The camera placement process is one of the most errorprone, difficult skill that need to be developed for endoscopic surgical procedures. It is important to develop some instructional strategies in order to improve these skills. In this study, the effect of the navigation mark on the surgical performance was investigated. For this purpose, two versions of a computer-based surgical simulation scenario have been developed. One of these has the navigation marker integrated (NPI) and the other navigation marker is not integrated (non-NPI). An experimental study was conducted in this setting with 10 participations who could be considered as an beginner in the surgical training process. Accordingly, half of the participants have fulfilled the tasks in NPI and the other half in non-NPI simulation environment. The distance, number of collisions with the environment and accuracy rate of the tasks and the distance travelled by the tool (instrument) and the camera (endoscope) were automatically collected by the system. According to the results of the study, it is seen that for the tasks performed with navigation support (NPI), the participants' performance is higher than that of the non-NPI supported version. Therefore, navigation support positively affected the participants' performances. As a conclusion, computer-based simulation environments can be prepared with navigation support to make it easier for beginners. This can shorten the process of learning. However, the results of the study should be supported by more participants and statistical analyzes. In addition, the effects of navigation support on the performance of
ÖZET
Kamerayı yerleştirme işlemi, endoskopik cerrahi
işlemleri için geliştirilmesi zor, hata eğilimli becerilerden
birisidir. Bu yeteneklerin daha iyi bir şekilde
kazandırılması amacıyla bazı öğretim teknolojileri
stratejilerinin geliştirilmesi önemlidir. Bu çalışmada,
navigasyon işaretçisinin cerrahi performans üzerindeki
etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, bilgisayara dayalı bir
cerrahi simülasyon senaryosunun iki versiyonu
geliştirilmiştir. Bunlardan birisine navigasyon işaretçisi
entegre edilmiş (NPI), diğerine ise navigasyon işaretçi
entegre edilmemiştir (NPI olmayan). Cerrahi eğitim
sürecinde başlangıç aşaması olarak değerlendirilebilecek
olan 10 kişinin katılımı ile bu ortamda bir deneysel
çalışma gerçekleştirilmiştir. Buna göre katılımcıların
yarısı NPI diğer yarısı ise NPI-olmayan simülasyon
ortamında görevleri yerine getirmişlerdir. Katılımcıların
görevleri ne kadar sürede yerine getirdikleri, cihaz
(ameliyat aleti) ve kamera (endoskop) ile kat edilen
mesafe, çarpma sayısı ve başarı verileri sistem tarafından
otomatik olarak toplanmıştır. Çalışma sonuçlarına göre,
navigasyon desteği ile gerçekleştirilen görevlerde (NPI),
navigasyon desteği sunulmayan ortama göre başarının
daha yüksek olduğu görülmektedir. Dolayısıyla
navigasyon desteği katılımcıların başarısını olumlu
olarak etkilemiştir. Başlangıç seviyesindeki kişilerin
öğrenmelerini kolaylaştırmak amacıyla navigasyon
desteği ile simülasyon ortamları hazırlanabilir. Bu durum
öğrenme süreçlerini kısaltabilir. Ancak çalışmanın
sonuçları daha fazla katılımcı ile istatistiksel analizler
yapılarak desteklenmelidir. Ayrıca farklı beceri
seviyelerindeki cerrahi eğitim alan kişiler ile de benzer
çalışmalar yapılarak navigasyon desteğinin bu kişilerin
performansına olan etkisi araştırılmalıdır.
Anahtar Kelimeler
Cerrahi eğitim için bilgisayar tabanlı simülasyon;
endoskopun yerleştirilmesi; navigasyon göstergesi geri
bildirimi
surgeons having higher surgecal skills also need to be
evaluated.
GİRİŞ
Günümüzde ileri cerrahi teknikler, cerrahların çeşitli
yeteneklerini geliştirmelerini zorunlu kılmaktadır.
Örneğin, minimal invaziv cerrahide, cerrahın derinlik
algısı ve görüş alanı azaltılır ve bu prosedürlerin skalası
oldukça küçük olduğu için, ekipleme işlemi ile aletlerle
operasyonun yapılması bir zorluktur [
Dolayısıyla bu çalışmada, cerrahların endoskop kamerasını sürekli olareak temizleme pratiğini edinmeleri sürecinde, el becerilerini geliştirirlerken navigasyon desteği sağlanmasının öğrenmelerine olan etkisi araştırılmıştır.
