Neurosurgery这是一个非常困难的领域，因为中枢神经系统对最轻微的伤害极其无情和敏感。传统上，外科培训生主要通过阅读或通过前辈的教导来获得事实性知识，然后将其实际应用，通常是在手术室(or)中对患者进行应用。这种做法是从霍尔斯特德的方法演变而来的，在这种方法中，经验是通过工作和为病人护理做出贡献获得的，而技能和敏锐度是通过在手术室中逐渐增加的责任获得的。长期以来，人们一直认为，获得技术技巧和良好的手术敏锐度的最佳方法是在严密的指导下进行手术。神经外科较长的学习曲线以及最微小错误的高风险使得传统的霍尔开云体育app官方网站下载入口斯特德模型的实施效率低下。1- - - - - -4因此，非传统的或“手术室外”的模拟训练对神经外科至关重要。开云体育app官方网站下载入口5- - - - - -7目前，由于住院医师数量的增加、工作时间的限制、实习后受训人员的数量、财务和道德约束、神经外科的亚专业化，以及以牺牲受训人员的学习机会为代价，使用技术来改善患者预后的关注等多种因素，这一需求更高。8- - - - - -10
新冠肺炎大流行导致医疗资源和人员转移到新冠肺炎病例管理，常规程序停止。这大大减少了受训者的实际手术室暴露11，12并进一步突出了传统神经外科培训体系的缺陷，反过来又重新强调了基于模拟的培训在神经外科等复杂外科分支中的作用。开云体育app官方网站下载入口
传统上，我们的神经外科教育和培训学校(开云体育app官方网站下载入口NETS)实验室在过去几年中一直使用低保真度和高保真度模拟模型提供技能培训。5，6以尸体为基础的培训是我们奖学金项目的常规组成部分，但由于疫情，这一项目在过去两年遭遇了挫折。为了克服这一挑战，我们改用基于虚拟现实(VR)的训练，使用两个经过验证的神经外科模拟系统，NeuroVR (CAE Healthcare)和ImmersiveView (ImmersiveTouch开云体育app官方网站下载入口)，以提高对基本神经外科程序的理解。
在此背景下，我们决定更新我院现有的神经外科技能培训课程，将基于实践任务和基于vr的培训与监督、客观评估和反馈相结合。开云体育app官方网站下载入口在本文中，我们报告了神经外科技能评估的结果，根据这一新课程和见解关于神经外科住院医生的表现在这些任务和程序为基础的模拟。开云体育app官方网站下载入口此外，我们试图评估居民对这些模拟的效用和挑战的看法。
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视频1。视频描述了住院医师评估的完整协议，详细说明了所有基于任务和程序(VR)的练习及其评分系统。©Ashish Suri，已获许可发布。点击在这里查看。
该研究得到了该机构伦理委员会的批准。
任务为基础，动手技能活动包括硅橡胶片微缝合和神经内窥镜训练使用神经内窥镜盒教练。使用专家客观评分系统(NETS-Skills Assessment Score, SAS)对微缝合和内窥镜检查任务的表现进行评估，该系统已在先前的出版物中使用并验证。6该评分系统来源于OSATS(客观结构化技术技能评估)。13并排除了原评分系统中包含的3个组成部分(器械知识、操作步骤知识和辅助使用)。这些组件不适用于评估基于任务的学习使用硅片显微外科和神经内窥镜盒训练器。相反，我们纳入了一个额外的组成部分，有效性，它反映了微缝合任务或神经内窥镜盒训练器任务的最终结果。net - sas的详细信息总结于补充表1．在过去的几年里，我们的实验室一直在为住院医生和部门的研究员提供以任务为基础的实践培训，为此他们获得了实验室学分。实验室学分制度与实习学员的实习次数有关。完成的任务的类型和复杂程度决定了获得的实验学分的数量，如下所示补充表2．实验课总学分为学员各次实验课学分的算术和。
