Summary
Her præsenterer vi en protokol for brug af akupunktur Manipulation Education System (AMES) i uddannelsen af akupunktur manipulation færdigheder ved hjælp fantom akupunkter.
Introduction
Den Akupunktur Manipulation Uddannelse System (AMES) blev udviklet for at forbedre elevernes akupunktur manipulation færdigheder, med det mål at undervise akupunktur manipulation gennem visuo-motorisk læring. Dette program er en ny tilgang til akupunktur træning, der bruger en grafisk brugergrænseflade (GUI) software. Dette system giver eleverne mulighed for samtidigt observere deres egen faktiske bevægelse og den påtænkte bevægelse. Denne visuelle feedback hjælper eleverne til at forbedre deres akupunktur manipulation færdigheder.
Forskellige metoder og værktøjer, såsom detaljerede, skriftlige instrukser eller fleksible forme til tandpleje, er blevet udviklet til at uddanne studerende om medicinske procedurer 1-2. I akupunktur, har klassiske medicinske tekster medtaget instruktioner om forskellige metoder til akupunktur manipulation, der har forskellige virkninger på patienter. For nylig, flere undersøgelser foreslået en virtual reality system til akupunktur uddannelse ved hjælp af en 3D stereo displå og realistisk haptisk feedback, i realtid 3-4. Mens mange af de seneste udviklinger fokuseret på de anatomiske strukturer, der er involveret i medicinske procedurer 5-6, har den seneste udvikling i akupunktur uddannelse med fokus på følelsen af needling eller en virtual reality system ved hjælp af kunstig hud puder til at give en indstilling svarer til den, hvori den faktiske klinisk praksis af akupunktur needling sker 7-8. Som forklaret i tidligere undersøgelser, det nye system giver et display system til visualisering af akupunktur manipulation, der muliggør nem håndtering af akupunktur nål ved hjælp billige og bærbare redskaber til at praktisere needling 9. Ved hjælp af en bevægelsessensor designet til akupunktur 10, hjælper dette system studerende og unge læger forbedre deres akupunktur manipulation ydelse med visuel feedback og visuo-motor læring 11-12.
Protocol
Procedurerne præsenteret nedenfor blev godkendt af Institutional Review Board of Korea Universitet, Seoul, Republikken Korea.
1. Konstruktion Phantom akupunkter
Bemærk: Skabelsen af et fantom acupoint med et lignende moment amplitude som for en menneskelig acupoint er vigtigt at anvende denne metode, fordi praktisere akupunktur manipulation på et fantom acupoint ikke må føle anderledes i kvalitet fra øve på en menneskelig acupoint. Således er en grundig udvikling og validering proces kræves for at kvalificere et fantom acupoint som en foruddefineret menneskelig acupoint. En 5% agarosegel viste sig at have en lignende drejningsmoment amplitude (59.2 ± 4.5 og 58,7 ± 4,6 μNm henholdsvis) til LI4 acupoint, som er beliggende mellem tommel- og pegefinger 13.
- Tilføj 0,75 g agarose til 15 ml destilleret vand og opløse agarose gel; opvarme opløsningen i en mikrobølgeovn i 20 sekunder, indtil agarosen bliver transparent. Brug en koncentration på 5% (0,75 g) for at gøre fantom akupunkter med drejningsmoment svarende til dem af humane akupunkter amplituder (f.eks den LI4 acupoint, figur 1).
- Opdel agarosegelen i 2 ml portioner og forsegle dem i fem rør. Sørg for at bære handsker for at undgå forbrændinger. Være omhyggelig med at placere rørene vinkelret ved stuetemperatur (25 ° C) i 2 timer.
- Vurdere graden af stimulering og biomekaniske kraft nyoprettede fantom akupunkter bruger en akupunktur nål og bevægelsessensor specielt designet til at måle akupunktur manipulation 10. Placer en akupunkturnål inden et hul placeret i midten af sensoren inden start evalueringen. Vurdere frekvensen med magt i frekvensdomænet beregnet af Fourier transformation.
- Påfør akupunktur til fantom acupoint. Når nålen er 15 mm dybere end gel overfladen, dreje nålen i 15 sek, mens du roterer en fuld cirkel med uret og mod clockwise i 1 sek (1 Hz). Hvis det er muligt, kontrollere hastigheden af rotation med en bevægelsessensor realtid graf. Træk nålen fra gelen efter akupunktur manipulation.
