使用眼动追踪技术改善胸腔镜手术教学

同济大学的陈静茜副教授与中国医学科学院肿瘤医院胸外科赵亮（副主任）医生组成的一个创新研究小组，该小组致力于研究医疗情境下的技能培训。他们将专业医学知识与眼动追踪结合在一起，改进了医学院中胸腔镜手术的培训流程。在他们最新的研究中，使用Tobii Pro Fusion和Tobii Pro Lab，该团队检验了眼动指标作为客观检测标准在胸外科手术当中的训练意义。 

如今，90%以上的胸腔手术都是在胸腔镜下进行的。胸腔镜是一根细小、灵活的管子，末端装有摄像头，外科医生可以通过它观察胸腔内部的情况。与传统的开放式手术方法相比，胸腔镜手术给外科医生新手带来了新的挑战。在胸腔镜手术中，来自手或器械的触觉反馈有限，只能通过胸腔镜镜头捕捉视频中的视觉反馈。此外，大多数手术技能培训都是基于教学外科医生的主观判断，缺乏客观的评估工具。所有这些因素都对胸外科新手的培训产生了不利影响。 

眼动追踪揭示了新手和专家在手术中的视觉策略 

眼动仪可以有效捕捉个人的视觉注意力和各种认知过程。通过记录特定场景中的眼动行为，眼动仪获得的数据是一种宝贵的信息源，能够揭示个人感知环境、处理信息以及应用知识和技能的方式。眼动追踪技术是一种创新工具，可通过提示视频培训新医生，并在整个学习过程中提供客观的教学反馈。 

在本研究中，研究人员想知道在胸外科手术视频中观察和复制专家外科医生的眼动行为是否会促进外科医生新手的学习过程。为了解决这个问题，科研人员进行了两阶段的眼动追踪研究。他们使用 Tobii Pro Fusion 眼动仪和 Tobii Pro Lab 进行刺激演示、数据收集和分析。 

在实验1中，研究人员追踪了外科医生专家和新手在观看胸腔镜解剖视频时的眼动情况。在分析中，研究人员研究了特定兴趣区（AOI）和兴趣时间区间（TOI）内的两种主要眼动指标： 

• 基于眼跳的指标，反映认知处理和信息获取 
• 基于注视的指标，反映注意分配、认知处理和学习效率 

研究结果显示，两组医生在观看手术视频时的注视模式存在明显差异。专家医生更长时间地关注视频中的关键细节，并注意关键的解剖结构，而新手学员的注意焦点往往偏离关键区域，花更多时间盯着无关区域。 

在实验2中，一批新手外科学员被分为两组，分别观看原始手术视频（对照组）和附有专家眼动轨迹的相同视频（实验组）。后测表明，实验组更好地理解了手术过程的细节，大大提高了他们的学习效果。 

引用文献

Ji, Y., Kong, Z., Deng, Y., Chen, J., Liu, Y., & Zhao, L. (2022). The role of eye tracker in teaching video-assisted thoracoscopic surgery: the differences in visual strategies between novice and expert surgeons in thoracoscopic surgery. Annals of Translational Medicine, 10(10), 592–592.