침술 조작에 모션 패턴을 시각화
Summary
여기, 우리는 팬텀 경혈을 사용하여 침술 조작 기술의 훈련에 침술 조작 교육 시스템 (AMES)를 사용하기위한 프로토콜을 제시한다.
Abstract
Acupuncture manipulation varies widely among practitioners in clinical settings, and it is difficult to teach novice students how to perform acupuncture manipulation techniques skillfully. The Acupuncture Manipulation Education System (AMES) is an open source software system designed to enhance acupuncture manipulation skills using visual feedback. Using a phantom acupoint and motion sensor, our method for acupuncture manipulation training provides visual feedback regarding the actual movement of the student’s acupuncture manipulation in addition to the optimal or intended movement, regardless of whether the manipulation skill is lifting, thrusting, or rotating. Our results show that students could enhance their manipulation skills by training using this method. This video shows the process of manufacturing phantom acupoints and discusses several issues that may require the attention of individuals interested in creating phantom acupoints or operating this system.
Introduction
침술 조작 교육 시스템 (AMES)는 visuo 모터 학습을 통해 침술 조작을 교육의 목표로, 학생들의 침술 조작 능력을 향상시키기 위해 개발되었다. 이 프로그램은 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI) 소프트웨어를 사용하여 침 훈련 신규 한 방법이다. 이 시스템은 학생들이 동시에 자신의 실제 움직임과 의도 된 움직임을 관찰 할 수 있습니다. 이 시각적 피드백은 학생들이 자신의 침술 조작 능력을 향상하는 데 도움이됩니다.
이러한 상세한 서면 지시 또는 치과 유연 형 등 다양한 방법과 도구, 의료 절차 1-2에 대한 학생들의 교육을 위해 개발되었다. 침술에서 고전 의료 텍스트는 환자에 다른 영향을 미칠 침술 조작의 다양한 방법에 대한 지침을 포함하고있다. 최근 여러 연구는 3D 스테레오 DISP를 사용하여 침술 교육을위한 가상 현실 시스템을 제안누워 실시간 3-4에서 사실적인 촉각 피드백. 최근 개발 많은 의료 절차 5-6에 관련된 해부학 적 구조에 초점을 맞춘 반면, 침 훈련 최근 발전은 그것의 설정과 유사을 제공하는 인공 피부 패드를 사용하여 니들 링 또는 가상 현실 시스템의 감각에 초점을 맞추고있다하는 침술 니들의 실제 임상 7-8을 발생합니다. 이전 연구에서 설명 된 바와 같이, 새로운 시스템 (9)을 니들 링 연습으로 저렴하고 휴대용 도구를 사용하여 침 바늘의 취급 용이성을 가능하게 침 조작을 가시화하기위한 디스플레이 시스템을 제공한다. 침술 (10)을 위해 설계된 모션 센서를 사용하여,이 시스템은 학생들과 젊은 의사 시각적 피드백과 11 ~ 12 학습 visuo 모터를 사용하여 침술 조작 성능을 개선하는 데 도움이됩니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
본 과정은 팬텀 혈의 생성과 참가자의 임상 시험에서 수집 된 데이터의 분석에 AMES 프로그램의 응용 프로그램에서 침술 조작 교육 과정을 추적합니다. 팬텀 경혈은 아가 로스 겔로부터 생성되고, 상기 용액은 신중하게 경혈 인간의 동작 및 토크 진폭 유사하도록 조절 될 필요가있다. 우리는 다른 경혈의 것과 유사했다 토크 진폭과 팬텀 혈의 다른 유형을 개발; 이러한 서로 다른 해부학 적 특성 (13),보다 포괄적 인 침 조작 트레이닝 프로토콜과 같은 하나의 경혈을 사용하여 적용될 수있다. 또한, 모션 센서의 사용은 모션 력 패턴 (10)의 측면에서 바늘 조작의 정량을 허용한다. 팬텀 경혈과 침을 사용하여,이 프로그램은 t에서의 모드를 변경함으로써 침 조작의 종류를 훈련에 적용 할 수있다그 회전 및 / 해제 방법을 밀어와 주파수 패턴을 변화시킴으로써. 또한, 데이터 처리를 통해 학습자의 샘플 운동을 추출하여, 참가자는 침 조작의 움직임을 확인하고 즉시 실제 의도 된 움직임의 차이를 비교할 수있다. 또한 GAMM는 일반화 된 첨가제 모델 (GAM) 방법에 기초하여, 혼합 모델의 프레임 워크 내에서 원활하게 기능의 사양을 허용한다. 전과 훈련 후 운동 패턴을 비교함으로써, 참가자는 훈련의 결과 침 조작의 개선에 관한 정보를 수신 할 수있다.
