Forbedring af laparoskopisk færdighedstilegnelse og fastholdelse med transkraniel jævnstrømsstimulering

Begrundelse: Nylige ændringer i medicinske uddannelsesmiljøer har resulteret i, at mange praktikanter mangler tilstrækkelig mulighed for at tilegne sig specifikke færdigheder, der er nødvendige for deres speciale. Nye metoder til at forbedre erhvervelsen og fastholdelsen af ​​medicinske og kirurgiske færdigheder er nødvendige for at sikre kvaliteten af ​​den fremtidige lægearbejdsstyrke. Transkraniel jævnstrømsstimulering (tDCS) er en ny metode til ikke-invasiv hjernestimulering, der har vist sig at forbedre motorisk læring hos voksne og børn sikkert. Selv en beskeden forbedring af erhvervelse og fastholdelse af medicinsk-kirurgiske færdigheder med tDCS har potentialet til at accelerere færdighedstræning for sundhedsudbydere og derved bidrage til større træningseffektivitet og forbedrede patientresultater.

Formål: Formålet med denne undersøgelse er at vurdere, om tDCS kan forbedre erhvervelsen og fastholdelsen af ​​laparoskopisk kirurgisk evne.

Etik: Denne undersøgelse er blevet godkendt af University of Calgary Research Ethics Board

Design: Randomiseret, dobbeltblind, sham-kontrolleret forsøg for at evaluere tDCS's evne til at forbedre indlæring og fastholdelse af laparoskopiske færdigheder.

Transkraniel jævnstrømsstimulering: De anvendte tDCS-metoder er baseret på bedst tilgængelige beviser og praksis og vil blive anvendt på en standardiseret måde af erfarne efterforskere. Anodal tDCS vil blive leveret gennem saltvandsvædede svampeelektroder ved hjælp af en NeuroConn Direct-Current Stimulator (NeuroConn, Ilmenau, Tyskland). Anoden vil være centreret 2 cm bagud til venstre primære motoriske cortex (lokaliseret ved hjælp af 10-20 EEG-systemet), med katoden over det kontralaterale supraorbitale område. Både anodale og sham tDCS-grupper vil få strømmen rampet op til 1 milliampere over 30 sekunder. I den anodale tDCS-gruppe vil strømmen blive holdt i 20 minutter. I sham tDCS-tilstanden vil strømmen blive holdt i kun 60 sekunder (ingen ændringer i kortikal excitabilitet) efterfulgt af en 30 sekunders rampe-down.

Deltagere: Medicinstuderende (år 1-3) og beboere i generel kirurgi (Post-Graduate år 1-5) fra Cumming School of Medicine (University of Calgary) vil blive rekrutteret. For at sikre sammenlignelige baseline færdigheder vil praktikanter blive udelukket, hvis de har gennemgået formel laparoskopisk træning inden for de seneste 3 måneder (kun medicinstuderende).

Prøvestørrelsesberegninger er baseret på ydeevnemålene for mønsterskæringsscoren, bestemt gennem pilotundersøgelser (diskuteret nedenfor). Baseret på en to gange større forbedring i score efter træning, kraft på 90 % og type 1 fejl på 0,05, estimerer efterforskerne en stikprøvestørrelse på minimum 48 deltagere (n=24 pr. stimulationstilstand, med en tilsvarende antal beboere og medicinstuderende pr. arm).

Undersøgelsesdesign: Et kort spørgeskema vil blive udfyldt for at bestemme demografiske karakteristika, herunder: køn, alder, uddannelsesniveau, dato for sidst gennemførte kursus i Grundlæggende om laparoskopisk kirurgi (hvis relevant), hvor mange gange deltagerne har udført laparoskopisk kirurgi på en patient, hvor mange gange deltagerne har udført laparoskopiske opgaver på en laparoskopisk simulator, hvor ofte deltagerne spiller videospil, og hvor ofte deltagerne spiller et musikinstrument.

