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Enregistrement W4386860861 · doi:10.1001/jamanetworkopen.2023.34658

AI in Surgical Curriculum Design and Unintended Outcomes for Technical Competencies in Simulation Training

2023· article· en· W4386860861 sur OpenAlexafffundabout
Ali M. Fazlollahi, Recai Yilmaz, Alexander Winkler-Schwartz, Nykan Mirchi, Nicole Ledwos, Mohamad Bakhaidar, Ahmad Alsayegh, Rolando F. Del Maestro

Notice bibliographique

RevueJAMA Network Open · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueSurgical Simulation and Training
Établissements canadiensMcGill UniversityMcGill University Health CentreMontreal Neurological Institute and Hospital
Organismes subventionnairesMontreal Neurological Institute and HospitalBrain Tumour ResearchKing Fahad Medical CityBrain Tumour Foundation of CanadaRoyal College of Physicians and Surgeons of Canada
Mots-clésCurriculumCohortMedical educationMedicineTUTORIntervention (counseling)Cohort studyRandomized controlled trialPhysical therapyFamily medicinePsychologyNursingSurgeryMathematics education

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Importance: To better elucidate the role of artificial intelligence (AI) in surgical skills training requires investigations in the potential existence of a hidden curriculum. Objective: To assess the pedagogical value of AI-selected technical competencies and their extended effects in surgical simulation training. Design, Setting, and Participants: This cohort study was a follow-up of a randomized clinical trial conducted at the Neurosurgical Simulation and Artificial Intelligence Learning Centre at the Montreal Neurological Institute, McGill University, Montreal, Canada. Surgical performance metrics of medical students exposed to an AI-enhanced training curriculum were compared with a control group of participants who received no feedback and with expert benchmarks. Cross-sectional data were collected from January to April 2021 from medical students and from March 2015 to May 2016 from experts. This follow-up secondary analysis was conducted from June to September 2022. Participants included medical students (undergraduate year 0-2) in the intervention cohorts and neurosurgeons to establish expertise benchmarks. Exposure: Performance assessment and personalized feedback by an intelligent tutor on 4 AI-selected learning objectives during simulation training. Main Outcomes and Measures: Outcomes of interest were unintended performance outcomes, measured by significant within-participant difference from baseline in 270 performance metrics in the intervention cohort that was not observed in the control cohort. Results: A total of 46 medical students (median [range] age, 22 [18-27] years; 27 [59%] women) and 14 surgeons (median [range] age, 45 [35-59] years; 14 [100%] men) were included in this study, and no participant was lost to follow-up. Feedback on 4 AI-selected technical competencies was associated with additional performance change in 32 metrics over the entire procedure and 20 metrics during tumor removal that was not observed in the control group. Participants exposed to the AI-enhanced curriculum demonstrated significant improvement in safety metrics, such as reducing the rate of healthy tissue removal (mean difference, -7.05 × 10-5 [95% CI, -1.09 × 10-4 to -3.14 × 10-5] mm3 per 20 ms; P < .001) and maintaining a focused bimanual control of the operative field (mean difference in maximum instrument divergence, -4.99 [95% CI, -8.48 to -1.49] mm, P = .006) compared with the control group. However, negative unintended effects were also observed. These included a significantly lower velocity and acceleration in the dominant hand (velocity: mean difference, -0.13 [95% CI, -0.17 to -0.09] mm per 20 ms; P < .001; acceleration: mean difference, -2.25 × 10-2 [95% CI, -3.20 × 10-2 to -1.31 × 10-2] mm per 20 ms2; P < .001) and a significant reduction in the rate of tumor removal (mean difference, -4.85 × 10-5 [95% CI, -7.22 × 10-5 to -2.48 × 10-5] mm3 per 20 ms; P < .001) compared with control. These unintended outcomes diverged students' movement and efficiency performance metrics away from the expertise benchmarks. Conclusions and Relevance: In this cohort study of medical students, an AI-enhanced curriculum for bimanual surgical skills resulted in unintended changes that improved performance in safety but negatively affected some efficiency metrics. Incorporating AI in course design requires ongoing assessment to maintain transparency and foster evidence-based learning objectives.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,012
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,035
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,012
Score d'incertitude au seuil0,063

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0120,035
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,115
Tête enseignante GPT0,392
Écart entre enseignants0,277 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations72
Publié2023
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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