在这项研究中，评分是由两名训练有素的神经外科医生作为独立审查员完成的，两个独立评分的平均值被用来评估住院医生的表现。为了评估，住院医师在进行2次4-0次微缝合(放大倍数0.6，放大倍数×4.25)模拟硬脑膜缝合和2次10-0次微缝合(放大倍数1.6，放大倍数×11.33)模拟神经血管吻合时进行评估。6通过使用NETS神经内窥镜盒训练器，住院医师将环沿直线方向从一个固定环移动到另一个固定环(直环转移任务)，以及沿对角线方向将环从一个固定环移动到另一个固定环(对角线环转移任务)，对住院医师的内窥镜技能进行评估。安装一个辅助摄像机来记录活动，捕获的视频用于评估执行的任务14，15
对于基于程序的评估，我们使用了两种商用VR平台:NeuroVR和ImmersiveView。基于程序的评估包括来自两个平台的颅和脊柱模块的组合。在NeuroVR系统中，住院医生被评估为胶质瘤、内镜下第三脑室造口术(ETV)和半椎板切除术模块，而在ImmersiveView中，住院医生被评估为脑室造口术(脑室外引流术[EVD])和开放式椎弓根螺钉模块。两个VR平台都有一个内置的评估系统，该系统已经在之前的研究中使用过，其细节总结于补充表3-5．16- - - - - -22为了方便计算累积分数，将虚拟现实模块的单个分数在0到每个虚拟现实模块分配的最大评价分之间进行线性变换，总结为补充表6．分配给每个任务和程序的评价点的相对权重由本研究的资深作者根据他过去20年的神经外科训练经验决定。累积评价是基于任务的评价点和基于程序的评价点的算术和。分配给每个任务和程序的最高评价点的细节见图1．
每个单独任务和程序对整体神经外科技能评估的相对贡献。M =放大倍数;MF =放大系数。
在不同的年资组中比较任务型和程序型活动的得分。我们还评估了以前的NETS实验室技能培训经验与住院医师在此间隔评估中的表现之间的相关性。在间隔评估之后，住院医生被给予谷歌表格的反馈调查，以回顾他们在上述基于任务和程序的评估活动中的经验。详细反馈见补充问卷．
统计分析
使用Microsoft Excel 2016对研究数据进行汇总，并使用RStudio软件包dplyr、ggplot2和tidyverse进行分析。个别组的评价点报告为中位数和IQR，并使用Kruskal-Wallis检验进行组间比较。住院医师的分数与以前的实验室学分之间的相关性使用线性回归进行评估。生成Bland-Altman图来评估两个独立审查员在基于任务的评估中达成一致的限度。根据观察结果的一致性(类内相关性)，使用类内相关系数(ICC)(3,k)报告了观察者间的一致性。对于本研究中使用的所有统计检验，p < 0.05被认为具有统计学意义。
结果
本研究共纳入35名住院医师，按年龄分为3组。1、3组11人，2组13人。在基于任务的动手技能评估中，住院医生首先使用NETS-SAS评分对4-0和10-0的硅橡胶片上的微缝合进行评估。通过ICC(3,k)评估观察者间一致性，结果显示4-0微缝合的观察者间信度为0.990 (95% CI 0.984-0.994)， 10-0微缝合的观察者间信度为0.991 (95% CI 0.986-0.995)。互连器信度用Bland-Altman图描述图2A和B．
Bland-Altman图描绘了4-0微缝合评估中的互译者信度(一个)、10-0微缝合(B)、直环传递任务(C)，对角线环传递任务(D）.
