수술 시뮬레이터

Surgery simulator

수술 시뮬레이터는 환자, 시체, 동물의 필요 없이 전문 의료인을 훈련시킬 목적으로 수술 절차를 시뮬레이션하기 위해 개발된 컴퓨터 기술이다.이 개념은 비디오 게임으로 1980년대로 거슬러 올라가지만, 3차원 그래픽을 사용한 1990년대와 현실적 움직임(모션 컨트롤)을 위한 모션 센서를 사용한 2000년대에야 기술이 실제 상황을 시뮬레이션할 수 있었다.이 방법을 통해 배우는 가장 흔한 수술 유형은 복강경 수술이지만, 다른 종류의 수술보다 먼저 시운전을 하는 데도 사용되었다.백내장 수술과 다른 안과 시술도 외과적 시뮬레이터를 사용하여 광범위하게 가르치고 있다.

사용하다

수술 시뮬레이터는 일반적으로 살아있는 환자와 함께 작업하기 전에 동물이나 시체 없이 특정한 유형의 시술로 의대생과 외과의들을 훈련시키는 데 사용된다.수술에 필요한 두 가지 유형의 기술, 눈-손 조정, 2차원 화면을 가이드로 사용하여 3차원 동작을 수행하는 능력에 가장 적합하다.시뮬레이션은 장기와 조직의 조작을 시뮬레이션하는 촉각 피드백뿐만 아니라 스크린을 통해 시각적 피드백을 모두 제공할 수 있기 때문에 눈과 손의 조율이 개선된다.[1]

이런 종류의 가상현실은 복강경 시술에 있어서 외과의들의 훈련에서 가장 자주 이용되는데, 실제로는 수술을 하는 것을 볼 수 없기 때문이다.시뮬레이터는 수술 중인 장기들의 3차원 그래픽을 보여주는 컴퓨터 화면을 사용한다.다양한 수술 도구 또는 장갑을 동작 센서와 사용자가 시뮬레이션된 조직과 장기의 차이를 물리적으로 느낄 수 있는 촉각 또는 촉각 피드백 메커니즘에 연결한다.사용자는 도구를 조작하여 가상 장기에 대해 "수술"할 수 있으며, 이는 사용자가 장기를 움직일 때 화면에 표시되기도 하며, 이 도구는 사용자가 일부 장기나 조직을 밀거나 움직일 때 사용자에게 지시하는 힘 피드백과 충돌 감지 기능도 제공한다.컴퓨터단층촬영(CT)과 자기공명영상(MRI) 스캔의 데이터를 입력하면 가상 환경에서 환자를 복제할 수 있다.또한 시뮬레이션은 희귀한 병리학적 사례와 합병증의 도입으로 보다 집중적인 훈련 활동을 제공할 수 있다.[1]

그러나 이러한 시뮬레이터의 사용에는 한계가 있다.초보자용으로는 상당한 이득을 보았지만, 학생들이 고원에 도달하면서 절차가 반복되면서 그 효과는 감소한다.더 많은 경험이 있는 외과의들에게, 이러한 시뮬레이터의 사용은 매우 제한적이었다.[2]

기술개발

가상수술은 절차를 시뮬레이션하고 외과의들을 훈련시키기 위한 수단으로서 비디오 게임 산업에서 성장했다.오락용 비디오 게임은 한동안 세계에서 가장 큰 산업 중 하나였다.[3]그러나, 1980년대 초에 아타리와 같은 회사들은 각기 다른 업무와 다른 직업에 있는 사람들을 훈련시키기 위해 이러한 비디오 환경을 사용하는 방법에 대한 아이디어를 연구하기 시작했다.의료 분야의 젊은 수련생들은 한 번도 뛰지 않은 수련생들에 비해 뛰어난 안목 조정력과 빠른 사고력을 보였다.그래픽이 극도로 제한적이었지만, 아타리는 건강 관리와 관련된 여러 종류의 시뮬레이터를 개발하기 시작했다.[3]이런 종류의 훈련은 1980년대 중반의 연구가 그 개념이 유망하다는 것을 보여주기 시작할 때까지 강한 회의론에 부딪혔다.[3][4]

그러나 비디오 게임의 그래픽과 인터랙티브한 한계는 1990년대 닌텐도, 소니 등 기업들이 '가상현실' 개념을 제작하기 위해 입체 폴리곤 그래픽을 제작하기 시작했을 때까지 개발과 유용성을 저해했다.이는 모션 센서를 통한 가상 현실의 보다 현실적인 조작을 가능하게 하는 Wii 시스템의 도입으로 더욱 향상되었다.[citation needed]이 때의 연구는 새로운 상호작용 방법이 조정과 공간 인식을 향상시켰다는 것을 보여주었다.이 발전은 또한 기술이 "게임"에서 "시뮬레이터"로 이동할 수 있게 했다.[3]다빈치 외과 시스템은 2005년에 복강경 수술을 위해 그들의 첫 시뮬레이터를 프로그래밍했고, 그 정확성과 디자인은 외과의사들이 그것을 빠르게 받아들이도록 만들었다.[5]이 기술의 대부분은 일반적인 외과적 훈련에도 사용되어 왔지만, 그것은 또한 특정한 수술을 계획하는 데도 사용되었다.첫 번째 가상 수술(실제 수술이 가상 관행을 따랐던 곳)은 2009년 8월 17일 노바스코샤 핼리팩스의 데이비드 클라크 박사가 모의 종양을 제거한 지 24시간 만에 뇌종양을 제거하면서 시행됐다.[6]2010년까지 수많은 병원들이 의료 전문가, 특히 복강경 시술 교육을 위해 이용할 수 있는 일종의 시뮬레이션 기술을 확보했다.[3]

