経頭蓋直流刺激による腹腔鏡下スキルの獲得と保持の強化
調査の概要
詳細な説明
理論的根拠: 最近の医療トレーニング環境の変化により、多くの研修生が専門分野に必要な特定のスキルを習得する十分な機会を失っています。 将来の医師の労働力の質を確保するには、医療および外科のスキルの習得と保持を強化する新しい方法が必要です。 経頭蓋直流刺激 (tDCS) は、大人と子供の運動学習を安全に強化することが示されている非侵襲的な脳刺激の新しい方法です。 tDCS を使用した内科手術スキルの獲得と保持のわずかな強化でも、医療提供者のスキルトレーニングを加速する可能性があり、それによってトレーニング効率の向上と患者の転帰の改善に貢献します。
目的: この研究の目的は、tDCS が腹腔鏡手術能力の獲得と保持を強化できるかどうかを評価することです。
倫理: この研究は、カルガリー大学研究倫理委員会によって承認されています。
設計: tDCS が腹腔鏡検査スキルの学習と保持を強化する能力を評価するための無作為化二重盲検シャム対照試験。
経頭蓋直流刺激: 使用される tDCS メソッドは、利用可能な最良の証拠と実践に基づいており、経験豊富な研究者によって標準化された方法で適用されます。 陽極tDCSは、NeuroConn直流刺激装置(NeuroConn、Ilmenau、Germany)を使用して、生理食塩水に浸したスポンジ電極を通して送達される。 陽極は左一次運動皮質の 2cm 後方 (10-20 EEG システムを使用してローカライズ) の中心に配置され、陰極は反対側の眼窩上領域に配置されます。 陽極と偽の tDCS グループの両方で、電流が 30 秒間で 1 ミリアンペアまで上昇します。 陽極 tDCS グループでは、電流が 20 分間保持されます。 偽の tDCS 条件では、電流は 60 秒間だけ保持され (皮質の興奮性に変化はありません)、その後 30 秒間のランプダウンが続きます。
参加者: カミング医科大学 (カルガリー大学) の医学生 (1 ~ 3 年) および一般外科レジデント (大学院 1 ~ 5 年) が募集されます。 同等のベースライン スキルを確保するために、過去 3 か月間に正式な腹腔鏡トレーニングを受けた研修生は除外されます (医学生のみ)。
サンプル サイズの計算は、パイロット スタディ (以下で説明) を通じて決定されたパターン カット スコアのパフォーマンス測定に基づいています。 トレーニング後のスコアの 2 倍の改善、検出力 90%、タイプ 1 エラー 0.05 に基づいて、研究者は最低 48 人の参加者のサンプルサイズを推定します (刺激条件ごとに n=24、腕あたりのレジデントと医学生の数)。
研究デザイン: 性別、年齢、トレーニングのレベル、腹腔鏡手術の基礎コースを最後に修了した日付 (該当する場合)、参加者が患者に対して腹腔鏡手術を行った回数、参加者が腹腔鏡シミュレーターで腹腔鏡タスクを実行した回数、参加者がビデオゲームをプレイする頻度、および参加者が楽器を演奏する頻度。
参加者は、Advanced Technical Skills and Simulation Laboratory (University of Calgary) で募集され、ワークスペースに向けられます。 参加者は、光学カメラ、腹腔鏡器具、および視野を表示するモニターで構成される腹腔鏡ボックストレーナー (腹腔鏡手術トレーナーシステムの基礎、Limbs & Things Inc、ジョージア州、米国) で腹腔鏡タスクトレーニングを完了します。 光学カメラ ビューは、遡及的なスコアリングのために記録されます。 参加者は、腹腔鏡手術の専門家によって作成された標準化された腹腔鏡トレーニング ビデオを見て、シミュレーターを使用して実行される腹腔鏡手術 (FLS) タスクの 2 つの基本を示します: ペグ転送 (A) とパターン切断タスク (B)。 ペグ転送タスクでは、ペグボードの反対側の端にあるペグに 6 つのリングを転送し、元の場所に戻すために、2 つの解剖器具を使用する必要があります。 パターンカット作業には、中央に直径4cmの円が事前に描かれた10x10cmのガーゼがワークボードの中央に配置されます. 参加者は、解剖器具と内視鏡用ハサミを使用して、マークされた円を切り取り、周囲のマークのないガーゼから解放する必要があります。 時間スコアは、タスクのカットオフ時間 300 秒から完了時間を秒単位で差し引いて計算されます。 エラー スコアは、タスクごとに次のいずれかとして計算されます: 視野外に落としたために移動できなかったペグの割合 (つまり、ペグ 6 個中 1 個を失った = 17 秒のペナルティ)、または面積偏差のパーセンテージ真円を切る。 合計スコアは、時間スコアからエラー スコアを差し引いて計算されます。 これら 2 つの FLS タスクは、両手 (ペグ転送) または片手 (パターンカット) の能力を必要とするスキルを表しています。 さらに、これらの 2 つのタスクは、スコアがトレーニング レベルと相関し、術中のパフォーマンスを予測するものとして選択されました。
