Verbesserung des Erwerbs und der Beibehaltung laparoskopischer Fähigkeiten durch transkranielle Gleichstromstimulation

Begründung: Jüngste Veränderungen in der medizinischen Ausbildungsumgebung haben dazu geführt, dass viele Auszubildende nicht genügend Gelegenheit haben, sich spezifische Fähigkeiten anzueignen, die für ihr Fachgebiet erforderlich sind. Neue Methoden zur Verbesserung des Erwerbs und Erhalts medizinischer und chirurgischer Fähigkeiten sind erforderlich, um die Qualität der zukünftigen Ärzteschaft sicherzustellen. Die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) ist eine neue Methode der nicht-invasiven Hirnstimulation, die nachweislich das motorische Lernen bei Erwachsenen und Kindern sicher verbessert. Selbst eine bescheidene Verbesserung des Erwerbs und der Beibehaltung medizinisch-chirurgischer Fähigkeiten mit tDCS birgt das Potenzial, die Schulung von Fähigkeiten für Gesundheitsdienstleister zu beschleunigen und dadurch zu einer höheren Schulungseffizienz und besseren Patientenergebnissen beizutragen.

Ziele: Das Ziel dieser Studie ist es zu beurteilen, ob tDCS den Erwerb und die Beibehaltung der laparoskopischen chirurgischen Fähigkeiten verbessern kann.

Ethik: Diese Studie wurde von der Forschungsethikkommission der University of Calgary genehmigt

Design: Randomisierte, doppelblinde, scheinkontrollierte Studie zur Bewertung der Fähigkeit von tDCS, das Lernen und den Erhalt laparoskopischer Fähigkeiten zu verbessern.

Transkranielle Gleichstromstimulation: Die verwendeten tDCS-Methoden basieren auf den besten verfügbaren Erkenntnissen und Praktiken und werden von erfahrenen Forschern standardisiert angewendet. Anodal tDCS wird über mit Kochsalzlösung getränkte Schwammelektroden unter Verwendung eines NeuroConn-Gleichstromstimulators (NeuroConn, Ilmenau, Deutschland) verabreicht. Die Anode wird 2 cm hinter dem linken primären motorischen Kortex (mit dem 10-20-EEG-System lokalisiert) zentriert, wobei die Kathode über dem kontralateralen supraorbitalen Bereich liegt. Bei beiden anodischen und Schein-tDCS-Gruppen wird der Strom über 30 Sekunden auf 1 Milliampere hochgefahren. In der anodischen tDCS-Gruppe wird der Strom für 20 Minuten gehalten. Im Schein-tDCS-Zustand wird der Strom nur 60 Sekunden lang gehalten (keine Änderungen in der kortikalen Erregbarkeit), gefolgt von einem 30-sekündigen Herunterfahren.

Teilnehmer: Medizinstudenten (Jahrgänge 1-3) und Allgemeinchirurgen (Postgraduiertenjahrgang 1-5) der Cumming School of Medicine (University of Calgary) werden rekrutiert. Um vergleichbare Grundfertigkeiten zu gewährleisten, werden Auszubildende ausgeschlossen, wenn sie in den letzten 3 Monaten eine formelle laparoskopische Ausbildung absolviert haben (nur Medizinstudenten).

Berechnungen der Stichprobengröße basieren auf den Leistungsmessungen für die Musterschnittpunktzahl, die durch Pilotstudien bestimmt wurden (siehe unten). Basierend auf einer zweifach größeren Verbesserung der Punktzahl nach dem Training, einer Leistung von 90 % und einem Typ-1-Fehler von 0,05 schätzen die Ermittler eine Stichprobengröße von mindestens 48 Teilnehmern (n = 24 pro Stimulationsbedingung, mit einer gleichen Anzahl Einwohner und Medizinstudenten pro Arm).

Studiendesign: Es wird ein kurzer Fragebogen ausgefüllt, um demografische Merkmale zu ermitteln, darunter: Geschlecht, Alter, Ausbildungsniveau, Datum des letzten abgeschlossenen Kurses „Grundlagen der laparoskopischen Chirurgie“ (falls zutreffend), wie oft die Teilnehmer einen Patienten laparoskopisch operiert haben, wie oft die Teilnehmer laparoskopische Aufgaben an einem laparoskopischen Simulator durchgeführt haben, wie oft die Teilnehmer Videospiele spielen und wie oft die Teilnehmer ein Musikinstrument spielen.

