Ergonomie du chirurgien en chirurgie laparoscopique assistée par robot vs chirurgie laparoscopique standard (MURALS)

Le nombre d'interventions chirurgicales réalisées à l'aide de techniques d'accès minimal est en augmentation en raison de l'amélioration des temps de récupération des patients. Ainsi, les chirurgiens réalisent un nombre croissant d'interventions endoscopiques/laparoscopiques et opèrent sur des durées plus longues. Une méta-analyse récente a montré que les blessures musculo-squelettiques liées au travail chez les chirurgiens sont courantes (1) et que les chirurgiens sont parmi les plus à risque de déclin musculo-squelettique lié au travail (2). En effet, la prévalence des pathologies dégénératives du rachis est de 17 %, celle des pathologies de la coiffe des rotateurs de 18 % et celle des pathologies dégénératives du rachis lombaire de 19 % (1). Les chirurgiens ressentent des douleurs musculo-squelettiques liées au travail en plus des blessures, et la douleur est très répandue dans le cou (48 %), l'épaule (43 %) et le dos (50 %) (13).

Selon l'Office for National Statistics du Royaume-Uni, les problèmes musculo-squelettiques parmi la main-d'œuvre sont la deuxième cause d'absence (17,7 %) et représentent 23 jours d'absence/an (2). Ce n'est pas différent aux États-Unis où le Bureau of Labor Statistics estime que 62% de toutes les blessures des travailleurs et 32% des jours de travail manqués résultent de problèmes musculo-squelettiques. Collectivement, ces données suggèrent que les problèmes musculo-squelettiques causés par les carrières en chirurgie peuvent réduire la santé physique, qui est associée à une productivité réduite, à la longévité de la carrière et même à la qualité des soins aux patients.

La chirurgie laparoscopique assistée par robot (RALS) est une technologie moderne qui pourrait aider à atténuer ces problèmes musculo-squelettiques et ainsi améliorer les soins aux patients. Par rapport à la chirurgie laparoscopique standard (LS), le RALS offre des mouvements du poignet plus stables avec un effet de pivot réduit, ce qui profite au patient (3). Il existe de nouvelles preuves que le RALS est associé à un taux inférieur de problèmes musculo-squelettiques (23 à 80 %) que le LS (70 à 100 %) (1). Le RALS peut donc être une alternative intéressante au LS, malgré le coût élevé de l'équipement et la courbe d'apprentissage abrupte pendant la formation.

Aucune étude n'a comparé les exigences du RALS par rapport au LS sur la fatigue musculo-squelettique (et le risque de blessure ultérieur) et si ces changements sont sous-tendus par des changements dans la fatigue cognitive. Les enquêteurs visent à déterminer si une carrière utilisant le RALS est associée à une meilleure santé musculo-squelettique pour les chirurgiens que le LS standard lors de l'exécution de procédures complexes peu invasives.

L'hypothèse est que le RALS réduira la fatigue musculo-squelettique et la prévalence des lésions musculo-squelettiques chez les chirurgiens par rapport au LS. Si cela est vrai, le RALS devrait bénéficier d'un soutien accru en préservant la santé du chirurgien et en réduisant ainsi les coûts pour les prestataires de soins de santé.

Sujets de recherche (chirurgiens et patients) Chirurgiens : les enquêteurs recruteront des chirurgiens effectuant des interventions chirurgicales qui ont des niveaux d'expérience similaires entre les groupes RALS et LS. Les chirurgiens rempliront un questionnaire concernant les heures de travail et l'expérience, le niveau d'activité physique (par exemple, le sport, le vélo pour se rendre au travail ou le jardinage), l'état de santé général et les symptômes musculo-squelettiques au cours des 12 derniers mois en utilisant les questionnaires nordiques standardisés pour l'analyse des symptômes musculo-squelettiques (11 ). Les chercheurs quantifieront également la composition corporelle (taille, poids corporel, IMC, masse musculaire, masse grasse) à l'aide d'une analyse d'impédance bioélectrique validée cliniquement. Les chirurgiens seront généralement appariés pour l'âge et l'expérience chirurgicale, l'anthropométrie et le sexe. Patients : Pour compléter le travail, les enquêteurs utiliseront les données de n = 40 patients opérés en RALS et n = 40 groupes LS qui seront appariés selon l'âge, le sexe, l'IMC et le score de risque préopératoire.

