Migliorare l'acquisizione e la conservazione delle abilità laparoscopiche con la stimolazione transcranica a corrente continua

Razionale: i recenti cambiamenti negli ambienti di formazione medica hanno portato molti tirocinanti a non avere sufficienti opportunità di acquisire competenze specifiche necessarie per la loro specialità. Sono necessari nuovi metodi per migliorare l'acquisizione e il mantenimento delle competenze mediche e chirurgiche per garantire la qualità della futura forza lavoro medica. La stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS) è un metodo emergente di stimolazione cerebrale non invasiva che ha dimostrato di migliorare in modo sicuro l'apprendimento motorio negli adulti e nei bambini. Anche un modesto miglioramento dell'acquisizione e del mantenimento delle competenze medico-chirurgiche con tDCS comporta il potenziale per accelerare la formazione delle competenze per gli operatori sanitari, contribuendo così a una maggiore efficienza della formazione e a migliori risultati per i pazienti.

Obiettivi: L'obiettivo di questo studio è valutare se la tDCS può migliorare l'acquisizione e il mantenimento dell'abilità chirurgica laparoscopica.

Etica: questo studio è stato approvato dal Consiglio di etica della ricerca dell'Università di Calgary

Design: studio randomizzato, in doppio cieco, controllato da sham per valutare la capacità di tDCS di migliorare l'apprendimento e il mantenimento delle abilità laparoscopiche.

Stimolazione transcranica a corrente continua: i metodi tDCS utilizzati si basano sulle migliori prove e pratiche disponibili e verranno applicati in modo standardizzato da ricercatori esperti. La tDCS anodica verrà erogata attraverso elettrodi di spugna imbevuti di soluzione salina utilizzando uno stimolatore a corrente continua NeuroConn (NeuroConn, Ilmenau, Germania). L'anodo sarà centrato 2 cm posteriormente alla corteccia motoria primaria sinistra (localizzata utilizzando il sistema 10-20 EEG), con il catodo sopra l'area sopraorbitale controlaterale. Entrambi i gruppi tDCS anodici e fittizi avranno la corrente aumentata fino a 1 milliampere in 30 secondi. Nel gruppo tDCS anodico, la corrente verrà mantenuta per 20 minuti. Nella condizione fittizia di tDCS, la corrente verrà mantenuta per soli 60 secondi (nessun cambiamento nell'eccitabilità corticale) seguita da una rampa di discesa di 30 secondi.

Partecipanti: Saranno reclutati studenti di medicina (anni 1-3) e residenti in chirurgia generale (anno post-laurea 1-5) della Cumming School of Medicine (Università di Calgary). Per garantire competenze di base comparabili, i tirocinanti saranno esclusi se hanno seguito una formazione laparoscopica formale negli ultimi 3 mesi (solo studenti di medicina).

I calcoli delle dimensioni del campione si basano sulle misure delle prestazioni per il punteggio di taglio del modello, determinate attraverso studi pilota (discussi di seguito). Sulla base di un miglioramento del punteggio di due volte superiore al post-allenamento, potenza del 90% e errore di tipo 1 di 0,05, i ricercatori stimano una dimensione del campione di un minimo di 48 partecipanti (n=24 per condizione di stimolazione, con un uguale numero di specializzandi e studenti di medicina per braccio).

Disegno dello studio: verrà compilato un breve questionario per determinare le caratteristiche demografiche, tra cui: sesso, età, livello di formazione, data dell'ultimo corso Fondamenti di chirurgia laparoscopica completato (se applicabile), quante volte i partecipanti hanno eseguito la chirurgia laparoscopica su un paziente, quante volte i partecipanti hanno eseguito compiti laparoscopici su un simulatore laparoscopico, quanto spesso i partecipanti giocano ai videogiochi e quanto spesso i partecipanti suonano uno strumento musicale.

