Ergonomia do Cirurgião em Cirurgia Laparoscópica Assistida por Robótica Vs Cirurgia Laparoscópica Padrão (MURALS)

O número de procedimentos cirúrgicos realizados com técnicas de acesso mínimo está aumentando devido aos tempos de recuperação aprimorados dos pacientes. Assim, os cirurgiões estão realizando um número crescente de procedimentos endoscópicos/laparoscópicos e operando por períodos mais longos. Uma meta-análise recente mostrou que as lesões musculoesqueléticas relacionadas ao trabalho entre os cirurgiões são comuns (1) e os cirurgiões estão entre os que correm maior risco de declínio musculoesquelético relacionado ao trabalho (2). De fato, a prevalência de doença degenerativa da coluna vertebral é de 17%, patologia do manguito rotador é de 18% e doença degenerativa da coluna lombar é de 19% (1). Experiência do cirurgião dor musculoesquelética relacionada ao trabalho, além de lesão, e a dor é altamente prevalente no pescoço (48%), ombro (43%) e costas (50%) (13).

De acordo com o Escritório de Estatísticas Nacionais do Reino Unido, os problemas musculoesqueléticos entre a força de trabalho são a segunda causa mais comum de ausência (17,7%) e representam 23 dias de ausência/ano (2). Isso não é diferente nos EUA, onde o Bureau of Labor Statistics estima que 62% de todas as lesões de trabalhadores e 32% dos dias perdidos no trabalho resultam de problemas musculoesqueléticos. Coletivamente, esses dados sugerem que problemas musculoesqueléticos causados ​​por carreiras em cirurgia podem reduzir a saúde física, que está associada à redução da produtividade, longevidade da carreira e até mesmo da qualidade do atendimento ao paciente.

A cirurgia laparoscópica assistida por robótica (RALS) é uma tecnologia moderna que pode ajudar a mitigar esses problemas musculoesqueléticos e, assim, melhorar o atendimento ao paciente. Em comparação com a cirurgia laparoscópica padrão (LS), a RALS oferece movimentos de punho mais estáveis ​​com um efeito de fulcro reduzido, beneficiando assim o paciente (3). Há evidências emergentes de que a RAL está associada a uma taxa menor de problemas musculoesqueléticos (23-80%) do que a SL (70-100%) (1). O RALS pode, portanto, ser uma alternativa atraente ao LS, apesar do alto custo do equipamento e da curva de aprendizado acentuada durante o treinamento.

Nenhum estudo comparou as demandas de RALS versus LS em fadiga musculoesquelética (e risco de lesão subsequente) e se essas mudanças são sustentadas por mudanças na fadiga cognitiva. Os investigadores pretendem determinar se uma carreira usando RALS está associada a uma melhor saúde musculoesquelética para os cirurgiões do que o LS padrão ao realizar procedimentos minimamente invasivos complexos.

A hipótese é que o RALS reduzirá a fadiga musculoesquelética e a prevalência de lesões musculoesqueléticas em cirurgiões em comparação com o LS. Se isso for verdade, o RALS deve receber mais apoio por meio da preservação da saúde do cirurgião e, assim, da redução dos custos para os profissionais de saúde.

Sujeitos da pesquisa (cirurgiões e pacientes) Cirurgiões: Os investigadores recrutarão cirurgiões que completam procedimentos cirúrgicos que tenham níveis semelhantes de experiência entre os grupos RALS e LS. Os cirurgiões preencherão um questionário sobre horas de trabalho e experiência, nível de atividade física (por exemplo, esporte, andar de bicicleta para o trabalho ou jardinagem), condições gerais de saúde e sintomas musculoesqueléticos nos últimos 12 meses usando os questionários nórdicos padronizados para a análise de sintomas musculoesqueléticos (11 ). Os investigadores também quantificarão a composição corporal (altura, peso corporal, IMC, massa muscular, massa gorda) usando análise de impedância bioelétrica validada clinicamente. Os cirurgiões serão amplamente pareados por idade e experiência cirúrgica, antropometria e sexo. Pacientes: Para concluir o trabalho, os investigadores usarão dados de n = 40 pacientes operados em RALS e n = 40 grupos LS que serão pareados por idade, sexo, IMC e pontuação de risco pré-operatório.

