Design und Bewertung haptischer Führung bei ultraschallgestützten Nadeleinstichverfahren

ZIEL: Dieser Artikel präsentiert zwei haptische Führungssysteme, die dazu entwickelt wurden, einem Kliniker zu helfen, eine Ultraschallsonde stabil zu halten, während er ultraschallgestützte Nadeleinstichaufgaben durchführt. Diese Verfahren erfordern räumliches Vorstellungsvermögen und Hand-Augen-Koordination, da der Kliniker eine Nadel mit der Ultraschallsonde ausrichten und die Nadeltrajektorie nur anhand eines 2D-Ultraschallbildes extrapolieren muss. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass visuelle Führung dem Kliniker hilft, die Nadel auszurichten, jedoch nicht dabei unterstützt, die Ultraschallsonde stabil zu halten, was manchmal zu einem fehlgeschlagenen Verfahren führt. METHODEN: Wir haben zwei separate haptische Führungssysteme entwickelt, die Rückmeldung geben, wenn der Benutzer die Ultraschallsonde von dem gewünschten Sollwert neigt, indem sie (1) vibrotaktile Stimulation durch einen Sprachspulenmotor oder (2) verteilten taktilen Druck durch einen pneumatischen Mechanismus bereitstellen. ERGEBNISSE: Beide Systeme reduzierten signifikant die Abweichung der Sonde und die Korrekturzeit von Fehlern während einer Nadeleinstichaufgabe. Wir haben auch die beiden Feedbacksysteme in einem klinisch relevanteren Setup getestet und gezeigt, dass die Wahrnehmbarkeit des Feedbacks nicht durch die Hinzufügung einer sterilen Tasche, die über den Aktuatoren und den vom Benutzer getragenen Handschuhen platziert wurde, beeinträchtigt wurde. SCHLUSSFOLGERUNG: Diese Studien zeigen, dass beide Arten von haptischem Feedback vielversprechend sind, um dem Benutzer zu helfen, die Ultraschallsonde während ultraschallgestützter Nadeleinstichaufgaben stabil zu halten. Umfrageergebnisse deuten darauf hin, dass die Benutzer das pneumatische System dem vibrotaktilen System vorzogen. BEDEUTUNG: Haptisches Feedback kann die Benutzerleistung bei ultraschallgestützten Nadeleinstichverfahren verbessern und zeigt Potenzial für das Training bei Nadeleinstichaufgaben und anderen medizinischen Verfahren, bei denen eine Anleitung erforderlich ist.