Zlepšení získávání a udržení laparoskopických dovedností pomocí transkraniální stejnosměrné stimulace

Odůvodnění: Nedávné změny v prostředí lékařského výcviku vedly k tomu, že mnoho účastníků školení postrádalo dostatečnou příležitost získat specifické dovednosti nezbytné pro jejich specializaci. Aby byla zajištěna kvalita budoucí lékařské pracovní síly, jsou zapotřebí nové metody pro zlepšení získávání a udržení lékařských a chirurgických dovedností. Transkraniální stimulace stejnosměrným proudem (tDCS) je nově vznikající metoda neinvazivní stimulace mozku, u které bylo prokázáno, že bezpečně zvyšuje motorické učení u dospělých a dětí. I mírné zlepšení získávání a udržení lékařsko-chirurgických dovedností pomocí tDCS s sebou nese potenciál urychlit školení dovedností pro poskytovatele zdravotní péče, a tím přispět k větší efektivitě školení a lepším výsledkům pacientů.

Cíle: Cílem této studie je posoudit, zda tDCS může zlepšit získání a udržení laparoskopické chirurgické schopnosti.

Etika: Tato studie byla schválena Etickou radou pro výzkum University of Calgary

Design: Randomizovaná, dvojitě slepá, falešně kontrolovaná studie k hodnocení schopnosti tDCS zlepšit učení a udržení laparoskopických dovedností.

Transkraniální stimulace stejnosměrným proudem: Použité metody tDCS jsou založeny na nejlepších dostupných důkazech a postupech a budou aplikovány standardizovaným způsobem zkušenými vyšetřovateli. Anodal tDCS bude dodáván prostřednictvím houbových elektrod napuštěných fyziologickým roztokem pomocí NeuroConn Direct-Current Stimulator (NeuroConn, Ilmenau, Německo). Anoda bude centrována 2 cm za levým primárním motorickým kortexem (lokalizována pomocí systému 10-20 EEG), s katodou nad kontralaterální supraorbitální oblastí. Jak anodové, tak falešné skupiny tDCS budou mít během 30 sekund nárůst proudu až na 1 miliampér. Ve skupině anodických tDCS bude proud držen po dobu 20 minut. V simulovaném tDCS stavu bude proud zadržen pouze 60 sekund (žádné změny v kortikální excitabilitě) a následuje 30 sekundový pokles.

Účastníci: Budou přijati studenti medicíny (1.–3. ročník) a rezidenti všeobecné chirurgie (1.–5. ročník postgraduálního studia) z lékařské fakulty Cumming (University of Calgary). Aby byly zajištěny srovnatelné základní dovednosti, budou studenti vyloučeni, pokud v posledních 3 měsících prošli formálním laparoskopickým školením (pouze studenti medicíny).

Výpočty velikosti vzorku jsou založeny na výkonnostních měřeních pro skóre řezání vzoru, které bylo stanoveno prostřednictvím pilotních studií (diskutovaných níže). Na základě dvojnásobně většího zlepšení skóre po tréninku, výkonu 90 % a chyby typu 1 0,05 odhadují vyšetřovatelé velikost vzorku na minimálně 48 účastníků (n=24 na stimulační podmínku, se stejnou počet rezidentů a studentů medicíny na rameno).

Design studie: Bude vyplněn krátký dotazník, který určí demografické charakteristiky, včetně: pohlaví, věku, úrovně vzdělání, data posledního absolvovaného kurzu Základy laparoskopické chirurgie (pokud existuje), kolikrát účastníci provedli laparoskopickou operaci u pacienta, kolikrát účastníci provedli laparoskopické úkoly na laparoskopickém simulátoru, jak často účastníci hrají videohry a jak často hrají na hudební nástroj.