특히 의대생들의 젊은 세대들에게 이러한 종류의 시뮬레이션 기술의 사용은 계속해서 중요하다.이 학생들은 교육적인 목적으로 개발된 오락 비디오 게임과 진지한 게임 둘 다와 함께 성장하여 시뮬레이터의 사용이 더 허용되고 효과적이게 되었다.[7]이러한 학생들은 특히 복강경 시술과 봉합 분야에서 이러한 종류의 훈련으로부터 더 쉽게 혜택을 받는 것으로 나타났다.[8]

예

오늘날 복강경 수술에 가장 널리 사용되는 시뮬레이터는 다빈치 수술 시뮬레이터다.그것은 외과의사가 기기의 수술과 제어에 참여하는 이러한 절차를 연습하는 가장 새로운 방법이다.시뮬레이터는 다빈치 외과 시스템의 실제 수술을 위해 외과의사를 준비하는 튜토리얼이다.실시간 영상, 원래 장치의 동일한 제어 장치 및 실제 수술 중에 발생할 수 있는 잠재적 문제를 포함하고 있다.[9]

또 다른 프로그램인 '최소침습성 외과 트레이너-가상현실(MIST-VR)'의 연구에서 참가자들은 1개월 동안 10회 연속 테스트를 받았다.복강경 기술 평가에는 시뮬레이터에 의해 측정된 시간, 오류 및 손 움직임의 경제성이 포함되었다.[2]

가장 인기 있는 게임/시뮬레이터 중 하나는 수술 중에 발생할 수 있는 퍼즐과 문제를 해결하는 것을 중심으로 하는 게임인 트라우마 센터였다.사고, 골절, 내출혈, 트라우마 등을 겪은 환자에 대한 관심과 함께 각종 진단에 대응하고 다양한 수술 절차를 수행하는 것이 게임의 목표다.사용자가 더 빨리 생각하게 하고 수술대에서 문제 해결 능력을 높이는 것이 게임의 목표다.외과의사와 건강 전문가들은 이 게임이 사용자에게 시간제한을 부여해 사용자에게 부담을 주는 게임이기 때문에 수술대에서 의사 결정 시간을 앞당기기에 안성맞춤이라고 말한다.[1][7]

The EyeSi는 안과 내 수술 훈련을 위한 가상현실 시뮬레이터다.[10]헬프미시 아이 수술 시뮬레이터는 실시간 촉각 피드백이 있는 또 다른 가상현실 시뮬레이터로, 수동 소절개 백내장 수술 교육생을 양성하는 데 사용된다.[11]

참조

  1. ^ a b c Bradley H (2005). "Can video games be used to predict or improve laparoscopic skills?". Journal of Endourology. 19 (3): 372–376. doi:10.1089/end.2005.19.372. PMID 15865530.
  2. ^ a b Grantcharov, Teodor P; Bardram, Linda; Funch-Jensen, Peter; Rosenberg, Jacob (February 2003). "Learning curves and impact of previous operative experience on performance on a virtual reality simulator to test laparoscopic surgical skills". The American Journal of Surgery. 185 (2): 146–149. doi:10.1016/S0002-9610(02)01213-8. PMID 12559445.
  3. ^ a b c d e Derryberry, A. (2010). "Serious Games: Online Games for Learning" (PDF) (White Paper): 1–15. Archived from the original on 2016-07-21. {{cite journal}}:Cite 저널은 필요로 한다. journal=(도움말)CS1 maint: bot: 원래 URL 상태를 알 수 없음(링크)
  4. ^ Giannotti, Domenico; Patrizi, Gregorio; Di Rocco, Giorgio; Vestri, Anna Rita; Semproni, Camilla Proietti; Fiengo, Leslie; Pontone, Stefano; Palazzini, Giorgio; Redler, Adriano; Mandell, Mercedes Susan (27 February 2013). "Play to Become a Surgeon: Impact of Nintendo WII Training on Laparoscopic Skills". PLOS ONE. 8 (2): e57372. Bibcode:2013PLoSO...857372G. doi:10.1371/journal.pone.0057372. PMC 3583870. PMID 23460845.
  5. ^ "Serious Game Types & Examples". Retrieved 8 May 2013.
  6. ^ Bouzane, Bradley (21 August 2009). "First-ever virtual surgery performed". Winnipeg Free Press. FP Canadian Newspapers. Retrieved 9 June 2010.
  7. ^ a b van Dongen, Koen W.; Verleisdonk, Egbert-Jan M. M.; Schijven, Marlies P.; Broeders, Ivo A. M. J. (17 March 2011). "Will the Playstation generation become better endoscopic surgeons?". Surgical Endoscopy. 25 (7): 2275–2280. doi:10.1007/s00464-010-1548-2. PMC 3116125. PMID 21416186.
  8. ^ Curet, Myriam J. (1 February 2007). "The Impact of Video Games on Training Surgeons in the 21st Century—Invited Critique". Archives of Surgery. 142 (2): 186. doi:10.1001/archsurg.142.2.186.
  9. ^ "Skills simulator". Retrieved 8 May 2013.
  10. ^ "EyeSi Surgical". Retrieved 3 July 2020.
  11. ^ "HelpMeSee Eye Surgery Simulator". Retrieved 3 July 2020.