Ergonomie van de chirurg bij robotondersteunde laparoscopische versus standaard laparoscopische chirurgie (MURALS)

Het aantal chirurgische procedures dat wordt uitgevoerd met behulp van minimale toegangstechnieken neemt toe vanwege verbeterde hersteltijden voor patiënten. Aldus voeren chirurgen een toenemend aantal endoscopische/laparoscopische procedures uit en opereren zij gedurende langere perioden. Een recente meta-analyse toonde aan dat werkgerelateerde musculoskeletale letsels onder chirurgen veel voorkomen (1) en chirurgen behoren tot degenen die het meeste risico lopen op werkgerelateerde musculoskeletale achteruitgang (2). De prevalentie van degeneratieve spinale ziekte is inderdaad 17%, rotator cuff pathologie 18% en degeneratieve lumbale wervelkolomziekte is 19% (1). Ervaring van de chirurg met werkgerelateerde musculoskeletale pijn naast verwondingen, en pijn komt veel voor in de nek (48%), schouder (43%) en rug (50%) (13).

Volgens het Office for National Statistics in het VK zijn musculoskeletale problemen onder het personeel de op één na meest voorkomende oorzaak van verzuim (17,7%) en verantwoordelijk voor 23 dagen verzuim per jaar (2). Dit is niet anders in de VS, waar het Bureau of Labor Statistics schat dat 62% van alle arbeidsongevallen en 32% van de gemiste werkdagen het gevolg zijn van musculoskeletale problemen. Gezamenlijk suggereren deze gegevens dat musculoskeletale problemen die worden veroorzaakt door carrières in de chirurgie, de fysieke gezondheid kunnen verminderen, wat gepaard gaat met verminderde productiviteit, een langere levensduur van de carrière en zelfs de kwaliteit van de patiëntenzorg.

Robot-geassisteerde laparoscopische chirurgie (RALS) is een moderne technologie die kan helpen deze musculoskeletale problemen te verminderen en zo de patiëntenzorg te verbeteren. In vergelijking met standaard laparoscopische chirurgie (LS), biedt RALS stabielere polsbewegingen met een verminderd draaipunteffect, wat de patiënt ten goede komt (3). Er zijn steeds meer aanwijzingen dat RALS in verband wordt gebracht met een lager percentage musculoskeletale problemen (23-80%) dan LS (70-100%) (1). RALS kan daarom een ​​aantrekkelijk alternatief zijn voor LS, ondanks de hoge apparatuurkosten en de steile leercurve tijdens de training.

Geen enkele studie heeft de eisen van RALS versus LS op musculoskeletale vermoeidheid (en het daaropvolgende letselrisico) vergeleken en of deze veranderingen worden ondersteund door veranderingen in cognitieve vermoeidheid. De onderzoekers willen bepalen of een loopbaan waarbij RALS wordt gebruikt, geassocieerd is met een betere musculoskeletale gezondheid voor chirurgen dan standaard LS bij het uitvoeren van complexe minimaal invasieve procedures.

De hypothese is dat RALS musculoskeletale vermoeidheid en de prevalentie van musculoskeletale letsels bij chirurgen zal verminderen in vergelijking met LS. Als dit waar is, zou RALS meer steun moeten krijgen door de gezondheid van de chirurg te behouden en daardoor de kosten voor zorgverleners te verlagen.

Onderwerpen van onderzoek (chirurgen en patiënten) Chirurgen: Onderzoekers zullen chirurgen rekruteren die chirurgische procedures uitvoeren die vergelijkbare ervaringsniveaus hebben tussen RALS- en LS-groepen. Chirurgen zullen een vragenlijst invullen met betrekking tot werkuren en ervaring, niveau van fysieke activiteit (bijv. sport, fietsen naar het werk of tuinieren), algemene gezondheidstoestand en musculoskeletale symptomen in de afgelopen 12 maanden met behulp van de gestandaardiseerde Scandinavische vragenlijsten voor de analyse van musculoskeletale symptomen (11 ). De onderzoekers zullen ook de lichaamssamenstelling (lengte, lichaamsgewicht, BMI, spiermassa, vetmassa) kwantificeren met behulp van klinisch gevalideerde bio-elektrische impedantieanalyse. Chirurgen zullen in grote lijnen worden gematcht op leeftijd en chirurgische ervaring, antropometrie en geslacht. Patiënten: Om het werk te voltooien, zullen de onderzoekers gegevens gebruiken van n = 40 patiënten die worden geopereerd in RALS- en n = 40 LS-groepen die qua leeftijd, geslacht, BMI en preoperatieve risicoscore overeenkomen.