参加者は、タスク A に続いてタスク B を完了し、ベースライン スキルを確立します。 タスクは、時間とエラーのスコアを定量化するために、グループの割り当てを知らずに、さかのぼって記録およびスコア付けされます。 参加者は、偽またはアクティブな tDCS を受け取るためにコンピューターで無作為化されます。 参加者は、2 つの FLS タスクをインターリーブ方式 (ABAB) で実行します。このパラダイムは、腹腔鏡検査のスキルの習得を強化するために提案されており、各タスクを 8 回繰り返します。 最後のトレーニング ブロックに続いて、tDCS 電極が削除され、タスク A と B の両方に対して最終タスク評価が実行されます。パーデュー ペグボード テスト (PPT) は、ベースラインとトレーニング後に実行され、片側の手の機能を調べます。安全対策として。 トレーニングの 6 週間後、参加者はタスク A と B を 1 回繰り返して、腹腔鏡のスキルの保持を評価するために戻ります。新たな証拠は、トレーニングの 6 週間後に腹腔鏡のスキルが大幅に低下することを示唆しています。 トレーニング日とフォローアップの間の腹腔鏡検査の練習の量は、標準的なトレーニングが中断されないようにするために、研修医のために考慮されます。
データ分析: ベースラインからトレーニング後、フォローアップまでの各結果の平均変化は、tDCS と偽の間で比較されます (因子「刺激タイプ」および「評価時点」の双方向反復測定 ANOVA)。 因子「刺激タイプ」および「トレーニング ブロック」の双方向反復測定 ANOVA は、tDCS と各結果のフィードバックの有無にかかわらずトレーニングとの間の相互作用を調査します。 シャムまたは陽極 tDCS グループの PPT スコアの低下は、ペア tDCS を使用して評価されます。 医学生と専門医は個別に評価されます。 居住者の訓練のレベルは、分析にさかのぼって考慮されます。
研究の種類
入学 (予想される)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究場所
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Alberta
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Calgary、Alberta、カナダ、T2N 1N4
- Cumming School of Medicine
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
- 子
- 大人
- 高齢者
健康ボランティアの受け入れ
受講資格のある性別
説明
包含基準:
- 医学生または一般外科レジデント
- インフォームドコンセント
除外基準:
- 発達障害、神経障害または神経精神障害の診断
- 向精神薬の服用
- 頭部に取り外せない金属製の物体が埋め込まれている
- ペースメーカーまたはその他の埋め込み型電気機器を持っている
- 妊娠中
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
- 主な目的:他の
- 割り当て:ランダム化
- 介入モデル:並列代入
- マスキング:ダブル
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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偽コンパレータ:医学生 - シャム tDCS
参加者:カミング医科大学(カルガリー大学)の医学生1~3年生。 デバイス: シャム tDCS。 45 秒で 1 ミリアンペアまでランプアップ、60 秒で 1 ミリアンペアの電流ホールド、45 秒で 0 ミリアンペアまでランプダウン。 陽極は左一次運動皮質の 2cm 後方に配置し、陰極は反対側の眼窩上領域に配置しました。 |
NeuroConn 直流刺激装置。
偽の tDCS: 45 秒で 1 ミリアンペアまでランプアップ、1 ミリアンペアで 60 秒の電流ホールド、45 秒で 0 ミリアンペアまでランプダウン。
陽極は左一次運動皮質の 2cm 後方に配置し、陰極は反対側の眼窩上領域に配置しました。
他の名前:
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偽コンパレータ:一般外科レジデント - シャム tDCS
参加者: カミング医科大学 (カルガリー大学) の 1 年生から 5 年生の一般外科レジデント。 デバイス: シャム tDCS。 45 秒で 1 ミリアンペアまでランプアップ、60 秒で 1 ミリアンペアの電流ホールド、45 秒で 0 ミリアンペアまでランプダウン。 陽極は左一次運動皮質の 2cm 後方に配置し、陰極は反対側の眼窩上領域に配置しました。 |
NeuroConn 直流刺激装置。
偽の tDCS: 45 秒で 1 ミリアンペアまでランプアップ、1 ミリアンペアで 60 秒の電流ホールド、45 秒で 0 ミリアンペアまでランプダウン。
陽極は左一次運動皮質の 2cm 後方に配置し、陰極は反対側の眼窩上領域に配置しました。
他の名前:
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実験的:医学生 - 陽極tDCS
参加者:カミング医科大学(カルガリー大学)の医学生1~3年生。 デバイス: 陽極 tDCS。 45 秒で 1 ミリアンペアまでランプアップ、1 ミリアンペアで 20 分間電流を保持、45 秒で 0 ミリアンペアまでランプダウン。 陽極は左一次運動皮質の 2cm 後方に配置し、陰極は反対側の眼窩上領域に配置しました。 |
NeuroConn 直流刺激装置。
アノード tDCS: 45 秒で 1 ミリアンペアまでランプアップ、1 ミリアンペアで 20 分間電流を保持、45 秒で 0 ミリアンペアまでランプダウン。
陽極は左一次運動皮質の 2cm 後方に配置し、陰極は反対側の眼窩上領域に配置しました。
他の名前:
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実験的:一般外科レジデント - 陽極 tDCS
