Poprawa nabywania i utrzymywania umiejętności laparoskopowych dzięki przezczaszkowej stymulacji prądem stałym

Uzasadnienie: Niedawne zmiany w środowiskach szkolenia medycznego spowodowały, że wielu stażystów nie ma wystarczających możliwości zdobycia określonych umiejętności niezbędnych w ich specjalności. Aby zapewnić jakość przyszłej siły roboczej lekarzy, potrzebne są nowe metody poprawy nabywania i utrzymywania umiejętności medycznych i chirurgicznych. Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) to nowa metoda nieinwazyjnej stymulacji mózgu, która, jak wykazano, bezpiecznie poprawia uczenie się motoryczne u dorosłych i dzieci. Nawet niewielka poprawa nabywania i utrzymywania umiejętności medyczno-chirurgicznych za pomocą tDCS niesie ze sobą potencjał przyspieszenia szkolenia umiejętności pracowników służby zdrowia, przyczyniając się w ten sposób do większej efektywności szkolenia i lepszych wyników pacjentów.

Cele: Celem tego badania jest ocena, czy tDCS może poprawić nabywanie i utrzymywanie zdolności chirurgicznych laparoskopowych.

Etyka: To badanie zostało zatwierdzone przez Radę Etyki Badań Uniwersytetu Calgary

Projekt: Randomizowana, podwójnie ślepa, kontrolowana próba pozorowana w celu oceny zdolności tDCS do poprawy uczenia się i zachowania umiejętności laparoskopowych.

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym: Stosowane metody tDCS opierają się na najlepszych dostępnych dowodach i praktykach i będą stosowane w znormalizowany sposób przez doświadczonych badaczy. Anodowy tDCS będzie dostarczany przez nasączone solą fizjologiczną elektrody gąbkowe przy użyciu stymulatora prądu stałego NeuroConn (NeuroConn, Ilmenau, Niemcy). Anoda będzie wyśrodkowana 2 cm za lewą pierwotną korą ruchową (zlokalizowaną za pomocą systemu 10-20 EEG), z katodą nad przeciwległym obszarem nadoczodołowym. Zarówno anodowe, jak i pozorowane grupy tDCS będą miały prąd podniesiony do 1 miliampera w ciągu 30 sekund. W anodowej grupie tDCS prąd będzie utrzymywany przez 20 minut. W pozorowanym stanie tDCS prąd będzie utrzymywany tylko przez 60 sekund (brak zmian w pobudliwości korowej), po czym nastąpi 30-sekundowe spowolnienie.

Uczestnicy: Zrekrutowani zostaną studenci medycyny (klasy 1-3) i rezydenci chirurgii ogólnej (klasy 1-5 podyplomowe) z Cumming School of Medicine (University of Calgary). Aby zapewnić porównywalne podstawowe umiejętności, stażyści zostaną wykluczeni, jeśli przeszli formalne szkolenie laparoskopowe w ciągu ostatnich 3 miesięcy (tylko studenci medycyny).

Obliczenia wielkości próby opierają się na miarach wydajności dla wyniku wycinania wzorów, określonych w badaniach pilotażowych (omówione poniżej). W oparciu o dwukrotnie większą poprawę wyniku po treningu, moc 90% i błąd typu 1 wynoszący 0,05, badacze oszacowali wielkość próby na co najmniej 48 uczestników (n=24 na każdy warunek stymulacji, z równą liczba rezydentów i studentów medycyny na ramię).

Projekt badania: Zostanie wypełniony krótki kwestionariusz w celu określenia cech demograficznych, w tym: płci, wieku, poziomu wyszkolenia, daty ostatniego ukończonego kursu Podstawy chirurgii laparoskopowej (jeśli dotyczy), ile razy uczestnicy wykonywali operację laparoskopową na pacjencie, ile razy uczestnicy wykonywali zadania laparoskopowe na symulatorze laparoskopowym, jak często uczestnicy grają w gry wideo i jak często uczestnicy grają na instrumencie muzycznym.