Procédure chirurgicale et conception globale de l'étude Les données seront collectées au cours des procédures d'index : par exemple la prostatectomie ou la résection antérieure en utilisant soit RALS soit LS. Avant la chirurgie, les chirurgiens sont équipés à la fois d'EMG (pour mesurer la fatigue musculaire) et d'EEG (pour mesurer la fatigue cognitive). Les chirurgiens rempliront une série de questionnaires validés avant et après chaque intervention chirurgicale pour déterminer subjectivement la tension/douleur musculo-squelettique et la fatigue cognitive.

Cette recherche est menée en chirurgie réelle et le contrôle des conditions entre les opérations est un défi unique. L'étude exclura toutes les opérations où les complications entraînent une intervention chirurgicale prenant plus de 50 % de la durée moyenne de l'intervention chirurgicale, afin d'éviter que cela ne fausse les données en faveur d'un effet sur la fatigue musculo-squelettique. Ce temps moyen moyen comprendra également des procédures spécifiques, par ex. Prostatectomie - définition des marges de résection en disséquant le fascia endopelvien et en mobilisant les vésicules séminales, le rectum et le col de la vessie, en définissant et en sectionnant les pédicules prostatiques ; sectionner le col de la vessie, l'urètre et la prostate ; anastomosant l'urètre au col de la vessie. Chirurgie intestinale - identifier, sectionner et ligaturer le pédicule ; mobilisation latérale et préservation des uretères, et anastomose intestinale.

Les enquêteurs évalueront la fatigue aiguë en comparant RALS et LS au cours d'une seule intervention chirurgicale qui est la première intervention chirurgicale d'un jour donné. Pour déterminer la fatigue cumulée (effets chroniques de la chirurgie, objectif 2), une comparaison sera faite entre la première et la dernière chirurgie du sujet du jour où > 2 chirurgies ont été réalisées.

Mesure de la fatigue musculo-squelettique (EMG) Justification EMG. L'étude utilisera l'électromyographie (EMG) pour déterminer les changements aigus et chroniques dans les exigences musculo-squelettiques associées à la chirurgie RALS et LS. L'EMG de surface est une procédure non invasive qui mesure l'activité musculaire en enregistrant le signal électrique généré lors du recrutement des fibres musculaires. Sa capacité à évaluer la fatigue est établie depuis longtemps (ex. (4)) et il a été largement utilisé dans de nombreuses populations, y compris les athlètes (par ex. (5)), dentistes (6) et chirurgiens (ex. (7,8)) L'EMG sera recueilli pendant 200 s (9) à 0, 30, 60, 90 et 120 minutes d'une intervention chirurgicale d'environ 2 heures. En plus de ces points temporels, les données EMG seront collectées lors de tâches cliniquement importantes (par ex. suture à la fin de la chirurgie, qui prend généralement 10 minutes).

Protocole EMG. Les chirurgiens fourniront un consentement éclairé écrit avant la participation. Les chirurgiens effectueront des procédures d'index : par exemple une prostatectomie ou une résection antérieure en utilisant soit RALS ou LS ; le protocole de collecte des données EMG sera identique. Avant la chirurgie, les chirurgiens seront équipés de capteurs EMG sans fil. Les procédures de collecte de données EMG suivront les protocoles établis concernant la préparation du site et le placement des électrodes, ainsi que la collecte, le traitement et la normalisation des données (7,12). Brièvement, le site sera rasé et nettoyé avec des lingettes alcoolisées, les électrodes bipolaires étant placées sur le ventre du muscle et parallèles aux fibres du muscle ayant une distance inter-électrodes de 20 mm (12). Des électrodes seront placées sur les muscles du bras, du cou, des épaules et du dos, par ex. muscles fléchisseurs radiaux du carpe, muscle biceps, bilatéralement à partir des muscles trapèzes et bilatéralement à partir du muscle érecteur de la colonne vertébrale. Ces muscles ont été sélectionnés sur la base d'une méta-analyse récente (13). Les électrodes sont installées avant le lavage des chirurgiens pour la chirurgie et les électrodes seront couvertes par des blouses chirurgicales maintenant ainsi un théâtre stérile. Un système EMG sans fil a été sélectionné afin qu'il soit peu invasif et qu'il n'entrave pas les mouvements du chirurgien avec des fils.

