Ergonomía del cirujano en cirugía laparoscópica asistida por robot frente a cirugía laparoscópica estándar (MURALS)

El número de procedimientos quirúrgicos que se realizan con técnicas de acceso mínimo va en aumento debido a la mejora de los tiempos de recuperación de los pacientes. Por lo tanto, los cirujanos realizan un número cada vez mayor de procedimientos endoscópicos/laparoscópicos y operan durante períodos más prolongados. Un metanálisis reciente mostró que las lesiones musculoesqueléticas relacionadas con el trabajo entre los cirujanos son comunes (1) y los cirujanos se encuentran entre los que corren mayor riesgo de deterioro musculoesquelético relacionado con el trabajo (2). De hecho, la prevalencia de la enfermedad degenerativa de la columna es del 17 %, la patología del manguito rotador del 18 % y la enfermedad degenerativa de la columna lumbar del 19 % (1). La experiencia del cirujano El dolor musculoesquelético relacionado con el trabajo, además de las lesiones, es muy frecuente en el cuello (48 %), el hombro (43 %) y la espalda (50 %) (13).

Según la Oficina de Estadísticas Nacionales del Reino Unido, los problemas musculoesqueléticos entre la fuerza laboral son la segunda causa más común de ausencia (17,7 %) y representan 23 días de ausencia por año (2). Esto no es diferente en los EE. UU., donde la Oficina de Estadísticas Laborales estima que el 62 % de todas las lesiones de los trabajadores y el 32 % de los días de trabajo perdidos se deben a problemas musculoesqueléticos. En conjunto, estos datos sugieren que los problemas musculoesqueléticos causados ​​por las carreras en cirugía pueden reducir la salud física, lo que se asocia con una reducción de la productividad, la longevidad de la carrera e incluso la calidad de la atención al paciente.

La cirugía laparoscópica asistida por robot (RALS) es una tecnología moderna que podría ayudar a mitigar estos problemas musculoesqueléticos y, por lo tanto, mejorar la atención al paciente. En comparación con la cirugía laparoscópica estándar (LS), RALS ofrece movimientos de muñeca más estables con un efecto de fulcro reducido, lo que beneficia al paciente (3). Hay evidencia emergente de que RALS está asociado con una tasa más baja de problemas musculoesqueléticos (23-80%) que LS (70-100%) (1). Por lo tanto, RALS puede ser una alternativa atractiva a LS, a pesar del alto costo del equipo y la pronunciada curva de aprendizaje durante la capacitación.

Ningún estudio ha comparado las demandas de RALS vs. LS sobre la fatiga musculoesquelética (y el riesgo de lesión posterior) y si estos cambios están respaldados por cambios en la fatiga cognitiva. El objetivo de los investigadores es determinar si una carrera que utiliza RALS se asocia con una mejor salud musculoesquelética para los cirujanos que la LS estándar cuando se realizan procedimientos complejos mínimamente invasivos.

La hipótesis es que RALS reducirá la fatiga musculoesquelética y la prevalencia de lesiones musculoesqueléticas en los cirujanos en comparación con LS. Si esto es cierto, RALS debería recibir un mayor apoyo a través de la preservación de la salud del cirujano y, por lo tanto, la reducción de los costos para los proveedores de atención médica.

Sujetos de investigación (cirujanos y pacientes) Cirujanos: los investigadores reclutarán cirujanos que completen procedimientos quirúrgicos que tengan niveles similares de experiencia entre los grupos RALS y LS. Los cirujanos completarán un cuestionario sobre horas de trabajo y experiencia, nivel de actividad física (p. ej., deporte, ir en bicicleta al trabajo o jardinería), estado general de salud y síntomas musculoesqueléticos en los últimos 12 meses utilizando los cuestionarios nórdicos estandarizados para el análisis de síntomas musculoesqueléticos (11 ). Los investigadores también cuantificarán la composición corporal (altura, peso corporal, IMC, masa muscular, masa grasa) utilizando un análisis de impedancia bioeléctrica clínicamente validado. Los cirujanos serán ampliamente emparejados por edad y experiencia quirúrgica, antropometría y sexo. Pacientes: para completar el trabajo, los investigadores utilizarán datos de n = 40 pacientes operados en RALS y n = 40 grupos LS que coincidirán por edad, sexo, IMC y puntaje de riesgo preoperatorio.

