:

  3. kontrollgrupp (Grupp 1) som inte får någon bedömning eller prestationsfeedback.

Såvitt vi vet kommer detta att vara den första studien för att jämföra effektiviteten hos ett AI-drivet intelligent handledningssystem med expertinstruktioner i samband med medicinsk och kirurgisk virtuell verklighetssimulering och bedöma det känslomässiga svaret på sådan instruktion. Denna studie syftar till att börja identifiera framgångsrika tillvägagångssätt för att använda denna innovativa teknik i den medicinska pedagogiska läroplanen och förbättra patientresultaten genom att öka säkerheten, effektiviteten och kompetensen hos kirurger och andra vårdgivare.

Studietyp

Interventionell

Inskrivning (Faktisk)

70

Fas

  • Inte tillämpbar

Kontakter och platser

Det här avsnittet innehåller kontaktuppgifter för dem som genomför studien och information om var denna studie genomförs.

Studieorter

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

Deltagandekriterier

Forskare letar efter personer som passar en viss beskrivning, så kallade behörighetskriterier. Några exempel på dessa kriterier är en persons allmänna hälsotillstånd eller tidigare behandlingar.

Urvalskriterier

Åldrar som är berättigade till studier

  • Barn
  • Vuxen
  • Äldre vuxen

Tar emot friska volontärer

Ja

Kön som är behöriga för studier

Allt

Beskrivning

Inklusionskriterier:• Läkarstudenter på första och andra året från någon kanadensisk institution som inte uppfyller uteslutningskriterierna.

-

Uteslutningskriterier: • Deltagande i någon av vår grupps tidigare försök med simulatorn NeuroVR (CAE Healthcare).

-

Studieplan

Det här avsnittet ger detaljer om studieplanen, inklusive hur studien är utformad och vad studien mäter.

Hur är studien utformad?

Designdetaljer

  • Primärt syfte: Hälsovårdsforskning
  • Tilldelning: Randomiserad
  • Interventionsmodell: Parallellt uppdrag
  • Maskning: Dubbel

Vapen och interventioner

Deltagargrupp / Arm
Intervention / Behandling
Inget ingripande: Kontrollgrupp

Kontrollgrupp - Baslinjeutbildning

25 deltagare tilldelas. Individer får introduktionsinformation om hur simulatorn och scenariot används. De utför 5 enkla subpiala tumörresektioner för övning och har 5 minuter per försök. Efter varje försök tar eleven en 5-minuters paus utan bedömning eller feedback på sin prestation. På sitt sjätte försök har de 13 minuter på sig att utföra ett annat realistiskt scenario.
Experimentell: Experimentell grupp - Virtual Operative Assistance Training

Experimentell grupp - Virtual Operative Assistance Training

25 deltagare tilldelas. Individer får samma information, har samma tid och utför samma scenarier som kontrollgruppen. Under 5 minuter mellan försöken får deltagarna utvärderingen av Virtual Operative Assistance Training av sin prestation och audiovisuell feedback.
Beteende: Utbildning för virtuell operativ assistent
Individer får samma grundläggande information, har samma tid och utför samma scenarier som kontrollgruppen. Under 5 minuter mellan försöken får deltagarna den virtuella operativa assistentens utvärdering av sin prestation och audiovisuell feedback.
Experimentell: Experimentell grupp - fjärrbaserad expertinstruktörsutbildning
25 deltagare tilldelas. Individer får samma information, har samma tid och utför samma scenarier som kontrollgruppen. Under tiden observerar en utbildad instruktör deltagarens prestanda på skärmen, som livestreamas, på distans. Instruktörer är äldre patienter inom neurokirurgi med lång erfarenhet av att utföra och bedöma detta scenario. Under den 5 minuter långa feedbacksessionen chattar de med eleven, diskuterar prestandan och hjälper till att sätta upp mål för nästa försök.
Beteende: Fjärrbaserad expertinstruktörsutbildning
Individer får samma information, har samma tid och utför samma scenarier som kontrollgruppen. Under tiden observerar en utbildad instruktör deltagarens prestanda på skärmen, som livestreamas, på distans. Instruktörer är äldre patienter inom neurokirurgi med lång erfarenhet av att utföra och bedöma detta scenario. Under den 5 minuter långa feedbacksessionen chattar de med eleven, diskuterar prestandan och hjälper till att sätta upp mål för nästa försök.

