Magyar Sebészet 2012; 65(4): 212 217 DOI: 10.1556/MaSeb.65.2012.4.7 KÖSZÖNTŐ A laparoscopos készségek in vitro fejlesztése In vitro development of laparoscopic skills GÖDRI VERONIKA 1,@, HAIDEGGER TAMÁS 1, SAFTICS GYÖRGY 2, SÁNDOR JÓZSEF 2, WÉBER GYÖRGY 2 1 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Irányítástechnika és Informatika Tanszék, Orvosi Informatika Laboratórium, Budapest (intézetvezető: Prof. Dr. Benyó Zoltán) 2 Semmelweis Egyetem, Kísérletes és Sebészeti Műtéttani Intézet, Budapest (intézetvezető: Prof. Dr. Wéber György) A minimálisan invazív sebészet a nyitott műtéti eljárások népszerű alternatívája. A laparoscopos műtétek nagy gyakorlatot igényelnek, a műtétek sikeres végrehajtásához alapos elméleti és gyakorlati felkészülés szükséges. A laparoscopos készségek fejlesztésének egyik lehetősége a pelvitréneren vagy szimulátoron való gyakorlás. Az Apollo pelvitrénert a Semmelweis Egyetem Kísérletes és Sebészeti Műtéttani Intézetében a hallgatók oktatására használják. A trénert, a rajta végzett feladatok valószerűségét, időkorlátait mérésekkel validálni kell. A mérési eredmények statisztikai módszerekkel történő kiértékelése lehetőséget ad a sebészi képességek számszerű mérésére, illetve a pelvitréner validálására is. Adatgyűjtéshez a pelvitrénerben történő gumigyűrű-áthelyezést használtuk, a kiértékelés során az átlagos feladatvégzési időt, a hibák számát figyeltük. A feladat végrehajtására adott maximális idő graduális szinten 240 s, posztgraduális szinten pedig 100 s volt. A méréseket a laparoscopiában való jártasság függvényében négy csoportban végeztük el: amatőrök, orvostanhallgatók, rezidensek és tapasztalt sebészek csoportjaiban. Az amatőrök (50 fő) feladatvégzési átlagideje 365,7 ± 130 s (átlag ± szórás) volt, 2,57 átlagos hibával. A 326 orvostanhallgató átlagideje 159,3 ± 61,1 s; 1,21 átlaghibával, a 15 rezidens esetén 257,9 ± 75,7 s; 1,13-as hibaponttal, míg a sebészek (4 fő) átlagideje 117,2 ± 29,1 s volt. Az összehasonlító statisztikai tesztek az orvostanhallgatók és a sebészek eredményeinek kivételével szignifikáns különbségeket igazoltak a csoportok között. Terveink között további mérések elvégzése szerepel, több tapasztalt sebész bevonásával. Kulcsszavak: pelvitréner, oktatás, készségfejlesztés, gumigyűrűtranszfer, validálás Minimally invasive surgery is a popular alternative to open surgical procedures. Laparoscopic surgeries require highly skilled surgeons with solid theoretical background and significant amount of practice. Pelvitrainers or simulators provide a good opportunity for practicing and developing laparoscopic skills. Laparoscopic training of medical students of the Semmelweis University is performed at the Institute of Experimental Surgery and Surgical Techniques on Apollo pelvitrainers. The trainer, the performed exercises and the time limits have to be validated by several measurements. Statistical evaluation of the results provides a possibility for the numerical evaluation of surgical skills as well as validating the usability of the pelvitrainer. In our study we tested the peg transfer exercise in pelvitrainers on four groups with different surgical background and level of expertise, complete novices (50 persons), medical students (326 persons), surgical residents (15), and experienced surgeons (4), respectively. A time limit of 240 s was defined for novices and 100 s for professionals. During the evaluation of the results the average time and the number of errors were calculated. The mean completion time of amateurs was 365.7 ± 130 s (mean ± standard deviation), with 2.57 errors. The performance of medical students was characterized by 159.3 ± 61.1 s average time with 1.21 errors, the completion time of residents was 257.9 ± 75.7 s with 1.13 error points, and 117.2 ± 29.1 s for the surgeons. These data show significant differences between the group, except between the results of medical students and surgeons. We plan to extend this study with the inclusion of more, experienced surgeons. Keywords: pelvitrainer, training, skill development, peg transfer, validation Beérkezett: 2012. június 27. @ Levelezési cím/corr. address: Gödri Veronika, 1117 Budapest, Irinyi József u. 42., Tel.: +36 20 599 3797, E-mail: godronka@yahoo.com ISSN 0025-0295 2012 Akadémiai Kiadó, Budapest