Procedimento cirúrgico e desenho geral do estudo Os dados serão coletados durante os procedimentos de índice: Por exemplo, prostatectomia ou ressecção anterior usando RALS ou LS. Antes da cirurgia, os cirurgiões recebem EMG (para medir a fadiga muscular) e EEG (para medir a fadiga cognitiva). Os cirurgiões preencherão uma série de questionários validados antes e depois de cada cirurgia para determinar subjetivamente a tensão/dor musculoesquelética e a fadiga cognitiva.

Esta pesquisa está sendo conduzida em cirurgias da vida real e o controle das condições entre as operações é um desafio único. O estudo excluirá quaisquer operações em que as complicações resultem em uma cirurgia que demore mais de 50% do tempo médio de cirurgia, para evitar que isso distorça os dados em direção a um efeito de fadiga musculoesquelética. Este tempo médio médio também incluirá procedimentos específicos, por ex. Prostatectomia - definição das margens de ressecção pela dissecção da fáscia endopélvica e mobilização das vesículas seminais, reto e colo vesical, definição e transecção dos pedículos prostáticos; transecção do colo vesical, uretra e próstata; anastomosando a uretra ao colo vesical. Cirurgia intestinal - identificação, transecção e ligadura do pedículo; mobilização lateral e preservação dos ureteres e anastomose intestinal.

Os investigadores avaliarão a fadiga aguda comparando RALS e LS em uma única cirurgia que é a primeira cirurgia de um determinado dia. Para determinar a fadiga cumulativa (efeitos crônicos da cirurgia, objetivo 2), será feita uma comparação entre a primeira e a última cirurgia do sujeito no dia em que >2 cirurgias foram concluídas.

Medição da fadiga musculoesquelética (EMG) Justificativa EMG. O estudo utilizará a eletromiografia (EMG) para determinar alterações agudas e crônicas nas demandas musculoesqueléticas associadas à cirurgia de RALS e LS. A EMG de superfície é um procedimento não invasivo que mede a atividade muscular registrando o sinal elétrico gerado durante o recrutamento das fibras musculares. Sua capacidade de avaliar a fadiga foi estabelecida há muito tempo (por exemplo, (4)) e tem sido amplamente utilizado em muitas populações, incluindo atletas (e.g. (5)), dentistas (6) e cirurgiões (p. (7,8)) O EMG será coletado por 200 s (9) em 0, 30, 60, 90 e 120 minutos de um procedimento cirúrgico de aproximadamente 2 horas. Além desses pontos de tempo, os dados EMG serão coletados durante tarefas clinicamente importantes (por exemplo, sutura após a conclusão da cirurgia, que normalmente leva 10 minutos).

Protocolo EMG. Os cirurgiões fornecerão consentimento informado por escrito antes da participação. Os cirurgiões estarão concluindo os procedimentos de índice: por exemplo, prostatectomia ou ressecção anterior usando RALS ou LS; o protocolo para coleta de dados EMG será idêntico. Antes da cirurgia, os cirurgiões serão equipados com sensores EMG sem fio. Os procedimentos de coleta de dados EMG seguirão protocolos estabelecidos em relação à preparação do local e colocação de eletrodos, bem como coleta, processamento e normalização de dados (7,12). Resumidamente, o local será tricotomizado e limpo com lenços umedecidos com álcool, com os eletrodos bipolares colocados no ventre do músculo e paralelos às fibras musculares tendo uma distância intereletrodos de 20mm (12). Os eletrodos serão colocados nos músculos do braço, pescoço, ombro e costas, por exemplo. Músculos flexor radial do carpo, músculo bíceps, bilateralmente dos músculos trapézio e bilateralmente do músculo eretor da espinha. Esses músculos foram selecionados com base em uma meta-análise recente (13). Os eletrodos são colocados antes do uniforme dos cirurgiões para a cirurgia e os eletrodos serão cobertos por aventais cirúrgicos, mantendo assim uma sala de cirurgia estéril. Um sistema EMG sem fio foi selecionado para ser minimamente invasivo e não impedir o movimento do cirurgião com fios.

