Wpływ modeli szkoleniowych 3D i 2D na nabywanie umiejętności laparoskopowych: randomizowane badanie kontrolowane

Istnieje wiele dowodów potwierdzających stosowanie symulatorów chirurgicznych o niskiej wierności, często nazywanych modelami laboratoryjnymi, do nabywania podstawowych umiejętności laparoskopowych przy użyciu zarówno podstawowych, jak i zaawansowanych zadań. Celem stosowania modeli szkoleniowych o niskiej wierności jest głównie nabycie umiejętności, a nie odtworzenie anatomii in situ. Modele laboratoryjne mogą być tanie w porównaniu z innymi symulatorami o wysokiej wierności, jednocześnie zwiększając możliwość przeniesienia tych kluczowych umiejętności na salę operacyjną. W literaturze wykazano, że zastosowanie wizualnej modalności 3D w laparoskopii wiąże się z lepszą percepcją głębi, zapewniając lepszy kontekst wzrokowo-przestrzenny i wydajność w warunkach chirurgicznych lub symulacyjnych, ułatwiając wykonywanie złożonych zadań laparoskopowych. Stosowanie tej technologii często wiąże się z pewnymi ograniczeniami w możliwościach adaptacji ze względu na personel, względy praktyczne i finansowe związane z jej wprowadzeniem do codziennego programu nauczania początkujących osób. W związku z tym istnieje potencjał zastosowania podejścia różnicowego poprzez wykorzystanie modeli szkoleniowych 3D o niskiej wierności o różnej głębokości, wysokości i szerokości, aby przyspieszyć szkolenie i nabywanie umiejętności za pomocą wizualnej modalności 2D, która jest najczęściej stosowana zarówno w ustawieniach symulacyjnych, jak i operacyjnych.

Sygnały jednooczne są ważne, aby zrekompensować brak percepcji głębi w widzeniu 2D. Należą do nich paralaksa ruchu wynikająca z ruchu laparoskopu, cieniowanie światła i ciemności, gradacja tekstury, względne położenie oraz rozmiar instrumentu i struktury anatomicznej. Percepcję głębi można poprawić poprzez doświadczenie, ponieważ poprawia się przetwarzanie sygnałów jednoocznych, a adaptacja, która jest procesem uczenia się, ostatecznie prowadzi do poprawy wydajności. Doświadczeni chirurdzy opanowali umiejętność rozpoznawania pośrednich sygnałów jednoocznych i dzięki ich wykorzystaniu uzyskują percepcję głębi, co skutkuje dokładnymi i wydajnymi ruchami.

Modele szkoleniowe używane w LapPass do celów szkoleniowych i oceny to stosunkowo płaskie modele 2D. W obecnym modelu manipulacji i chwytania piłki polo wszystkie słupki są na tej samej wysokości i zamontowane na płaskiej powierzchni, przez co brakuje im konturów i głębokości. Jest to pierwsze ćwiczenie wykonywane i intensywnie ćwiczone przez nowicjuszy, mające na celu rozwinięcie podstawowych umiejętności laparoskopowych, takich jak percepcja głębi, koordynacja wzrokowo-ruchowa i zręczność dwuręczna, które są niezbędne do płynnego przejścia do innych zadań. Podobnie zadanie laparoskopowego szycia i wewnątrzustrojowego wiązania węzłów wprowadza dwuwymiarowy model treningowy szycia i przybliżania okręgów na płaskiej podkładce do szycia bez zmiennych konturów. Przyjęcie modeli szkoleniowych 2D może działać jako czynnik ograniczający nabywanie umiejętności technicznych i ostatecznie wydłużyć czas szkolenia prowadzący do osiągnięcia wyższego poziomu wiedzy specjalistycznej. Osiągnięcie biegłości w zakresie podstawowych umiejętności laparoskopowych może skutkować szybszym nabyciem bardziej złożonych umiejętności laparoskopowych, takich jak szycie, i ostatecznie skutkować bardziej opłacalnym szkoleniem. Konwertując zadania do wymiarów trójwymiarowych przy użyciu modeli szkoleniowych 3D o niskiej wierności o różnych wysokościach, szerokościach i głębokościach, można uzyskać symulację bardziej realistycznego środowiska chirurgicznego i wypełnić potencjalną lukę w umiejętnościach technicznych laparoskopowych powstałą w wyniku treningu na płaskich modelach w porównaniu do trójwymiarowych punktów orientacyjnych.

W naszym badaniu zadanie związane z grą w polo zostanie przekształcone przy użyciu trójwymiarowego modelu gry w polo opracowanego w naszej instytucji, który wykazał trafność twarzy i konstrukcji w celu rozróżnienia różnych poziomów wiedzy. Model został pierwotnie opracowany na potrzeby prostszego zadania przenoszenia kołków w programie FLS, a sprzęt zostanie dostosowany tak, aby symulował chwytanie i manipulację piłką LapPass, zadanie bardziej wymagające technicznie. Ponadto zadanie szycia zostanie przekonwertowane przy użyciu trójwymiarowego modelu szycia firmy Inovus Medical (Saint Helens, Anglia, Wielka Brytania) przymocowanego do platformy zapewniającej ograniczoną stabilność modelu, co symuluje wystarczającą złożoność praktyki chirurgicznej. Wykazano, że zastosowanie trójwymiarowego modelu szycia o różnych konturach jest skutecznym narzędziem do nauki symulacji w przypadku zaawansowanych zadań szycia laparoskopowego.

Brakuje literatury opisującej bezpośrednie porównanie modeli szkoleniowych 3D i 2D LapPass w zakresie podstawowych i zaawansowanych zadań laparoskopowych, pomimo potencjału szybkiego nabywania umiejętności laparoskopowych u nowicjuszy. Postulujemy, że wykorzystanie modeli treningowych 3D na początku treningu umiejętności laparoskopowych nowicjuszy mogłoby przyspieszyć adaptację do pośrednich wskazówek związanych z percepcją głębi, a także innymi podstawowymi umiejętnościami treningu umiejętności laparoskopowych, zwiększając wydajność. Celem tego badania jest określenie, czy nabycie umiejętności technicznych w laparoskopii będzie skuteczniejsze przy użyciu modeli szkoleniowych 3D u początkujących studentów medycyny w porównaniu z obecnymi modelami szkoleniowymi 2D LapPass w 2 oddzielnych zadaniach laparoskopowych.

Kryteria PICOS

• Populacja = początkujący studenci medycyny z klas 1-5, w tym studenci interkalujący
• Interwencja = modele szkoleniowe 3D do zadań związanych z manipulacją polo i szyciem
• Komparator = modele szkoleniowe 2D LapPass do zadań związanych z manipulacją polo i szyciem
• Wyniki = nabycie umiejętności laparoskopowych (wynik CELÓW, czas wykonania zadania, błędy, dane z ankiety)
• Otoczenie = laboratorium symulacyjne w Barts Cancer Institute