Vad mäter studien?

Primära resultatmått

Resultatmått
Åtgärdsbeskrivning
Tidsram
Förändring i procedurprestanda .
Tidsram: Studiedag
Prestanda i varje övningsförsök mäts med hjälp av rådata från simulatorn som används för bedömning av tidigare etablerade AI-algoritmer på validerade mätvärden.
Studiedag
Förändring i lärande
Tidsram: Studiedag
Prestandan på det komplexa realistiska scenariot utvärderas av expertinstruktörer med hjälp av objektiva strukturerade bedömningar av tekniska färdigheter (OSATS) Visual Rating Scale (viktad till 50 %) och AI-bedömningsalgoritmerna (vägda till 50 %) som skapar ett sammansatt prestationspoäng.
Studiedag

Sekundära resultatmått

Resultatmått
Åtgärdsbeskrivning
Tidsram
Skillnad i styrkan hos framkallade känslor
Tidsram: Studiedag
Mäts med hjälp av Duffys Medical Emotions Scale (MES), före, under och efter interventionen.
Studiedag
Skillnad i kognitiv belastning
Tidsram: Studiedag
Mäts med Leppinks Cognitive Load Index (CLI) efter interventionen.
Studiedag

Samarbetspartners och utredare

Det är här du hittar personer och organisationer som är involverade i denna studie.

Sponsor

McGill University

Publikationer och användbara länkar

Den som ansvarar för att lägga in information om studien tillhandahåller frivilligt dessa publikationer. Dessa kan handla om allt som har med studien att göra.

Allmänna publikationer

Studieavstämningsdatum

Dessa datum spårar framstegen för inlämningar av studieposter och sammanfattande resultat till ClinicalTrials.gov. Studieposter och rapporterade resultat granskas av National Library of Medicine (NLM) för att säkerställa att de uppfyller specifika kvalitetskontrollstandarder innan de publiceras på den offentliga webbplatsen.

Studera stora datum

Studiestart (Faktisk)

15 januari 2021

Primärt slutförande (Faktisk)

15 maj 2021

Avslutad studie (Faktisk)

15 maj 2021

Studieregistreringsdatum

Först inskickad

6 januari 2021

Först inskickad som uppfyllde QC-kriterierna

6 januari 2021

Första postat (Faktisk)

7 januari 2021

Uppdateringar av studier

Senaste uppdatering publicerad (Faktisk)

24 maj 2021

Senaste inskickade uppdateringen som uppfyllde QC-kriterierna

20 maj 2021

Senast verifierad

1 maj 2021

Mer information

Termer relaterade till denna studie

Nyckelord

Andra studie-ID-nummer

  • 2010-270, NEU-09-042

Plan för individuella deltagardata (IPD)

Planerar du att dela individuella deltagardata (IPD)?

JA

IPD-planbeskrivning

Data erhållna från primära och sekundära resultat kan delas om andra forskare har ett intresse av denna data

Tidsram för IPD-delning

Data kommer att vara tillgängliga i 5 år efter avslutad test

Kriterier för IPD Sharing Access

Forskare som vill ha tillgång till uppgifterna måste kontakta prövningens huvudutredare. Dr Rolando Del Maestro

IPD-delning som stöder informationstyp

  • STUDY_PROTOCOL
  • SAV
  • ICF
  • ANALYTIC_CODE
  • CSR

Läkemedels- och apparatinformation, studiedokument

Studerar en amerikansk FDA-reglerad läkemedelsprodukt

Nej

Studerar en amerikansk FDA-reglerad produktprodukt

Nej

Denna information hämtades direkt från webbplatsen clinicaltrials.gov utan några ändringar. Om du har några önskemål om att ändra, ta bort eller uppdatera dina studieuppgifter, vänligen kontakta register@clinicaltrials.gov. Så snart en ändring har implementerats på clinicaltrials.gov, kommer denna att uppdateras automatiskt även på vår webbplats .

Prenumerera