A laparoscopos készségek in vitro fejlesztése 213 Bevezetés A minimálisan invazív sebészet a nyitott műtéti eljárások népszerű alternatívája, de sikeres végrehajtásához alapos elméleti és gyakorlati felkészülés szükséges. 1 A laparoscopos készségek fejlesztésének egyik lehetősége a pelvitréneren vagy szimulátoron való gyakorlás. Az 1990-es évek végén az Amerikai Gasztrointesztinális és Endoszkópos Sebészek Egyesülete (SAGES) megalkotta a Laparoszkópos Műtéti Alapok (FLS Fundamentals of Laparoscopic Surgery) programot, ami kognitív és pszichomotoros szempontból értékeli a laparoscopos műtéteket. 2 Az FLS olyan lehetőséget biztosít az orvostanhallgatók, rezidensek és sebészek számára, amely során elsajátíthatják a laparoscopos műtétek alapjait, és emellett laparoscopos kognitív és technikai tudásukat is felmérhetik, fejleszthetik. Az oktatási program egy hordozható és rugalmasan megtervezett fizikai modellt, trénert tartalmaz, amely a laparoscopos műtétek elvégzéséhez szükséges alapvető készségek tanítására és a kézügyesség fejlesztésére szolgál. Számos gyakorlatot fejlesztettek ki, amelyek valódi laparoscopos műszerek segítségével, a laparoscopiára jellemző nagyított optikai rendszer keretén belül végezhetők el. 3 A kézügyesség-fejlesztő gyakorlatok közé sorolható a gumigyűrű-áthelyezés, a pontos vágás és varrás feladata is. Az Amerikai Sebész Társaság (ACS American College of Surgeons) és a SAGES együttműködésének révén a rezidensek számára szolgáló laparoscopos tréningprogramok már az FLS programot tartalmazzák kulcselemként. Több kórház is bevezette azt a szabályt, hogy a sebész csak abban az esetben végezhet laparoscopos műtéteket, ha sikeresen letette az FLS-vizsgát. Annak ellenére, hogy az elmúlt években számos szimulátort fejlesztettek ki, az olcsó, könnyen hozzáférhető trénerek iránti igény továbbra is nagyon magas. Az Apollo laparoscopos tréner hasznos és olcsó megoldást jelent a laparoscopos műtétek gyakoroltatására, de a műtéti trénerek, így az Apollo hasznosságát, az elvégzendő feladatok pontosságát és valószerűségét is számos méréssel kell validálni. Az Apollo multifunkcionális pelvitrénert a Semmelweis Egyetem Kísérletes és Sebészeti Műtéttani Intézetében (KSMI) 2009 óta használják a hallgatók oktatására. Az első működő prototípust 2008-ban mutatták be a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen szervezett MATE BME Computer-Integrated Surgery szimpóziumon. 2009 októbere óta a tréner FLS-akkreditációval rendelkezik. Az Apollo tréner (1. ábra) átlátszó plexivázból áll, melynek tetején négy trokárral ellátott rugalmas gumitető található. A webkamera középen a dobozhoz van rögzítve, a sebész a képernyőn követi a tréner belsejében végzett mozdulatait. Az Apollo előnyei közé sorolható az alacsony költség, a moduláris fejleszthetőség, az FLS-akkreditáció, a több laparoscopos eszközzel való kompatibilitás, az asszisztálási feladatok végzésének lehetősége. Célkitűzések Munkánk célja az Apollo tréner validálása volt a feladatok teljesítéséhez szükséges idő lemérésével, statisztikai kiértékelésükkel. A rendszeren végzett különféle mérési eredmények statisztikai módszerekkel történő kiértékelése lehetőséget ad a sebészi képességek, a gyakorlottság számszerű mérésére, illetve a pelvitréner validálására is. Validálásra általában már a rendszer kezdeti fázisaiban szükség van, így ellenőrizhetővé válik a rendszer tervezési specifikációk szerinti megfelelő működése. 