WikiDer > Симулятор хирургии

Surgery simulator

А симулятор хирургии компьютерная технология, разработанная для моделирования хирургические процедуры с целью обучения медицинских работников без участия пациента, труп или животное. Концепция восходит к 1980-м годам с видеоигры, но только в 1990-е гг. трехмерная графика а в 2000-е годы с использованием датчиков движения для реалистичных движений (управление движением) технология смогла имитировать реальную ситуацию. Наиболее распространенный вид хирургии, которым обучают с помощью этого метода, - это лапароскопическая хирургия, хотя он также использовался для пробного запуска перед другими видами процедур. Хирургия катаракты и другие офтальмологические процедуры также широко преподаются с использованием хирургических симуляторов.

Использует

Хирургические симуляторы обычно используются для обучения студентов-медиков и хирургов определенным типам процедур без использования животных или трупов перед работой с живыми пациентами. Они лучше всего подходят для двух типов навыков, необходимых для хирургии: зрительно-ручная координация и возможность выполнять трехмерные действия, используя двумерный экран в качестве ориентира. Координация глаз и руки улучшается, поскольку имитация может давать как визуальную обратную связь посредством экрана, так и тактильную обратную связь, которая имитирует манипуляции с органами и тканями.[1]

Такая виртуальная реальность чаще всего используется при обучении хирургов лапароскопическим процедурам, так как в реальности увидеть выполняемую операцию невозможно. В симуляторе используется экран компьютера, на котором отображается трехмерная графика органы оперируют. К нему подсоединяются различные хирургические инструменты или перчатки. датчики движения и тактильный или же тактильная обратная связь механизмы, в которых пользователь может физически почувствовать разницу в моделируемых тканях и органах. Пользователь может «выполнять операцию» на виртуальных органах, манипулируя инструментами, которые также отображаются на экране, когда пользователь перемещает их, и инструменты также обеспечивают обратную связь по силе и обнаружение столкновений, чтобы указать пользователю, когда они нажимают. или перемещение некоторых органов или тканей. Путем ввода данных из компьютерная томография (CT) и магнитно-резонансная томография (МРТ) сканирование пациента может быть воспроизведено в виртуальной среде. Моделирование также может обеспечить более интенсивную тренировочную деятельность с введением редких патологических случаев и осложнений.[1]

Однако использование этих тренажеров имеет свои ограничения. Несмотря на то, что при их использовании у новичков был достигнут значительный прогресс, их эффективность снижается по мере повторения процедуры со студентами, достигающими плато. Для более опытных хирургов использование этих симуляторов было очень ограниченным.[2]

Развитие технологии

Виртуальная хирургия как средство моделирования процедур и обучения хирургов выросла из индустрии видеоигр. Развлекательные видеоигры в течение некоторого времени были одной из крупнейших индустрий в мире.[3] Однако уже в 1980-х годах такие компании, как Atari начал работу над идеями использования этих видео сред для обучения людей разным задачам и различным профессиям. Младшие ученики в области медицины продемонстрировали большую координацию глаз и рук и быстрое мышление по сравнению с теми, кто никогда не играл. Хотя графика была крайне ограничена, Atari начала разрабатывать несколько типов симуляторов, связанных со здравоохранением.[3] Этот тип обучения вызывал сильный скептицизм, пока исследования в середине 1980-х не показали, что концепция была многообещающей.[3][4]

Однако графические и интерактивные ограничения видеоигр препятствовали их развитию и использованию до 1990-х годов, когда такие компании, как Nintendo и Sony, начали производить трехмерная полигональная графика для создания концепции «виртуальной реальности». Это улучшилось еще больше с введением Wii системы, которые позволяли более реалистично управлять виртуальной реальностью с помощью датчиков движения.[нужна цитата] Исследования того времени показали, что новый метод взаимодействия улучшил координацию и восприятие пространства. Достижения также позволили технологии перейти от «игры» к «симулятору».[3] Компания DaVinci Surgical System запрограммировала свой первый симулятор для лапароскопической хирургии в 2005 году, и его точность и дизайн сделали его быстро принятым хирургами.[5] Хотя большая часть этой технологии использовалась для общей хирургической подготовки, она также использовалась для планирования конкретных операций. Первая виртуальная операция (где фактическая операция следовала за виртуальной практикой) была проведена 17 августа 2009 года, когда доктор Дэвид Кларк в Галифакс, Новая Шотландия удалили опухоль головного мозга через 24 часа после удаления моделируемой опухоли.[6] К 2010 году во многих больницах были доступны какие-то имитационные технологии для медицинских специалистов, особенно для обучения лапароскопическим процедурам.[3]

Использование такого рода технологий моделирования продолжает оставаться важным, особенно для молодого поколения студентов-медиков. Эти студенты выросли как на развлекательных видеоиграх, так и на серьезные игры, разработанные для образовательных целей, что делает использование тренажеров более приемлемым и эффективным.[7] Было показано, что эти студенты с большей готовностью получают пользу от такого рода обучения, особенно в областях лапроскопических процедур и наложения швов.[8]