参加者: カミング医科大学 (カルガリー大学) の 1 年生から 5 年生の一般外科レジデント。 デバイス: 陽極 tDCS。 45 秒で 1 ミリアンペアまでランプアップ、1 ミリアンペアで 20 分間電流を保持、45 秒で 0 ミリアンペアまでランプダウン。 陽極は左一次運動皮質の 2cm 後方に配置し、陰極は反対側の眼窩上領域に配置しました。 |
NeuroConn 直流刺激装置。
アノード tDCS: 45 秒で 1 ミリアンペアまでランプアップ、1 ミリアンペアで 20 分間電流を保持、45 秒で 0 ミリアンペアまでランプダウン。
陽極は左一次運動皮質の 2cm 後方に配置し、陰極は反対側の眼窩上領域に配置しました。
他の名前:
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この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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腹腔鏡下手術の基礎のパターン切断タスクの合計スコアの変化
時間枠:ベースラインとトレーニング直後
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「ベースライン トライアル」が実行され、続いて 8 つの連続した「トレーニング トライアル」が実行され、その後すぐに「ポスト トレーニング トライアル」が続きます。 合計スコアは、時間スコアからエラー スコアを差し引いて計算されます。 時間スコアは、タスクのカットオフ時間 300 秒から完了時間を秒単位で差し引いて計算されます。 エラー スコアは、完全な円を切断する面積偏差のパーセンテージとして計算されます。 |
ベースラインとトレーニング直後
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腹腔鏡手術の基礎ペグ転送タスクの合計スコアの変化
時間枠:ベースラインとトレーニング直後
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「ベースライン トライアル」が実行され、続いて 8 つの連続した「トレーニング トライアル」が実行され、その後すぐに「ポスト トレーニング トライアル」が続きます。 合計スコアは、時間スコアからエラー スコアを差し引いて計算されます。 時間スコアは、タスクのカットオフ時間 300 秒から完了時間を秒単位で差し引いて計算されます。 エラー スコアは、視野の外に落としたために転送できなかったペグの割合として計算されます (つまり、6 個のペグのうち 1 個が失われた = 17 秒のペナルティ)。 |
ベースラインとトレーニング直後
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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腹腔鏡手術の基礎の保持パターン切断タスクの合計スコア
時間枠:トレーニング後 6 週間
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スキルの保持は、トレーニング セッションの 6 週間後に検査されます。
スコアは、一次結果測定で概説されているように計算されます。
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トレーニング後 6 週間
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腹腔鏡手術の基礎の保持ペグ転送タスクの合計スコア
時間枠:トレーニング後 6 週間
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スキルの保持は、トレーニング セッションの 6 週間後に検査されます。
スコアは、一次結果測定で概説されているように計算されます。
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トレーニング後 6 週間
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その他の成果指標
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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Purdue Pegboard テストのスコアの変化
時間枠:ベースラインとトレーニング直後
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Purdue Pegboard Test は、一般的な手の機能の安全対策として、ベースライン時およびトレーニング直後に実施されます。
参加者は、左手または右手を使用してペグを配置するために 30 秒間与えられます。
テストは各手で 3 回繰り返されます。
「Purdue Pegboard Test スコアの変化」は、ハンドごとに 3 回繰り返したスコアの平均をとって計算されます。
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ベースラインとトレーニング直後
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TDCS 感覚のビジュアル アナログ スケール
時間枠:ベースラインとトレーニング直後
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「かゆみ、灼熱感、うずき、不快感、および痛み」の感覚は、数値視覚アナログスケールを使用して参加者によってランク付けされます。