Análise de dados EMG. Os dados serão coletados e analisados ​​usando EMG Works (Delsys Inc., Boston, MA, EUA), com técnicas recomendadas de normalização, amostragem, filtragem e suavização (7). Registros de EMG em dados anteriores mostram mudanças significativas durante os procedimentos LS em 70 a 85% dos cirurgiões, principalmente no pescoço, ombros, mãos, região lombar e músculos das extremidades inferiores. As gravações dos músculos do braço, pescoço, ombro e costas serão monitoradas, mas os músculos dos membros inferiores não serão incluídos porque durante o RALS, os cirurgiões estão sentados longe do paciente e ter apoios de testa e braços modifica consideravelmente a carga de trabalho nos membros inferiores tornando comparações de músculos de membros inferiores em LS não significativas. Uma vez que o sinal EMG tenha sido normalizado (10), as variáveis ​​básicas do EMG, como frequência e amplitude, podem fornecer informações sobre como o recrutamento de fibras musculares mudou, tanto em um único músculo quanto em vários músculos (estratégias de ativação/recrutamento), enquanto uma pontuação de fadiga também pode ser calculada (11). O processo de normalização pode oferecer a capacidade de comparar entre os músculos, bem como examinar a atividade dos músculos em diferentes pontos de tempo (ou seja, na mesma sessão ou após um tempo maior; por exemplo. (5,12,13).

Medição da fadiga cognitiva (EEG) Justificativa do EEG. O estudo usará eletroencefalografia (EEG) para determinar se alterações agudas ou crônicas nas demandas musculoesqueléticas estão associadas a alterações no controle motor e fadiga cognitiva. A fadiga cognitiva pode ser determinada por meio de medidas neurofisiológicas, como o eletroencefalograma. O EEG pode medir a atividade elétrica contínua do cérebro durante uma determinada tarefa, como durante a condução ou durante a cirurgia. As medidas de fadiga do EEG podem fornecer uma quantificação objetiva do estado cognitivo de um indivíduo em tempo real, eliminando a dependência de medidas subjetivas, como autorrelato ou questionários que não são confiáveis ​​para estados de fadiga moderada. O cérebro oscila em várias frequências diferentes a qualquer momento, e essa informação é registrada no EEG. O poder de certas bandas de frequência foi considerado um proxy para indexar a fadiga cognitiva. Especificamente, as evidências indicam que a potência da banda alfa (7-13 Hz) é sensível à fadiga (para uma revisão, consulte (14)) e tem sido usada para medir a fadiga do motorista em exercícios reais e de simulação (15-18) . Quando a fadiga aumenta, a atividade da banda alfa ocorre em rajadas de 500 milissegundos, conhecidas como eixos alfa (19). Os fusos alfa são considerados para refletir estados de fadiga individuais e podem ser quantificados em termos de sua frequência de pico, duração e amplitude, dando origem à assinatura alfa de um indivíduo (20).

