Virtuell kirurgi: Konstruktion av ett utbildningsprogram och analys av viktiga faktorer för operativ prestanda

Bakgrund:

Operationer i näthinnan och avlägsnande av glaskroppen (vitrektomi) är ett ingrepp som är i snabb tillväxt. Demografisk mix och en snabbt ökande förekomst av livsstilsrelaterade sjukdomar som diabetes mellitus leder till ökat operationsbehov [1]. Orsaker till vitrektomi inkluderar blödning i glaskroppen i ögat, näthinneavlossning, ett hål i gula fläcken på näthinnan (makulahål) och avlägsnande av bindväv (epiretinal membran) vid gula fläcken.

Vitrektomi var tidigare förenat med höga risker och utfördes därför endast i speciella fall, men de senaste åren har operationsresultaten varit markant bättre – inte minst på grund av införandet av tekniska framsteg som mindre och bättre instrument. Ändå är det en typ av operation som kirurgen kräver en lång utbildning och en ökad risk för operationskomplikationer i ett tidigt skede. Av denna anledning är virtuell kirurgi lämpad för att träna och underhålla operativa färdigheter [2, 3].

Research Unit of Ophthalmology vid Odense Universitet och Southern University fick 2007 ett anslag från Velux Foundation för att erhålla en EyeSi (ögonkirurgisk simulator) Surgical Simulator (VRMagic Gesellschaft mit beschränkter Haftung (GmbH), Mannheim, Tyskland). Denna kirurgiska ögonsimulator har därefter varit till stor glädje för ögonkirurger från hela landet som har använt maskinen för att träna och underhålla operationsprocedurer.

Maskinen kan användas både för att träna gråstarrsoperationer, såväl som svar i ögats bakre del (vitreoretinal kirurgi) operation av glaskroppen och näthinnan. Det finns en ökande forskningsaktivitet inom EYESI-baserad virtuell ögonkirurgi [4-6], men än så länge är detta reserverat för utbildning i gråstarrsoperationer. Utredarna har till exempel tidigare kunnat visa att repetitiv träning i kataraktkirurgi främjar kirurgisk inlärning och höjer kvalifikationerna hos framtida ögonkirurger [7]. Därefter publicerade en annan dansk grupp förslag på specifika krav på simuleringspass [8], och simuleringsträning introduceras därefter som en del av utbildningen av framtida gråstarrkirurger i landet.

Det finns ingen tidigare publicerad forskning inom virtuell vitreoretinal kirurgi, men detta är ändå avgörande för bättre kirurgisk träning. De vitreoretinala träningsmodulerna inkluderar övningar i olika svårighetsgrader inom många områden som navigationsträning, tångträning, anti-tremor-träning, bimanuell träning, bimanuell saxträning, laserkoagulation, posterior hyaloidträning, epiretinal membranpeeling, internt begränsande membran ( ILM) Träning och näthinneavlossning. På grund av de många möjliga övningarna är det viktigt att utveckla ett vitreoretinal träningsprogram som innehåller relevanta moduler med rätt svårighetsgrad.

Ett av huvudkraven för ett sådant program är att det ska uppvisa hög konstruktionsvaliditet [9]. Vilket innebär att programmet ska kunna mäta det önskade, vilket i detta fall är kirurgiska färdigheter i grupper med olika kompetensnivåer. Det måste med andra ord vara möjligt att skilja utbildade vitreoretinalkirurger från outbildade kirurger. Från detta kommer det att vara möjligt att utveckla referenspoäng, och programmet kan implementeras i kirurgisk utbildning.

Många kirurgiska störningar - såsom näthinneavlossning - fortskrider med tiden, och det är ofta inte känt när man helst ska operera [10]. Å ena sidan kan det vara bäst att operera tidigt och därigenom minska risken för sjukdomsprogression innan operation. Å andra sidan är det också viktigt att ta hänsyn till faktorer som närvaron av korrekt operationsexpertis samt kirurgens trötthet och stressnivåer.

Tillstånd som senast nämnts är helt klart svåra att testa kliniskt och virtuell kirurgi gör det därför möjligt att utforma studier som säkert tillåter testning av tillstånd som sömnbrist och andra operativa distraktioner.

Syfte:

Syftet med denna studie är 1) att underlätta utbildningen av framtida vitreoretinalkirurger genom att införa ett virtuellt träningsprogram med hög konstruktionsvaliditet, och 2) att klargöra vilka yttre förhållanden som påverkar prestationen hos utbildad operatör som använder det virtuella träningsprogrammet.

Delstudie A:

Från träningstillfällena, simuleringsmanualer och vägledning från vitreoretinala kirurger, sammanställs förslag på ett virtuellt vitreoretinal träningsprogram inklusive relevanta moduler i lämplig svårighetsgrad.

Detta program testas enligt tre grupper:

1. Grupp med utbildade vitreoretinalkirurger (n = 5).
2. Grupp med blivande ögonläkare under utbildning (n = 10).
3. Grupp medicinstudenter med begränsade kunskaper om anatomi och patologi (n = 20).

Varje grupp ska gå igenom programmet två gånger med en till två veckors mellanrum, och resultatet från det andra träningspasset bestäms. Därefter utvärderas de individuella modulernas konstruktionsvaliditet, förutsatt att en given modul uppvisar hög konstruktionsvaliditet, om medianpoängen för grupp 1 är högre än för grupp 2, vilket i sin tur är högre än för grupp 3 (testad av Cuzicks test för trend).

Moduler med hög konstruktionsvaliditet ingår sedan i den slutliga modellen.

Delstudie B:

Utifrån det konstruerade programmet i delstudie A genomgår fem ämnen ett intensivt träningsprogram, som avslutades när de uppnått samma målpoäng som grupp 1 i delstudie A. Målpoängen används nu som referens för efterföljande övningar.

Ämnena genomför sedan utbildningsprogrammet under påverkan av följande operativa utmaningar:

1. Drift med icke-dominant hand.
2. Operation med auditiv distraktion.
3. Operation under nattsömn.
4. Drift efter 12 timmars fasta för fast föda.
5. Operation efter 24 timmars sömnbrist. Det beräknas sedan vilket av de fem programmen, vilket resulterar i ett modifierat testresultat jämfört med poängmål (testat av Wilcoxon matchade signerade rangsummetest).