Kirurgin ergonomia robottiavusteisessa laparoskooppisessa vs tavallinen laparoskooppinen kirurgia (MURALS)

Minimaalisilla pääsytekniikoilla suoritettavien kirurgisten toimenpiteiden määrä on kasvussa potilaiden parantuneiden toipumisaikojen vuoksi. Näin ollen kirurgit suorittavat yhä enemmän endoskooppisia/laparoskooppisia toimenpiteitä ja työskentelevät pidempiä aikoja. Äskettäinen meta-analyysi osoitti, että työhön liittyvät tuki- ja liikuntaelinten vammat ovat yleisiä kirurgien keskuudessa (1) ja kirurgit ovat niitä, joilla on suurin työhön liittyvä tuki- ja liikuntaelinvaurioiden riski (2). Itse asiassa rappeuttavan selkärangan sairauden esiintyvyys on 17 %, rotaattorimansetin patologian 18 % ja lannerangan rappeuttavan sairauden esiintyvyys on 19 % (1). Kirurgin kokemus vamman lisäksi työperäisistä tuki- ja liikuntaelinkivuista ja kipu on erittäin yleistä niskassa (48 %), hartiassa (43 %) ja selässä (50 %) (13).

Yhdistyneen kuningaskunnan kansallisen tilastotoimiston mukaan tuki- ja liikuntaelinongelmat ovat toiseksi yleisin poissaolojen syy (17,7 %) ja aiheuttavat 23 päivää poissaoloa vuodessa (2). Tämä ei ole erilainen Yhdysvalloissa, jossa Bureau of Labor Statistics arvioi, että 62 prosenttia kaikista työntekijöiden tapaturmista ja 32 prosenttia poissa olleista työpäivistä johtuu tuki- ja liikuntaelinongelmista. Yhdessä nämä tiedot viittaavat siihen, että leikkausuran aiheuttamat tuki- ja liikuntaelinten ongelmat voivat heikentää fyysistä terveyttä, mikä liittyy heikentyneeseen tuottavuuteen, uran kestoon ja jopa potilaan hoidon laatuun.

Robottiavusteinen laparoskooppinen leikkaus (RALS) on moderni tekniikka, joka voi auttaa lievittämään näitä tuki- ja liikuntaelinongelmia ja siten parantamaan potilaiden hoitoa. Verrattuna tavanomaiseen laparoskooppiseen leikkaukseen (LS), RALS tarjoaa vakaammat ranteen liikkeet ja heikentynyt tukipistevaikutus, mikä hyödyttää potilasta (3). On olemassa näyttöä siitä, että RALS liittyy harvemmin tuki- ja liikuntaelinongelmiin (23–80 %) kuin LS (70–100 %) (1). RALS voi siksi olla houkutteleva vaihtoehto LS:lle huolimatta korkeista laitekustannuksista ja jyrkästä oppimiskäyrästä harjoittelun aikana.

Yhdessäkään tutkimuksessa ei ole verrattu RALS:n ja LS:n vaatimuksia tuki- ja liikuntaelimistön väsymykseen (ja sitä seuraavaan vammautumisriskiin) ja siihen, ovatko nämä muutokset taustalla kognitiivisen väsymyksen muutoksilla. Tutkijat pyrkivät selvittämään, liittyykö RALS:ää käyttävä ura kirurgien parempaan tuki- ja liikuntaelinten terveyteen kuin tavallinen LS, kun he suorittavat monimutkaisia ​​​​minimiinvasiivisia toimenpiteitä.

Oletuksena on, että RALS vähentää tuki- ja liikuntaelimistön väsymystä ja tuki- ja liikuntaelinten vaurioiden esiintyvyyttä kirurgissa verrattuna LS:ään. Jos tämä pitää paikkansa, RALS:n tulisi saada enemmän tukea säilyttämällä kirurgin terveyttä ja vähentämällä siten terveydenhuollon tarjoajien kustannuksia.