교육 및 의료 절차를 조정하기위한 다양한 방법과 도구가 있습니다. 하나는 표준 작업 절차 (SOP)로 설정 상세한 서면 지시한다. 이 접근법의 목적은 좋은 임상 실습의 목표를 달성하기위한 특정 함수의 성능의 균일 성을 달성하는 한 </sup>. 우리의 팬텀 혈의 방법과 유사한 또 다른 방법은, 유연 형이 포함 치과 모델에서 발견된다. 이전의 연구는 뇌척수액 (14)을 얻기 위해 경막 외 주입 시뮬레이터 훈련을 위해 힘 피드백을 사용했다. 팬텀 경혈 침술 조작을 수행하기 위해 학생들을 훈련 팬텀 기반 교육 프로그램에 유용합니다. 이 침을 포함하는 의료 절차에 관한 교육 프로그램에 중요한 사전이다. 한편, 바늘 의한 조작 모션 파라미터에 관한 정량적 객관적인 정보의 부족, 그 침 조작의 복잡한 움직임을 학습하기가 어렵다. 이 문제를 해결하기 위해, 데이비스 등. 다른 두 침 기술 (10)에 대해 다른 니들 운동 힘 패턴을 정량화하는 움직임 힘 센서를 개발했다.
감각 학습은 D를 감소하고자 감각 피드백에 기초원하는 실제 움직임 사이에 iscrepancies. 인간은 그 운동의 각 성분의 에러 기울기를 추정하여 움직임에 기초하여 에러 보정의 반복을 통해 성능을 향상시킬 수있다. 재판 후 시각적 피드백에 의한 개선인지 전략을 사용하는 반면, visuo 모터 매핑의 자동 재 교정을 통해 동시 시각적 피드백 강화 된 모터 성능 : 등각 목표 수집 작업하는 동안 시각적 피드백은 두 가지 방법으로 성능을 향상시키는 것으로 나타났다. AMES는 참가자가 피드백을 얻고 자신의 조작 기법을 수정할 수 있도록 지속적으로 참가자의 움직임에 따라 이동 발진의 형태로 침술 조작을 제공합니다.
이 프로토콜의 핵심 단계는 프로그램 BA로 바늘의 위치를 인식 할 수 있도록 팬텀 혈 내의 어느 너무 깊이도 너무 얕도록 침술 바늘의 위치를 조정하는 것이다화면의 템플릿과 같은 수준에 seline 및 표시 운동. 참가자는 조심스럽게 조작 운동을 시작하기 전에 스크린과 경혈의 위치를 확인해야합니다.
정현파들의 주파수, 진폭 및 비율을 조절함으로써, 의도 된 움직임의 시각화 및 침술 조작의 실제 운동은 참가자에게 피드백을 제공한다. 참가자이 실시간 피드백은 조작 오류를 최소화 할 수 있습니다. 이 프로그램에 시각화 시간 간격 또는 회전 및 침술 조작 리프팅 / 스러 이동 속도에서뿐만 아니라, 움직임 패턴의 변화를 묘사 할 수있다. 1, 2 : 1 또는 1 : 2, 시계 방향 / 반 시계 방향 일 수 0.5, 1 또는 2에서 Hz에서 회전 모드를 예를 들어, 리프팅 / 스러의 모드 1의 비율 일 수있다. 실시간 시각적 피드백의 효과를 높이고 움직임 에러를 파악하는 학생들을 사용하려면이 프로그램은 정량 측정 (12)에 기초하여 에러 피드백을 사용하여 시험 후의 참가자 제정 의도 실제 이동 간의 차이에 대한 정보를 제공한다.
침술 교육의 표준화로 인해 이러한 관행에 관여하는 침의 복잡한 조작하기가 어렵습니다. 운동의 다른 형태 예로서 토니 파잉 침의 다른 방법, 승강 / 스러 운동의 감소 방법을 시각적으로 요구된다. 최근의 연구는 의료 절차 동안뿐만 아니라 가상 모델 10-11과 같은 의료 절차에 사용되는 도구 및 방법의 시뮬레이션 바디 구조의 시각화를 향상시키기위한 디스플레이 시스템에 초점을 맞추고있다. 시각적 침 조작 동안 수행 손 운동의 동작 패턴을 제공함으로써,이 시스템은 도움 학생과 젊은 의사 정교한 손놀림의 성능을 향상침술 바늘 조작이 필요. 따라서, 우리의 프로그램은 간단하고 효율적인 준비와 표준화 된 침술 연습을 얻을 수 침술 교육의 새로운 양식을 제안한다. 또한,이 프로그램은 침 교육 visuo 모터 학습을 제공하기 위해 사용할 수있는 참여자에 의해 수행되는 침 니들에 충분한 데이터를 제공한다.
