Verbetering van laparoscopische vaardigheidsverwerving en -behoud met transcraniële gelijkstroomstimulatie

Achtergrond: Recente veranderingen in medische trainingsomgevingen hebben ertoe geleid dat veel stagiairs niet voldoende kansen hebben gekregen om specifieke vaardigheden te verwerven die nodig zijn voor hun specialiteit. Er zijn nieuwe methoden nodig om de verwerving en het behoud van medische en chirurgische vaardigheden te verbeteren om de kwaliteit van het toekomstige artsenpersoneel te waarborgen. Transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) is een opkomende methode van niet-invasieve hersenstimulatie waarvan is aangetoond dat het motorisch leren bij volwassenen en kinderen veilig verbetert. Zelfs een bescheiden verbetering van het verwerven en behouden van medisch-chirurgische vaardigheden met tDCS heeft het potentieel om de vaardigheidstraining voor zorgverleners te versnellen, en zo bij te dragen aan een grotere trainingsefficiëntie en betere patiëntresultaten.

Doelstellingen: Het doel van deze studie is om te beoordelen of tDCS de verwerving en het behoud van laparoscopisch chirurgisch vermogen kan verbeteren.

Ethiek: Deze studie is goedgekeurd door de Research Ethics Board van de Universiteit van Calgary

Ontwerp: gerandomiseerde, dubbelblinde, schijngecontroleerde studie om het vermogen van tDCS te evalueren om het leren en behouden van laparoscopische vaardigheden te verbeteren.

Transcraniële gelijkstroomstimulatie: de gebruikte tDCS-methoden zijn gebaseerd op de best beschikbare bewijzen en praktijken, en zullen op een gestandaardiseerde manier worden toegepast door ervaren onderzoekers. Anodale tDCS zal worden afgeleverd via met zoutoplossing doordrenkte sponselektroden met behulp van een NeuroConn Direct-Current Stimulator (NeuroConn, Ilmenau, Duitsland). De anode wordt 2 cm achter de linker primaire motorcortex gecentreerd (gelokaliseerd met behulp van het 10-20 EEG-systeem), met de kathode over het contralaterale supraorbitale gebied. Bij zowel anodische als schijn-tDCS-groepen wordt de stroom gedurende 30 seconden opgevoerd tot 1 milliampère. In de anodale tDCS-groep wordt de stroom gedurende 20 minuten vastgehouden. In de schijn-tDCS-toestand wordt de stroom slechts 60 seconden vastgehouden (geen veranderingen in corticale prikkelbaarheid), gevolgd door een uitloop van 30 seconden.

Deelnemers: Geneeskundestudenten (jaar 1-3) en algemene chirurgie-assistenten (postdoctoraal jaar 1-5) van de Cumming School of Medicine (Universiteit van Calgary) zullen worden aangeworven. Om vergelijkbare basisvaardigheden te garanderen, worden stagiairs uitgesloten als ze de afgelopen 3 maanden een formele laparoscopische training hebben gevolgd (alleen medische studenten).

Berekeningen van de steekproefomvang zijn gebaseerd op de prestatiemaatstaven voor de patroonsnijscore, bepaald door middel van pilotstudies (hieronder besproken). Op basis van een twee keer grotere verbetering in score na de training, power van 90% en type 1-fout van 0,05, schatten de onderzoekers een steekproefomvang van minimaal 48 deelnemers (n=24 per stimulatieconditie, met een gelijke aantal bewoners en medische studenten per arm).

Onderzoeksopzet: Er wordt een korte vragenlijst ingevuld om de demografische kenmerken te bepalen, waaronder: geslacht, leeftijd, opleidingsniveau, datum van laatste voltooide cursus Fundamentals of Laparoscopic Surgery (indien van toepassing), hoe vaak deelnemers laparoscopische chirurgie bij een patiënt hebben uitgevoerd, hoe vaak deelnemers laparoscopische taken hebben uitgevoerd op een laparoscopische simulator, hoe vaak deelnemers videogames spelen en hoe vaak deelnemers een muziekinstrument bespelen.