2. Gennemførelse af akupunktur Manipulation Education System
- Forbered en 5% agarose gel phantom acupoint (proces forklaret i trin 1.1), der viser et drejningsmoment amplitude ligner et rigtigt menneske arm, såsom acupoint LI4, hvilket er en acupoint placeret mellem tommel- og pegefinger.
- Rens hænder ved hjælp af en alkohol-baseret hånd sanitizer før akupunktur manipulation for at undgå eventuelle sår eller infektion, mens praktisere akupunktur manipulation.
- Praksis akupunktur ved hjælp af dette program. Download dette program fra hjemmesiden: http://cmslab.khu.ac.kr/downloads/ames og installere programmet. Start programmet på computeren og forberede bevægelsesføleren. Placer en akupunkturnål gennem hullet placeret i midten af sensoren før starting evalueringen. Fordi akupunktur nålen ikke er fastgjort til sensoren, være parat til at flytte nålen gennem hullet, mens sensoren måler bevægelse af nålen. Forbered fantom acupoint at indsætte og manipulere nålen.
- Vælg mellem forskellige skabeloner af akupunktur manipulation, herunder forskellige frekvenser og asymmetriske bevægelser. Før du starter manipulation vælge fra løfte / frådede eller roterende manipulation teknik ved at trykke på en af de to radio-knapper, der vises på det grafiske brugergrænseflade (GUI) software og afgøre, om den påtænkte flytning til praksis følger mønsteret af en 1: 1-forhold , en 1: 2-forhold, eller en 2: 1-forhold sinus graf.
- Anbring akupunkturnål (0,25 × 40 mm) i bevægelsesføleren, så den er klar til at blive manipuleret. Placer fantom acupoint under nålen og sensoren.
- Kalibrere bevægelsesføleren anvendelse af en to-akset aktuator. Placer akupunktur nålen med selv kan bidrage medant finger og tryk Kalibrer på skærmen. Gennem kalibreringen, vil to-aksen aktuator genkende og justere den nuværende position som et nul værdi i dybden.
- Manipulere en akupunkturnål på fantom acupoint i ca. 1 min mens den faktiske bevægelse af akupunktur manipulation bliver målt. Har deltageren se på skærmen som de manipulerer nålen til at se den faktiske bevægelse af hans eller hendes akupunktur manipulation samtidig, sammen med den tilsigtede bevægelse. Transmitteret faktiske bevægelse vises som den grønne linje, og skabelonen for den påtænkte bevægelse samtidigt overlappet som den røde linje.
- Anskaf realtid bevægelse bølge data (80,3 Hz sampling rate) af løfte- / frådede metode akupunktur manipulation ved hjælp af bevægelsessensor ved at klikke på knappen præsenteret i softwaren. Den realtid bevægelse bølge data kan også erhverves ved hjælp af rotation metoden.
- Gentag dette mindst otte gange for at forbedre acupuncTure manipulation færdigheder.
3. Databehandling
- Filtrere de svingende lavfrekvente signaler (<0,2 Hz) og højfrekvente støjsignaler (> 5 Hz) ved at anvende den IIR (IIR). Brug Butterworth-filter, som giver mulighed for filtrering af information i et frekvenssignal, der enten er lavere end 0,2 Hz eller højere end 5 Hz.
- Adskil de filtrerede signaler af deltagerne i gentagne motion enheder ved at registrere lokalt maksimum og minimum point.
- For at generere et mønster skabelon for hver deltager, normalisere varighed (længden af samplet bevægelse enhed) og amplitude (størrelse af løfte- / frådede eller rotation) i hvert samplet enhed.
- Beregn den gennemsnitlige amplitude og varighed af en samplet bevægelse enhed for hver deltager.
- Ekstraher hovedfrekvens fra den faktiske bevægelse ved anvendelse af en Fourier transformation, således at fejlen mellem den vigtigste frekvens og hyppigheden af intended bevægelse vises på skærmen program efter deltageren afslutter 1 minuts træningssession.
- Analyser de normaliserede motion enheder for hver deltager ved hjælp af en generaliseret additiv blandet model (SSMM'en) metode 9.