Chirurgische procedure en algemeen onderzoeksontwerp Gegevens worden verzameld tijdens indexprocedures: bijvoorbeeld prostatectomie of anterieure resectie met behulp van RALS of LS. Voorafgaand aan de operatie krijgen chirurgen zowel EMG (om spiervermoeidheid te meten) als EEG (om cognitieve vermoeidheid te meten) te meten. Chirurgen zullen voor en na elke operatie een reeks gevalideerde vragenlijsten invullen om subjectief musculoskeletale spanning/pijn en cognitieve vermoeidheid te bepalen.

Dit onderzoek wordt uitgevoerd in real-life chirurgie en het beheersen van de omstandigheden tussen operaties is een unieke uitdaging. De studie zal alle operaties uitsluiten waarbij complicaties ertoe leiden dat de operatie meer dan 50% van de gemiddelde gemiddelde operatietijd in beslag neemt, om te voorkomen dat de gegevens scheefgetrokken worden naar een effect voor musculoskeletale vermoeidheid. Deze gemiddelde gemiddelde tijd omvat ook voor specifieke procedures, b.v. Prostatectomie - het definiëren van resectiemarges door de endopelvische fascia te ontleden en de zaadblaasjes, het rectum en de blaashals te mobiliseren, en de prostaatsteeltjes te definiëren en door te snijden; het doorsnijden van de blaashals, urethra en prostaat; anastomose van de urethra naar de blaashals. Darmchirurgie - identificeren, transecteren en afbinden van de pedikel; laterale mobilisatie en behoud van urineleiders, en darmanastomose.

De onderzoekers zullen acute vermoeidheid beoordelen door RALS en LS te vergelijken binnen een enkele operatie, de eerste operatie van een bepaalde dag. Om de cumulatieve vermoeidheid (chronische effecten van chirurgie, doel 2) te bepalen, wordt een vergelijking gemaakt tussen de eerste en de laatste operatie van de proefpersoon op de dag dat >2 operaties zijn voltooid.

Meting van musculoskeletale vermoeidheid (EMG) EMG-rechtvaardiging. De studie zal gebruik maken van elektromyografie (EMG) om acute en chronische veranderingen in musculoskeletale eisen in verband met RALS- en LS-chirurgie te bepalen. Surface EMG is een niet-invasieve procedure die de spieractiviteit meet door het elektrische signaal te registreren dat wordt gegenereerd tijdens het rekruteren van spiervezels. Het vermogen om vermoeidheid te beoordelen is al lang bewezen (bijv. (4)) en het wordt veel gebruikt in veel populaties, waaronder atleten (bijv. (5)), tandartsen (6) en chirurgen (bijv. (7,8)) EMG wordt verzameld gedurende 200 s (9) op 0, 30, 60, 90 en 120 minuten van een ~2 uur durende chirurgische ingreep. Naast deze tijdstippen zullen EMG-gegevens worden verzameld tijdens klinisch belangrijke taken (bijv. hechten na voltooiing van de operatie, wat doorgaans 10 minuten duurt).

EMG-protocol. Chirurgen zullen voorafgaand aan deelname schriftelijke geïnformeerde toestemming geven. Chirurgen zullen indexprocedures uitvoeren: bijvoorbeeld prostatectomie of anterieure resectie met behulp van RALS of LS; het protocol voor het verzamelen van EMG-gegevens zal identiek zijn. Voorafgaand aan de operatie krijgen chirurgen draadloze EMG-sensoren. De procedures voor het verzamelen van EMG-gegevens volgen vastgestelde protocollen met betrekking tot de voorbereiding van de locatie en de plaatsing van elektroden, evenals het verzamelen, verwerken en normaliseren van gegevens (7,12). In het kort zal de plek worden geschoren en gereinigd met alcoholdoekjes, waarbij de bipolaire elektroden op de buik van de spier worden geplaatst en evenwijdig aan de spiervezels met een afstand tussen de elektroden van 20 mm (12). Er worden elektroden geplaatst op de spieren van de arm, nek, schouder en rug, b.v. flexor carpi radialis-spieren, biceps-spier, bilateraal van de trapezius-spieren en bilateraal van de erector spinae-spier. Deze spieren zijn geselecteerd op basis van een recente meta-analyse (13). Elektroden worden aangebracht voordat de chirurg zich scrubt voor een operatie en de elektroden worden bedekt door operatiejassen, waardoor de operatiekamer steriel blijft. Er is gekozen voor een draadloos EMG-systeem dat minimaal invasief is en de beweging van een chirurg niet belemmert met draden.