Deelnemers worden geworven bij het Advanced Technical Skills and Simulation Laboratory (Universiteit van Calgary) en gericht op de werkruimte. Deelnemers volgen een laparoscopische taaktraining op een laparoscopische boxtrainer (Fundamentals of Laparoscopic Surgery Trainer System, Limbs & Things Inc, Georgia, VS), bestaande uit een optische camera, laparoscopische instrumenten en een monitor die het gezichtsveld weergeeft. Het optische camerabeeld wordt opgenomen voor puntentelling met terugwerkende kracht. Deelnemers zullen een gestandaardiseerde laparoscopische trainingsvideo bekijken, gemaakt door een expert in laparoscopische chirurgie, waarin twee fundamentele taken van laparoscopische chirurgie (FLS) worden gedemonstreerd die met behulp van de simulator zullen worden uitgevoerd: een peg-transfer (A) en een patroonsnijtaak (B). De peg-transfertaak vereist het gebruik van twee dissectoren om zes ringen over te brengen naar pinnen aan het andere uiteinde van het pegboard en terug naar de oorspronkelijke locatie. De patroonsnijtaak bestaat uit een stuk gaas van 10x10 cm met een voorgetekende cirkel met een diameter van 4 cm in het midden die in het midden van het werkbord wordt geplaatst. Deelnemers moeten een dissector en een endoscopische schaar gebruiken om de gemarkeerde cirkel door te knippen en deze te bevrijden van het omringende ongemarkeerde gaas. Er wordt een tijdscore berekend door de voltooiingstijd in seconden af ​​te trekken van de eindtijd van de taak van 300 seconden. Er wordt voor elke taak een foutenscore berekend als: het percentage pinnen dat niet kon worden overgedragen omdat ze buiten het gezichtsveld vielen (d.w.z. 1 van de 6 pinnen verloren = 17 seconden straf), of het percentage gebiedsafwijking van een perfecte cirkel snijden. Een totaalscore wordt berekend door de foutscore af te trekken van de tijdscore. Deze twee FLS-taken vertegenwoordigen vaardigheden die bimanuele (peg-overdracht) of unimanuele (patroonknippen) vaardigheden vereisen. Bovendien werden deze twee taken gekozen omdat scores correleren met trainingsniveau en voorspellend zijn voor intraoperatieve prestaties.

Deelnemers zullen taak A voltooien, gevolgd door taak B, waarbij basisvaardigheden worden vastgesteld. Taken worden met terugwerkende kracht geregistreerd en gescoord, blind voor groepstoewijzing, om tijd- en foutscores te kwantificeren. Deelnemers worden computergerandomiseerd om sham of actieve tDCS te ontvangen. Deelnemers zullen de twee FLS-taken op een interleaved manier (ABAB) uitvoeren, een paradigma dat wordt voorgesteld om laparoscopische vaardigheidsverwerving te verbeteren, met acht trainingsherhalingen van elke taak. Na het laatste trainingsblok worden de tDCS-elektroden verwijderd en wordt een laatste taakevaluatie uitgevoerd voor zowel taak A als taak B. De Purdue Pegboard-test (PPT) wordt uitgevoerd bij baseline en na de training om de unilaterale handfunctie te onderzoeken, dienen als veiligheidsmaatregel. Zes weken na de training komen de deelnemers terug om het behoud van de laparoscopische vaardigheid te beoordelen, met een enkele herhaling van taak A en B. Opkomend bewijs suggereert dat er zes weken na de training een significante achteruitgang in laparoscopische vaardigheid aanwezig is. De hoeveelheid laparoscopische oefening tussen de trainingsdag en de follow-up wordt meegerekend voor aios, om ervoor te zorgen dat de standaardtraining ononderbroken blijft.

Gegevensanalyse: de gemiddelde verandering in elk resultaat van baseline tot post-training tot follow-up zal worden vergeleken tussen tDCS en sham (tweeweg ANOVA met herhaalde metingen voor factoren "stimulatietype" en "evaluatietijdstip"). ANOVA met herhaalde metingen in twee richtingen voor factoren "stimulatietype" en "trainingsblokkade" zal de interactie onderzoeken tussen tDCS en training met of zonder feedback voor elk resultaat. Elk verval van de PPT-score in sham- of anodale tDCS-groepen zal worden geëvalueerd met behulp van een gepaarde tDCS. Medische studenten en gespecialiseerde bewoners zullen onafhankelijk worden geëvalueerd. Het opleidingsniveau van bewoners wordt met terugwerkende kracht meegenomen in onze analyse.