Bemærk: I GAMM, model en enkelt manipulation bevægelse (M) for en deltager som summen af glat funktion i tid (t) og tilfældige aflytninger for individuelle enheder (U). Med andre ord, model M = s (t) + B (U), hvor M er det forslag til en deltager, s (t) er en glat funktion i tid, og B (U) er tilfældige aflytninger for individuelle enheder. Vores tidligere undersøgelse forklarede SSMM'en model og beregning af middelværdien (MSE) i detaljer 9. - Beregne middelværdien (MSE) mellem den tilsigtede bevægelse, og den ekstraherede bevægelsesmønster af den faktiske bevægelse af deltageren mellem den første og den sidste forsøg med akupunktur manipulation 9.
- Analysere data fra den første og den sidste retssag ved hjælp af en to-stikprøve t-test til at identificere ændringer i akupunktur manipulation efter visuel feedback.
Representative Results
Den Akupunktur Manipulation Uddannelse System (AMES) er et uddannelsessystem, der visualiserer den roterende manipulation eller løft / frådede metode til akupunkturbehandling. Her viser vi et eksempel på kurveformsdata rådata for bevægelse og drejningsmoment amplitude under en 1-Hz roterende manipulation (figur 1). Som vist i figur 2A, programmet samtidig visualiserer den faktiske bevægelse og den tilsigtede bevægelse ved hjælp af forskellige farver linjer, der giver mulighed for en visuo-motorisk indlæring. Desuden er der forskellige skabeloner til at dreje og hæve / stak bevægelser ifølge symmetri og hyppigheden af forskellige bevægelser (figur 2B). Efter at deltagerne fuldføre akupunktur manipulation, er de rå data i realtid bevægelse forarbejdes til en ekstraheret prøve bevægelse af hver deltagers faktiske akupunktur manipulation. Det samplede bevægelse anvendes til at beregne fejlenmellem det påtænkte bevægelse og den faktiske bevægelse efter forarbejdning (figur 3). Ved analyse, er motion mønstre af akupunktur manipulation under komplekse løft / frådede session forbedret. De estimerede bevægelsesmønster regression kurver er tættere på bevægelse skabelon i den post-uddannelse test sammenlignet med før-uddannelse test (Figur 4A). Derudover er der en betydelig form error reduktion i komplekset løft / tryk-session efter træning (figur 4B).
Figur 1. Eksempler på Waveform Raw Data Motion Amplitude og Torque under en 1 Hz Roterende Manipulation (Venstre: Menneskelig acupoint, Højre: Phantom Acupoint). En koncentration på 5% (0,75 g) agarose blev brugt til at skabe fantom akupunkter med drejningsmoment amplituder svarer til dem i human acupoints (f.eks den LI4 acupoint). Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2. Oversigt over programmet. A) Et skærmbillede af programmet. Transmitteret faktiske bevægelse fra bevægelsesføleren vises som den grønne linje, og skabelonen for den påtænkte bevægelse samtidigt overlappet, der optræder som den røde linje. B) Forskellige skabeloner af akupunktur manipulation bevægelse. Dette uddannelsesprogram for akupunktur understøtter uddannelse for både roterende og løft / frådede bevægelser af akupunktur nåle. Forskellige skabeloner leveres til at lære forskellige frekvenser og asymmetriske bevægelser. Ple ase klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3. Ekstraktion af prøven Motion af deltagerens gennem Databehandling og Fejl Beregninger. (A) Rå motion data i en retssag, (b) er identificeret samplet bevægelse enhed, (c) normalisering med gensamplet af antallet af observerede data til en bestemt antal (50), (d) normalisering med rescaling af løfte- / frådede amplitude mellem 0 og 1, og (e) at beregne gennemsnitlige kvadrerede fejl mellem individuel bevægelse og skabelon form. klik her for at se en større version af dette tal.