Uczestnicy zostaną zatrudnieni w Laboratorium Zaawansowanych Umiejętności Technicznych i Symulacji (University of Calgary) i będą zorientowani na przestrzeń roboczą. Uczestnicy przejdą szkolenie z zadań laparoskopowych na trenażerze laparoskopowym (Fundamentals of Laparoscopic Surgery Trainer System, Limbs & Things Inc, Georgia, USA) składającym się z kamery optycznej, instrumentów laparoskopowych i monitora wyświetlającego pole widzenia. Widok z kamery optycznej zostanie zarejestrowany w celu oceny retroaktywnej. Uczestnicy obejrzą znormalizowany film szkoleniowy laparoskopowy, stworzony przez eksperta w dziedzinie chirurgii laparoskopowej, przedstawiający dwa podstawowe zadania chirurgii laparoskopowej (FLS), które zostaną wykonane za pomocą symulatora: przenoszenie kołków (A) i zadanie wycinania szablonów (B). Zadanie przenoszenia kołków wymaga użycia dwóch dysektorów do przeniesienia sześciu pierścieni na kołki na przeciwległym końcu tablicy perforowanej iz powrotem do pierwotnej lokalizacji. Zadanie polegające na wycięciu wzoru obejmuje kawałek gazy o wymiarach 10 x 10 cm z narysowanym w środku kołem o średnicy 4 cm, który jest umieszczony na środku stołu roboczego. Uczestnicy są zobowiązani do użycia dysektora i nożyczek endoskopowych do przecięcia zaznaczonego okręgu, uwalniając go z otaczającej go nieoznakowanej gazy. Wynik czasowy zostanie obliczony poprzez odjęcie czasu ukończenia w sekundach od czasu zakończenia zadania wynoszącego 300 sekund. Wynik błędu zostanie obliczony dla każdego zadania jako: odsetek kołków, których nie można było przenieść z powodu upuszczenia ich poza polem widzenia (tj. 1 z 6 utraconych kołków = 17 sekund kary) lub procentowe odchylenie obszaru wycinając idealne koło. Całkowity wynik oblicza się odejmując wynik błędu od wyniku czasu. Te dwa zadania FLS reprezentują umiejętności, które wymagają zdolności dwuręcznych (przenoszenie kołków) lub jednoręcznych (wycinanie wzorów). Co więcej, te dwa zadania zostały wybrane, ponieważ wyniki korelują z poziomem wyszkolenia i pozwalają przewidzieć wydajność śródoperacyjną.

Uczestnicy wykonują zadanie A, a następnie zadanie B, ustalając podstawowe umiejętności. Zadania będą rejestrowane i oceniane z mocą wsteczną, bez uwzględnienia przydziału do grup, w celu ilościowego określenia czasu i punktów błędów. Uczestnicy zostaną losowo przydzieleni komputerowo do otrzymania fałszywego lub aktywnego tDCS. Uczestnicy wykonają dwa zadania FLS w sposób przeplatany (ABAB), paradygmat sugerowany w celu zwiększenia nabywania umiejętności laparoskopowych, z ośmioma powtórzeniami każdego zadania. Po ostatnim bloku treningowym elektrody tDCS zostaną usunięte i przeprowadzona zostanie ostateczna ocena zadania A i B. Test Purdue Pegboard Test (PPT) zostanie przeprowadzony na początku i po treningu w celu zbadania funkcji jednostronnej ręki, służąc jako środek bezpieczeństwa. Sześć tygodni po szkoleniu uczestnicy wrócą, aby ocenić zachowanie umiejętności wykonywania laparoskopii, jednokrotnie powtarzając zadanie A i B. Pojawiające się dowody sugerują, że sześć tygodni po szkoleniu następuje znaczny spadek umiejętności wykonywania laparoskopii. Liczba ćwiczeń laparoskopowych między dniem szkolenia a wizytą kontrolną zostanie uwzględniona dla rezydentów, aby zapewnić nieprzerwany standardowy trening.

Analiza danych: Średnia zmiana każdego wyniku od punktu początkowego do wyniku po treningu do okresu kontrolnego zostanie porównana między tDCS i pozorowaną (dwukierunkowa ANOVA z powtarzanymi pomiarami dla czynników „rodzaj stymulacji” i „punkt czasowy oceny”). Dwukierunkowa ANOVA z powtarzanymi pomiarami dla czynników „typ stymulacji” i „blok treningowy” zbada interakcję między tDCS a treningiem z informacją zwrotną lub bez niej dla każdego wyniku. Każdy spadek wyniku PPT w grupach pozorowanych lub anodowych tDCS zostanie oceniony przy użyciu sparowanego tDCS. Studenci medycyny i rezydenci specjalizacji będą oceniani niezależnie. Poziom wyszkolenia mieszkańców zostanie uwzględniony w naszej analizie z mocą wsteczną.