Laparoskopik cerrahi simülasyonlarında öğrenme düzeyinin elektroensefalografi sinyal analizi ile değerlendirilmesi
Evaluation of learning levels of laparoscopic surgical simulations by electroencephalographic signal analysis
Yazar: FUAT ÜCRAK
Danışman: DOÇ. DR. BURCU ERKMEN ; YRD. DOÇ. DR. MEHMET EMİN AKSOY
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektronik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Nöroloji = Neurology
Dizin: Elektroensefalografi = Electroencephalography ; Laparoskopi = Laparoscopy ; İşaret işleme = Signal processing

Özet:
Laparoskopik cerrahi işlemler açık cerrahi yöntemlerinden ayrı ve üstün bir psikomotor beceri gerektirmektedirler.  Beceri düzeyinin niceliksel belirlenmesi zor olmakla birlikte, yeni yeti öğrenimin ölçülmesinde elektroansefalografi (EEG) kullanımı laparoskopik cerrahi simülasyon kullanıcılarının kalıcı performansının belirlenmesi için yansız bir ölçüt oluşturma potansiyeline sahiptir. Bu amaç doğrultusunda, bu çalışmada laparoskopik cerrahi simülasyon eğitimi sırasında toplanan EEG verilerinin spektral ve istatistiksel değerlendirilmesi yapılmıştır.
Etik kurulu onaylı protokol çerçevesinde daha önce laparoskopik cerrahi simülasyon cihazı kullanımı için deneyim sahibi olmayan 10 erkek (baskın sağ el, 22+2,43 yaş) üniversite öğrencisi yazılı onamla deneye katılmışlardır. Bir haftalık arayla 2 ayrı tarihte laparoskopik cerrahi simülasyon eğitim modülü olan peg transferi işlemi yaptırılmıştır. İşlem peg transferinin her birinde 4 adet pegi yuvalarına yerleştirme olarak 3 kez gerçekleştirilmiştir.  EEG verileri NPX Lab programı ile spektral analizleri yapılmıştır. SPSS programlarıyla da sonuçlar değerlendirilmiştir. 
İstatistiksel olarak göreceli güçlerin iki zaman noktasındaki değişimine anatomik yerleşkelerde bakıldığında T3-T5 kanalında alfa ve teta bantlarında, T5-O1 ve P4-O2 kanallarında alfa bandında anlamlı artışların olduğu görülmüştür. Alfa bandındaki artış rahatlama ve gevşeme durumunun olduğu, teta bandındaki artış ise yaratıcılık, duygusal bağlantı, sezgi ve gevşeme durumunun gerçekleştiği anlamına gelmektedir. T3-T5 bölgesindeki değişim deneklerin önceki deneyi hatırladıklarını, daha sakin olduklarını, T5-O1 bölgesindeki değişim deneklerin işlemi daha rahat kavradıklarını,  P4-O2 bölgesindeki değişim ise sol ellerini de daha aktif kullandıklarını ve mekânsal hafızalarını kullandıklarını göstermektedir.
Analiz sonuçlarında, deneklerin ikinci çalışmada yüksek el –göz koordinasyonu ve konsantrasyon gerektiren işlemi daha sakin bir şekilde yaptıkları, sol ellerini daha aktif kullandıkları ve işlemi hatırladıkları görülmektedir. Bu çalışmada laparoskopik cerrahi simülasyon eğitim metotlarının oluşturulmasına yönelik daha etkin niceliksel ölçütlerin saptanabilmesi için özgün ve ilk adımdır.

Abstract:
Laparoscopic surgical procedures require more distinct and superior psychomotor skill than the open surgical methods. While quantitative determination of the skill level is difficult, the use of electroencephalography (EEG) in the measurement of new competency gaining has potential to create an unbiased criterion for determining the permanent performance of laparoscopic surgical simulation users. For this purpose, spectral and statistical evaluation of EEG data collected during laparoscopic surgical simulation training was performed in this study.
In the framework of the protocol approved by the ethics committee, 10 male (dominant right hand, 22±2.43 years old) university students who had no previous experience in using laparoscopic surgical simulator participated in the experiment with written consequent. The peg transfer procedure, which is a laparoscopic surgical simulation training module, was performed on two separate dates, on a weekly basis. The process was performed for 3 times as nesting of 4 peg nests in each of the peg transfer. Spectral analysis of EEG data was performed using the NPX Lab program. The results were also statistically analyzed with SPSS program.
Changes in relative temporal power at two time points were found to be significant in the anterior temporal and frontal regions and anomalous changes in the frontal parietal regions. When the changes in the bands were examined, it was found that the differences from the bifurcations were mostly in the alpha and theta bands.
This study, the formation of laparoscopic surgical simulation training methods is the first and unique study in which more efficient quantitative criteria can be determined.