Simulation in neurosurgical residency training: a new paradigm

Мед. образование и проф. развитие. 2017. № 1. С. 24-30.

Симуляционные технологии в обучении хирургов

В условиях постоянного дефицита рабочего времени и ужесточающегося медико-юридического прессинга хирур­гическая симуляция позволяет сократить разрыв между теоретическими знаниями и практическими навыками у интернов. Ранее инвазивные вмешательства отра­батывали при препарировании трупов и в экспериментах на животных. Хотя эти операции дают ценный опыт и не требуют сложной технологической поддержки, тру­пы и лабораторные животные относятся к ограниченно доступным и дорогостоя­щим ресурсам.

3 года назад на средства образователь­ных грантов мы создали лабораторию фундаментальных навыков. Первыми обучаю­щимися на курсе были интерны старших уровней, которые затем передавали свой образовательный опыт интернам младших уровней. Курс обучения включал интен­сивные практические упражнения, которые должны были ознакомить обучающихся с фундаментальными прикроватными ма­нипуляциями и хирургическими навыка­ми: наружным дренированием желудочков, установкой болт-системы для мониторин­га внутричерепного давления, сверлени­ем и перемещением краниотомического лоскута. Этот курс был очень успешным и стал предшественником школы-семинара Нейрохирургического общества (SNS), ор­ганизованной в июле 2011 г. для всех ней­рохирургических интернов первого года обучения.

Технологические достижения подго­товили переход от лабораторных упраж­нений в чистую среду, основанную на технологии и не требующую сохраненных образцов тканей. Симуляция в таком виде в настоящее время широко используется для интенсификации процесса обучения интернов лапаро-, эндо-, колоно- и торакоскопическим операциям, хирургии ката­ракты, эндоваскулярным вмешательствам на периферических сосудах и вмешатель­ствам на воздухоносных путях. Эти симуляционные системы воспроизводят опера­ции, требующие двумерной визуализации. Внедрение симуляционных технологий в разделы обучения и практической подго­товки нейрохирургов несколько отставало, возможно из-за трудностей воспроизве­дения сложной трехмерной реалистичной картины с резким контрастом между нерв­ными элементами и окружающими скелет­ными образованиями.

Однако мощность процессоров, дости­жения компьютерной SD-графики и так­тильной обратной связи позволили создать усовершенствованные (хотя и не в полной мере) системы для нейрохирургии [1]. Не­которые центры приобрели устройства, предназначенные для обучения диагности­ческой и интраоперационной навигации в трехмерном виртуальном пространстве. Преимущество данной стратегии заключа­ется в том, что в ней используются визуаль­ные данные конкретных пациентов. Установлено, что ангиография в сочетании с компьютерной томографией, магнитно-резонансная ангиография, 3D стереоско­пическая визуализация и другие системы виртуальной реальности, предназначен­ные для ознакомления и взаимодействия с анатомией конкретных пациентов, мо­гут быть полезны при планировании хи­рургического вмешательства, в частности они помогают выработать оптимальную хирургические стратегии, улучшить про­странственную ориентацию и повысить уверенность хирурга в сложных опера­ционных ситуациях. Недостаток данной стратегии - отсутствие обратной связи с обучающимся.

Эндоваскулярная симуляция

Для операций, базирующихся на ан­гиографии, доступна высокоточная симуляционная система, оборудованная так­тильной обратной связью и основанная на более простой, чем в реальной нейрохи­рургии, двумерной визуализации. Ангио­графия и растущий объем нейрохирурги­ческих операций играют все большую роль в лечении нейрохирургических пациентов.

Выполнение нейрохирургических опе­раций требует от врача владения уникаль­ными навыками, однако не все из них можно получить в рамках существующих программ подготовки нейрохирургов в клинике. Вследствие быстрого развития и внедре­ния эндоваскулярных вмешательств ин­терны в период обучения не успевают в достаточной степени овладеть этими операциями, чтобы применять получен­ные навыки на практике. В результате этого сегодняшние интерны не столь все­сторонне подготовлены, как выпускники предыдущих поколений. Для того чтобы исправить это, мы настоятельно рекомен­дуем интернам более активно участвовать в работе ангиографического отделения и внедрять новые, более безопасные ме­тоды приобретения навыков эндоваскулярных вмешательств. С этой целью мы изучили осуществимость и практическую пользу виртуальной диагностической ангиографии, проводимой на бипланарном ангиографическом симуляторе, для обучения нейрохирургических интернов и клинических ординаторов.

Участников в пилотное исследование набирали с разрешения экспертного со­вета клиники в Кливленде. В исследова­ние были включены интерны по нейро­хирургии 1-5-х годов обучения, а также клинические ординаторы 1-го и 2-го года.

Стандартный протокол обучения состо­ял из дидактической, демонстрационной и практической части. До и после курса участников опрашивали, для того чтобы оценить их базовые знания и узнать их мнение об образовательных параметрах учебного плана.