Deltagerne vil blive rekrutteret på Advanced Technical Skills and Simulation Laboratory (University of Calgary) og blive orienteret til arbejdsområdet. Deltagerne vil gennemføre laparoskopisk opgavetræning på en laparoskopisk bokstræner (Fundamentals of Laparoscopic Surgery Trainer System, Limbs & Things Inc, Georgia, USA) bestående af et optisk kamera, laparoskopiske instrumenter og en monitor, der viser synsfeltet. Den optiske kameravisning vil blive optaget med tilbagevirkende kraft. Deltagerne vil se en standardiseret laparoskopisk træningsvideo, skabt af en ekspert i laparoskopisk kirurgi, der demonstrerer to grundlæggende opgaver i laparoskopisk kirurgi (FLS), som vil blive udført ved hjælp af simulatoren: en stiftoverførsel (A) og mønsterskæringsopgave (B). Pløkkeoverførselsopgaven kræver brug af to dissektorer til at overføre seks ringe til pløkker på den modsatte ende af pegpladen og tilbage til den oprindelige placering. Mønsterskæreopgaven involverer et 10x10 cm stykke gaze med en 4 cm diameter cirkel forudtegnet i midten, der er placeret i midten af ​​arbejdsbrættet. Deltagerne skal bruge en dissektor og endoskopisk saks til at klippe den markerede cirkel, så den frigøres fra den omgivende umarkerede gaze. En tidsscore vil blive beregnet ved at trække færdiggørelsestiden i sekunder fra opgavens cut-off tid på 300 sekunder. En fejlscore vil blive beregnet for hver opgave som enten: procentdelen af ​​pinde, der ikke kunne overføres på grund af at blive tabt uden for synsfeltet (dvs. 1 ud af 6 tabte pinde = 17 sekunders straf), eller den procentvise områdeafvigelse på skære en perfekt cirkel. En samlet score beregnes ved at trække fejlscore fra tidsscore. Disse to FLS-opgaver repræsenterer færdigheder, der kræver bimanuelle (peg-overførsel) eller unimanuelle (mønsterskæring) evner. Ydermere blev disse to opgaver valgt, da score korrelerer med træningsniveau og er prædiktive for intraoperativ præstation.

Deltagerne vil fuldføre opgave A efterfulgt af opgave B og etablere basiskompetencer. Opgaver vil blive registreret og scoret med tilbagevirkende kraft, blindet for gruppetildeling, for at kvantificere tid og fejlscore. Deltagerne vil blive computerrandomiseret til at modtage sham eller aktiv tDCS. Deltagerne vil udføre de to FLS-opgaver på en interleaved måde (ABAB), et paradigme foreslået for at forbedre laparoskopisk færdighedstilegnelse, med otte træningsgentagelser af hver opgave. Efter den sidste træningsblok vil tDCS-elektroderne blive fjernet, og en endelig opgaveevaluering vil blive udført for både opgave A og B. Purdue Pegboard Test (PPT) vil blive udført ved baseline og efter træning for at undersøge ensidig håndfunktion, tjener som en sikkerhedsforanstaltning. Seks uger efter træningen vil deltagerne vende tilbage for at vurdere fastholdelse af laparoskopiske færdigheder med en enkelt gentagelse af opgave A og B. Nye beviser tyder på, at et signifikant fald i laparoskopisk færdighed er til stede seks uger efter træning. Mængden af ​​laparoskopisk praksis mellem træningsdagen og opfølgningen vil blive taget i betragtning for beboerne for at sikre, at standardtræningen forbliver uafbrudt.

Dataanalyse: Gennemsnitlig ændring i hvert resultat fra baseline til post-træning til opfølgning vil blive sammenlignet mellem tDCS og sham (to-vejs gentaget-måling ANOVA for faktorerne "stimuleringstype" og "evalueringstidspunkt"). To-vejs gentagne foranstaltninger ANOVA for faktorerne "stimuleringstype" og "træningsblok" vil udforske interaktionen mellem tDCS og træning med eller uden feedback for hvert resultat. Ethvert fald i PPT-score i enten sham- eller anodale tDCS-grupper vil blive evalueret ved hjælp af en parret-tDCS. Medicinstuderende og specialebeboere vil blive evalueret uafhængigt. Uddannelsesniveauet for beboerne vil blive inddraget med tilbagevirkende kraft i vores analyse.