Virtuele chirurgie: constructie van een trainingsprogramma en analyse van significante factoren voor operationele prestaties

Achtergrond:

Operaties aan het netvlies en het verwijderen van het glasachtig lichaam (vitrectomie) is een ingreep die sterk in opkomst is. Demografische mix en een snel toenemende incidentie van leefstijlgerelateerde ziekten zoals diabetes mellitus leiden tot een grotere operationele behoefte [1]. Oorzaken van vitrectomie zijn onder meer bloeding in het glasvocht van het oog, netvliesloslating, een gaatje in de macula van het netvlies (maculagat) en verwijdering van bindweefsel (epiretinaal membraan) bij de macula.

Vitrectomie ging voorheen gepaard met hoge risico's en werd daarom alleen in bijzondere gevallen uitgevoerd, maar de laatste jaren zijn de operationele resultaten aanmerkelijk beter geworden - niet in de laatste plaats door de introductie van technologische ontwikkelingen zoals kleinere en betere instrumenten. Desalniettemin is het een type operatie waarvoor de chirurg een lange training vereist en een verhoogd risico op operatieve complicaties in een vroeg stadium. Om deze reden is virtuele chirurgie geschikt om te helpen bij het trainen en onderhouden van operationele vaardigheden [2, 3].

Onderzoekseenheid Oogheelkunde aan de Universiteit van Odense en de Zuidelijke Universiteit ontving in 2007 een subsidie ​​van de Velux Foundation voor het verkrijgen van een EyeSi (oogchirurgische simulator) Chirurgische Simulator (VRMagic Gesellschaft mit beschränkter Haftung (GmbH), Mannheim, Duitsland). Deze chirurgische oogsimulator is vervolgens een groot plezier geweest voor oogchirurgen uit het hele land die de machine hebben gebruikt om operatieprocedures te trainen en te onderhouden.

Het apparaat kan zowel worden gebruikt voor het trainen van cataractoperaties als voor het trainen van reacties in het achterste deel van het oog (vitreoretinale chirurgie), chirurgie van het glasachtig lichaam en het netvlies. Er is een toenemende onderzoeksactiviteit binnen op EYESI gebaseerde virtuele oogchirurgie [4-6], maar tot nu toe was dit voorbehouden aan training in staaroperaties. De onderzoekers hebben bijvoorbeeld eerder kunnen aantonen dat herhaalde training in cataractchirurgie het chirurgisch leren bevordert en de kwalificaties van toekomstige oogchirurgen verbetert [7]. Vervolgens heeft een andere Deense groep voorstellen gepubliceerd voor specifieke vereisten voor simulaties [8], en simulatietraining wordt vervolgens geïntroduceerd als onderdeel van de opleiding van toekomstige staarchirurgen in het land.

Er is geen eerder gepubliceerd onderzoek naar virtuele vitreoretinale chirurgie, maar dit is niettemin essentieel voor een betere chirurgische training. De vitreoretinale trainingsmodules omvatten oefeningen in verschillende moeilijkheidsgraden op tal van gebieden, zoals navigatietraining, pincettraining, antitremortraining, bimanuele training, bimanuele schaartraining, lasercoagulatie, posterieure hyaloïdetraining, epiretinale membraanpeeling, interne begrenzingsmembraan ( ILM) Training en netvliesloslating. Vanwege de vele mogelijke oefeningen is het belangrijk om een ​​vitreoretinaal trainingsprogramma te ontwikkelen met relevante modules op de juiste moeilijkheidsgraad.

Een van de belangrijkste vereisten voor een dergelijk programma is dat het een hoge constructievaliditeit moet vertonen [9]. Dit betekent dat het programma in staat moet zijn om de gewenste vaardigheden te meten, in dit geval chirurgische vaardigheden in groepen met verschillende competentieniveaus. Het moet met andere woorden mogelijk zijn om opgeleide vitreoretinale chirurgen te onderscheiden van ongetrainde chirurgen. Hieruit kunnen referentiescores worden ontwikkeld en kan het programma worden geïmplementeerd in chirurgische trainingen.

Veel chirurgische aandoeningen - zoals netvliesloslating - vorderen met de tijd en het is vaak niet bekend wanneer de ideale operatie is [10]. Aan de ene kant kan het het beste zijn om vroeg te opereren en zo het risico op ziekteprogressie vóór de operatie te verkleinen. Anderzijds is het ook belangrijk om rekening te houden met factoren zoals de aanwezigheid van de juiste operationele expertise en het vermoeidheids- en stressniveau van de chirurg.

Aandoeningen zoals laatstgenoemde zijn duidelijk moeilijk klinisch te testen en virtuele chirurgie maakt het dus mogelijk om onderzoeken te ontwerpen die het testen van omstandigheden zoals slaapgebrek en andere operationele afleidingen veilig mogelijk maken.

Doel:

Het doel van deze studie is 1) om de training van toekomstige vitreoretinale chirurgen te vergemakkelijken door een virtueel trainingsprogramma met hoge constructievaliditeit te introduceren, en 2) om te verduidelijken welke externe omstandigheden de prestaties van getrainde operatoren beïnvloeden die het virtuele trainingsprogramma gebruiken.

Deelstudie A:

Uit de trainingssessies, simulatiehandleidingen en begeleiding van vitreoretinale chirurgen worden voorstellen voor een virtueel vitreoretinaal trainingsprogramma samengesteld inclusief relevante modules in de juiste moeilijkheidsgraad.

Dit programma wordt getest in drie groepen:

1. Groep met getrainde vitreoretinale chirurgen (n = 5).
2. Groep met toekomstige oogartsen in opleiding (n = 10).
3. Groep geneeskundestudenten met beperkte kennis van de anatomie en pathologie (n = 20).

Elke groep moet het programma twee keer doorlopen met een tussenpoos van een tot twee weken, en de resultaten van de tweede trainingssessie worden bepaald. Vervolgens wordt de constructvaliditeit van de individuele modules geëvalueerd, ervan uitgaande dat een bepaalde module een hoge constructievaliditeit vertoont, als de mediaanscore voor groep 1 hoger is dan die van groep 2, die op zijn beurt hoger is dan die van groep 3 (getest door Cuzicks test voor tendens).

Modules met een hoge constructievaliditeit worden dan meegenomen in het uiteindelijke model.

Deelstudie B:

Op basis van het samengestelde programma in deelonderzoek A doorlopen vijf proefpersonen een intensief trainingsprogramma, dat eindigde wanneer ze dezelfde doelscore bereikten als groep 1 in deelonderzoek A. De doelscore wordt nu gebruikt als referentie voor volgende oefeningen.

De proefpersoon voert vervolgens het trainingsprogramma uit onder invloed van de volgende operationele uitdagingen:

1. Bediening met niet-dominante hand.
2. Bediening met auditieve afleiding.
3. Bediening tijdens de nachtelijke slaap.
4. Werking na 12 uur vasten voor vast voedsel.
5. Operatie na 24 uur slaaptekort. Vervolgens wordt berekend welk van de vijf programma's, wat resulteert in een gewijzigde testscore in vergelijking met de doelscore (getest door Wilcoxon matched ondertekend rank sum-test).