4 Validálás során a hozzáértők véleményére is szükség van, akik felülvizsgálják a rendszer hasznosságát és használhatóságát, a szimulált feladatok és eljárások pontosságát és valószerűségét. A pelvitréner további szempontokból történő részletes validálása is lényeges, többek között a tanulási hatékonyság, a készségek elsajátítása szempontjából. Mindezeket figyelembe véve teljes képet kaphatunk egy tréner hasznosságáról és használhatóságáról. Módszerek Ahhoz, hogy az Apollót megfelelően validáljuk, a laparoscopiában való jártasságuk függvényében több kategóriában kell a tesztalanyok feladatvégzési eredményeit rögzíte- 1. ábra. Az Apollo pelvitréner. A: monitor; B: webkamera; C: laparoscopos fogó
214 Gödri V. és mtsai 2. ábra. Gumigyűrű áthelyezése egyik eszközről a másikra 3. ábra. Apollo pelvitrénerekkel felszerelt laparoscopos gyakorlóterem a Semmelweis Egyetem Kísérletes és Sebészeti Műtéttani Intézetében ni. Négy vizsgálni kívánt tesztalanycsoportot különítettünk el: amatőrök, orvostanhallgatók, rezidensek és tapasztalt sebészek csoportját. Az amatőrök sosem gyakoroltak a pelvitréneren, az orvostanhallgatók adatai a Semmelweis Egyetem harmadéves hallgatóira vonatkoznak, akik a KSMI oktatása során már több gyakorlatot végeztek az Apollón. A harmadik csoportban egy pécsi, rezidenseknek tartott laparoscopos készségfejlesztő/továbbképző tanfolyam 15 rezidensének mérési eredményeit rögzítettük. A sebészek mérési adatai a Semmelweis Egyetem oktatóitól (4 fő) származnak. Az FLS által meghatározott feladatok közül a gumigyűrű-áthelyezés bizonyult a legmegfelelőbbnek az első körös adatgyűjtéshez, mivel bárki egyszerűen és viszonylag gyorsan elsajátíthatja és megértheti a feladat menetét, begyakorlása sem időigényes, és a feladatvégzés során nincs szükség kiegészítő eszközökre. A feladat elvégzéséhez egy laparoscopos anatómiai csipeszt és egy Maryland hajlított csipeszt használtunk. A gyakorlat során a nem domináns oldalon levő 5 különböző rezisztenciájú gumigyűrűt először a nem domináns kézzel le kell emelni a pálcikákról (2. ábra), majd a középvonalban átadva a domináns kézbe, rá kell helyezni a másik oldalon lévő öt pálcika valamelyikére. A feladatot mindkét irányban meg kell ismételni. Az időmérés akkor indul, amikor az eszközök a látótérbe kerülnek, és akkor ér véget, amikor az utolsó gyűrű is a helyére került. A végrehajtásra adott maximális idő graduális szinten 240 s, posztgraduális szinten pedig 100 s. A gyűrűk leejtése hibának számít. A feladat az FLS-ben szereplő feladattól abban tér el, hogy különböző rezisztenciájú gyűrűket használunk, amelyek jobban megfelelnek a műtét közben manipulált eltérő szöveteknek. A mérési alanyok laparoscopos műtétekkel kapcsolatos tapasztalatait, illetve a pelvitrénerről alkotott véleményeit, javaslatait kérdőív segítségével rögzítettük. A feladat, a feladatvégzési környezet munkaterhelésének meghatározására többdimenziós skálát, a NASA Task Load Indexet használtuk. Eredmények A 37 amatőrrel, 326 orvostanhallgatóval, 15 rezidenssel és 4 sebésszel végzett mérések során gyűjtött adatokból számos következtetés vonható le az átlagos feladatvégzési idővel és a hibák számával kapcsolatban. Az amatőrök feladatelvégzésének átlagideje 365,7 ± 130 s (átlag ± szórás) volt. Azon alanyok esetében, akik a feladatot többször végezték el, Student-féle páros kétmintás t-próbát használtunk ahhoz, hogy megállapíthassuk a feladatvégzési idő javulásának statisztikai szignifikanciáját, a szint értékét 0,05- ben határoztuk meg. Az egyes mérések teljesítésének átlagértékei a következők voltak: első mérés átlagideje: 370 ± 147,1 s; 2,25 átlaghibával; második mérés átlagideje: 348,4 ± 178,9 s (statisztikailag nem szignifikáns különbség); 2,68 átlaghibával; harmadik mérés átlagideje: 254,8 ± 150,9 s (statisztikailag szignifikáns különbség); 1,2 átlaghibával. A feladatvégzési