AR-Projektionen zur Augenbewegungsanalyse in Phantomen

Kurzzusammenfassung

Dieses Projekt zielt darauf ab, ein erweitertes Realitätstool zu entwickeln, um die Fähigkeitserwerbung für die endoskopische Nierensteinsurgery zu verbessern. Von den 100.000 Patienten, die jährlich in den Vereinigten Staaten eine endoskopische Nierensteinbehandlung erhalten, benötigen 25% innerhalb von 20 Monaten nach ihrer ersten Operation eine Wiederholungsoperation. Die Rate der Wiederholungsoperationen ist fast vollständig durch postoperative verbleibende Steinspangen bedingt, die zu Ureterobstruktion führen und Schmerzen, Harnwegsinfektionen und Nierenschäden verursachen. Ein wichtiger Faktor, der zu verbleibenden Steinspangen beiträgt, ist die begrenzte Visualisierung des gesamten SammelSystems - eine Fähigkeit, die direkt mit der Erfahrung des Chirurgen verbunden ist. Dies führt dazu, dass Anfängerchirurgen eine viel höhere Rezidivrate als erfahrene Chirurgen haben. Da die Inzidenz der Nierensteinerkrankung weiter zunimmt (Prävalenz von 10%, Inzidenz von 1116 pro 100.000), ist eine verbesserte endoskopische chirurgische Schulung erforderlich, um die Ergebnisse der Steinsurgery zu verbessern und durch die Verbesserung der Steinfreiheit Komplikationen zu minimieren. Derzeit ist die Fähigkeitsbewertung während der endoskopischen Steinsurgery begrenzt. Es gibt keine objektiven Metriken für die endoskopische Chirurgie, um Fähigkeiten zu bewerten. Die einzige Rückmeldung, die die Auszubildenden erhalten, ist in Form von mündlicher Kommunikation von Expertenchirurgen, normalerweise nach Abschluss der Operation. Daher ist die meisten Rückmeldung synoptisch und begrenzt in Bezug auf die Förderung des Fähigkeitserwerbs. Operative Zeit und Sicherheitsbedenken der Patienten begrenzen die Menge der aktiven, Echtzeit-Rückmeldung, die während eines Falles für den Fähigkeitserwerb gegeben wird. Die endoskopische Nierensteinsurgery ist aufgrund der kleinen Tiefe und des kleinen Blickfelds der aktuellen Endoskope besonders anspruchsvoll, was die vollständige Visualisierung des gesamten SammelSystems erschwert. Die Navigation im SammelSystem erfolgt durch mentale Zuordnung der präoperativen Bildgebung zum endoskopischen chirurgischen Bereich. Der Erfolg bei der Zuordnung hängt von der Hand-Augen-Koordination, dem Gedächtnis und der räumlichen Auffassungsgabe ab, die durch Übung erworben werden. Daher gibt es einen Bedarf an Werkzeugen, die den Fähigkeitserwerb in der endoskopischen Chirurgie fördern. Die übergeordnete Hypothese dieser Forschung ist, dass der Fähigkeitserwerb und die Ergebnisse der endoskopischen Nierensteinsurgery durch die Analyse von Augenzeugsdaten und die Verwendung von Experten-Augenzeugs zur intraoperativen Führung der chirurgischen Auszubildenden verbessert werden können. Augenzeugsführung hat gezeigt, dass sie im Vergleich zur reinen Bewegungssteuerung zu einer besseren Fähigkeitserwerbung in virtuellen chirurgischen Aufgaben führt. Das vorgeschlagene System würde Echtzeit-Education für die Auszubildenden während der endoskopischen Steinsurgery bieten, z.B. durch Kopfhörerdisplays (z.B. Microsoft HoloLens 2). Die Forscher haben previously eye gaze sharing in Phantomen demonstriert. Durch die Implementierung dieses Systems im Operationssaal (OR) könnten die Forscher dauerhaften Fähigkeitserwerb bei den Auszubildenden fördern. Die Forscher werden auch den NASA-task load index für die Auszubildenden implementieren, um die Benutzerfreundlichkeit des Systems zu bewerten.