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Simulateur en réalité virtuelle pour l'entraînement des spécialistes en chirurgie vitréo-rétinienne

Cédryk Doucet

Master's thesis (2023)

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Abstract

Training for vitreoretinal surgery takes many years of work and preparation. However, such training is not commonly provided during ophthalmology residency. To facilitate the learning process, simulation systems can be created to provide a safe environment. These systems can reduce overall costs of surgery and minimize risks for patients. The most used simulation system for ocular surgery is expensive and not portable, thus its access is limited. By using a commercially available virtual reality head-mounted display, a low-cost, immersive simulation system for training vitreoretinal surgery is developed. This system assesses four fundamental skills for this surgery: core vitrectomy, peripheral shaving, membrane peeling and endolaser. To assess the validity of the simulator, performance measures are taken for each task based on precision, efficiency and tissue treatment. A study comparing the performances between experienced surgeons and novice residents was then conducted. The study results did not show significant differences between the performances of the two groups. However, the overall user experience was positive across both experts and novices. These results, while not conclusive, are encouraging and we believe that further studies should be conducted with additional participants once certain issues with the simulation system are looked at, such as improving the realism of the controllers and how they interact with the simulation.

Résumé

La chirurgie vitréo-rétinienne nécessite une grande précision des mouvements pour différentes manipulations à l’intérieur de l’oeil. Par contre, la formation pour ce type de chirurgie n’est pas normalement fournie durant la résidence. L’utilisation de simulateurs chirurgicaux permet de réduire les coûts et de réduire les risques de la chirurgie. Un simulateur pour ce type de chirurgie existe, mais il est dispendieux et encombrant, réduisant sa disponibilité pour les étudiants. Afin d’augmenter l’exposition des étudiants en ophtalmologie à la chirurgie vitréo-rétinienne, l’utilisation de visiocasques de réalité virtuelle est explorée. Ainsi, un simulateur immersif et à faible coût utilisant un visiocasque de réalité virtuelle commercial est développé et est validé auprès d’experts en chirurgie vitréo-rétinienne pour leur capacité à utiliser leur expertise dans le simulateur et de leur expérience dans l’environnement virtuel. Ce simulateur a pour but de mesurer la précision et l’efficacité des mouvements dans l’oeil près de la rétine ainsi que le traitement adéquat des tissus. Il teste quatre compétences fondamentales en chirurgie vitréo-rétinienne : vitrectomie, rasage périphérique, endolaser et pelage de membrane. Une étude a été faite avec des chirurgiens expérimentés et des résidents novices, dans le but de comparer leurs performances. Les résultats de l’étude ne permettent pas de dire que les experts ont eu de meilleures performances que les novices pour tous les modules. Par contre, l’expérience des participants était généralement positive. Ainsi, les résultats sont encourageants quant au potentiel du simulateur, mais certains éléments doivent être améliorés. Par exemple, il faudrait étudier le réalisme des manettes et de leurs interactions avec la simulation. Il serait donc nécessaire de conduire d’autres études avec davantage de participants et avec les modifications proposées par les experts afin de pouvoir confirmer la validité de l’utilisation d’un visiocasque pour entraîner la chirurgie vitréo-rétinienne.

Department: Department of Computer Engineering and Software Engineering
Program: Génie informatique
Academic/Research Directors: Benoît Ozell
PolyPublie URL: https://publications.polymtl.ca/54859/
Institution: Polytechnique Montréal
Date Deposited: 04 Mar 2024 13:17
Last Modified: 13 Apr 2024 06:12
Cite in APA 7: Doucet, C. (2023). Simulateur en réalité virtuelle pour l'entraînement des spécialistes en chirurgie vitréo-rétinienne [Master's thesis, Polytechnique Montréal]. PolyPublie. https://publications.polymtl.ca/54859/

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