2组(中位数15,IQR 14.25 ~ 15.75)和3组(中位数14.5,IQR 11.75 ~ 15.5)住院医师在4 ~ 0两次微缝合中得分显著高于1组(中位数7.25,IQR 5.5 ~ 10.75) (p = 0.0038)。同样，在10-0次微缝合的两次迭代中，3组(中位评分12.25,IQR 10.75-14.5)和2组(中位评分12.25,IQR 10.75-14.5)的疗效明显优于1组(中位评分6.5,IQR 5-10.25) (p = 0.0011)。在微缝合技能的综合评价上，随着工龄的增加，缝合技能呈现较好的趋势(p = 0.0014)。然而，在第2组和第3组之间的任何迭代(4-0,10-0，或整体)中没有显著的差异。当评估与先前在NETS实验室的任务型经验的关系时，发现微缝合得分随着实验室学分的增加而显著提高(p < 0.001)，并且发现这在第一组居民中最为显著(R2= 0.85, p < 0.001)。微缝合评价结果见图3．
得了:盒须图用于比较4-0微缝合(A)， 10-0微缝合(B)和微缝合整体(C)的年龄组之间的得分。D-F:直方图显示了不同资历组中个体候选人的分数和重叠频率多边形，描绘了他们各自的4-0微缝合(D)， 10-0微缝合(E)和微缝合总体(F)的实验室学分。旅客:散点图显示了不同工龄群体中微缝合评分与实验室学分之间的相关性。
对于他们的内窥镜技能评估，观察者之间的一致性非常好，直线环转移任务的ICC(3,k)为0.959 (95% CI 0.934-0.975)，对角线环转移任务的ICC(3,k)为0.758 (95% CI 0.611-0.850) (图2 c在直环迁移任务中，3组居民(中位数得分14.5,IQR值13.25 ~ 15)的表现显著优于2组(中位数得分12.75,IQR值11.75 ~ 13.75)和1组(中位数得分12.5,IQR值8.75 ~ 12.75)(p = 0.02)。在对角环转移任务中也可以看到类似的趋势，第3组的表现明显优于其他两组(p = 0.042)。而组1和组2在直线和对角环转移任务上差异无统计学意义(p = 0.35)。内镜评价点与既往实验室培训呈正相关(p = 0.002);然而，对于单个组，没有达到统计学意义。内镜评估的结果见图4．
得了:箱须图为工龄组在直环转移任务(A)、对角环转移任务(B)和整体环转移任务(C)上的得分比较。D-F:直方图显示了不同资历组中个人候选人的分数，重叠的频率多边形描绘了他们各自的实验室学分，包括直环转移(D)、对角环转移(E)和整体环转移任务(F)。旅客:散点图显示不同年资组内窥镜评分与实验室学分之间的相关性。
对于基于程序的评估，NeuroVR和ImmersiveView VR模块与内置评分算法一起使用。对所有住院患者进行3个颅脑(神经胶质瘤和ETV使用NeuroVR, EVD使用ImmersiveView)和2个脊柱(半椎板切除术使用NeuroVR和开放式椎弓根螺钉使用ImmersiveView)模块的评估。整个基于程序的评估基于这些颅模块被细分为5个子任务(VR点:胶质瘤，15;ETV 10;EVD, 5;hemilaminectomy 5;和开放式椎弓根螺钉，5)。我们在比较不同组的性能时，没有发现有统计学意义的差异图5．
用盒须图比较不同年龄组别的颅骨(得了)及脊椎(D和E)虚拟现实系统的模块。答:immerveview EVD。乙:NeuroVR ETV。C:神经vr胶质瘤。D:神经vr半椎板切除术。E: ImmersiveView开放式椎弓根螺钉。
使用分配给基于任务和基于程序的评估的评估点的组合进行累积评估。比较总体任务型评分(微缝合+内镜)的关系，发现2组(中位评分39.75,IQR 37.88 ~ 42.75)和3组(中位评分40,IQR 37.13 ~ 43.5)的表现显著优于1组(中位评分26.63,IQR 20.13 ~ 30.13) (p = 0.002)，但2组与3组间差异无统计学意义(p = 0.95)。总体任务型得分与以前的实验室经验之间存在显著相关性(R2= 0.72, p < 0.001)。基于手术的总体评分(3个颅模块和2个脊柱模块)与资历之间无统计学意义的关联(p = 0.32)。此外，基于vr的总体评分与以前的实验室经验没有任何显着相关性(p = 0.085)。总体任务和程序为基础的分数与资历组和实验室学分的关联总结说明在图6．