Tutkimuskohteet (kirurgit ja potilaat) Kirurgit: Tutkijat rekrytoivat kirurgisia toimenpiteitä suorittavia kirurgeja, joilla on samanlainen kokemus RALS- ja LS-ryhmistä. Kirurgit täyttävät kyselylomakkeen työajoista ja -kokemuksesta, fyysisen aktiivisuuden tasosta (esim. urheilusta, pyöräilystä töihin tai puutarhanhoitoon), yleisistä terveydentilasta ja tuki- ja liikuntaelimistön oireista viimeisen 12 kuukauden aikana käyttäen standardoituja pohjoismaisia ​​kyselyitä tuki- ja liikuntaelimistön oireiden analysointiin (11). ). Tutkijat mittaavat myös kehon koostumuksen (pituus, paino, BMI, lihasmassa, rasvamassa) käyttämällä kliinisesti validoitua biosähköistä impedanssianalyysiä. Kirurgit sopivat laajasti iän ja leikkauskokemuksen, antropometrian ja sukupuolen mukaan. Potilaat: Työn loppuun saattamiseksi tutkijat käyttävät tietoja n = 40 potilaasta, jotka on leikattu RALS- ja n = 40 LS-ryhmissä, joiden ikä, sukupuoli, painoindeksi ja preoperatiiviset riskipisteet vastaavat.

Kirurginen toimenpide ja yleinen tutkimuksen suunnittelu Tietoja kerätään indeksitoimenpiteiden aikana: Esimerkiksi prostatektomia tai anteriorinen resektio joko RALS:n tai LS:n avulla. Ennen leikkausta kirurgit varustetaan sekä EMG:llä (lihasväsymyksen mittaamiseksi) että EEG:llä (kognitiivisen väsymyksen mittaamiseksi). Kirurgit täyttävät sarjan validoituja kyselylomakkeita ennen jokaista leikkausta ja sen jälkeen määrittääkseen subjektiivisesti tuki- ja liikuntaelimistön rasituksen/kivun ja kognitiivisen väsymyksen.

Tämä tutkimus tehdään tosielämän kirurgiassa ja olosuhteiden hallinta leikkausten välillä on ainutlaatuisen haastavaa. Tutkimus sulkee pois kaikki leikkaukset, joissa komplikaatiot johtavat siihen, että leikkaus kestää yli 50 % keskimääräisestä leikkausajasta, jotta tämä ei vääristäisi tietoja tuki- ja liikuntaelimistön väsymykseen. Tämä keskimääräinen aika sisältää myös tietyt toimenpiteet, esim. Eturauhasen poisto - resektiomarginaalien määrittäminen leikkaamalla endopelvic fascia ja mobilisoimalla siemenrakkulat, peräsuolen ja virtsarakon kaula, määrittelemällä ja leikkaamalla eturauhasen pedicles; virtsarakon kaulan, virtsaputken ja eturauhasen läpileikkaus; virtsaputken anastomointi virtsarakon kaulaan. Suolistokirurgia - pedicleen tunnistaminen, läpileikkaus ja ligatointi; lateraalinen mobilisaatio ja virtsanjohtimien säilyttäminen sekä suolen anastomoosi.

Tutkijat arvioivat akuutin väsymyksen vertaamalla RALS:ia ja LS:ää yhdessä leikkauksessa, joka on jokaisen päivän ensimmäinen leikkaus. Kumulatiivisen väsymyksen määrittämiseksi (leikkauksen krooniset vaikutukset, tavoite 2) verrataan koehenkilön päivän ensimmäistä ja viimeistä leikkausta, kun >2 leikkausta on suoritettu.

