Neurokirurgisk færdighedsforbedring ved hjælp af transkraniel stimulering (LETS-LEARN)

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 ​​neurokirurgisk 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 neurokirurgiske 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 over venstre primære motoriske cortex (lokaliseret ved hjælp af 10-20 EEG-systemet), med katoden over det kontralaterale supraorbitale område. Både anodale og falske 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) 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 neurokirurgisk uddannelse inden for de seneste 3 måneder.

Prøvestørrelsesberegninger er baseret på ydeevnemålene for procentdelen af ​​resekeret virtuel tumor, bestemt gennem pilotundersøgelser. Baseret på, at 20 % mere tumor blev resekeret efter træning, kraft på 90 % og type 1-fejl på 0,05, estimerer efterforskerne en stikprøvestørrelse på minimum 24 deltagere (n=12 pr. stimulationstilstand).

Studiedesign: Et kort spørgeskema vil blive udfyldt for at bestemme demografiske karakteristika, herunder: køn, alder, træningsniveau, hvor mange gange deltagerne har optrådt på en virtuel kirurgisk simulator, hvor ofte deltagerne spiller videospil, og hvor ofte deltagerne spiller en musical instrument.

Deltagerne vil blive rekrutteret på Project NeuroArm Laboratory (University of Calgary) og blive orienteret til arbejdsområdet. Deltagerne vil gennemføre virtuelle tumorresektioner på en NeuroTouch (National Research Council of Canada) kirurgisk simulator. Deltagerne vil se en standardiseret træningsvideo, skabt af en ekspert i neurokirurgi, der demonstrerer en virtuel tumorresektion ved hjælp af simulatoren. Deltageren vil have 3 minutter til at fjerne en virtuel tumor og undgå resektion af sundt væv. Registrerede udfaldsmålinger vil omfatte: % tumorreseceret, volumen af ​​sundt væv resekeret, tidspunktet for overdreven kraft på tumor og tidspunktet for overdreven kraft på sundt væv.

Deltagerne vil udføre en resektion ved baseline, hvorved baseline-færdigheder etableres. Deltagerne vil blive randomiseret til at modtage sham eller aktiv tDCS ved at blinde vælge en kode fra konvolutten, svarende til en bestemt stimulationstilstand. Deltagerne vil udføre otte træningsgentagelser, hvilket tager cirka 30 minutter. Efter cirka 30 minutters træning (otte træningsgentagelser) vil tDCS-elektroderne blive fjernet, og en sidste resektion vil blive udført. Seks uger efter træningen vil deltagerne vende tilbage for at vurdere fastholdelse af færdigheder og udføre en enkelt resektion. Nye beviser tyder på, at et betydeligt fald i kirurgiske færdigheder er til stede seks uger efter træning.

Dataanalyse: Uafhængige prøver t-test vil evaluere forskellen i udfaldsmålinger efter træning mellem stimuleringsbetingelser. To-vejs gentagne foranstaltninger ANOVA for faktorerne "stimuleringstype" og "træningsblok" vil udforske interaktionen mellem tDCS og træning for hver resultatmåling. Fastholdelse af færdigheder vil blive vurderet ved hjælp af en parret t-test for hver stimuleringsgruppe.