Analyse des données EMG. Les données seront collectées et analysées à l'aide d'EMG Works (Delsys Inc., Boston, MA, États-Unis), avec les techniques recommandées de normalisation, d'échantillonnage, de filtrage et de lissage (7). Les enregistrements EMG des données précédentes montrent des changements significatifs au cours des procédures LS chez 70 à 85 % des chirurgiens, principalement dans les muscles du cou, des épaules, des mains, du bas du dos et des membres inférieurs. Les enregistrements des muscles du bras, du cou, de l'épaule et du dos seront surveillés mais les muscles des membres inférieurs ne seront pas inclus car pendant le RALS, les chirurgiens sont assis loin du patient et le fait d'avoir des accoudoirs et des sourcils modifie considérablement la charge de travail sur les membres inférieurs. les comparaisons des muscles des membres inférieurs dans le LS ne sont pas significatives. Une fois le signal EMG normalisé (10), les variables EMG de base, telles que la fréquence et l'amplitude, peuvent fournir des informations sur l'évolution du recrutement des fibres musculaires, à la fois au niveau d'un seul muscle et sur plusieurs muscles (stratégies d'activation / recrutement), tandis que un score de fatigue peut également être calculé (11). Le processus de normalisation peut permettre de comparer les muscles et d'examiner l'activité des muscles à différents moments (c'est-à-dire au cours de la même session ou après un laps de temps plus long ; par exemple. (5,12,13).

Mesure de la fatigue cognitive (EEG) Justification EEG. L'étude utilisera l'électroencéphalographie (EEG) pour déterminer si des modifications aiguës ou chroniques des exigences musculo-squelettiques sont associées à des modifications du contrôle moteur et de la fatigue cognitive. La fatigue cognitive peut être déterminée par des mesures neurophysiologiques, telles que l'électroencéphalogramme. L'EEG peut mesurer l'activité électrique continue du cerveau pendant une tâche donnée, comme pendant la conduite ou pendant une intervention chirurgicale. Les mesures EEG de la fatigue peuvent fournir une quantification objective de l'état cognitif d'un individu en temps réel, supprimant la dépendance à des mesures subjectives telles que l'auto-évaluation ou des questionnaires qui se sont avérés peu fiables pour les états de fatigue modérée. Le cerveau oscille à un certain nombre de fréquences différentes à un moment donné, et cette information est enregistrée dans l'EEG. La puissance de certaines bandes de fréquences a été prise comme indicateur indirect de la fatigue cognitive. Plus précisément, les preuves indiquent que la puissance de la bande alpha (7-13 Hz) est sensible à la fatigue (pour un examen, voir (14)) et a été utilisée pour mesurer la fatigue du conducteur à la fois dans des exercices de circulation réelle et de simulation (15-18) . Lorsque la fatigue augmente, l'activité de la bande alpha se produit en rafales de 500 millisecondes, appelées fuseaux alpha (19). Les fuseaux alpha sont considérés comme reflétant les états de fatigue individuels et peuvent être quantifiés en termes de fréquence, de durée et d'amplitude maximales, donnant lieu à la signature alpha d'un individu (20).

Protocole EEG. Pendant que les chirurgiens font installer des électrodes EMG, une procédure similaire sera effectuée pour les électrodes EEG sans fil. Le site cutané sur la tête sera préparé comme décrit précédemment (21) et le gel d'électrode et le capuchon d'électrode seront appliqués avant le capuchon chirurgical, maintenant ainsi la stérilité du bloc opératoire. Des électrodes seront placées sur le cortex à l'aide d'un montage d'électrodes à 8 canaux pour enregistrer les oscillations EEG en cours pendant la chirurgie pendant 200 s (9) à 0, 30, 60, 90 et 120 minutes d'une procédure chirurgicale d'environ 2 heures. Les électrodes seront positionnées selon le système international de placement des électrodes 10-20. Les principaux canaux EEG d'intérêt seront positionnés sur le cortex occipital et pariétal, à savoir les emplacements des électrodes O1, O2, P3, P4, P7, P8 où l'activité alpha maximale peut être détectée. En plus de ces points temporels, les données EEG seront collectées lors de tâches cliniquement importantes (par ex. suture à la fin de la chirurgie, qui prend généralement 10 minutes). Un système EEG sans fil a été sélectionné de sorte qu'il soit peu invasif et ne cause pas de distraction ou de restriction due au mouvement des fils.

