Effekten av 3D kontra 2D träningsmodeller vid förvärv av laparoskopiska färdigheter: ett randomiserat kontrollerat försök

Det finns gott om bevis som stöder användningen av lågfientliga kirurgiska simulatorer, ofta kallade bänkmodeller, för grundläggande laparoskopiska färdigheter med både grundläggande och avancerade uppgifter. Syftet med att använda low-fidelity-träningsmodeller är främst kompetensförvärv snarare än återskapande av in situ-anatomi. Bänkmodeller har potentialen att vara billiga jämfört med andra high-fidelity-simulatorer, samtidigt som de förbättrar överförbarheten av dessa viktiga färdigheter till operationsrummet. Det har visats i litteraturen att användningen av 3D-visuell modalitet vid laparoskopi är associerad med en förbättrad djupuppfattning som ger ett förbättrat visuo-spatialt sammanhang och prestanda i kirurgisk eller simuleringsmiljö, vilket underlättar utförandet av komplexa laparoskopiska uppgifter. Användningen av denna teknik är ofta förknippad med vissa begränsningar av anpassningsförmåga till personal, praktiska och ekonomiska överväganden av dess introduktion till den vardagliga undervisningsplanen för nybörjare. Därför finns det potential att följa ett differentiellt tillvägagångssätt genom att använda low-fidelity 3D-träningsmodeller av varierande djup, höjd och bredd för att påskynda träning och färdighetsförvärv med hjälp av 2D-visuell modalitet, som oftast används både i simulerings- och operativa inställningar.

Monokulära signaler är viktiga för att kompensera för bristande djupuppfattning i 2D-seende. Dessa inkluderar rörelseparallax genom rörelse av laparoskopet, skuggning av ljus och mörker, texturgradering, relativ position och instrument och anatomisk strukturstorlek. Djupuppfattningen kan förbättras genom erfarenhet eftersom bearbetningen av monokulära signaler förbättras och anpassning, som är en inlärningsprocess, i slutändan leder till förbättrad prestation. Erfarna kirurger har bemästrat färdigheten att identifiera indirekta monokulära signaler och få djupuppfattning genom att använda dem, vilket resulterar i exakta och effektiva rörelser.

De träningsmodeller som används i LapPass för tränings- och bedömningssyfte är relativt platta 2D-modeller. I den nuvarande modellen för polomanipulations- och greppuppgiften är alla stolparna på samma höjd och monterade på en plan yta och saknar således konturer och djup. Detta är den första övningen som utförs och praktiseras hårt av nybörjare för att utveckla de grundläggande laparoskopiska färdigheterna för djupuppfattning, hand-öga-koordination och bimanuell skicklighet, som är avgörande för smidig progression till andra uppgifter. Den laparoskopiska sutureringen och intrakorporeala knutuppgiften introducerar på liknande sätt en 2-dimensionell träningsmodell för suturering och approximation av cirklar på en platt suturdyna utan variabla konturer. Antagandet av 2D-utbildningsmodeller skulle kunna fungera som en begränsande faktor vid förvärvandet av tekniska färdigheter och i slutändan förlänga utbildningstiden för att uppnå en högre kompetensnivå. Att uppnå färdigheter i grundläggande laparoskopiska färdigheter kan resultera i snabbare förvärv av mer komplexa laparoskopiska färdigheter såsom suturering och i slutändan resultera i en mer kostnadseffektiv träning. Genom att konvertera uppgifterna till 3-dimensionerna med hjälp av low-fidelity 3D-träningsmodeller med varierande höjder, bredder och djup, kan simuleringen av en mer realistisk kirurgisk miljö uppnås och överbrygga en potentiell teknisk laparoskopisk kompetensklyfta som skapas genom träning på platta modeller jämfört med till tredimensionella landmärken.

I vår studie kommer polouppgiften att konverteras med hjälp av en 3D-polomodell utvecklad i vår institution, som visade ansikts- och konstruktionsvaliditet för att skilja mellan olika expertnivåer. Modellen utvecklades ursprungligen för FLS-programmets enklare pegöverföringsuppgift och utrustningen kommer att justeras för att simulera LapPass-pologrip- och manipulationsuppgiften, en mer tekniskt krävande uppgift. Dessutom kommer suturuppgiften att konverteras med hjälp av en 3D-suturmodell av Inovus Medical (Saint Helens, England, Storbritannien) fäst på en plattform som ger begränsad stabilitet till modellen, vilket simulerar tillräckligt komplexitet i kirurgisk praktik. Användningen av en 3D suturmodell med varierande konturer har visat sig vara ett effektivt simuleringsverktyg för den avancerade uppgiften med laparoskopisk suturering.

Litteratur som beskriver en direkt jämförelse mellan 3D- och 2D-träningsmodeller av LapPass grundläggande och avancerade laparoskopiska uppgifter saknas, trots potentialen för att snabbt kunna förvärva laparoskopiska färdigheter hos nybörjare. Vi postulerar att användningen av 3D-träningsmodeller i början av laparoskopisk färdighetsträning av nybörjare kan påskynda anpassningen till indirekta ledtrådar relaterade till djupuppfattning, såväl som andra kärnkompetenser för laparoskopisk färdighetsträning, vilket förbättrar prestandan. Syftet med denna studie är att avgöra om laparoskopisk teknisk kompetens kommer att vara överlägsen med användningen av 3D träningsmodeller hos nybörjare läkarstudenter jämfört med nuvarande 2D LapPass träningsmodeller i 2 separata laparoskopiska uppgifter.

PICOS-kriterier

• Population = Nybörjare läkarstudenter från årskurs 1-5 inklusive interkalerande studenter
• Intervention = 3D träningsmodeller för polomanipulation och suturuppgifter
• Komparator = 2D LapPass träningsmodeller för polomanipulation och suturuppgifter
• Resultat = Laparoskopisk färdighetsförvärv (GOALS-poäng, uppgifts slutförandetid, fel, undersökningsdata)
• Inställning = Simuleringslabb i Barts Cancer Institute