Tuki- ja liikuntaelimistön väsymyksen mittaus (EMG) EMG-perustelu. Tutkimuksessa hyödynnetään elektromyografiaa (EMG) akuuttien ja kroonisten muutosten määrittämiseksi RALS- ja LS-leikkauksiin liittyvissä tuki- ja liikuntaelimistön vaatimuksissa. Surface EMG on ei-invasiivinen toimenpide, joka mittaa lihasten aktiivisuutta tallentamalla lihaskuitujen keräämisen aikana syntyvän sähköisen signaalin. Sen kyky arvioida väsymystä on vakiintunut pitkään (esim. (4)) ja sitä on käytetty laajalti monissa populaatioissa, mukaan lukien urheilijat (esim. (5)), hammaslääkärit (6) ja kirurgit (esim. (7,8)) EMG:tä kerätään 200 sekuntia (9) 0, 30, 60, 90 ja 120 minuutin aikana noin 2 tunnin kirurgisesta toimenpiteestä. Näiden ajankohtien lisäksi EMG-tietoja kerätään kliinisesti tärkeiden tehtävien aikana (esim. ompeleminen leikkauksen päätyttyä, mikä kestää tyypillisesti 10 minuuttia).

EMG-protokolla. Kirurgit antavat kirjallisen suostumuksen ennen osallistumista. Kirurgit suorittavat indeksitoimenpiteitä: Esimerkiksi eturauhasen poisto tai anteriorinen resektio joko RALS:n tai LS:n avulla; EMG-tietojen keruuprotokolla on identtinen. Ennen leikkausta kirurgit varustetaan langattomilla EMG-antureilla. EMG-tiedonkeruumenettelyissä noudatetaan vakiintuneita protokollia, jotka koskevat paikan valmistelua ja elektrodien sijoittelua sekä tiedonkeruuta, käsittelyä ja normalisointia (7,12). Lyhyesti sanottuna kohta ajetaan ja puhdistetaan alkoholipyyhkeillä siten, että bipolaariset elektrodit sijoitetaan lihaksen vatsaan ja rinnakkain lihaksen kuitujen kanssa ja elektrodien välinen etäisyys on 20 mm (12). Elektrodit asetetaan käsivarren, niskan, olkapään ja selän lihaksiin esim. flexor carpi radialis -lihakset, hauislihas, molemmin puolin puolisuunnikkaan lihaksista ja molemminpuolisesti erector spinae -lihaksesta. Nämä lihakset on valittu tuoreen meta-analyysin perusteella (13). Elektrodit asennetaan ennen kirurgien kuorintaa leikkausta varten, ja elektrodit peitetään leikkaustakilla, mikä ylläpitää steriiliä teatteria. Langaton EMG-järjestelmä on valittu niin, että se on minimaalisesti invasiivinen eikä estä kirurgin liikkumista johdoilla.

EMG-tietojen analyysi. Tiedot kerätään ja analysoidaan käyttämällä EMG Worksia (Delsys Inc., Boston, MA, USA) suositelluilla normalisointi-, näytteenotto-, suodatus- ja tasoitustekniikoilla (7). EMG-tallenteet aiemmissa tiedoissa osoittavat merkittäviä muutoksia LS-toimenpiteiden aikana 70 - 85 %:lla kirurgeista, pääasiassa niskan, hartioiden, käsien, alaselän ja alaraajojen lihaksissa. Käsivarren, niska-, olkapää- ja selkälihasten tallenteita seurataan, mutta alaraajojen lihaksia ei huomioida, koska RALS:n aikana kirurgit istuvat erillään potilaasta ja kulma- ja käsinojat muuttavat huomattavasti alaraajojen työmäärää. alaraajojen lihasten vertailut LS:ssä eivät ole merkityksellisiä. Kun EMG-signaali on normalisoitu (10), EMG-perusmuuttujat, kuten taajuus ja amplitudi, voivat antaa tietoa siitä, kuinka lihassäikeiden rekrytointi on muuttunut, sekä yksittäisessä lihaksessa että useissa lihaksissa (aktivointi-/rekrytointistrategiat). väsymispisteet voidaan myös laskea (11). Normalisointiprosessissa on mahdollisuus verrata lihaksia sekä tutkia lihasten aktiivisuutta eri ajankohtina (esim. saman istunnon aikana tai pidemmän ajan kuluttua; esim. (5,12,13).