다음과 같이 여기에 제시된 기술의 한계입니다. 우선, 조작의 템플릿 곡선 인위적가 실제 설정에서 조작 운동이 다를 수 있다는 것을 의미하는 생성된다. 시계 방향과 반 시계 방향의 움직임의 방향이 시각화 잘 표현 아니다 둘째, 진동에 의해 제공되는 회전 수단에 대한 정보를 직관적으로 명확하지 않다. 마지막으로, 우리의 프로토콜은 다른 acupunctu 인, 함께 밀어 / 회전과 리프팅의 조합 기술의 교육을 제공하는 프로그램이 포함되어 있지 않습니다조작 기술을 다시. 우리의 미래 연구에서, 우리는 회전이 일부 제한 사항을 극복하기 위해 밀어 / 해제의 조합 기술을 포함 숙련 된 임상에서 템플릿을 제공합니다.
요약하면, 침술 교육을위한 우리의 새로 개발 된 프로그램은 시각적 인 피드백을 사용하고 침술 바늘과 침술 운동의 정확한 측정을 쉽게 처리 할 수있는 장치를 사용, 침술 교육을위한 새로운 방법을 제공한다. 또한 침술 니들을 연습 할 수와 비용 효율적인 도구입니다. 의료 절차 중에 신체 부위의 시각화 시스템을 넘어,이 프로그램은 의료 절차 자체의 시각화를 제공하는 그래프를 사용한다. 우리의 프로그램은 침술 니들에 표준화 된 방법과 데이터를 간단하고 효율적이고 결과이다 침술 교육을위한 새로운 방법을 제안한다.
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This research was supported by the National Research Foundation of Korea (NRF-2015M3A9E3052338).
Materials
| Agarose | Lonza | 50002 | |
| Safe-Lock Tube | Eppendorf | T2795-1000EA | |
| motion and force sensor | Stromatec | Acusensor | www.stromatec.com |
| acupuncture needle | Seirin | J Type Japanese needle |
References
- Thompson, C., et al. Effects of a clinical-practice guideline and practice-based education on detection and outcome of depression in primary care: Hampshire Depression Project randomised controlled trial. Lancet. 355 (9199), 185-191 (2000).
- Moore, D. J., Drisko, C. L. Dental teaching model. U.S. Patent No. , (1992).
- Heng, P. A., et al. Intelligent inferencing and haptic simulation for Chinese acupuncture learning and training. IEEE Trans Inf Technol Biomed. 10, 28-41 (2006).
- Leung, K. M., Heng, P. A., Sun, H., Wong, T. T. A haptic needle manipulation simulator for Chinese acupuncture. Stud Health Technol Inform. 94, 187-189 (2003).
- Wang, H. S., Yan, Z. G., Cheng, Z., Shao, S. J., Zhuang, T. G. Study on force feedback of acupuncture manipulation at Jianliao (TE 14) based on VOXEL-MAN. Zhongguo Zhen Jiu. 29, 745-748 (2009).
- Li, J., Grierson, L. E., Wu, M. X., Breuer, R., Carnahan, H. Perceptual motor features of expert acupuncture lifting-thrusting skills. Acupunct Med. 31, 172-177 (2013).
- Dumoulin, C. L., Darrow, R. D., Adams, W. J. Display system for enhancing visualization of body structures during medical procedures. U.S. Patent. , (1996).
- Vesely, I., Smith, W. Method for carrying out a medical procedure using a three-dimensional tracking and imaging system. U.S. Patent. , (1998).
- Seo, Y. J., et al. Motion patterns in acupuncture manipulation. Acupunct Med. 32 (5), 394-399 (2014).
- Davis, R. T., Churchill, D. L., Badger, G. J., Dunn, J., Langevin, H. M. A new method for quantifying the needling component of acupuncture treatments. Acupunct Med. 30 (2), 113-119 (2012).
- Lee, I. S., Lee, Y. S., Park, H. J., Lee, H., Chae, Y. Evaluation of phantom-based education system for acupuncture manipulation. PLoS One. 10 (2), e0117992 (2015).
- Jung, W. M., et al. Sensorimotor learning of acupuncture needle manipulation using visual feedback. PLoS One. 10 (9), e0139340 (2015).
- Lee, I. S., et al. Haptic Simulation for Acupuncture Needle Manipulation. J Altern Complement Med. 20 (8), 654-660 (2014).
- Dang, T., Annaswamy, T. M., Srinivasan, M. A. Development and evaluation of an epidural injection simulator with force feedback for medical training. Stud Health Technol Inform. 81, 97-102 (2001).