Procedimiento quirúrgico y diseño general del estudio Los datos se recopilarán durante los procedimientos índice: por ejemplo, prostatectomía o resección anterior utilizando RALS o LS. Antes de la cirugía, los cirujanos están equipados con EMG (para medir la fatiga muscular) y EEG (para medir la fatiga cognitiva). Los cirujanos completarán una serie de cuestionarios validados antes y después de cada cirugía para determinar subjetivamente la tensión/el dolor musculoesquelético y la fatiga cognitiva.

Esta investigación se lleva a cabo en cirugía de la vida real y controlar las condiciones entre operaciones es un desafío único. El estudio excluirá cualquier operación en la que las complicaciones resulten en que la cirugía dure más del 50 % del tiempo promedio promedio de la cirugía, para evitar que los datos sesguen hacia un efecto de fatiga musculoesquelética. Este tiempo medio medio también incluirá procedimientos específicos, p. Prostatectomía: definición de los márgenes de resección mediante la disección de la fascia endopélvica y la movilización de las vesículas seminales, el recto y el cuello de la vejiga, la definición y la sección de los pedículos prostáticos; seccionar el cuello de la vejiga, la uretra y la próstata; anastomosando la uretra al cuello de la vejiga. Cirugía intestinal: identificar, seccionar y ligar el pedículo; movilización lateral y preservación de uréteres, y anastomosis intestinal.

Los investigadores evaluarán la fatiga aguda comparando RALS y LS dentro de una sola cirugía que es la primera cirugía de un día determinado. Para determinar la fatiga acumulada (efectos crónicos de la cirugía, objetivo 2), se hará una comparación entre la primera y la última cirugía del día del sujeto cuando se hayan completado > 2 cirugías.

Medición de la fatiga musculoesquelética (EMG) Justificación EMG. El estudio utilizará electromiografía (EMG) para determinar los cambios agudos y crónicos en las demandas musculoesqueléticas asociadas con la cirugía RALS y LS. Surface EMG es un procedimiento no invasivo que mide la actividad muscular mediante el registro de la señal eléctrica generada durante el reclutamiento de fibras musculares. Su capacidad para evaluar la fatiga se ha establecido desde hace mucho tiempo (p. (4)) y ha sido ampliamente utilizado en muchas poblaciones, incluidos los atletas (p. (5)), dentistas (6) y cirujanos (p. (7,8)) La EMG se recopilará durante 200 s (9) a los 0, 30, 60, 90 y 120 minutos de un procedimiento quirúrgico de aproximadamente 2 horas. Además de estos puntos de tiempo, los datos de EMG se recopilarán durante tareas clínicamente importantes (p. sutura al finalizar la cirugía, que generalmente demorará 10 minutos).

Protocolo EMG. Los cirujanos proporcionarán su consentimiento informado por escrito antes de la participación. Los cirujanos realizarán procedimientos índice: por ejemplo, prostatectomía o resección anterior usando RALS o LS; el protocolo para la recopilación de datos EMG será idéntico. Antes de la cirugía, los cirujanos estarán equipados con sensores EMG inalámbricos. Los procedimientos de recopilación de datos de EMG seguirán los protocolos establecidos con respecto a la preparación del sitio y la colocación de electrodos, así como la recopilación, el procesamiento y la normalización de datos (7,12). Brevemente, el sitio será rasurado y limpiado con toallitas con alcohol, con los electrodos bipolares colocados en el vientre del músculo y paralelos a las fibras del músculo con una distancia entre electrodos de 20 mm (12). Los electrodos se colocarán en los músculos del brazo, el cuello, el hombro y la espalda, p. músculos flexores radiales del carpo, músculo bíceps, bilateralmente de los músculos trapecios y bilateralmente del músculo erector de la columna. Estos músculos han sido seleccionados en base a un metanálisis reciente (13). Los electrodos se colocan antes de que los cirujanos se laven para la cirugía y los electrodos se cubrirán con batas quirúrgicas, manteniendo así un quirófano estéril. Se seleccionó un sistema EMG inalámbrico para que sea mínimamente invasivo y no impida el movimiento del cirujano con cables.