Kognitiivisen väsymyksen (EEG) mittaus EEG-perustelu. Tutkimuksessa käytetään elektroenkefalografiaa (EEG) sen määrittämiseksi, liittyvätkö akuutit tai krooniset muutokset tuki- ja liikuntaelinten vaatimuksissa muutoksiin motorisessa ohjauksessa ja kognitiivisessa väsymyksessä. Kognitiivinen väsymys voidaan määrittää neurofysiologisilla mittareilla, kuten elektroenkefalogrammilla. EEG voi mitata aivojen jatkuvaa sähköistä aktiivisuutta tietyn tehtävän aikana, kuten ajon aikana tai leikkauksen aikana. Väsymyksen EEG-mittaukset voivat tarjota objektiivisen kvantifioinnin yksilön kognitiivisesta tilasta reaaliajassa, mikä poistaa riippuvuuden subjektiivisista mittareista, kuten itseraporteista tai kyselylomakkeista, joiden on todettu olevan epäluotettavia kohtalaisen väsymyksen tiloissa. Aivot värähtelevät useilla eri taajuuksilla kulloinkin, ja tämä tieto kirjataan EEG:hen. Tiettyjen taajuuskaistojen tehoa on käytetty kognitiivisen väsymyksen indeksoinnissa. Erityisesti todisteet osoittavat, että alfa-kaistan teho (7-13 Hz) on herkkä väsymykselle (katso katsaus (14)), ja sitä on käytetty kuljettajan väsymyksen mittaamiseen sekä tosiliikenteessä että simulaatioharjoituksissa (15-18). . Kun väsymys lisääntyy, alfa-kaistan aktiivisuus tapahtuu 500 millisekunnin purskeina, jotka tunnetaan alfa-karaina (19). Alfa-karojen katsotaan heijastavan yksittäisiä väsymistiloja, ja ne voidaan kvantifioida niiden huipputaajuuden, keston ja amplitudin perusteella, mikä saa aikaan yksilön alfa-allekirjoituksen (20).

EEG-protokolla. Kun kirurgit asentavat EMG-elektrodeja, samanlainen toimenpide suoritetaan langattomille EEG-elektrodeille. Pään ihokohta valmistetaan kuten aiemmin on kuvattu (21), ja elektrodigeeli ja elektrodin suojus asetetaan ennen leikkauskorkkia, mikä säilyttää leikkaussalin steriiliyden. Elektrodit asetetaan aivokuoren päälle käyttämällä 8-kanavaista elektrodimontaasia jatkuvan EEG-värähtelyjen tallentamiseksi leikkauksen aikana 200 sekunnin ajan (9) 0, 30, 60, 90 ja 120 minuutin kohdalla noin 2 tunnin kirurgisessa toimenpiteessä. Elektrodit sijoitetaan kansainvälisen 10-20 elektrodien sijoitusjärjestelmän mukaisesti. Tärkeimmät kiinnostavat EEG-kanavat sijoitetaan takaraivo- ja parietaalikuoren ylle, eli elektrodien paikat O1, O2, P3, P4, P7, P8, joissa maksimaalinen alfa-aktiivisuus voidaan havaita. Näiden ajankohtien lisäksi EEG-tietoja kerätään kliinisesti tärkeiden tehtävien aikana (esim. ompeleminen leikkauksen päätyttyä, mikä kestää tyypillisesti 10 minuuttia). Langaton EEG-järjestelmä on valittu niin, että se on minimaalisesti invasiivinen eikä aiheuta häiriöitä tai rajoituksia johtimien liikkumisesta.