Примеры

Самым широко используемым симулятором для лапароскопической хирургии сегодня является симулятор хирургии да Винчи. Это новейший способ практиковать эти процедуры, при котором хирург участвует в операции и контролирует устройство. Симулятор - это учебное пособие, которое готовит хирурга к настоящей операции в Хирургическая система да Винчи. Он содержит изображения в реальном времени, идентичные элементы управления оригинального устройства и потенциальные проблемы, которые могут возникнуть во время реальной операции.[9]

В исследовании другой программы, Minimally Invasive Surgical Trainer-Virtual Reality (MIST-VR), участники были протестированы 10 раз подряд в течение 1-месячного периода. Оценка лапароскопических навыков включала время, ошибки и экономию движений руки, измеренные на тренажере.[2]

Одна из самых популярных игр / симуляторов была Центр травм, игра, основанная на решении головоломок и проблем, которые могут возникнуть во время операции. Цель игры - помочь пациентам, пострадавшим от несчастных случаев, переломам, внутреннему кровотечению и травмам, а также ответить на различные диагнозы и провести различные хирургические процедуры. Цель игры - заставить пользователя думать быстрее и повысить его способность решать проблемы за хирургическим столом. Хирурги и эксперты в области здравоохранения говорят, что игра идеально подходит для ускорения принятия решений на операционном столе, потому что это игра, основанная на оказании давления на пользователя путем предоставления пользователю ограничения по времени.[1][7]

EyeSi - это симулятор виртуальной реальности для обучения внутриглазной хирургии. [10] Симулятор хирургии глаза HelpMeSee - это еще один симулятор виртуальной реальности с тактильной обратной связью в реальном времени, который используется для обучения слушателей ручной хирургии катаракты с небольшим разрезом. [11]

Рекомендации

  1. ^ а б c Брэдли Х (2005). «Можно ли использовать видеоигры для прогнозирования или улучшения лапароскопических навыков?». Журнал эндоурологии. 19 (3): 372–376. Дои:10.1089 / конец.2005.19.372. PMID 15865530.
  2. ^ а б Гранчаров Теодор П; Бардрам, Линда; Фанч-Дженсен, Питер; Розенберг, Джейкоб (февраль 2003 г.). «Кривые обучения и влияние предыдущего операционного опыта на производительность симулятора виртуальной реальности для проверки навыков лапароскопической хирургии». Американский журнал хирургии. 185 (2): 146–149. Дои:10.1016 / S0002-9610 (02) 01213-8. PMID 12559445.
  3. ^ а б c d е Деррибери, А. (2010). «Серьезные игры: онлайн-игры для обучения» (PDF) (Белая книга): 1–15. Архивировано 21 июля 2016 года. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)CS1 maint: BOT: статус исходного URL-адреса неизвестен (связь)
  4. ^ Джаннотти, Доменико; Патрици, Грегорио; Ди Рокко, Джорджио; Вестри, Анна Рита; Семпрони, Камилла Пройетти; Фьенго, Лесли; Понтоне, Стефано; Палаццини, Джорджио; Редлер, Адриано; Манделл, Мерседес Сьюзан (27 февраля 2013 г.). «Играйте, чтобы стать хирургом: влияние обучения Nintendo WII на лапароскопические навыки». PLOS ONE. 8 (2): e57372. Bibcode:2013PLoSO ... 857372G. Дои:10.1371 / journal.pone.0057372. ЧВК 3583870. PMID 23460845.
  5. ^ «Типы и примеры серьезных игр». Получено 8 мая 2013.
  6. ^ Бузан, Брэдли (21 августа 2009 г.). «Проведена первая виртуальная операция». Виннипег Free Press. Канадские газеты FP. Получено 9 июн 2010.
  7. ^ а б van Dongen, Koen W .; Verleisdonk, Egbert-Jan M. M .; Schijven, Marlies P .; Бродерс, Иво А. М. Дж. (17 марта 2011 г.). «Станет ли поколение Playstation лучшими хирургами-эндоскопами?». Хирургическая эндоскопия. 25 (7): 2275–2280. Дои:10.1007 / s00464-010-1548-2. ЧВК 3116125. PMID 21416186.
  8. ^ Кюре, Мириам Дж. (1 февраля 2007 г.). «Влияние видеоигр на обучение хирургов в 21 веке - приглашенная критика». Архив хирургии. 142 (2): 186. Дои:10.1001 / archsurg.142.2.186.
  9. ^ «Симулятор навыков». Получено 8 мая 2013.
  10. ^ "EyeSi Surgical". Получено 3 июля 2020.
  11. ^ "HelpMeSee Симулятор хирургии глаза". Получено 3 июля 2020.