Análisis de datos EMG. Los datos se recopilarán y analizarán utilizando EMG Works (Delsys Inc., Boston, MA, EE. UU.), con las técnicas recomendadas de normalización, muestreo, filtrado y suavizado (7). Los registros de EMG en datos anteriores muestran cambios significativos durante los procedimientos de LS en el 70 - 85% de los cirujanos, principalmente en los músculos del cuello, hombros, manos, espalda baja y extremidades inferiores. Se controlarán los registros de los músculos del brazo, el cuello, el hombro y la espalda, pero no se incluirán los músculos de las extremidades inferiores porque durante la RALS, los cirujanos se sientan lejos del paciente y tener reposabrazos y cejas modifica considerablemente la carga de trabajo en las extremidades inferiores, lo que hace las comparaciones de los músculos de las extremidades inferiores en LS no son significativas. Una vez que la señal EMG se ha normalizado (10), las variables EMG básicas, como la frecuencia y la amplitud, pueden proporcionar información sobre cómo ha cambiado el reclutamiento de fibras musculares, tanto en un solo músculo como en varios músculos (estrategias de activación/reclutamiento), mientras que también se puede calcular una puntuación de fatiga (11). El proceso de normalización puede brindar la capacidad de comparar entre músculos, así como examinar la actividad de los músculos en diferentes puntos de tiempo (es decir, dentro de la misma sesión o después de que haya transcurrido un tiempo mayor; p.ej. (5,12,13).

Medición de la fatiga cognitiva (EEG) Justificación EEG. El estudio utilizará electroencefalografía (EEG) para determinar si los cambios agudos o crónicos en las demandas musculoesqueléticas están asociados con cambios en el control motor y la fatiga cognitiva. La fatiga cognitiva se puede determinar a través de medidas neurofisiológicas, como el electroencefalograma. El EEG puede medir la actividad eléctrica en curso del cerebro durante una tarea determinada, como al conducir o durante una cirugía. Las medidas de EEG de fatiga pueden proporcionar una cuantificación objetiva del estado cognitivo de un individuo en tiempo real, eliminando la dependencia de medidas subjetivas como autoinforme o cuestionarios que se han encontrado poco confiables para estados de fatiga moderados. El cerebro oscila a varias frecuencias diferentes en un momento dado, y esta información se registra en el EEG. El poder de ciertas bandas de frecuencia se ha tomado como un indicador para indexar la fatiga cognitiva. Específicamente, la evidencia indica que la potencia de banda alfa (7-13 Hz) es sensible a la fatiga (para una revisión ver (14)), y se ha utilizado para medir la fatiga del conductor tanto en tráfico real como en ejercicios de simulación (15-18) . Cuando aumenta la fatiga, la actividad de la banda alfa se produce en ráfagas de 500 milisegundos, que se conocen como husos alfa (19). Se considera que los husos alfa reflejan estados de fatiga individuales y se pueden cuantificar en términos de su frecuencia máxima, duración y amplitud, lo que da lugar a la firma alfa de un individuo (20).

Protocolo EEG. Mientras los cirujanos colocan los electrodos EMG, se completará un procedimiento similar para los electrodos EEG inalámbricos. El sitio de la piel en la cabeza se preparará como se describió anteriormente (21) y el gel del electrodo y el capuchón del electrodo se aplicarán antes del capuchón quirúrgico, manteniendo así la esterilidad del quirófano. Los electrodos se colocarán sobre la corteza utilizando un montaje de electrodos de 8 canales para registrar las oscilaciones EEG en curso durante la cirugía durante 200 s (9) a los 0, 30, 60, 90 y 120 minutos de un procedimiento quirúrgico de ~ 2 horas. Los electrodos se colocarán de acuerdo con el sistema internacional de colocación de electrodos 10-20. Los principales canales EEG de interés se colocarán sobre la corteza occipital y parietal, es decir, las ubicaciones de los electrodos O1, O2, P3, P4, P7, P8 donde se puede detectar la actividad alfa máxima. Además de estos puntos de tiempo, los datos de EEG se recopilarán durante tareas clínicamente importantes (p. sutura al finalizar la cirugía, que generalmente demorará 10 minutos). Se seleccionó un sistema de EEG inalámbrico para que sea mínimamente invasivo y no cause distracción o restricción debido al movimiento de los cables.