idő javulása jól látható, az Apollóval való megismerkedés és a feladat elvégzéséhez szükséges különböző mozdulatok helyes elsajátításával magyarázható. A Semmelweis Egyetemen a 2010/2011-es tanévben vezették be a Műtéttan tárgyat, amely során számos alapvető műtéti fogalom elsajátítása mellett a laparoscopos gyakorlatokra, köztük a gumigyűrű áthelyezésre is nagy hangsúlyt fektetnek. A KSMI 12 Apollo pelvitrénerrel rendelkezik, a tárgy keretén belül is ezeken folyik az oktatás (3. ábra). Az orvostanhallgatók feladatvégzési átlagideje 159,3 ± 61,1 s volt, az általuk vétett hibák átlagos értéke 1,21. A több mint 326 adatot a jobb átláthatóság érdekében hisztogram formájában ábrázoltuk (4. ábra). A piros, függőleges vonal a 240 másodperces időkorlátot jelöli, amelyet a hallgatók nagy része nem lépett túl. Fontos megjegyezni, hogy annak ellenére, hogy a hallgatók most végezték először a gumigyűrű-áthelyezés feladatát, az eredményt nagy valószínűséggel pozitív módon befolyásolja az a tény, hogy az előző gyakorlatokon már megismerkedtek a lapa-
A laparoscopos készségek in vitro fejlesztése 215 4. ábra. Orvostanhallgatók mérési eredményei: a vonal a 240 szekundumos időkorlátot jelöli 5. ábra. Amatőrök, orvostanhallgatók és rezidensek eredményeinek összehasonlítása: a vonal a 240 szekundumos időkorlátot, a függőleges szakaszok az egyes csoportok átlagidejének szórását jelölik roscopos trénerrel, több készségfejlesztő feladatot végeztek rajta, már kifejlesztették és gyakorolták a fő kéz-szem koordinációs mozdulatsorokat. A Pécsi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Karának Sebészeti Oktató és Kutató Intézete rendszeresen szervez laparoscopos készségfejlesztő tanfolyamot rezidensek számára. A tanfolyamon jelen lévő rezidensek eltérő, de sebészi jellegű szakterületről érkeztek, és már rendelkeztek némi laparoscopos gyakorlattal. A bevezető gyakorlaton 15 rezidens teljesítményét mértünk le. Az általuk elért átlagos idő rövid gyakorlás után 257,93 ± 75,72 s volt; 1,13-as hibaponttal. Az általunk lemért négy sebész a Semmelweis Egyetem fiatal oktatói közül került ki. Több mint száz laparoscopos műtétnél asszisztáltak, és 30 50 laparoscopos műtétet végeztek, ezek száma sebészenként változik. Annak ellenére, hogy már két féléve oktattak laparoscopos gyakorlatokat, az Apollón még nem vagy csak nagyon keveset gyakoroltak. A négy sebész által elért átlagos idő 117,25 ± 29,11 s volt. A négy mérési csoportba tartozó alanyok eltérő orvosi háttérrel és eltérő laparoscopos ismeretekkel, tapasztalattal rendelkeztek. Összehasonlításképpen az 5. ábrán a négy mérési csoport átlagidejét tüntettük fel a szórásokkal
216 Gödri V. és mtsai 6. ábra. Orvostanhallgatók véleménye a tréneren való fejlődésről 7. ábra. Orvostanhallgatók véleménye a módszer megfelelőségével kapcsolatban 8. ábra. Rezidensek véleménye a tréneren való fejlődésről együtt. Ahhoz, hogy a csoporton belüli teljesítmények statisztikai szignifikanciáját megállapíthassuk, Student-féle páratlan kétmintás t-próbát használtunk, a statisztikai szignifikanciaszint értéke itt is 0,05 volt (a páratlan kétmintás t-próbát abban az esetben használják, ha a vizsgált csoportok különböznek egymástól, és ha meg szeretnénk állapítani, hogy két minta várható értéke egyenlő-e). Az SPSS statisztikai szoftver segítségével one-way ANOVA analízist is végeztünk, az ANOVA teszt annak a tisztázását segíti, hogy a szórásbeli eltérések mögött a véletlen vagy egy másik magyarázó tényező hatása áll. A tesztekből azt a következtetést lehetett levonni, hogy az orvostanhallgatók és sebészek közti kapcsolat kivételével a négy csoport egymástól statisztikailag szignifikánsan eltérő idő alatt teljesítette a feladatot. Az orvostanhallgatók és sebészek kapcsolatánál a tesztek szerint a különbség statisztikailag nem volt szignifikáns. A kérdőívekben feltett legfontosabb kérdésekre