得了:雨云图用于比较工龄组之间基于任务的总体得分(A)、基于程序的总体得分(VR)和总得分(C)。D-F:散点图显示了不同资历组的实验室学分和分数之间的相关性。基于任务的总体得分(D)、基于程序的总体得分(E)和总体总分(F)。
所有居民都被要求通过匿名调查来审查基于任务和程序(VR)的评估练习。大多数住院医师认为硅橡胶片微缝合(91.43%)、神经内窥镜盒训练器环转移练习(85.71%)和VR模块(54.29%)有助于提高手术灵巧性。微缝合(p = 0.406)和神经内窥镜盒训练器(p = 0.693)对手术灵巧性的提高在不同组间差异无统计学意义。然而，对于VR模块，第3组住院医师对VR平台在提高手术灵巧性方面的效用表现出显著的分歧(p = 0.027)。同样，与第1组和第2组相比，第3组住院医生对VR模块在提高手术过程理解方面的满意度较低(p = 0.034)。所有3组中的大多数居民都认为基于任务的评估将帮助他们确定改进的目标领域(p = 0.534)。虽然大多数住院医生对基于程序的评估有相同的看法，但老年住院医生(2组和3组)对基于vr的评估确定目标改进领域的分歧更大，但没有达到统计学意义(p = 0.194) (图7）.大多数住院医师(82.8%)对目前以任务为基础和以虚拟现实为基础的神经外科技能评估组合感到满意，并希望将这种评估作为课程和毕业考试的一部分。
住院医师对神经外科技能评估的反馈。答:关于任务和基于vr的模拟训练对提高手术灵巧性的效用的看法。B:关于任务和基于虚拟现实的模拟的效用的认识，以确定改进的目标领域。C:基于vr的仿真在提高对程序的理解中的作用。
讨论
任务型训练需要发展和完善基本技能，如灵巧性和可操作性，因为它们应用于神经外科最基本和最常见的方面，如操作器械，在显微镜下缝合，以及使用内窥镜指导执行简单的机械任务。开云体育app官方网站下载入口对于缝合，弹性板提供了一个相当好的练习工具，对于内窥镜检查，我们的内部神经内窥镜盒训练平台有助于发展良好的双手协调和空间意识，使用基本任务，如物体操纵和环移动机动。23，24它不仅提供内窥镜视图的记录，还可以通过固定在盒子上的外部摄像头进行记录，该摄像头可以记录内窥镜和仪器从静止参考的运动。这就要求受训人员适应和磨练他们的技能，以圆满地完成任务。15客观评分系统用于对受训人员进行评分，同时他们也在发展自己的技能，并沿着个人学习曲线取得进步。对受训人员的进展和反馈的评价是通过内部NETS-SAS评分系统进行的，该系统用于任务培训，类似于视频OSATS。1，25，26专家们被派到现场，并审查各种培训模块的视频片段。个性化的改进技巧，专家对各个模块的技术演示，以及任务的监督执行，为住院医生在日常培训中提供了全面的学习体验。
毫无疑问，外科技术与实践是相关的。随着住院医生在培训中的进步，他们总是在技能培训实验室和手术室中获得更多的实践。然而，年资与实习时数，特别是与实验室培训相关的，并不是完全相关的。此外，除了通过动手实践的贡献外，培训阶段可能会产生影响，其形式是对手术细微差别的更多理论知识和在手术室中观察专家执行正确操作的更多时间。作为住院医师常规培训的一部分，在NETS实验室进行的实践是可量化的，并可获得实验学分。因此，我们评估了资历和实验室学分的影响，以评估它们在决定住院医生手术技能方面的相对重要性。
对于微缝合练习，我们发现基于实验室的训练对4-0和10-0微缝合的技能都有显著的提高。这种关系在第一组住院医生中最为明显，这表明在培训的最初几年，学习曲线更陡峭。同样，对于内窥镜任务，表现被发现与以前的实验室培训呈正相关。然而，对于个体工龄组，相关性没有达到统计学意义。这可能是由于内窥镜技能与实验室学分之间的相关性较低，并且个体组的样本量不足以捕捉相关性的重要性。
然而，外科技能不能简化为其组成任务的总和，将单个任务所需的手工灵巧性与认知技能结合起来，将这些任务组合成一个完整的过程，对于神经外科受训人员的培训和评估至关重要。以程序为基础的培训应传授完整的程序学习，而不是“部分任务”的实践或由整个复杂程序组成的一系列简化组成步骤的陈规定型实践。高保真仿真模型，如尸体和活体动物，为许多复杂的神经外科手术提供了令人满意的替代品，尽管缺乏基于vr的模块提供的灵活性和沉浸感，但仍然是基于程序的培训的金标准。即使在大流行之前，安排这些高保真度模拟模型也存在重大的后勤问题。然而，随着新冠肺炎疫情的到来，这些模块的安排变得更加困难，对住院医师程序培训产生了重大负面影响。11，12在缺乏尸体和其他基于程序的物理模型培训的情况下，VR模块部分填补了这一空白。16，18，20.，27在目前的研究中，我们使用了两个独立的经过验证的VR平台——NeuroVR和immersiveview——来提供基于程序的培训。