Protocolo EEG. Enquanto os cirurgiões colocam eletrodos de EMG, um procedimento semelhante será realizado para os eletrodos de EEG sem fio. O local da pele na cabeça será preparado conforme descrito anteriormente (21) e o gel do eletrodo e a tampa do eletrodo serão aplicados antes da tampa cirúrgica, mantendo assim a esterilidade da sala cirúrgica. Eletrodos serão colocados sobre o córtex usando uma montagem de eletrodo de 8 canais para registrar as oscilações de EEG em andamento durante a cirurgia por 200 s (9) em 0, 30, 60, 90 e 120 minutos de um procedimento cirúrgico de aproximadamente 2 horas. Os eletrodos serão posicionados de acordo com o sistema internacional de colocação de eletrodos 10-20. Os principais canais EEG de interesse serão posicionados sobre o córtex occipital e parietal, ou seja, locais de eletrodos O1, O2, P3, P4, P7, P8, onde a atividade alfa máxima pode ser detectada. Além desses pontos de tempo, os dados de EEG serão coletados durante tarefas clinicamente importantes (por exemplo, sutura após a conclusão da cirurgia, que normalmente leva 10 minutos). Um sistema de EEG sem fio foi selecionado para ser minimamente invasivo e não causar distração ou restrição devido ao movimento dos fios.

Análise de dados de EEG. Os dados serão coletados e analisados ​​usando Enobio 8 5G (Neuroelectrics, Cambridge, MA, EUA) usando referenciamento padrão, amostragem, filtragem e técnicas de suavização (21). Os investigadores irão comparar a potência alfa de pico e a duração e amplitude do fuso alfa em RALS em comparação com LS. Alterações nos espectros de potência do EEG, especificamente na banda de frequência alfa, serão usadas para monitorar o estado de alerta e fornecerão informações cruciais sobre se a fadiga cognitiva sustenta qualquer fadiga musculoesquelética. O estudo também será capaz de identificar como o estado de alerta muda ao longo do tempo durante a cirurgia por meio dos espectros de potência do EEG.

Medições da atividade física do cirurgião e da saúde musculoesquelética É vital que a fadiga musculoesquelética dos cirurgiões não seja influenciada por nada além do ambiente de trabalho. Usaremos acelerometria triaxial toda semana durante a coleta de dados para medir e garantir que os cirurgiões não mudem seus padrões de atividade física (e, portanto, fiquem mais fortes ou mais fracos). A nutrição também é crítica no desenvolvimento da força, assim como a má nutrição pode levar à perda de força. Portanto, os cirurgiões completarão diários alimentares de 3 dias e análises dietéticas em intervalos semanais durante o período de coleta de dados.

Estatística e análise de dados. Cálculo de poder: Para abordar o objetivo 1, os investigadores antecipam uma diferença na fadiga musculoesquelética de 20% entre RALS e LS com base nas evidências limitadas disponíveis (1). Portanto, com base em um tamanho de efeito previsto (d de Cohen) de 0,82, será realizado o recrutamento de 40 indivíduos em RALS e 40 indivíduos em LS (tamanho total da amostra n = 80). Esses números serão comparados entre as cirurgias de próstata e intestino. No objetivo 2, os dados sugerem que o nível de fadiga entre a última cirurgia do dia versus a primeira será maior que a diferença no objetivo 1 (Cohen's d 0,90), portanto, 27 sujeitos/grupo são necessários para esta questão de pesquisa. Por fim, no objetivo 3, para investigar se as alterações na fadiga musculoesquelética são sustentadas por alterações no controle motor e na fadiga cognitiva. Um cálculo de poder a priori será usado para calcular o tamanho de amostra necessário usando G*Power 3 (22). Conservadoramente, o menor dos três valores para o cálculo de poder (um tamanho de efeito de 0,82) foi escolhido. Supondo que um d de Cohen de 0,82 requer 40 participantes por grupo para 90% de poder para detectar uma diferença entre os grupos, em um alfa de 0,05.

Análise estatística: Para determinar as diferenças na fadiga musculoesquelética e cognitiva em RALS e LS, será utilizada uma ANOVA de modelo misto ou equivalente não paramétrico. Os dados e conclusões obtidos no final do estudo irão informar recomendações tanto na literatura científica (publicações) quanto na divulgação em conferências no final do projeto (ver gráfico de Gantt). O estudo é a plataforma para desenvolver um caso forte sobre os efeitos musculoesqueléticos a longo prazo em cirurgiões que realizam procedimentos de acesso mínimo em RALS.