Для обучения использовался симулятор Simbionix (Simbionix USA Corp, Cleveland OH). Этот тренажер имеет интерактивный бипланарный рентгеноскопический ди­сплей и позволяет выполнять как диагно­стические, так и интервенционные вмешательства при большом числе клинических случаев с индивидуальной сосудистой сетью. Имеется широкий выбор паховых интродьюсеров, диагностических катете­ров и проводников, уникальные механиче­ские свойства которых программа вводит автоматически. Хотя система имитирует поведение катетера в просвете сосуда, для введения в манекен используются реаль­ные катетеры и проводники, а манипуля­ции с ними через сенсоры отслеживаются оборудованием симулятора. Информация о перегибах, трении, сопротивлении продвижению катера включена в алгоритм программы для обеспечения необходимой тактильной чувствительности и навигации катетера в реалистичной манере. Контраст можно вводить как во время виртуальной рентгеноскопии в реальном времени, так и во время цифровой субтракционной ан­гиографии. Для помощи при навигации есть режим дорожной карты.

Потенциальное преимущество изуче­ния инвазивных процедур, требующих рентгенологического контроля, на симуляторе связано с полным отсутствием ри­ска лучевой нагрузки на оператора и на па­циента. Качество изображения на дисплее и механические/тактильные ощущения при выполнении диагностической цере­бральной ангиографии получили высокую оценку и опытных ординаторов и интер­нов.

Интерны отмечали, что дидактиче­ский и практический компоненты учебно­го курса были очень ценны для процесса обучения. Результаты нашей пилотной программы обучения на симуляторе про­демонстрировали значительное сокраще­ние времени, затраченного нейрохирур­гическими интернами на рентгеноскопию и выполнение процедур, что отражает улуч­шение техники катетеризации при 4-сосудистой ангиографии на симуляторе за короткий промежуток времени. Интерны, которые получили недостаточную под­готовку по агиографии при стандартном обучении, после обучения на симуляторе были способны выполнить задание не хуже более опытных аспирантов.

Наши дальнейшие исследования будут направлены на проверку гипотезы о том, что умение работать на симуляторе коррелирует с качеством выполнения ангио­графии в реальных условиях. Следующий шаг - внедрить эндоваскулярную симуля­цию в учебные планы резидентуры и ис­пользовать ее для определения профессио­нальной пригодности и уровня готовности интернов к самостоятельной работе в ангиографическом отделении.

Обучение: дальнейшие перспективы

Симуляция таких хирургических опе­раций, как лапароскопия, полностью вне­дрена в процесс обучения резидентов по общей хирургии. Аккредитационный совет по постдипломному медицинскому обра­зованию требует обязательного включения в программы подготовки хирургов общего профиля занятий в лабораториях для освое­ния практических навыков на симуляторах. Роль симуляционных технологий в подго­товке нейрохирургов еще предстоит уста­новить. В операции, которая воспроизво­дится на симуляторе, можно выделить два компонента. Первый - это порядок шагов, необходимый для успешного выполнения задания, которое подчиняется определен­ному сценарию. Например, мы можем вы­полнить действие А, а затем действия В и С и ожидать результата данного алгоритма. После оценки результата системой (жела­тельный или нежелательный) вводят другой лечебный алгоритм, который требуется вы­полнить в аналогичном режиме.

Эта среда обучения может быть очень эффективной и полезной для воспроизве­дения относительно редких, но жизненно важных ситуаций в реальной действи­тельности, например, при проведении реанимационных мероприятий. Установ­лено, что симуляция сердечно-легочной реанимации может улучшить качество подготовки и субъективное восприятие собственной квалификации испытуемым. Интенсивный правильно спланированный симуляционный учебный модуль может быть так же эффективен, как 6-месячный курс обучения в клинике.

Второй компонент - симуляция техни­ческих приемов может быть полезна при формировании безопасной среды для отра­ботки необходимых механических навыков. Это отражает процесс переноса навыков, приобретенных на симуляторе, в реальную клиническую практику. Чем ближе симу­ляция воспроизводит действительную про­цедуру, тем легче приобретенные навыки можно перенести в клиническую практику.

Стратегия внедрения симуляционных технологий в процесс обучения также должна включать периодические трени­ровки на симуляторе для предупреждения потери навыков при длительном перерыве в работе.

Выводы

Хирургическая симуляция обеспечи­вает безопасные условия для совершен­ствования навыков путем повторных упражнений. Для эффективного обучения требуются современные анатомически и технически точные симуляционные си­стемы, которые имеют тактильную об­ратную связь и помогают обучающимся развивать и оттачивать свои технические навыки. Кроме этого, участие новичков в длительных и сложных виртуальных опе­рациях помогает развивать ментальную готовность стойко переносить трудности реальной медицинской практики. Луч­шим критерием эффективности симулятора является объективная оценка качества овладения навыками в процессе обучения и переноса полученных умений в реальную клиническую практику.

Роль симуляции в обучении нейрохи­рургических интернов будет установлена с помощью ряда ведущих программ, ко­торые должны обеспечить оптимальные условия для обучающихся и разработать структуру протоколов и учебных планов с объективной оценкой прогресса обуча­ющихся в ходе подготовки. Для этого мы должны продвигать и развивать будущие технологические достижения в нужном на­правлении.

Литература/Reference

Malone H.R., Syed O.N., Downes M.S., D'Ambrosio A.L., et al. Simulation in neurosurgery: a review of computer-based simulation environments and their surgical applications. Neurosurgery. 2010 Oct; 67 (4): 1105-16.

Peer-review