YÖNTEM Navigasyon yol göstericisinin, endoskobun temizlenmesi ile ilgili becerilerin geliştirilmesine olan etkisinin araştırılması amacıyla, özellikle hipofiz beyin cerrahisine yönelik olarak geliştirilen bir burun modeli içinde, yerleştirilen 10 farklı cismin temizlenmesi amacıyla geliştirilen bir senaryoya navigasyon desteği sağlanmıştır. Şekil-1 den de görüldüğü gibi navigasyon desteği sağlanan senaryo ile görevler gerçekleştirildiğinde, endoskobun tekrar ameliyat bölgesinin bulunduğu noktaya erişimi sürecinde, Şekil1’de sağ alt ksımda görülen ok desteği ile ne yöne ilerlenmesi gerektiği konusunda bir yönlendirme yapılmıştır. Katılımcılar 10 farklı görev için, her bir nesne temizlenirken kirlenen endoskop kamerasını sürekli olarak dışarıya çıkararak temizlemek durumunda kalmaktadır.
Şekil 1. NPI Sürümlü Senaryo Senaryonun ikinci versiyonunda ise, böyle bir destek olmadan tekrar ameliyat bölgesine ulaşılarak görevin yerine getirilmesi gerekmektedir.
Şekil 2. NPI-Olmayan Sürümlü Senaryo Katılımcılar bu görevleri, iki dokunsal cihazı, birisi endoskobu, diğeri ise ameliyat aletini simüle edecek şekilde Şekil 3’de görüldüğü gibi kullanarak gerçekleştirmektedirler.
Şekil 3. Dokunsal Cihazlar
Minimal invaziv cerrahideki uzmanlık ve beceri
seviyeleri, alana özgü herhangi bir bilgi sahibi olanlar
için 'başlangıç' olarak kategorize edilmiştir [
Tablo 1. Katılımcılar Bölüm Bilgisayar Müh.
Yazılım Müh.
Bilişim Sist.
TMOüPh.LAM 3 4 3 10 Deneysel çalışma sırasında katılımcılar deneye katılım sıralarına göre rastgele navigasyon işaretçisi entegre edilmiş (NPI) ve navigasyon işaretçi entegre edilmemiş (NPI olmayan) versiyonlar üzerinde verilen görevleri gerçekleştirmişlerdir. Bu görevleri gerçekleştirme süreleri, kamera ve ameliyat aleti görevlerindeki dokunsal cihazlar ile aldıkları yol, cisimlerin temizlenmesi sırasında ortama temas etme (çarpma) sayıları ve başarı durumları ile ilgili performans verileri sistem aracılığıyla kaydedilmiştir.
BULGULAR Navigasyon işaretçisinin cerrahi performans üzerindeki etkisini anlamak için iki grup arasındaki (NPI ve NPI olmayan) performans farkını anlamak üzere elde edilen veriler Tablo 2’de sunulmuştur. Çalışmanın bir önçalışma niteliği nedeniyle ve kısıtlı katılımcı sayısından dolayı, elde edilen veriler betimsel analiz yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir.
Tablo 2.’de görüldüğü üzere, verilen görevleri tamamlama sürelerine bakıldığında, NPI grup (Ort.= 79.59), NPI olmayan (Ort.= 121.22) gruba göre görevleri daha hızlı tamamlamıştır.
NPI grubun (Ort.=564) ameliyat aleti görevindeki dokunsal cihaz ile aldığı yol NPI olmayan gruba (Ort.= 1176) göre daha kısadır.
Tablo 2. NPI ve NPI-Olmayan Grupların Perfomansı Süre
79.59 564 497 0.84 0.84
NPI
121.22 1176 686 1.18 0.74 Benzer şekilde NPI grubunun (Ort.= 497) kamera görevindeki dokunsal cihaz ile aldığı yol NPI olmayan gruba (Ort.= 686) göre daha kısadır. NPI grubu (Ort. =0.84) için çarpma sayısı NPI olmayan gruba (Ort. =1.18) göre daha düşüktür. Bu sonuçlar ile paralel olarak, başarı durumuna bakıldığında NPI grubunun (Ort.= 0.84) NPI olmayan gruba göre (Ort. = 0.74) görevi tamamlama başarılarının daha yüksek olduğu görülmektedir.
