幻影中眼動評估的AR投影預測

簡要摘要

此項目旨在開發一個擴增實境（AR）工具，以提升內視鏡腎結石手術的技能學習。美國每年有10萬名患者接受內視鏡腎結石治療，其中25%的患者在初次手術後20個月內將需要再次進行結石手術。再次手術的比率幾乎完全由術後残留的結石碎片驅動，這會導致輸尿管梗塞，引起疼痛、泌尿系統感染和腎臟傷害。導致残留結石碎片的一個重要因素是整個收集系統的可視化有限——這是一種與外科醫師經驗直接相關的技能。這導致新手外科醫師的復發率遠高於有經驗的外科醫師。隨著腎結石病的發病率持續上升（患病率為10%，發病率為每10萬人有1116例），需要改善內視鏡手術培訓，以改善結石手術的結果，並通過提高無結石率來最小化並發症。 目前，內視鏡結石手術中的技能評估有限。沒有內視鏡手術的客觀指標來評估技能。受訓者所獲得的唯一反饋是來自專家外科醫師的口頭溝通，通常在手術結束後。因此，大多數反饋都是總結性的，並且在促進技能學習方面有限。手術時間和患者安全問題限制了在案例中提供積極的、實時反饋的數量，以促進技能學習。由於當前內視鏡的深度和視野範圍較小，內視鏡腎結石手術具有獨特的挑戰性，這會複雜化整個收集系統的完全可視化。 收集系統的導航依賴於將術前影像心裡映射到內視鏡手術場景。導航的成功依賴於手眼協調、記憶和空間推理，這些都是通過實踐獲得的。因此，需要工具來促進內視鏡手術技能的學習。 這項研究的總體假設是，通過分析眼動數據和利用專家眼動來引導術中外科培訓，可以改善內視鏡腎結石手術的技能學習和結果。眼動引導已被證明在虛擬現實手術任務中比單獨的動作引導能夠導致更好的技能學習。所提出的系統將在內視鏡結石手術中為受訓者提供實時教育，例如透過頭戴式顯示器（即Microsoft HoloLens 2）。研究人員已經在幻影中展示了眼動分享。通過在手術室（OR）中實施這個系統，研究人員將能夠在受訓者中培養持久的技能學習。研究人員還將為受訓者實施NASA任務負擔指數，以評估系統的可用性。