EMG-gegevensanalyse. Gegevens zullen worden verzameld en geanalyseerd met behulp van EMG Works (Delsys Inc., Boston, MA, VS), met aanbevolen technieken voor normalisatie, bemonstering, filtering en afvlakking (7). EMG-opnames in eerdere gegevens laten significante veranderingen zien tijdens LS-procedures bij 70 - 85% van de chirurgen, voornamelijk in de nek, schouders, handen, onderrug en spieren van de onderste ledematen. De opnames van de spieren van de arm, nek, schouder en rug zullen worden gecontroleerd, maar de spieren van de onderste ledematen zullen niet worden opgenomen, omdat tijdens RALS de chirurgen weg van de patiënt zitten en wenkbrauw- en armleuningen hebben, de werklast op de onderste ledematen aanzienlijk wijzigen, waardoor vergelijkingen van spieren in de onderste ledematen bij LS niet zinvol. Zodra het EMG-signaal is genormaliseerd (10), kunnen basale EMG-variabelen, zoals frequentie en amplitude, informatie geven over hoe de rekrutering van spiervezels is veranderd, zowel bij een enkele spier als bij verschillende spieren (activerings-/rekruteringsstrategieën), terwijl er kan ook een vermoeidheidsscore worden berekend (11). Het normalisatieproces kan de mogelijkheid bieden om spieren te vergelijken en de activiteit van de spieren op verschillende tijdstippen te onderzoeken (d.w.z. binnen dezelfde sessie of nadat een langere tijd is verstreken; bijv. (5,12,13).

Meting van cognitieve vermoeidheid (EEG) EEG-rechtvaardiging. De studie zal elektro-encefalografie (EEG) gebruiken om te bepalen of acute of chronische veranderingen in musculoskeletale eisen verband houden met veranderingen in motorische controle en cognitieve vermoeidheid. Cognitieve vermoeidheid kan worden vastgesteld via neurofysiologische metingen, zoals het elektro-encefalogram. Het EEG kan de voortdurende elektrische activiteit van de hersenen meten tijdens een bepaalde taak, zoals tijdens het autorijden of tijdens een operatie. EEG-metingen van vermoeidheid kunnen een objectieve kwantificering van de cognitieve toestand van een individu in realtime bieden, waardoor de afhankelijkheid van subjectieve metingen zoals zelfrapportage of vragenlijsten die onbetrouwbaar blijken te zijn voor matige vermoeidheidstoestanden, wordt weggenomen. De hersenen oscilleren op een bepaald moment op een aantal verschillende frequenties en deze informatie wordt vastgelegd in het EEG. De kracht van bepaalde frequentiebanden is gebruikt als een proxy om cognitieve vermoeidheid te indexeren. Specifiek wijst bewijs erop dat alfabandvermogen (7-13 Hz) gevoelig is voor vermoeidheid (voor een overzicht zie (14)), en is gebruikt om vermoeidheid van de bestuurder te meten, zowel in echt verkeer als in simulatieoefeningen (15-18) . Wanneer de vermoeidheid toeneemt, treedt alfabandactiviteit op in bursts van 500 milliseconden, die bekend staan ​​als alfaspindels (19). Alfa-spillen worden beschouwd als een weerspiegeling van individuele vermoeidheidstoestanden en kunnen worden gekwantificeerd in termen van hun piekfrequentie, duur en amplitude, waardoor de alfa-handtekening van een individu ontstaat (20).

EEG-protocol. Terwijl chirurgen EMG-elektroden laten plaatsen, zal een vergelijkbare procedure worden gevolgd voor de draadloze EEG-elektroden. De huid op het hoofd zal worden geprepareerd zoals eerder beschreven (21) en de elektrodegel en elektrodekap zullen vóór de operatiekap worden aangebracht, waardoor de steriliteit van de operatiekamer behouden blijft. Elektroden worden over de cortex geplaatst met behulp van een 8-kanaals elektrodemontage om lopende EEG-oscillaties vast te leggen tijdens een operatie gedurende 200 seconden (9) op 0, 30, 60, 90 en 120 minuten van een ~ 2 uur durende chirurgische ingreep. Elektroden worden gepositioneerd volgens het 10-20 internationale elektrodeplaatsingssysteem. De belangrijkste EEG-kanalen van belang zullen worden gepositioneerd over de occipitale en pariëtale cortex, namelijk elektrodelocaties O1, O2, P3, P4, P7, P8 waar maximale alfa-activiteit kan worden gedetecteerd. Naast deze tijdstippen zullen EEG-gegevens worden verzameld tijdens klinisch belangrijke taken (bijv. hechten na voltooiing van de operatie, wat doorgaans 10 minuten duurt). Er is gekozen voor een draadloos EEG-systeem dat minimaal invasief is en geen afleiding of beperking veroorzaakt door beweging van draden.

