A novel method for assessing visual perception of surgical planes

A novel method for assessing visual perception of surgical planes

Can J Surg 2015;58(2):87-91 | PDF

Christopher M. Schlachta, BSc, MDCM; Syed Ali, MD, MSc; Hammood Ahmed, MD; Roy Eagleson, PhD

Abstract

Background: Recognition of tissue planes during surgery appears to be a skill acquired with experience. We conducted a pilot study to test this hypothesis using a novel method for evaluating this skill in a simulated environment.

Methods: Twelve surgeons of varying levels of experience were shown 16 captured images from a mesorectal excision. For each image, they were asked to draw the ideal dissection plane with a stylus on a tablet computer. We used a novel metric for comparing agreement between lines to determine the level of precision observed between junior and senior trainees and consultant surgeons and measure the accuracy of junior and senior trainees compared with consultant surgeons.

Results: We observed significant differences in precision for 9 of 16 images; 7 of these followed the predicted stepwise pattern associated with level of experience. Using consultant surgeons as the reference standard, we observed significant differences in accuracy between senior and junior trainees for 11 images, with senior trainees being more accurate in 10 of them. Only 2 images failed to contribute significant findings to our analysis.

Conclusion: The findings of this pilot evaluation of a novel method for measuring a surgeon’s ability to recognize tissue planes in a simulated model show that skill improves with experience. Further evaluation of this method will reveal its utility as an assessment tool and possibly as a training instrument.

Résumé

Contexte : La reconnaissance des différents plans tissulaires durant la chirurgie semble être une compétence qui s’acquiert avec l’expérience. Nous avons procédé à une étude pilote pour vérifier cette hypothèse à l’aide d’une nouvelle méthode d’évaluation de cette compétence dans un environnement simulé.

Méthodes : Nous avons montré 16 images provenant d’une excision mésorectale à 12 chirurgiens de divers degrés d’expérience. Pour chaque image, ils devaient dessiner le plan de dissection idéal avec un stylet sur une tablette électronique. Nous avons utilisé un nouvel outil de mesure pour comparer la concordance entre les lignes et déterminer ainsi le degré de précision observé entre les résidents juniors et seniors et les chirurgiens consultants et comparer la précision des résidents juniors et seniors à celle des chirurgiens consultants.

Résultats : Nous avons observé des différences significatives quant à la précision pour 9 images sur 16; 7 d’entre elles étaient conformes aux séquences prévues compte tenu du degré d’expérience. En utilisant les chirurgiens consultants comme norme de référence, nous avons observé des différences significatives quant à la précision entre les résidents seniors et juniors pour 11 images, les résidents seniors étant plus précis pour 10 de ces images. Seulement 2 images n’ont pas permis d’alimenter de façon significative notre analyse.

Conclusion : Les résultats de cette évaluation pilote d’une nouvelle méthode de mesure de l’aptitude des chirurgiens à reconnaître les plans tissulaires dans un modèle simulé montrent que les habiletés s’améliorent avec l’expérience. Il faudra approfondir l’examen de cette méthode pour en confirmer l’utilité comme outil d’évaluation et instrument potentiel de formation.


This paper was presented at the 2013 Canadian Surgery Forum by S. Ali and was recipient of the CAGS Basic Science Award.

Accepted for publication Jul. 30, 2014

Acknowledgements: This research was supported in part by a grant from the Ontario Research Fund, Research Excellence program.

Affiliations: From the Canadian Surgical Technologies and Advanced Robotics, London Health Sciences Centre (Schlachta, Ali, Ahmed, Eagleson); the Department of Surgery, Schulich School of Medicine and Dentistry, Western University (Schlachta, Ali, Ahmed); and the Faculty of Engineering, Western University (Eagleson), London, Ont.

Competing interests: None declared.

Contributors: C. Schlachta and R. Eagleson designed the study. C. Schlachta acquired the data, which all authors analyzed. C. Schlachta and R. Eagleson wrote the article, which all authors reviewed and approved for publication.

DOI: 10.1503/cjs.007414

Correspondence to: C.M. Schlachta, Schulich School of Medicine and Dentistry, Western University, Canadian Surgical Technologies and Advanced Robotics, London Health Sciences Centre, 339 Windermere Rd., London ON, N6A 5A5; christopher.schlachta@lhsc.on.ca