参加者は各感覚を 0 ~ 10 のスケールで個別にランク付けします。「0」は「感覚が存在しない」、「5」は「感覚は適度に許容できる」、「10」は「感覚は許容できない」を表します。
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ベースラインとトレーニング直後
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協力者と研究者
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出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Nitsche MA, Paulus W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. J Physiol. 2000 Sep 15;527 Pt 3(Pt 3):633-9. doi: 10.1111/j.1469-7793.2000.t01-1-00633.x.
- Reis J, Schambra HM, Cohen LG, Buch ER, Fritsch B, Zarahn E, Celnik PA, Krakauer JW. Noninvasive cortical stimulation enhances motor skill acquisition over multiple days through an effect on consolidation. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Feb 3;106(5):1590-5. doi: 10.1073/pnas.0805413106. Epub 2009 Jan 21.
- Lewis FR, Klingensmith ME. Issues in general surgery residency training--2012. Ann Surg. 2012 Oct;256(4):553-9. doi: 10.1097/SLA.0b013e31826bf98c. No abstract available.
- Coleman JJ, Esposito TJ, Rozycki GS, Feliciano DV. Early subspecialization and perceived competence in surgical training: are residents ready? J Am Coll Surg. 2013 Apr;216(4):764-71; discussion 771-3. doi: 10.1016/j.jamcollsurg.2012.12.045.
- Mattar SG, Alseidi AA, Jones DB, Jeyarajah DR, Swanstrom LL, Aye RW, Wexner SD, Martinez JM, Ross SB, Awad MM, Franklin ME, Arregui ME, Schirmer BD, Minter RM. General surgery residency inadequately prepares trainees for fellowship: results of a survey of fellowship program directors. Ann Surg. 2013 Sep;258(3):440-9. doi: 10.1097/SLA.0b013e3182a191ca.
- Derossis AM, Fried GM, Abrahamowicz M, Sigman HH, Barkun JS, Meakins JL. Development of a model for training and evaluation of laparoscopic skills. Am J Surg. 1998 Jun;175(6):482-7. doi: 10.1016/s0002-9610(98)00080-4.
- Reis J, Fritsch B. Modulation of motor performance and motor learning by transcranial direct current stimulation. Curr Opin Neurol. 2011 Dec;24(6):590-6. doi: 10.1097/WCO.0b013e32834c3db0.
- Ciechanski P, Cheng A, Damji O, Lopushinsky S, Hecker K, Jadavji Z, Kirton A. Effects of transcranial direct-current stimulation on laparoscopic surgical skill acquisition. BJS Open. 2018 Mar 13;2(2):70-78. doi: 10.1002/bjs5.43. eCollection 2018 Apr.
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (見積もり)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
その他の研究ID番号
- REB15-2443
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