Účastníci budou přijati do laboratoře Advanced Technical Skills and Simulation Laboratory (University of Calgary) a budou orientováni na pracovní prostor. Účastníci absolvují nácvik laparoskopických úloh na laparoskopickém boxovém trenažéru (Fundamentals of Laparoscopic Surgery Trainer System, Limbs & Things Inc, Georgia, USA) sestávajícím z optické kamery, laparoskopických nástrojů a monitoru, který zobrazuje zorné pole. Pohled z optické kamery bude zaznamenán pro zpětné vyhodnocení. Účastníci zhlédnou standardizované laparoskopické cvičné video vytvořené odborníkem na laparoskopickou chirurgii, které demonstruje dva úkoly Základy laparoskopické chirurgie (FLS), které budou prováděny pomocí simulátoru: přenos kolíkem (A) a úloha řezání vzoru (B). Úloha přenosu kolíků vyžaduje použití dvou disektorů k přenosu šesti kroužků na kolíky na opačném konci kolíčku a zpět na původní místo. Úkol vyřezávání vzoru zahrnuje kus gázy o rozměrech 10 x 10 cm s předkresleným kruhem o průměru 4 cm uprostřed, který je umístěn ve středu pracovní desky. Účastníci jsou povinni použít disektor a endoskopické nůžky k přeříznutí označeného kruhu, čímž se uvolní z okolní neoznačené gázy. Časové skóre bude vypočítáno odečtením doby dokončení v sekundách od doby ukončení úkolu 300 sekund. Pro každý úkol bude vypočítáno chybové skóre, a to buď jako: procento kolíčků, které nebylo možné přenést z důvodu pádu mimo zorné pole (tj. ztráta 1 ze 6 kolíků = 17 sekund penalizace), nebo procentuální odchylka plochy řezání dokonalého kruhu. Celkové skóre se vypočítá odečtením chybového skóre od časového skóre. Tyto dva úkoly FLS představují dovednosti, které vyžadují bimanuální (přenos kolíků) nebo jednoruční (řezání vzorů) schopnosti. Kromě toho byly tyto dva úkoly vybrány jako skóre korelující s úrovní tréninku a jsou prediktivní pro intraoperační výkon.

Účastníci dokončí úkol A následovaný úkolem B, čímž se stanoví základní dovednosti. Úkoly budou zaznamenávány a hodnoceny zpětně, bez ohledu na rozdělení do skupin, aby se kvantifikoval čas a skóre chyb. Účastníci budou počítačově náhodně vybráni, aby obdrželi falešné nebo aktivní tDCS. Účastníci budou provádět dva úkoly FLS prokládaným způsobem (ABAB), což je paradigma navržené ke zlepšení osvojování laparoskopických dovedností, s osmi opakováním každého úkolu. Po závěrečném tréninkovém bloku budou elektrody tDCS odstraněny a bude provedeno závěrečné vyhodnocení úkolu pro úkol A i B. Purdue Pegboard Test (PPT) bude proveden na základní linii a po tréninku za účelem vyšetření jednostranné funkce ruky, sloužící jako bezpečnostní opatření. Šest týdnů po školení se účastníci vrátí, aby posoudili zachování laparoskopických dovedností s jediným opakováním úkolu A a B. Nové důkazy naznačují, že šest týdnů po školení je přítomen významný pokles laparoskopických dovedností. Množství laparoskopické praxe mezi tréninkovým dnem a následnou kontrolou bude zohledněno pro rezidenty, aby bylo zajištěno, že standardní trénink zůstane nepřerušovaný.

Analýza dat: Průměrná změna v každém výsledku od výchozího stavu přes post-trénink až po sledování bude porovnána mezi tDCS a simulací (obousměrná ANOVA s opakovaným měřením pro faktory „typ stimulace" a „časový bod hodnocení"). Obousměrná opakovaná měření ANOVA pro faktory „typ stimulace“ a „tréninkový blok“ prozkoumají interakci mezi tDCS a tréninkem s nebo bez zpětné vazby pro každý výsledek. Jakýkoli pokles skóre PPT v simulovaných nebo anodických skupinách tDCS bude hodnocen pomocí párového tDCS. Studenti medicíny a specializovaní rezidenti budou hodnoceni nezávisle. Úroveň školení obyvatel bude zpětně zohledněna v naší analýze.