3fig4.jpg "/>
Figur 4. Data Analysis Før og efter træningen. A) Sammenligning af motion mønstre mellem præ-uddannelse og post-træning forsøg. Otte uddannelse forsøg blev udført mellem før og efter træning. Enkelt motion enheder (blå stiplet linje), den model (rød linje) gennem en generaliseret additiv blandet model (SSMM), og skabelonen for den tilsigtede bevægelse (sort linje) før og efter træning vises. B) Box og knurhår plot af MSE-værdier. Den gennemsnitlige (MSE) blev sammenlignet mellem præ-uddannelse og efteruddannelse forsøg. Det kan ses, at denne deltager viste en signifikant lavere MSE-værdi i den post-træning forsøg end i før-uddannelse retssag efter brug af dette program. Klik her for at se en større version af dette tal.
Discussion
Den nuværende procedure sporer processen med akupunktur manipulation uddannelse fra oprettelsen af fantom akupunkter og anvendelsen af AMES-programmet til analyse af data erhvervet fra deltagernes forsøg. Phantom akupunkter genereres fra agarosegel, og opløsningen skal justeres omhyggeligt at ligne bevægelse og drejningsmoment amplituder af humane akupunkter. Vi udviklede forskellige typer af fantom akupunkter med drejningsmoment amplituder, der var de samme som for andre akupunkter; disse kan anvendes til en mere omfattende akupunktur manipulation træningsprotokol, såsom en ved hjælp akupunkter med forskellige anatomiske kendetegn 13. Desuden brug af en bevægelsesføler tillader kvantificering af nål manipulation i form af bevægelse og kraft mønstre 10. Brug fantom akupunkter og akupunktur nåle, kan dette program anvendes på uddannelse forskellige typer af akupunktur manipulation ved at ændre sine tilstande fra than roterende eller løfte / frådede fremgangsmåde og ved ændring af frekvensen og mønsteret. Hertil kommer, ved at udtrække prøven bevægelse af deltageren gennem databehandling, kan deltageren se deres akupunktur manipulation bevægelse og straks sammenligne forskellen mellem de faktiske og beregnet bevægelser. Desuden GAMM, baseret på den generaliserede additive model (GAM) metode, giver mulighed for specifikationen af glatte funktioner inden en blandet rammer model. Ved at sammenligne bevægelsesmønstre før og efter træning, kan deltagerne modtage oplysninger om forbedringer i akupunktur manipulation som følge af træning.
Der er forskellige metoder og værktøjer til at uddanne og regulering medicinske procedurer. Den ene er en detaljeret, som er skrevet instruktionssæt, såsom en standardprocedure (SOP). Målet med denne fremgangsmåde er at opnå en ensartethed i udførelsen af en specifik funktion til at opfylde målene for god klinisk praksis en 2. En tidligere undersøgelse brugte force feedback til træning med en epidural injektion simulator for at opnå cerebrospinalvæske 14. En fantom acupoint er nyttig i en fantom-didaktisk program, der uddanner de studerende til at udføre akupunktur manipulationer. Dette er et vigtigt fremskridt i uddannelsesprogrammer relateret til medicinske procedurer, herunder akupunktur. På den anden side, på grund af manglen på kvantitative og objektive oplysninger om nålen manipulation bevægelsesparametre, er det vanskeligt at lære de sofistikerede bevægelser akupunktur manipulation. For at løse dette problem, Davis et al. Udviklet en bevægelse og kraft sensor til at kvantificere forskellige nåling motion og kraft mønstre for to forskellige akupunkturpunkter teknikker 10.
Sensomotoriske læring er baseret på sensorisk feedback, som søger at reducere discrepancies mellem ønskede og faktiske bevægelser. Mennesker kan estimere fejlen stigninger på hver komponent i deres bevægelser og forbedre deres resultater gennem iterative korrektioner baseret på bevægelse fejl. Visuel feedback under en isometrisk target-erhvervelse opgave blev vist sig at forbedre ydeevnen på to forskellige måder: samtidig visuel feedback forbedret motor præstationer gennem automatisk kalibrering af visuo-motor kortlægning, mens post-retssagen visuel feedback inducerede forbedringer ved hjælp af en kognitiv strategi. AMES præsenterer akupunktur manipulation i form af en svingning, der konstant bevæger sig i overensstemmelse med deltagerens bevægelse, så deltageren at få feedback og ændre hans eller hendes manipulation teknik.
Den kritiske skridt i denne protokol er at justere placeringen af akupunktur nål, så det hverken er for dybt eller for overfladisk i fantom acupoint så programmet vil genkende positionen af nålen som baSeline og show bevægelse på samme niveau som skabelonen på skærmen. Deltageren skal kontrollere skærmen og position acupoint omhyggeligt, før du starter manipulation bevægelse.