az orvostanhallgatók és rezidensek által adott válaszok a következőképpen oszlottak meg: a megkérdezett orvostanhallgatók többsége a feladat többszöri végrehajtása során a tréneren való fejlődését (6. ábra) jónak ítélte. A hallgatók nagy része a gyakorlatok során alkalmazott módszereket megfelelőnek tartotta a laparoscopia tanítására (7. ábra). A rezidensek esetében ugyanezeket a válaszok a következőképpen alakultak: többségük csupán közepesnek ítélte meg a tréneren való fejlődését (8. ábra), míg a rezidensek fele úgy gondolja, hogy az általunk alkalmazott módszer megfelelő a laparoscopia tanítására. A mért időeredmények kiértékeléséből olyan alapvető információk származnak, amelyek a sebészeti képességek, a gyakorlottság számszerű minősítésére alkalmasak, hiszen a kézügyesség, a gyakorlottság, az elsajátított mozdulatok biztonsága az időeredményeken is tükröződik. A műtéti mozdulatok pontosságának és hatékonyságának további felmérése azonban általában szubjektív módon történik, az időeredmények sok mindenre nem adnak választ. Emiatt szükséges a sebészeti képességek objektív felmérése. A laparoscopos mozdulatok objektív vizsgálatának egyik lehetősége a mozgáskövető rendszer használata, amely több kutatásban is hasznosnak bizonyult. 5 Munkánk további célja, hogy egy elektromágneses és optikai követéses elrendezés kialakításával újabb méréseket végezzünk az előző mérési csoportokkal. Terveink szerint a kiértékelés a feladatvégzési sebességről, a feladat során bejárt útvonalról, a sebész kéz-, fej- és testtartásáról is információt fog majd szolgáltatni. Összegzés A laparoscopos műtétek nagy gyakorlatot igényelnek, ebben nyújtanak segítséget a különféle pelvitrénerek. A pelvitrénerek hasznosságát, az elvégezendő feladatok pontosságát és valószerűségét számos méréssel kell validálni. A teszteket több csoportban érdemes elvégezni a laparoscopos műtétekben való jártasság függvényében. Munkánk során négy csoportot különítettünk el: amatőrök, orvostanhallgatók, rezidensek és tapasztalt sebészek csoportját.
A laparoscopos készségek in vitro fejlesztése 217 A 37 amatőrrel, 326 orvostanhallgatóval, 15 rezidenssel és 4 sebésszel végzett mérések során gyűjtött adatokból az átlagos feladatvégzési időt, a hibák számát figyeltük meg objektív mérések során. Köszönetnyilvánítás A szerzők köszönetüket fejezik ki a kutatás és a felmérések körülményeit biztosító kollégáknak, első sorban Lengyel Balázsnak, az Apollo rendszer kifejlesztéséért és üzembe helyezéséért, Fábry Györgynek az adatgyűjtésben nyújtott segítségéért, valamint Benyó Balázsnak és Benyó Zoltánnak az anyagi támogatás megteremtéséért. A kutatást az NKTH OTKA CK80316 pályázat támogatta. A munka szakmai tartalma kapcsolódik a Minőségorientált, összehangolt oktatási és K+F+I stratégia, valamint működési modell kidolgozása a Műegyetemen című projekt szakmai célkitűzéseinek megvalósításához. A projekt megvalósítását az Új Széchenyi Terv TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KMR- 2010-0002 programja támogatja. Irodalomjegyzék 1 Szabó Z, Wéber Gy, Gál I, Csáky G: A haladó laparoszkópia elterjedésének előfeltétele: a laparoszkópos varrás és csomózás technikájának az elsajátítása. Magy Seb 1998; 51(4): 227 230 2 Fried GM: FLS Assessment of Competency Using Simulated Laparoscopic Tasks. J Gastrointestinal Surg 2008; 12: 210 2 3 SAGES Society of American Gastrointestinal and Endoscopic Surgeons, Fundamentals of Laparoscopic Surgery (FLS) program. www.flsprogram.org (Letöltés ideje: 2012. május 2.) 4 Wm. LeRoy Heinrichs: Simulators for laparoscopic surgical skills training. In: Prevention and Management of Laparoendoscopic Surgical Complications. Stanford, 2005, 14. fejezet 5 Yamaguchi S, Yoshida D, Kenmotsu H, Yasunaga T: Objective assessment of laparoscopic suturing skills using a motion-tracking system. Surgical Endoscopy 2011; 25: 771 5