考虑到随着资历的增加，更大的手术室程序暴露，预计VR模块的性能可能会随着资历的增加而提高。然而，我们的研究结果却相反，3个工龄组在颅脑和脊柱VR模块上的表现没有统计学上的显著差异。这可能是由于内置评分算法无法捕捉到从OR经验中学到的细微差别，这有时可能会对更好的评分产生反效果。此外，目前的虚拟现实系统缺乏整体的严肃性，因为我们知道，糟糕的表现不会像在手术室中那样导致患者受到伤害，而且在真实的神经外科手术过程中，对于使用不同感觉运动线索进行指导的专家来说，这些模块的保真度相对较低。5，18，23
基于任务和程序的模块组合的效用和可接受性是根据从住院医生那里获得的反馈进行评估的。基于任务的练习，包括微缝合和内窥镜检查练习，被所有年龄组的住院医生一致支持，因为他们对提高手术灵活性和确定目标改进区域有积极的贡献。另一方面，第1组和第2组住院医生发现基于vr的手术在提高手术灵活性、确定改进领域和提高对手术程序的理解方面更有益。大多数老年住院医师发现基于vr的模块的效用是模棱两可的，这似乎是由于他们更多地接触实际的手术场景和术中细微差别。这突出表明，尽管VR模块在不断发展，但由于缺乏基于尸体的培训，它们只能部分解决未满足的需求。因此，目前可用的基于vr的模拟在早期培训中是有用的，但它们需要显著改进，以为高级受训人员提供有益的学习机会。
评估绩效和提供基于任务的训练的一个缺点是将复杂的程序简化和退化为简单的可重复的可控步骤，这些步骤可以分级。个别步骤的优异表现不会自动转化为预期程序中的专业知识。本研究获得的反馈表明，商用VR平台存在缺陷，基于VR的平台对真实手术场景的模拟不够理想，保真度不够。因此，仅将VR模块用于传授基本操作技术是不明智的。增加对基于模拟器的训练的关注，可能会使受训者在处理“已知”和可控的情况时表现出色，但当意外和不受控制的情况发生时，如在手术室中，他们就会倒霉。因此，基于模拟的培训最好作为辅助或准备步骤，使受训者能够更好地吸收手术室的教学，并为他们在手术室接受监督的实践培训提供准备。5，18，27
本研究提出了一种综合训练和评估神经外科技能的方法，该方法结合了动手任务和基于vr的练习。基于任务的评估评估技术技能，而基于虚拟现实的评估为组合和应用这些技术技能提供了环境。在培训和评估中结合手术技能的两个方面，将改进现有的神经外科课程，使学员对手术的理解和精神运动技能的评估成为可能。28，29世界上大多数机构现有的神经外科考试模式不包括这种评估方法，本研究将促进全球神经外科课程中基于技能的评估。
结论
本研究将基于任务和基于程序的培训相结合，并采用物理和虚拟模拟器对受训者进行专家客观间隔评估。该培训结合了传统的以实验室为基础的教学方法和最新的技术进步，以弥补程序模拟，加快神经外科培训的漫长学习曲线。目前可用的基于vr的模拟在早期培训中是有用的，但它们需要显著改进，才能为高级受训人员提供有益的学习机会。我们的评估模型可为后新冠肺炎时代的神经外科培训课程和规范化评估提供借鉴。
致谢
本文是由印度政府科技部生物技术部(dbt)资助的校外研究项目，BT/PR13455/CoE/34/24/2015。PI: Ashish Suri博士。
我们要感谢参与这项研究的神经外科医生的努力。我们要感谢来自印度新德里全印度医学科学研究所神经外科技能培训设施的技术和应用专家。开云体育app官方网站下载入口我们感谢苏巴斯·博拉先生、阿贾布·辛格先生、沙希·谢卡尔先生、特里文德尔·亚达夫先生、苏雷什·科塔里先生、维克拉姆·辛格先生、萨蒂什·库马尔先生和普拉巴夫先生的宝贵支持。
披露的信息
作者报告在本研究中使用的材料或方法或本文中指定的研究结果不存在利益冲突。开云体育世界杯赔率
作者的贡献
构思和设计:所有作者。数据采集:Sharma, Katiyar, Narwal。数据分析与解释:Sharma, Katiyar。起草文章:所有作者。批判性地修改文章:Suri, Sharma, Katiyar, Kale。
补充信息
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