Virtuell kirurgi: Konstruksjon av et treningsprogram og analyse av vesentlige faktorer for driftsytelse

Bakgrunn:

Operasjoner i netthinnen og fjerning av glasslegemet (vitrektomi) er en prosedyre som er i rask vekst. Demografisk blanding og en raskt økende forekomst av livsstilsrelaterte sykdommer som diabetes mellitus fører til økt operasjonsbehov [1]. Årsaker til vitrektomi inkluderer blødning i glasslegemet i øyet, netthinneløsning, et hull i makulaen på netthinnen (makulahull) og fjerning av bindevev (epiretinal membran) ved makulaen.

Vitrektomi var tidligere forbundet med høy risiko og ble derfor kun utført i spesielle tilfeller, men de siste årene har operasjonsresultatene vært markant bedre – ikke minst på grunn av innføring av teknologiske fremskritt som mindre og bedre instrumenter. Det er likevel en type operasjon at kirurgen krever lang opplæring og økt risiko for operasjonskomplikasjoner i tidlig fase. Av denne grunn er virtuell kirurgi egnet for å hjelpe til med å trene og vedlikeholde operasjonelle ferdigheter [2, 3].

Research Unit of Ophthalmology ved Odense Universitet og Southern University mottok i 2007 et stipend fra Velux Foundation for å oppnå en EyeSi (øyekirurgisk simulator) Surgical Simulator (VRMagic Gesellschaft mit beschränkter Haftung (GmbH), Mannheim, Tyskland). Denne kirurgiske øyesimulatoren har i ettertid vært til stor glede for øyekirurger fra hele landet som har brukt maskinen til å trene og vedlikeholde operasjonsprosedyrer.

Maskinen kan brukes både til å trene grå stæroperasjoner, samt responser i øyets bakre seksjon (vitreoretinal kirurgi) kirurgi av glasslegemet og netthinnen. Det er en økende forskningsaktivitet innen EYESI-basert virtuell øyekirurgi [4-6], men så langt er dette forbeholdt opplæring i grå stæroperasjoner. Etterforskerne har for eksempel tidligere kunne demonstrere at repeterende trening i kataraktkirurgi fremmer kirurgisk læring og øker kvalifikasjonene til fremtidige øyekirurger [7]. Deretter publiserte en annen dansk gruppe forslag til spesifikke krav til simuleringsbestått [8], og simuleringstrening introduseres deretter som en del av opplæringen av fremtidige grå stærkirurger i landet.

Det er ingen tidligere publisert forskning innen virtuell vitreoretinal kirurgi, men dette er likevel avgjørende for bedre kirurgisk trening. De vitreoretinale treningsmodulene inkluderer øvelser i varierende vanskelighetsgrader på en rekke områder som navigasjonstrening, tangtrening, anti-tremor-trening, bimanuell trening, bimanuell saksetrening, laserkoagulasjon, posterior hyaloidtrening, epiretinal membranpeeling, intern begrensende membran ( ILM) Trening og netthinneløsning. På grunn av de mange potensielle øvelsene er det viktig å utvikle et vitreoretinal treningsprogram som inkluderer relevante moduler på riktig vanskelighetsgrad.

Et av hovedkravene til et slikt program er at det skal ha høy konstruksjonsvaliditet [9]. Det betyr at programmet skal kunne måle det ønskede, som i dette tilfellet er kirurgiske ferdigheter i grupper med ulik kompetanse. Det må med andre ord være mulig å skille trente vitreoretinalkirurger fra utrente kirurger. Fra dette vil det være mulig å utvikle referanseskårer, og programmet kan implementeres i kirurgisk kurs.

Mange kirurgiske lidelser – som netthinneløsning – utvikler seg over tid, og det er ofte ikke kjent når man ideelt sett skal operere [10]. På den ene siden kan det være best å operere tidlig og dermed redusere risikoen for sykdomsprogresjon før operasjon. På den annen side er det også viktig å ta hensyn til faktorer som tilstedeværelsen av riktig operasjonskompetanse samt kirurgens tretthet og stressnivå.

Tilstander som sist nevnte tydeligvis er vanskelige å teste klinisk og virtuell kirurgi tillater dermed å designe studier som trygt gir mulighet for testing av tilstander som søvnmangel og andre operasjonelle distraksjoner.

Hensikt:

Hensikten med denne studien er 1) å lette opplæringen av fremtidige vitreoretinalkirurger ved å introdusere et virtuelt treningsprogram med høy konstruksjonsvaliditet, og 2) å avklare hvilke ytre forhold som påvirker ytelsen til trent operatør som bruker det virtuelle treningsprogrammet.

Delstudie A:

Fra treningsøktene, simuleringsmanualer og veiledning fra vitreoretinale kirurger, er forslag til et virtuelt vitreoretinal treningsprogram sammensatt inkludert relevante moduler i passende vanskelighetsgrad.

Dette programmet testes i tre grupper:

1. Gruppe med trente vitreoretinalkirurger (n = 5).
2. Gruppe med fremtidige øyeleger under utdanning (n = 10).
3. Gruppe medisinstudenter med begrenset kunnskap om anatomi og patologi (n = 20).

Hver gruppe skal gå gjennom programmet to ganger med en til to ukers mellomrom, og resultatene fra den andre treningsøkten bestemmes. Deretter evalueres de individuelle modulenes konstruksjonsvaliditet, forutsatt at en gitt modul viser høy konstruksjonsvaliditet, hvis medianpoengsummen for gruppe 1 er høyere enn for gruppe 2, som igjen er høyere enn for gruppe 3 (testet av Cuzicks test for trend).

Moduler med høy konstruksjonsvaliditet inngår da i den endelige modellen.

Delstudie B:

Med utgangspunkt i det konstruerte programmet i delstudie A går fem emner gjennom et intensivt treningsprogram, som avsluttet når de oppnår samme målskåre som gruppe 1 i delstudie A. Målskåren brukes nå som referanse for påfølgende øvelser.

Fagene gjennomfører deretter opplæringsprogrammet under påvirkning av følgende operative utfordringer:

1. Betjening med ikke-dominerende hånd.
2. Operasjon med auditiv distraksjon.
3. Drift under nattesøvn.
4. Drift etter 12 timers faste for fast føde.
5. Operasjon etter 24 timers søvnmangel. Det beregnes deretter hvilket av de fem programmene, som resulterer i en modifisert testscore sammenlignet med poengsum (testet av Wilcoxon matchet signert rangsumtest).