Surgical modality and task complexity: An fNIRS based investigation of cognitive load in minimally invasive techniques
Cerrahi yöntem ve görev zorluğu: Minimal invaziv yaklaşımlarda fNIRS temelli bilişsel yükü analizi
- Tez No: 966200
- Danışmanlar: PROF. DR. CENGİZHAN ÖZTÜRK, DOÇ. DR. MEHMET EMİN AKSOY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Nöroloji, Bioengineering, Biotechnology, Neurology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Biyo-Medikal Mühendislik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Laparoskopik ve robotik cerrahi gibi minimal invaziv teknikler, cerrahi uygulamalarda hassasiyeti artırmakta, iyileşme süresini kısaltmakta ve komplikasyonları azaltmaktadır. Ancak bu yöntemler, farklı bilişsel yükler oluşturur ve özgün beceriler gerektirir. Bu çalışmada, fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (fNIRS) kullanılarak cerrahi modaliteler (laparoskopi vs. robotik cerrahi) ve görev zorlukluklarının (Peg Transferi ve Düğüm Atma) bilişsel iş yüküne etkisi ile simülasyon ve gerçek cerrahi ortamlar karşılaştırılmıştır. Genel ve jinekolojik cerrahi alanlarında çalışan ya da eğitim gören 26 katılımcı, farklı zorluklardaki laparoskopik ve robotik görevleri yerine getirmiştir. Görevler sırasında prefrontal korteks aktiviteleri ve görev süreleri fNIRS ile kaydedilmiştir. Hem simülasyon hem de gerçek cerrahi ortamlar değerlendirmeye alınmıştır. Laparoskopik cerrahi, özellikle düğüm atma gibi daha zor görevlerde, robotik cerrahiye kıyasla daha yüksek prefrontal aktivasyon göstermiştir; bu da daha fazla bilişsel iş yüküne işaret etmektedir. Görev zorluğu, artan sinirsel aktivasyonla birlikte önemli bir belirleyici olmuştur. Gerçek cerrahi ortamda yapılan uygulamalar, simülasyonlara göre daha yüksek bilişsel katılım sağlamıştır. Robotik cerrahi ise ergonomik ve motor kontrol avantajları sayesinde daha düşük bilişsel yükle ilişkilendirilmiştir. Simülasyon temelli eğitim faydalı olsa da gerçek cerrahi ortamın bilişsel taleplerini tam olarak yansıtmamaktadır. Bulgular, cerrahi eğitimde bilişsel iş yükü değerlendirmesinin önemini vurgulamakta ve fNIRS gibi nörogörüntüleme tekniklerinin eğitim programlarına entegrasyonunu desteklemektedir.
Özet (Çeviri)
Minimally invasive surgical techniques, such as laparoscopic and robotic surgery, have advanced practice by improving precision, reducing recovery times, and minimizing complications. However, these approaches impose different cognitive demands and require distinct skills. This study uses functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) to assess cognitive workload differences across surgical modalities and task complexities. We examined how surgical modality (laparoscopy vs. robotic surgery) and task complexity (pick and place vs. knot tying) influence cognitive workload, and compared demands in simulation based and real world environments. Twenty six trainees and specialists in general and gynecologic surgery participated. They performed standardized laparoscopic and robotic tasks of varying complexity while prefrontal cortex activity and task times were recorded using fNIRS. Both simulation based and real settings were included. Laparoscopic surgery induced greater prefrontal cortex activation than robotic surgery, especially during complex tasks like knot tying, indicating higher cognitive workload. Task complexity was a major factor, with more intricate procedures prompting increased neural activation. Real surgical environments led to greater cognitive engagement than simulations. Robotic surgery was linked to lower cognitive load, likely due to ergonomic and motor control advantages. While simulation based training prepares surgeons, it does not fully replicate the cognitive demands of real operations. These findings underscore the importance of cognitive workload assessment in surgical education and support integrating neuroimaging tools like fNIRS into training programs to improve skill acquisition and performance.
Benzer Tezler
- Üreteropelvik bileşke darlığında piyeloplasti endikasyonu ve başarısını öngörmede urinary tract dilatation ve society for fetal urology sınıflamalarının karşılaştırılması
Evaluation of urinary tract dilatation and society for fetal urology classifications in prediction of surgical success in patients with ureteropelvic juncti̇on obstructi̇on
BURAK ELMAS
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
ÜrolojiGazi ÜniversitesiÜroloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZDEMİR SERHAT GÜROCAK
- Kolorekral kanser tanılı olgularda tiyol-disülfit dengesi
Thiol-disulfide homeostasis in patients with colorectal cancer
CAN FİLİZLİOĞLU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2025
BiyokimyaSağlık BakanlığıGenel Cerrahi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SAMET ŞAHİN
- Nekrotizan fasiitte erken tanı ve tedavi yaklaşımı
Early recognition and treatment modality in necrotizing fasciitis
TAHİR ŞEN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2008
Plastik ve Rekonstrüktif CerrahiFırat ÜniversitesiPlastik ve Rekonstrüktif Cerrahi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. M.İHSAN OKUR
- Pediatrik hasta grubunda yapılan perkütan nefrolitotripsi ameliyatında başarıyı etkileyen faktörler
Factors affecting success rates of percutaneous nephrolithotomy in children
HİKMET CEBRAYILOV
- Perkütan nefrolitotomide başarıyıetkileyen faktörler
Factors influencing success rate of percutaneousnephrolithotomy
ALPER GÖK