Analyse van EEG-gegevens. Gegevens zullen worden verzameld en geanalyseerd met behulp van Enobio 8 5G (Neuroelectrics, Cambridge, MA, VS) met behulp van standaard referentie-, bemonsterings-, filter- en afvlaktechnieken (21). Onderzoekers zullen het alfa-piekvermogen en de duur en amplitude van de alfa-spindel in RALS vergelijken met LS. Veranderingen in EEG-vermogensspectra, met name in de alfafrequentieband, zullen worden gebruikt om alertheid te monitoren en zullen cruciale informatie verschaffen over de vraag of cognitieve vermoeidheid ten grondslag ligt aan musculoskeletale vermoeidheid. De studie zal ook kunnen identificeren hoe alertheid in de loop van de tijd verandert tijdens een operatie door middel van de EEG-vermogensspectra.

Metingen van de fysieke activiteit van de chirurg en de gezondheid van het bewegingsapparaat Het is van vitaal belang dat de musculoskeletale vermoeidheid bij de chirurgen niet wordt beïnvloed door iets anders dan de werkomgeving. We zullen elke week tijdens het verzamelen van gegevens triaxiale versnellingsmeters gebruiken om te meten en ervoor te zorgen dat chirurgen hun fysieke activiteitspatronen niet veranderen (en dus sterker of zwakker worden). Voeding is ook van cruciaal belang bij het ontwikkelen van kracht, net zoals slechte voeding kan leiden tot krachtverlies. Daarom zullen chirurgen gedurende de gegevensverzamelingsperiode driedaagse voedingsdagboeken en voedingsanalyses met tussenpozen van een week invullen.

Statistieken en data-analyse. Vermogensberekening: om doel 1 aan te pakken, verwachten de onderzoekers een verschil in musculoskeletale vermoeidheid van 20% tussen RALS en LS op basis van het beperkte beschikbare bewijs (1). Daarom zullen, op basis van een voorspelde effectgrootte (Cohen's d) van 0,82, rekrutering van 40 proefpersonen in RALS en 40 proefpersonen in LS (totale steekproefomvang n = 80) worden uitgevoerd. Deze aantallen worden afgestemd tussen prostaat- en darmoperaties. In doel 2 suggereren gegevens dat het niveau van vermoeidheid tussen de laatste operatie van de dag en de eerste groter zal zijn dan het verschil in doel 1 (Cohen's d 0,90), daarom zijn er 27 proefpersonen/groep nodig voor deze onderzoeksvraag. Ten slotte, in doel 3 om te onderzoeken of veranderingen in musculoskeletale vermoeidheid worden ondersteund door veranderingen in motorische controle en cognitieve vermoeidheid. De onderzoekers verwachten een effectgrootte van 0,85 tussen RALS en LS en zullen daarom gegevens van de 31/groep gebruiken om dit effect te bestuderen. Er wordt een a priori powerberekening gebruikt om de vereiste steekproefomvang te berekenen met behulp van G*Power 3 (22). Voor de powerberekening is conservatief gekozen voor de laagste van de drie waarden (een effectgrootte van 0,82). Uitgaande van een Cohen's d van 0,82 zijn 40 deelnemers per groep nodig voor 90% vermogen om een ​​verschil tussen groepen te detecteren, bij een alfa van 0,05.

Statistische analyse: om verschillen in musculoskeletale en cognitieve vermoeidheid in RALS en LS te bepalen, zal een mixed-model ANOVA of niet-parametrisch equivalent worden gebruikt. De gegevens en conclusies die aan het einde van het onderzoek zijn verkregen, zullen aanbevelingen opleveren in zowel wetenschappelijke literatuur (publicaties) als verspreiding op conferenties tegen het einde van het project (zie Gantt-diagram). De studie is het platform om een ​​sterk argument te ontwikkelen met betrekking tot de langetermijneffecten op het bewegingsapparaat voor chirurgen die minimale toegangsprocedures uitvoeren bij RALS.