使用可穿戴式应变传感器在脑内固定手术中对微手术技能的定量评估:试点研究

科学领域:

• 眼科医生 眼科 眼科
• 生物医学工程 生物医学工程
• 手术模拟器手术模拟器

背景情况:

• 对外科技能的客观评估对于改善患者的治疗结果至关重要.
• 目前评估外科手术能力的方法可能是主观的,耗时的.
• 微手术程序,如眼内透镜固定,需要精细运动控制和灵巧.

研究的目的:

• 评估一种新的方法,使用可伸缩的应变传感器来分析模拟内眼镜 (IOL) 固定期间的手部运动.
• 根据可量化的手指运动数据,区分专家和初学者外科医生.
• 评估可穿戴传感器的可行性,以客观评估外科手术技巧.

主要方法:

• 六名参与者 (3名专家,3名新手) 穿着可伸缩的应变传感器进行了模拟的内膜内膜眼镜固定.
• 在关键的程序阶段 (触觉插入) 捕获实时手指运动数据.
• 时间序列数据使用"tsfresh"进行特征提取处理,并使用LightGBM进行分类,通过交叉验证和PCA评估性能.

主要成果:

• 与新手相比,专家在关键的程序阶段的完成时间更快.
• 在区分技能水平方面,LightGBM分类器实现了高准确度 (86-88%).
• 主要组件分析表明,占主导地位的手指指和食指运动是手术专业知识的关键区分因素.

结论:

• 可穿戴式应变传感器提供了一种可行和客观的方法来量化微手术指部运动.
• 这种基于传感器的方法促进了基于数据的外科技能评估,支持了精细的培训计划.
• 该技术有望通过客观技能评估提高外科培训和患者安全.