I partecipanti saranno reclutati presso l'Advanced Technical Skills and Simulation Laboratory (Università di Calgary) e saranno orientati allo spazio di lavoro. I partecipanti completeranno la formazione sulle attività laparoscopiche su un box trainer laparoscopico (Fundamentals of Laparoscopic Surgery Trainer System, Limbs & Things Inc, Georgia, USA) costituito da una telecamera ottica, strumenti laparoscopici e un monitor che visualizza il campo visivo. La vista della telecamera ottica verrà registrata per il punteggio retroattivo. I partecipanti vedranno un video di addestramento laparoscopico standardizzato, creato da un esperto in chirurgia laparoscopica, che mostra due attività fondamentali di chirurgia laparoscopica (FLS) che verranno eseguite utilizzando il simulatore: un'attività di trasferimento di peg (A) e di taglio del modello (B). L'attività di trasferimento dei pioli richiede l'uso di due dissettori per trasferire sei anelli ai pioli all'estremità opposta del pannello forato e riportarli nella posizione originale. L'operazione di taglio del modello prevede un pezzo di garza di 10x10 cm con un cerchio di 4 cm di diametro pre-disegnato al centro che viene posizionato al centro del piano di lavoro. I partecipanti sono tenuti a utilizzare un dissettore e forbici endoscopiche per tagliare il cerchio contrassegnato, liberandolo dalla garza non contrassegnata circostante. Un punteggio temporale verrà calcolato sottraendo il tempo di completamento in secondi dal tempo limite dell'attività di 300 secondi. Verrà calcolato un punteggio di errore per ciascuna attività come: la percentuale di pioli che non è stato possibile trasferire a causa della caduta al di fuori del campo visivo (ovvero 1 piolo su 6 perso = 17 secondi di penalità), o la deviazione percentuale dell'area di tagliando un cerchio perfetto. Un punteggio totale viene calcolato sottraendo il punteggio di errore dal punteggio del tempo. Questi due compiti FLS rappresentano abilità che richiedono abilità bimanuali (trasferimento dei pioli) o unimanuali (taglio del modello). Inoltre, questi due compiti sono stati scelti in quanto i punteggi sono correlati al livello di allenamento e sono predittivi delle prestazioni intraoperatorie.

I partecipanti completeranno l'attività A seguita dall'attività B, stabilendo l'abilità di base. Le attività verranno registrate e valutate retroattivamente, in cieco rispetto all'allocazione di gruppo, per quantificare il tempo e i punteggi di errore. I partecipanti saranno randomizzati al computer per ricevere tDCS fittizi o attivi. I partecipanti eseguiranno i due compiti FLS in modo interlacciato (ABAB), un paradigma suggerito per migliorare l'acquisizione di abilità laparoscopiche, con otto ripetizioni di allenamento di ciascun compito. Dopo il blocco di allenamento finale, gli elettrodi tDCS verranno rimossi e verrà eseguita una valutazione finale del compito sia per il compito A che per il compito B. Il Purdue Pegboard Test (PPT) verrà eseguito al basale e dopo l'allenamento per esaminare la funzione della mano unilaterale, fungere da misura di sicurezza. Sei settimane dopo la formazione i partecipanti torneranno per valutare la conservazione dell'abilità laparoscopica, con una singola ripetizione dell'attività A e B. Prove emergenti suggeriscono che un significativo decadimento dell'abilità laparoscopica è presente sei settimane dopo la formazione. La quantità di pratica laparoscopica tra la giornata di formazione e il follow-up sarà calcolata per i residenti, per garantire che la formazione standard rimanga ininterrotta.

Analisi dei dati: il cambiamento medio in ciascun risultato dal basale al post-allenamento al follow-up sarà confrontato tra tDCS e sham (ANOVA a due vie a misura ripetuta per i fattori "tipo di stimolazione" e "punto temporale di valutazione"). L'ANOVA a misure ripetute a due vie per i fattori "tipo di stimolazione" e "blocco di allenamento" esplorerà l'interazione tra tDCS e allenamento con o senza feedback per ciascun risultato. Qualsiasi decadimento del punteggio PPT nei gruppi tDCS sham o anodici sarà valutato utilizzando un tDCS accoppiato. Gli studenti di medicina e gli specializzandi saranno valutati in modo indipendente. Il livello di formazione dei residenti sarà preso in considerazione retroattivamente nella nostra analisi.