Developing a Virtual Basic Laparoscopic Skill Trainer (VBLaST)

开发虚拟基础腹腔镜技能训练器 (VBLaST)

基本信息

  • 批准号:
    8470093
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 47.05万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-06-01 至 2015-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Development and Validation of a Virtual Basic Laparoscopic Skill Trainer (VBLaST) For the first time in the history of surgical education, a comprehensive program to teach and evaluate the cognitive and psychomotor aspects unique to laparoscopic surgery - the Fundamentals of Laparoscopic Surgery (FLS) developed originally by the Society of American Gastrointestinal Endoscopic Surgery (SAGES) and subsequently by a joint committee which includes the American College of Surgeons (ACS) - is being embraced nationally for training and credentialing laparoscopic surgeons. As an example of its growing acceptance by the medical community, starting in 2009, the American Board of Surgeons has mandated that passing the FLS certifying examination will be required for taking the board examination in surgery. While the cognitive assessment in FLS is based on 75 multiple-choice questions, a proctored examination is used for the manual skills assessment which includes five tasks to be performed in a portable pelvic trainer box with built-in video camera: bimanual peg transfer, precise pattern cutting, use of ligating loops and suturing with intracorporeal and extracorporeal knot tying. In spite of the growing popularity of the FLS, there are several major problems with this box trainer paradigm: (1) the assessment is subjective, (2) there is no feedback during learning except when an experienced trainer is present, (3) a large number of qualified proctors must be engaged during test taking, (4) the training material must be constantly replaced, and (5) the test-takers must travel to one of the 27 Regional Test Centers or the Annual SAGES meeting or the ACS Clinical Congress. To overcome these problems and to enable greater dissemination, we propose to develop and validate a Virtual Basic Laparoscopic Skill Trainer (VBLaST) whereby tasks available in the FLS may be performed on PCs and laptops with inexpensive haptic (touch) interface devices, such as the Phantom(R) OmniTM. To develop the VBLaST a novel set of technologies must be developed including rapid, but highly realistic physics-based virtual interaction paradigms and statistical machine learning techniques to develop a "virtual mentor" which will provide real time automated feedback to the trainees. A comprehensive set of studies involving students, residents, fellows and practicing surgeons at Boston area hospitals (e.g., BIDMC, Tufts Medical Center, Cambridge Health Alliance, Harvard, MGH, Brigham & Women's, Lahey Clinic) will be undertaken to test the validity of the VBLaST as a training tool and establish its usefulness in transferring the acquired skills to the operating room. Once validated, the VBLaST will have exponential impact in reducing training costs and training time while improving patient safety and outcomes, A multidisciplinary team with collective expertise in physics-based interactive medical simulation, laparoscopic surgery and surgical education, and human factors engineering has been assembled to achieve the following Specific Aims: SA1) To develop a realistic virtual basic laparoscopic skill trainer (VBLaST) platform to perform all the tasks available in the FLS training tool box. SA2) To establish the validity of the VBLaST as a training tool. SA3) To evaluate the usefulness of the VBLaST as a training tool. SA4) To develop a web-based interface for the VBLaST.
描述(由申请人提供):虚拟基础腹腔镜技能训练器 (VBLaST) 的开发和验证在外科教育史上首次提供了一个全面的计划,用于教授和评估腹腔镜手术特有的认知和精神运动方面 - 基础知识腹腔镜手术 (FLS) 最初由美国胃肠内窥镜外科学会 (SAGES) 制定,随后由包括美国外科医生学会 (ACS) 在内的联合委员会制定 -正在全国范围内接受腹腔镜外科医生的培训和认证。作为其日益被医学界接受的一个例子,从 2009 年开始,美国外科医生委员会规定,参加外科委员会考试必须通过 FLS 认证考试。 FLS 中的认知评估基于 75 道多项选择题,而手动技能评估则采用监考考试,其中包括在带有内置摄像机的便携式骨盆训练器盒中执行的五项任务:双手骨盆转移、精确图案切割、使用结扎环以及通过体内和体外打结进行缝合。尽管 FLS 越来越受欢迎,但这种盒子训练器范式存在几个主要问题:(1) 评估是主观的,(2) 学习过程中没有反馈,除非有经验丰富的训练器在场,(3)考试期间必须聘请大量合格的监考人员,(4) 必须不断更换培训材料,以及 (5) 考生必须前往 27 个地区考试中心之一或参加年度 SAGES 会议或 ACS 临床考试国会。为了克服这些问题并实现更广泛的传播,我们建议开发和验证虚拟基本腹腔镜技能训练器(VBLaST),通过该训练器可以在具有廉价触觉(触摸)接口设备的 PC 和笔记本电脑上执行 FLS 中可用的任务,例如Phantom(R) OmniTM。为了开发 VBLaST,必须开发一套新颖的技术,包括快速但高度现实的基于物理的虚拟交互范例和统计机器学习技术,以开发“虚拟导师”,为学员提供实时自动反馈。将开展一系列全面的研究,涉及波士顿地区医院(例如 BIDMC、塔夫茨医疗中心、剑桥健康联盟、哈佛大学、麻省总医院、布莱根妇女医院、莱希诊所)的学生、住院医师、研究员和执业外科医生,以测试以下研究的有效性将 VBLaST 作为培训工具,并确定其在将获得的技能转移到手术室方面的有用性。一旦经过验证,VBLaST 将在降低培训成本和培训时间方面产生指数级影响,同时提高患者安全和治疗效果。一支在基于物理的交互式医学模拟、腹腔镜手术和外科教育以及人因工程学方面拥有集体专业知识的多学科团队已经组建完毕。实现以下具体目标: SA1) 开发一个真实的虚拟基础腹腔镜技能训练器 (VBLaST) 平台,以执行 FLS 训练工具箱中的所有可用任务。 SA2) 确定 VBLaST 作为培训工具的有效性。 SA3) 评估 VBLaST 作为训练工具的有用性。 SA4) 为 VBLaST 开发基于 Web 的界面。