Análisis de datos de EEG. Los datos se recopilarán y analizarán utilizando Enobio 8 5G (Neuroelectrics, Cambridge, MA, EE. UU.) utilizando técnicas estándar de referenciación, muestreo, filtrado y suavizado (21). Los investigadores compararán la potencia alfa máxima y la duración y amplitud del huso alfa en RALS en comparación con LS. Los cambios en los espectros de potencia de EEG, específicamente en la banda de frecuencia alfa, se utilizarán para controlar el estado de alerta y proporcionarán información crucial sobre si la fatiga cognitiva es la base de cualquier fatiga musculoesquelética. El estudio también podrá identificar cómo cambia el estado de alerta con el tiempo durante la cirugía a través de los espectros de potencia del EEG.

Mediciones de la actividad física del cirujano y la salud musculoesquelética Es vital que la fatiga musculoesquelética de los cirujanos no se vea influenciada por nada más que el ambiente de trabajo. Usaremos acelerómetro triaxial todas las semanas durante la recopilación de datos para medir y garantizar que los cirujanos no cambien sus patrones de actividad física (y, por lo tanto, se vuelvan más fuertes o más débiles). La nutrición también es fundamental en el desarrollo de la fuerza, al igual que la mala nutrición puede conducir a la pérdida de fuerza. Por lo tanto, los cirujanos completarán diarios de alimentos de 3 días y análisis dietéticos a intervalos semanales durante todo el período de recopilación de datos.

Estadísticas y análisis de datos. Cálculo de potencia: para abordar el objetivo 1, los investigadores anticipan una diferencia en la fatiga musculoesquelética del 20 % entre RALS y LS según la evidencia limitada disponible (1). Por lo tanto, sobre la base de un tamaño del efecto previsto (d de Cohen) de 0,82, se llevará a cabo el reclutamiento de 40 sujetos en RALS y 40 sujetos en LS (tamaño de muestra total n = 80). Estos números se compararán entre las cirugías de próstata e intestino. En el objetivo 2, los datos sugieren que el nivel de fatiga entre la última cirugía del día versus la primera será mayor que la diferencia en el objetivo 1 (d de Cohen 0,90), por lo que se requieren 27 sujetos/grupo para esta pregunta de investigación. Por último, en el objetivo 3 de investigar si los cambios en la fatiga musculoesquelética están respaldados por cambios en el control motor y la fatiga cognitiva. Los investigadores anticipan un tamaño del efecto de 0,85 entre RALS y LS y, por lo tanto, utilizarán datos del 31/grupo para estudiar este efecto. Se usará un cálculo de potencia a priori para calcular el tamaño de muestra requerido usando G*Power 3 (22). De forma conservadora, se ha elegido el menor de los tres valores para el cálculo de la potencia (un tamaño del efecto de 0,82). Suponiendo que una d de Cohen de 0,82 requiere 40 participantes por grupo para una potencia del 90 % para detectar una diferencia entre los grupos, con un alfa de 0,05.

Análisis estadístico: para determinar las diferencias en la fatiga musculoesquelética y cognitiva en RALS y LS, se utilizará un ANOVA de modelo mixto o un equivalente no paramétrico. Los datos y las conclusiones a las que se llegue al final del estudio informarán las recomendaciones tanto en la literatura científica (publicaciones) como en la difusión en conferencias hacia el final del proyecto (ver diagrama de Gantt). El estudio es la plataforma para desarrollar un caso sólido con respecto a los efectos musculoesqueléticos a largo plazo en los cirujanos que realizan procedimientos de acceso mínimo en RALS.