Die Teilnehmer werden am Advanced Technical Skills and Simulation Laboratory (University of Calgary) rekrutiert und am Arbeitsplatz orientiert. Die Teilnehmer absolvieren ein laparoskopisches Aufgabentraining auf einem laparoskopischen Boxtrainer (Fundamentals of Laparoscopic Surgery Trainer System, Limbs & Things Inc, Georgia, USA), bestehend aus einer optischen Kamera, laparoskopischen Instrumenten und einem Monitor, der das Sichtfeld anzeigt. Die optische Kameraansicht wird für die nachträgliche Bewertung aufgezeichnet. Die Teilnehmer sehen sich ein standardisiertes laparoskopisches Schulungsvideo an, das von einem Experten für laparoskopische Chirurgie erstellt wurde und zwei Aufgaben der Grundlagen der laparoskopischen Chirurgie (FLS) demonstriert, die mit dem Simulator durchgeführt werden: eine Stiftübertragung (A) und eine Musterschneideaufgabe (B). Die Stiftübertragungsaufgabe erfordert die Verwendung von zwei Dissektoren, um sechs Ringe auf Stifte am gegenüberliegenden Ende des Steckbretts und zurück an die ursprüngliche Position zu übertragen. Die Musterschneideaufgabe umfasst ein 10 x 10 cm großes Stück Gaze mit einem vorgezeichneten Kreis von 4 cm Durchmesser in der Mitte, der in der Mitte des Arbeitsbretts platziert wird. Die Teilnehmer müssen einen Dissektor und eine endoskopische Schere verwenden, um den markierten Kreis zu schneiden und ihn von der umgebenden unmarkierten Gaze zu befreien. Eine Zeitpunktzahl wird berechnet, indem die Abschlusszeit in Sekunden von der Aufgabenschlusszeit von 300 Sekunden abgezogen wird. Für jede Aufgabe wird eine Fehlerpunktzahl berechnet als: der Prozentsatz der Stifte, die nicht übertragen werden konnten, weil sie aus dem Sichtfeld gefallen sind (d. h. 1 von 6 Stiften verloren = 17 Sekunden Strafe), oder die prozentuale Flächenabweichung von Schneiden eines perfekten Kreises. Eine Gesamtpunktzahl wird berechnet, indem die Fehlerpunktzahl von der Zeitpunktzahl abgezogen wird. Diese beiden FLS-Aufgaben stellen Fähigkeiten dar, die bimanuelle (Peg-Transfer) oder unimanuelle (Musterschneiden) Fähigkeiten erfordern. Darüber hinaus wurden diese beiden Aufgaben ausgewählt, da die Punktzahlen mit dem Trainingsniveau korrelieren und die intraoperative Leistung vorhersagen.

Die Teilnehmer erledigen Aufgabe A, gefolgt von Aufgabe B, um grundlegende Fähigkeiten aufzubauen. Aufgaben werden aufgezeichnet und rückwirkend bewertet, blind für die Gruppenzuordnung, um Zeit- und Fehlerbewertungen zu quantifizieren. Die Teilnehmer werden per Computer randomisiert, um Schein- oder aktive tDCS zu erhalten. Die Teilnehmer werden die beiden FLS-Aufgaben verschachtelt (ABAB) ausführen, ein Paradigma, das vorgeschlagen wird, um den Erwerb von laparoskopischen Fähigkeiten zu verbessern, mit acht Trainingswiederholungen jeder Aufgabe. Nach dem letzten Trainingsblock werden die tDCS-Elektroden entfernt und eine abschließende Aufgabenbewertung wird für Aufgabe A und B durchgeführt. Der Purdue Pegboard Test (PPT) wird zu Beginn und nach dem Training durchgeführt, um die einseitige Handfunktion zu untersuchen. als Sicherheitsmaßnahme dienen. Sechs Wochen nach dem Training kehren die Teilnehmer zurück, um den Erhalt der laparoskopischen Fähigkeiten zu beurteilen, wobei Aufgabe A und B einmal wiederholt werden. Neue Erkenntnisse deuten darauf hin, dass sechs Wochen nach dem Training ein signifikanter Rückgang der laparoskopischen Fähigkeiten vorliegt. Der Umfang der laparoskopischen Übung zwischen dem Schulungstag und der Nachsorge wird für die Bewohner berücksichtigt, um sicherzustellen, dass die Standardschulung ununterbrochen bleibt.

Datenanalyse: Die durchschnittliche Veränderung jedes Ergebnisses von der Grundlinie bis nach dem Training bis zur Nachuntersuchung wird zwischen tDCS und Schein (zweifache ANOVA mit wiederholter Messung für die Faktoren „Stimulationstyp“ und „Evaluierungszeitpunkt“) verglichen. Zweiweg-ANOVA mit wiederholten Messungen für die Faktoren „Stimulationstyp“ und „Trainingsblock“ untersucht die Wechselwirkung zwischen tDCS und Training mit oder ohne Feedback für jedes Ergebnis. Jeder Rückgang des PPT-Scores in Schein- oder anodischen tDCS-Gruppen wird mit einem gepaarten tDCS bewertet. Medizinstudenten und Fachärzte werden unabhängig bewertet. Der Ausbildungsstand der Bewohner wird rückwirkend in unsere Analyse einbezogen.