Analyse des données EEG. Les données seront collectées et analysées à l'aide d'Enobio 8 5G (Neuroelectrics, Cambridge, MA, USA) en utilisant des techniques standard de référencement, d'échantillonnage, de filtrage et de lissage (21). Les enquêteurs compareront la puissance alpha maximale et la durée et l'amplitude de la broche alpha, en RALS par rapport à LS. Les changements dans les spectres de puissance EEG, en particulier dans la bande de fréquences alpha, seront utilisés pour surveiller la vigilance et fourniront des informations cruciales pour savoir si la fatigue cognitive sous-tend toute fatigue musculo-squelettique. L'étude sera également en mesure d'identifier comment la vigilance change au fil du temps pendant la chirurgie grâce aux spectres de puissance EEG.

Mesures de l'activité physique et de la santé musculo-squelettique des chirurgiens Il est essentiel que la fatigue musculo-squelettique des chirurgiens ne soit pas influencée par autre chose que l'environnement de travail. Nous utiliserons l'accéléromètre triaxial chaque semaine tout au long de la collecte de données pour mesurer et garantir que les chirurgiens ne modifient pas leurs habitudes d'activité physique (et donc deviennent plus forts ou plus faibles). La nutrition est également essentielle au développement de la force, tout comme une mauvaise nutrition peut entraîner une perte de force. Par conséquent, les chirurgiens rempliront des journaux alimentaires de 3 jours et des analyses alimentaires à des intervalles hebdomadaires tout au long de la période de collecte de données.

Statistiques et analyse de données. Calcul de la puissance : pour répondre à l'objectif 1, les chercheurs prévoient une différence de fatigue musculo-squelettique de 20 % entre le RALS et le LS sur la base des preuves limitées disponibles (1). Par conséquent, sur la base d'une taille d'effet prédite (d de Cohen) de 0,82, un recrutement de 40 sujets en RALS et de 40 sujets en LS (taille d'échantillon totale n = 80) sera effectué. Ces chiffres seront appariés entre les chirurgies de la prostate et de l'intestin. Dans l'objectif 2, les données suggèrent que le niveau de fatigue entre la dernière intervention chirurgicale de la journée par rapport à la première sera supérieur à la différence dans l'objectif 1 (Cohen's d 0,90), donc 27 sujets/groupe sont nécessaires pour cette question de recherche. Enfin, dans le but 3 d'étudier si les modifications de la fatigue musculo-squelettique sont sous-tendues par des modifications du contrôle moteur et de la fatigue cognitive, les chercheurs anticipent une taille d'effet de 0,85 entre RALS et LS et utiliseront donc les données du 31/groupe pour étudier cet effet. Un calcul de puissance a priori sera utilisé pour calculer la taille d'échantillon requise à l'aide de G*Power 3 (22). Par prudence, la plus faible des trois valeurs pour le calcul de la puissance (une taille d'effet de 0,82) a été choisie. En supposant un d de Cohen de 0,82, il faut 40 participants par groupe pour une puissance de 90 % pour détecter une différence entre les groupes, à un alpha de 0,05.

Analyse statistique : pour déterminer les différences de fatigue musculo-squelettique et cognitive dans le RALS et le LS, une ANOVA à modèle mixte ou un équivalent non paramétrique sera utilisé. Les données et les conclusions parvenues à la fin de l'étude alimenteront des recommandations à la fois dans la littérature scientifique (publications) et la diffusion lors de conférences vers la fin du projet (voir diagramme de Gantt). L'étude est la plate-forme pour développer un argumentaire solide concernant les effets musculo-squelettiques à long terme sur les chirurgiens effectuant des procédures d'accès minimales dans le RALS.