Uso de simulación con realidad virtual 3D mediada por gestos para el aprendizaje de destrezas psicomotoras básicas en cirugía mínimamente invasiva

Abstract

La tesis por compilación se organizó en tres fases, siguiendo el paradigma de investigación llamado investigación basada en el diseño. La primera consistió en revisar sistemáticamente la literatura para identificar los dispositivos intervenidos por gestos y qué uso se hacía de ellos en cirugía -especialmente, en simulación para el aprendizaje de destrezas psicomotoras en MIS-; en la segunda se desarrolló un prototipo funcional de un simulador, y en la tercera se obtuvo el mayor número de fuentes de validez para las tareas del simulador. Los resultados permitieron establecer el estado de la cuestión sobre el uso de dispositivos intervenidos por gestos en cirugía y, principalmente, identificar el LMC como una opción de bajo coste para usar en el nuevo simulador. También se desarrolló un prototipo funcional. Por último, se obtuvieron indicios de aptitud a partir de múltiples fuentes para la métrica y las puntuaciones de las tareas, para la confianza intra-rater en el tiempo y la consistencia interna, indicios altos para las consecuencias de la prueba y confirmación parcial respecto a las relaciones con otras variables. En conclusión, los resultados de las pruebas para obtener indicios para fuentes de validez apoyaron la aptitud de las puntuaciones y de la métrica utilizadas para demostrar el aprendizaje de las destrezas psicomotoras básicas en MIS mediante un nuevo simulador portátil y de bajo coste que usa tecnología de interacción persona-máquina intervenida por gestos.

The compilation thesis has been organized in three phases, according to the research paradigm known as Design-Based Research. The first consists of systematically reviewing the literature to identify gesture-mediated devices and their use in surgery and particularly in simulation for learning psychomotor skills in minimally invasive surgery (MIS). The second consisted of developing a working prototype of a simulator. In the third, the largest number of sources of validity was obtained for the simulator's tasks. The results enabled the state of the art in the use of gesture-mediated devices in surgery to be established, and in particular, Leap Motion Controller (LMC) to be identified as a low-cost option for use in the new simulator. A working prototype was then developed. Finally, validity evidence was obtained from multiple sources for the task metrics and scores, for the intra-rater reliability over time and internal consistency, as well as high-level evidence for the consequences of the test, and partial confirmation of the relationships with the other variables. In conclusion, the results of the tests to obtain evidence for the sources of validity supported the validity of the scores and metrics used to demonstrate the learning of basic psychomotor skills in MIS by means of a new, low-cost, portable simulator that uses computer technology involving human-machine interaction mediated by gestures.

La tesi per compilació es va organitzar en tres fases, seguint el paradigma de recerca anomenat investigació basada en el disseny. La primera va consistir a revisar sistemàticament la literatura per identificar els dispositius intervinguts per gestos i quin ús se'n feia en cirurgia -especialment, en simulació per a l'aprenentatge de destreses psicomotores a MIS-; a la segona es va desenvolupar un prototipus funcional d'un simulador, i a la tercera es va obtenir el nombre més gran de fonts de validesa per a les tasques del simulador. Els resultats van permetre establir l'estat de la qüestió sobre l'ús de dispositius intervinguts per gestos en cirurgia i, principalment, identificar l'LMC com una opció de baix cost per fer servir en el nou simulador. També se'n va desenvolupar un prototip funcional. Finalment, es van obtenir indicis d'aptitud a partir de múltiples fonts per a la mètrica i les puntuacions de les tasques, per a la confiança intra-rater en el temps i la consistència interna, indicis alts per a les conseqüències de la prova i confirmació parcial respecte a les relacions amb altres variables. En conclusió, els resultats de les proves per obtenir indicis per a fonts de validesa van donar suport a l'aptitud de les puntuacions i de la mètrica utilitzades per demostrar l'aprenentatge de les destreses psicomotores bàsiques a MIS mitjançant un nou simulador portàtil i de baix cost que fa servir tecnologia d'interacció persona-màquina intervinguda per gestos.