项目成果

期刊论文数量(29)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Preliminary evaluation of the pattern cutting and the ligating loop virtual laparoscopic trainers.
  • DOI:
    10.1007/s00464-014-3764-7
  • 发表时间:
    2015-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Chellali, A.;Ahn, W.;Sankaranarayanan, G.;Flinn, J. T.;Schwaitzberg, S. D.;Jones, D. B.;De, Suvranu;Cao, C. G. L.
  • 通讯作者:
    Cao, C. G. L.
Use of a linear motion stroke potentiometer as a high precision sensor for linear translation in a laparoscopic ligating loop simulation.
使用线性运动行程电位器作为高精度传感器,在腹腔镜结扎环模拟中进行线性平移。
Validation of the VBLaST pattern cutting task: a learning curve study.
  • DOI:
    10.1007/s00464-017-5895-0
  • 发表时间:
    2018-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Linsk AM;Monden KR;Sankaranarayanan G;Ahn W;Jones DB;De S;Schwaitzberg SD;Cao CGL
  • 通讯作者:
    Cao CGL
Assessing bimanual motor skills with optical neuroimaging.
  • DOI:
    10.1126/sciadv.aat3807
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Nemani A;Yücel MA;Kruger U;Gee DW;Cooper C;Schwaitzberg SD;De S;Intes X
  • 通讯作者:
    Intes X
Teaching medical students about cancer impact through a longitudinal surgical experience: a case study.
通过纵向手术经验向医学生传授癌症影响:案例研究。
  • DOI:
    10.1080/10401334.2012.664976
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Ghosh,Arundhati;Hirsh,DavidA;Ogur,Barbara;Schwaitzberg,StevenDavid
  • 通讯作者:
    Schwaitzberg,StevenDavid
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