Ved at modulere frekvens, amplitude, og forholdet mellem den sinusbølge, de visualiseringer af den tilsigtede bevægelse og den faktiske bevægelse af akupunktur manipulation give feedback til deltageren. Denne real-time feedback til deltageren tillader minimering af manipulation fejl. Visualiseringen i dette program giver skildring af ændringer i tidsintervallet eller i hastigheden af rotation og løft / frådede bevægelse af akupunktur manipulation, samt i mønstret af bevægelsen. For eksempel kan tilstanden af løfte- / frådede være i forholdet 1: 1, 2: 1 eller 1: 2, og den måde, roterende med uret / mod uret kan være ved 0,5, 1, eller 2 Hz. For at øge virkningen af real-time visuel feedback og gøre det muligt for studerende at forstå bevægelsen fejl,dette program giver oplysninger om forskellen mellem de tilsigtede og faktiske bevægelser vedtaget af deltageren efter retssagen hjælp fejlen tilbagemeldinger baseret på en kvantificeret måling 12.
Standardisering af akupunktur uddannelse er vanskelig på grund af de komplicerede manipulationer af akupunktur nåle involveret i denne praksis. Forskellige former for bevægelse er forpligtet til at visualisere forskellige metoder til akupunktur, såsom tonifying og reducere metoder i løfte- / driftig bevægelser. Nylige undersøgelser har fokuseret på displaysystemer til forbedring visualisering af kroppens strukturer under medicinske procedurer samt på simuleringer af de værktøjer og metoder, der anvendes i medicinske procedurer, såsom phantom modeller 10-11. Ved visuelt præsentere bevægelse mønstre af håndbevægelser udføres under akupunktur manipulation, dette system hjælper studerende og unge læger forbedre deres præstationer af de sofistikerede håndbevægelserkræves til akupunkturnål manipulation. Derfor foreslår vores program en ny form for akupunktur uddannelse, der kan give standardiseret akupunktur praksis med nem og effektiv forberedelse. Desuden giver dette program rigelig data om akupunktur needling udføres af deltagerne, som kan bruges til at give visuo-motor læring i akupunktur uddannelse.
Begrænsningerne af teknikken der præsenteres her, er som følger. Først skabelon kurven for manipulation kunstigt frembragt, hvilket betyder, at den kan afvige fra manipulation bevægelse i et virkeligt miljø. Andet den information om rotation, som leveres af oscillation er ikke intuitivt indlysende, som retningen af uret og mod uret bevægelse ikke godt repræsenteret i visualiseringen. Endelig er vores protokol omfatter ikke programmer, der tilbyder uddannelse i kombination færdigheder roterende og løft / frådede sammen, som er en anden akupunktørersre manipulation dygtighed. I vores fremtidige studie, vil vi give skabeloner fra dygtige klinikere, der omfatter kombinationen færdigheder roterende og løfte / frådede at overvinde nogle af disse begrænsninger.
Sammenfattende vores nyudviklede program for akupunktur uddannelse bruger visuel feedback og tilvejebringer en ny fremgangsmåde til akupunktur uddannelse, anvendelse af en anordning, der muliggør let håndtering af akupunktur nåle og præcis måling af akupunktur bevægelse. Det er også en omkostningseffektiv redskab til at praktisere akupunktur needling. Gå videre end en visualisering system med kropsdele under medicinske procedurer, bruger dette program grafer til at tilvejebringe en visualisering af selve den medicinske procedure. Vores program foreslår en ny metode til akupunktur uddannelse, der er enkel og effektiv og resulterer i standardiserede metoder og data om akupunktur needling.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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).
- Dental teaching model. U.S. Patent No. Moore, D. J., Drisko, C. L. , 5,120,229 (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).
- Display system for enhancing visualization of body structures during medical procedures. U.S. Patent. Dumoulin, C. L., Darrow, R. D., Adams, W. J. , 5,526,812 (1996).
- Method for carrying out a medical procedure using a three-dimensional tracking and imaging system. U.S. Patent. Vesely, I., Smith, W. , 5,797,849 (1998).
- Seo, Y. J., et al.
- 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).