TARTIŞMA VE SONUÇ Yapılan bu çalışmadaki betimsel sonuçlara göre NPI grubu, NPI olmayan gruba göre senaryodaki görevleri daha hızlı, ameliyat aleti ve kamera ile daha az yol katederek, ortama daha az temas ederek, daha başarılı bir şekilde tamamlamışlardır. Bu bulgular ışığında, cerrahların endoskop kamerasını sürekli olarak temizleme pratiğini edinmeleri sürecinde, el becerilerini geliştirirlerken navigasyon desteği sağlanmasının öğrenmelerine olumlu etkisi olabileceği düşünülmektedir.
Teşekkür Bu çalışma Endoskopik Cerrahi Eğitim projesi (ECE: Tubitak 1001, Proje No: 112K287) kapsamında kurulan Atılım Üniversitesi SIMLAB laboratuvarında gerçekleştirilmiştir. Yazarlar, bu araştırmayı gerçekleştirmek için verdiği destekten dolayı TÜBİTAK 1001 programına teşekkür ederler.
KAYNAKÇA Atılım Üniversitesi Yazılım Mühendisliği Bölümü’nden 2013 yılında mezun olmuştur. Şu anda aynı bölümde yüksek lisans eğitimine devam etmektedir. 2009 yılından beri yazılım sektöründe faaliyet gösteren şirketlerde yazılım mühendisi olarak çalışmakta olup, Şubat 2015 tarihinden beri Sebit’te görev yapmaktadır. Cerrahi Eğitim için Simulasyon geliştirme üzerine çeşitli projelerde görev yapmıştur ve bu alandaki araştırmalarına devam etmektedir.
Damla Topallı Bilgisayar Mühendisliği bölümünden 2009 yılında Lisans ve 2013 yılında Yüksek Lisans eğitimini sırasıyla Başkent ve Atılım Üniversitesi’nde tamamlamıştır. Ekim 2010 yılından beri Atılım Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Araştırma Görevlisi olarak görev yapmaktadır.
Halen Atılım Üniversitesi Yazılım Mühendisliği Bölümü'nde doktora çalışmalarını sürdürmektedir. Yazılım mühendisliği, veri madenciliği ve tıp bilişimi alanlarında araştırmalar yapmaktadır. ODTÜ Matematik Bölümü’nden 1988 yılında mezun olduktan sonra aynı üniversitenin Bilgisayar Mühendisliği Bölümü’nden Yüksek Lisans çalışmasını tamamlayarak, Yüksek Bilgisayar Mühendisi derecesini aldı. Daha sonra, ODTÜ Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Bölümü’nde doktora çalışmasını tamamladı. Türkiye'de çeşitli özel sektör ve devlet kurumlarında yazılım mühendisi ve grup yöneticisi olarak çalıştıktan sonra, 19982002 yılları arasında A.B.D.
Indiana Üniversitesi Digital Library Program biriminde çalıştı. Kendisi halen Atılım Üniversitesi Yazılım Mühendisliği Bölümü’nde öğretim üyesi olarak çalışmalarına devam etmektedir. İş Zekâsı ve Veri Ambarı Sistemleri, Veritabanı Sistemleri, Scratch ile Programlamayı Öğreniyorum, C Dersi: Programlamaya Giriş gibi birçok Türkçe ders kitabı hazırlamış olan Çağıltay, öğretim teknolojileri ve tıp bilişimi alanlarında araştırmalar yapmakta ve projeler yürütmektedir. Çağıltay ayrıca 1971 yılından beri faaliyet göstermekte olan Türkiye Bilişim Derneği (TBD) Ankara Şubesi Yönetim Kurulu üyeliği görevini sürdürmektedir. Nergiz Çağıltay ile ilgili detaylı bilgiye www.atilim.edu.tr/~nergiz.cagiltay adresinden ulaşılabilir.