通过经颅直流电刺激增强腹腔镜技能的习得和保持

理由：最近医疗培训环境的变化导致许多学员缺乏足够的机会来获得其专业所需的特定技能。 需要新的方法来加强医疗和手术技能的获取和保留，以确保未来医生队伍的质量。 经颅直流电刺激 (tDCS) 是一种新兴的非侵入性脑刺激方法，已被证明可以安全地增强成人和儿童的运动学习。 即使通过 tDCS 适度增强医疗外科技能的获取和保留，也有可能加快医疗保健提供者的技能培训，从而有助于提高培训效率和改善患者治疗效果。

目的：本研究的目的是评估 tDCS 是否可以增强腹腔镜手术能力的获得和保留。

伦理：本研究已获得卡尔加里大学研究伦理委员会的批准

设计：随机、双盲、假对照试验，以评估 tDCS 增强学习和保留腹腔镜技能的能力。

经颅直流电刺激：所使用的 tDCS 方法基于最佳可用证据和实践，并将由经验丰富的研究人员以标准化方式应用。 阳极 tDCS 将使用 NeuroConn 直流刺激器（NeuroConn，德国伊尔梅瑙）通过盐水浸泡的海绵电极进行输送。 阳极位于左侧初级运动皮层后 2 厘米处（使用 10-20 EEG 系统定位），阴极位于对侧眶上区域上方。 阳极和假 tDCS 组的电流都会在 30 秒内上升到 1 毫安。 在阳极 tDCS 组中，电流将保持 20 分钟。 在假 tDCS 条件下，电流将仅保持 60 秒（皮质兴奋性没有变化），然后是 30 秒的斜坡下降。

参与者：将招募卡明医学院（卡尔加里大学）的医学生（1-3 年级）和普通外科住院医师（研究生 1-5 年级）。 为确保具有可比性的基线技能，如果受训者在过去 3 个月内接受过正式的腹腔镜培训（仅限医学生），则他们将被排除在外。

样本量计算基于模式切割分数的性能度量，通过试点研究确定（如下所述）。 基于训练后分数提高两倍、功效为 90% 和 1 型错误为 0.05，研究人员估计样本量至少为 48 名参与者（每种刺激条件 n = 24，具有相等的每只手臂的住院医师和医学生人数）。

研究设计：将完成一份简短的调查问卷以确定人口统计特征，包括：性别、年龄、培训水平、上次完成腹腔镜手术基础课程的日期（如果适用）、参与者对患者进行腹腔镜手术的次数、参与者在腹腔镜模拟器上执行腹腔镜任务的次数、参与者玩视频游戏的频率以及参与者演奏乐器的频率。

参与者将在高级技术技能和模拟实验室（卡尔加里大学）招募，并适应工作空间。 参与者将在腹腔镜盒式训练器（美国佐治亚州 Limbs & Things Inc 的腹腔镜手术训练器系统基础知识）上完成腹腔镜任务训练，该训练器由光学相机、腹腔镜器械和显示视野的监视器组成。 将记录光学摄像机视图以进行追溯评分。 参与者将观看由腹腔镜手术专家制作的标准化腹腔镜培训视频，演示将使用模拟器执行的两项腹腔镜手术基础 (FLS) 任务：钉转移 (A) 和模式切割任务 (B)。 钉子转移任务需要使用两个解剖器将六个环转移到钉板另一端的钉子上，然后回到原来的位置。 图案切割任务涉及一块 10x10cm 的纱布，中间预画了一个直径为 4cm 的圆圈，将其放置在工作板的中央。 参与者需要使用解剖器和内窥镜剪刀切割标记的圆圈，将其从周围未标记的纱布中释放出来。 时间分数将通过从 300 秒的任务截止时间中减去以秒为单位的完成时间来计算。 将为每个任务计算错误分数：由于掉落在视野之外而无法转移的钉子百分比（即丢失 6 个钉子中的 1 个 = 17 秒罚分），或区域偏差百分比切割一个完美的圆圈。 通过从时间分数中减去错误分数来计算总分。 这两个 FLS 任务代表需要双手（钉子转移）或单手（模式切割）能力的技能。 此外，选择这两项任务是因为分数与训练水平相关，并且可以预测术中表现。

参与者将完成任务 A，然后完成任务 B，建立基线技能。 任务将被记录和追溯评分，不了解组分配，以量化时间和错误分数。 参与者将通过计算机随机分配接受假或主动 tDCS。 参与者将以交错方式 (ABAB) 执行两项 FLS 任务，这是一种建议增强腹腔镜技能获取的范例，每项任务重复八次训练。 在最后的训练阶段之后，将移除 tDCS 电极，并对任务 A 和 B 进行最终任务评估。普渡钉板测试 (PPT) 将在基线和训练后进行，以检查单侧手部功能，作为安全措施。 培训六周后，参与者将返回评估腹腔镜技能的保留情况，并重复任务 A 和 B。新出现的证据表明，腹腔镜技能在培训后六周显着下降。 培训日和随访之间的腹腔镜练习量将被考虑在内，以确保标准培训不间断。

数据分析：将比较 tDCS 和假手术（“刺激类型”和“评估时间点”因素的双向重复测量方差分析）之间从基线到训练后再到随访的每个结果的平均变化。 “刺激类型”和“训练块”因素的双向重复测量方差分析将探索 tDCS 与训练之间的相互作用，无论是否对每个结果都有反馈。 假或阳极 tDCS 组中 PPT 分数的任何衰减都将使用配对 tDCS 进行评估。 医学生和专业住院医师将接受独立评估。 住院医生的培训水平将追溯纳入我们的分析。