EEG-tietojen analyysi. Tiedot kerätään ja analysoidaan käyttämällä Enobio 8 5G:tä (Neuroelectrics, Cambridge, MA, USA) käyttäen tavallisia vertailu-, näytteenotto-, suodatus- ja tasoitustekniikoita (21). Tutkijat vertaavat alfa-huipputehoa ja alfakaran kestoa ja amplitudia RALS:ssa verrattuna LS:ään. Muutoksia EEG-tehospektreissä, erityisesti alfa-taajuuskaistalla, käytetään tarkkailemaan valppautta, ja ne antavat ratkaisevaa tietoa siitä, onko kognitiivinen väsymys tuki- ja liikuntaelimistön väsymyksen taustalla. Tutkimus pystyy myös tunnistamaan, kuinka valppaus muuttuu ajan myötä leikkauksen aikana EEG-tehospektrien avulla.

Kirurgin fyysisen aktiivisuuden ja tuki- ja liikuntaelinten terveyden mittaaminen On tärkeää, että kirurgien tuki- ja liikuntaelimistön väsymykseen ei vaikuta mikään muu kuin työympäristö. Käytämme triaksiaalista kiihtyvyysmittaria joka viikko koko tiedonkeruun ajan mitataksemme ja varmistaaksemme, etteivät kirurgit muuta fyysistä aktiivisuuttaan (ja siten vahvistu tai heikkene). Ravitsemus on myös kriittistä voiman kehittämisessä, kuten huono ravitsemus voi johtaa voiman menettämiseen. Siksi kirurgit täyttävät kolmen päivän ruokapäiväkirjat ja ruokavalio-analyysit viikoittain koko tiedonkeruujakson ajan.

Tilastot ja data-analyysi. Tehon laskeminen: Tavoitteen 1 saavuttamiseksi tutkijat odottavat 20 %:n eron tuki- ja liikuntaelimistön väsymyksessä RALS:n ja LS:n välillä saatavilla olevan rajallisen näytön perusteella (1). Siksi ennustetun vaikutuskoon (Cohenin d) 0,82 perusteella rekrytoidaan 40 koehenkilöä RALSissa ja 40 koehenkilöä LS:ssä (kokonaisotoskoko n = 80). Näitä lukuja verrataan eturauhasen ja suolen leikkauksiin. Tavoitteen 2 tiedot viittaavat siihen, että päivän viimeisen leikkauksen ja ensimmäisen leikkauksen välinen väsymys on suurempi kuin ero tavoitteessa 1 (Cohenin d 0,90), joten tähän tutkimuskysymykseen tarvitaan 27 koehenkilöä/ryhmä. Lopuksi tavoitteessa 3, jossa tutkitaan, ovatko muutokset tuki- ja liikuntaelimistön väsymyksen taustalla muutoksilla motorisessa hallinnassa ja kognitiivisessa väsymyksessä. Tutkijat odottavat RALS:n ja LS:n välisen vaikutuksen koon olevan 0,85, ja siksi he käyttävät ryhmän 31/ryhmän tietoja tämän vaikutuksen tutkimiseen. A priori teholaskentaa käytetään vaaditun näytekoon laskemiseen käyttämällä G*Power 3:a (22). Konservatiivisesti teholaskennan kolmesta arvosta on valittu pienempi (vaikutuskoko 0,82). Jos oletetaan, että Cohenin d on 0,82, tarvitaan 40 osallistujaa ryhmää kohden, jotta 90 %:n teho havaita ryhmien välinen ero alfalla 0,05.

Tilastollinen analyysi: Tuki- ja liikuntaelimistön ja kognitiivisen väsymyksen erojen määrittämiseksi RALS:ssa ja LS:ssä käytetään sekamallin ANOVAa tai ei-parametrista vastaavaa. Tutkimuksen lopussa saadut tiedot ja johtopäätökset tukevat suosituksia sekä tieteellisessä kirjallisuudessa (julkaisut) että levityksessä konferensseissa projektin loppupuolella (ks. Gantt-kaavio). Tutkimus on alusta, jolla kehitetään vahva perustelu pitkäaikaisista tuki- ja liikuntaelimistön vaikutuksista kirurgeihin, jotka suorittavat minimaalisia pääsytoimenpiteitä RALSissa.