Verbesserung der Ausbildung in der thorakoskopischen Chirurgie durch Eye Tracking-Technologie

Associate Professor Jingxi Chen von der Tongji-Universität und Dr. Liang Zhao von der Abteilung für Thoraxchirurgie am Krebskrankenhaus der Chinesischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften haben ein innovatives Forschungsteam gebildet, das sich der Untersuchung des Kompetenztransfers in medizinischen Kontexten widmet. Durch die Kombination von medizinischem Fachwissen und Eye Tracking haben sie die Ausbildung in der Thoraxchirurgie an medizinischen Fakultäten verbessert. In ihrer neuesten Studie hat das Team den Tobii Pro Fusion und das Tobii Pro Lab verwendet, um die Bedeutung von Augenbewegungsmetriken als objektiven Teststandard für die Ausbildung in der Thoraxchirurgie zu untersuchen.

Heutzutage werden mehr als 90 Prozent aller thorakalen Operationen mit einem Thorakoskop durchgeführt - einem winzigen, flexiblen Schlauch mit einer Kamera am Ende, mit dem die Chirurgen in die Brusthöhle sehen können. Die thorakoskopische Chirurgie stellt neue Herausforderungen für unerfahrene Chirurgen dar, verglichen mit dem traditionellen offenen chirurgischen Ansatz. Bei der thorakoskopischen Chirurgie ist die taktile Rückmeldung durch eine Hand oder ein Instrument begrenzt, und es steht nur eine visuelle Rückmeldung zur Verfügung, die von einer thorakoskopischen Linse in einem Video erfasst wird. Darüber hinaus basiert das Training chirurgischer Fertigkeiten zumeist auf dem subjektiven Urteil des unterrichtenden Chirurgen, und es gibt keine objektiven Bewertungsinstrumente. All diese Faktoren wirken sich nachteilig auf die Ausbildung angehender Thoraxchirurgen aus.

Eye Tracking offenbart visuelle Strategien bei unerfahrenen und erfahrenen Chirurgen

Eye Tracking kann die visuelle Aufmerksamkeit einer Person und verschiedene kognitive Prozesse effektiv erfassen. Durch die Aufzeichnung von Augenbewegungen in bestimmten Szenarien werden die durch Eye Tracking gewonnenen Daten zu einer wertvollen Informationsquelle, die Aufschluss darüber gibt, wie eine Person ihre Umgebung wahrnimmt, Informationen verarbeitet und Wissen und Fähigkeiten anwendet. Die Eye Tracking-Technologie ist ein innovatives Instrument, das die Ausbildung neuer Ärzte durch Videotraining ermöglicht und die Möglichkeit bietet, während des gesamten Lernprozesses ein objektives, instruktives Feedback zu geben.

In der vorliegenden Studie wollten die Forscher wissen, ob die Beobachtung und Nachahmung der Augenbewegungen eines erfahrenen Chirurgen in einem thorakoskopischen Operationsvideo den Lernprozess von Neulingen verbessern würde. Um dieser Frage nachzugehen, führten die Wissenschaftler eine zweiphasige Eye Tracking-Studie durch. Sie verwendeten den Tobii Pro Fusion Eye Tracker und Tobii Pro Lab für die Stimuluspräsentation, die Datenerfassung und die Analyse.

In der ersten Versuchsphase verfolgten die Forscher die Augenbewegungen von erfahrenen und unerfahrenen Chirurgen beim Betrachten eines thorakoskopischen Sektionsvideos. Bei der Analyse untersuchten die Forscher zwei Haupttypen von Augenbewegungsmetriken innerhalb der spezifischen Bereiche von Interesse (AOI) und Zeiten von Interesse (TOI):

• Sakkadenbasierte Metriken, die die Bereiche der kognitiven Verarbeitung und Informationsaufnahme widerspiegeln.

• Fixationsbasierte Metriken, die einen Einblick in den Bereich der Aufmerksamkeitszuweisung, der kognitiven Verarbeitung und der Lerneffizienz ermöglichen.

Die Ergebnisse der Studie zeigten signifikante Unterschiede in den Blickmustern der beiden Gruppen beim Betrachten des Operationsvideos. Während erfahrene Ärzte sich länger auf kritische Details im Video konzentrierten und auf wichtige anatomische Strukturen achteten, lenkten unerfahrene Ärzte ihre Aufmerksamkeit eher von den Schlüsselregionen ab und verbrachten mehr Zeit mit der Fixierung auf nicht verwandte Bereiche.

In der zweiten Phase der Studie wurde eine neue Kohorte angehender Chirurgen in zwei Gruppen aufgeteilt, die sich das ursprüngliche chirurgische Video (Kontrollgruppe) und das gleiche Video mit der angehängten Augenbewegungsspur des Experten (Experimentalgruppe) ansehen sollten. Posttests ergaben, dass die Experimentalgruppe die Details des chirurgischen Eingriffs besser verstand, was ihren Lernerfolg deutlich verbesserte.

Veröffentlichung

Ji, Y., Kong, Z., Deng, Y., Chen, J., Liu, Y., & Zhao, L. (2022). The role of Eye Trackers in teaching video-assisted thoracoscopic surgery: the differences in visual strategies between novice and expert surgeons in thoracoscopic surgery . Annals of Translational Medicine , 10 (10), 592-592.