מחקר זה מתאר כיצד מודלים מודפסים בתלת מימד מאיצים ביעילות את הקצב שבו מיומנויות ניתוחים לפרוסקופיות מתקדמות המשמשות בפונדופליקציה של ניסן נשלטות על ידי מתמחים כירורגיים במהלך הכשרת ההתמחות, ובכך משפרים את המוכנות העתידית.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
מחקר זה מתאר כיצד מודלים מודפסים בתלת מימד מאיצים ביעילות את הקצב שבו מיומנויות ניתוחים לפרוסקופיות מתקדמות המשמשות בפונדופליקציה של ניסן נשלטות על ידי מתמחים כירורגיים במהלך הכשרת ההתמחות, ובכך משפרים את המוכנות העתידית.
פונדופליקציה לפרוסקופית של ניסן (LNF) דורשת הכשרה נרחבת למיומנות כירורגית, עם סיבוכים משמעותיים בעקומת הלמידה המוקדמת. פרוטוקול אימון מובנה המשתמש במודל אנטומי מודפס בתלת מימד מתואר ונועד להאיץ את רכישת מיומנויות לפרוסקופיות מתקדמות. הפרוטוקול כרוך בייצור והרכבה של מודלים המשולבים בתוכנית הכשרה ספציפית ל-LNF המתמקדת ברכיבים קריטיים הכוללים מיומנויות תפירה מתקדמות. הדגם כולל ציוני דרך מדויקים מבחינה אנטומית, כולם מיוצרים באמצעות חומרי סיליקון מיוחדים. מוצגת תוכנית הכשרה שלב אחר שלב, המתמקדת בשליטה במרכיבים המאתגרים ביותר של LNF, כולל סגירת כפרים, תפירת רשת ועטיפת הפונדופליקציה. תוצאות מייצגות של משתתף פיילוט מדגימות עקומת למידה הניתנת לכימות, כאשר ציוני הביצועים הכוללים משתפרים מ-21 ל-42 וזמן הפרוצדורות יורד מ-95 ל-34 דקות על פני שישה מפגשים, ומתקרבים באופן שיטתי למדד המומחים. היעילות הכוללת של פרדיגמת אימון זו אומתה במחקר השוואתי, שבו הקבוצה שהוכשרה במודלים מודפסים בתלת מימד הדגימה ציונים טובים יותר באופן משמעותי של הערכה מובנית אובייקטיבית של מיומנויות טכניות (OSATS) בחדר הניתוח (26.25 ± 1.67 לעומת 17.50 ± 2.07) ומשכי הליך קצרים יותר (76.25 ± 2.49 לעומת 110.13 ± 3.36 דקות) בהשוואה לקבוצת ביקורת, מה שאישר את ההשפעה החיובית של הפרוטוקול על מיומנויות קליניות. פרוטוקול מתוקף זה מספק שיטה הניתנת לשחזור ליישום תוכנית הכשרה יעילה של LNF המסוגלת למדוד ולהקל על פיתוח מיומנויות מתקדם.
פונדופליקציה לפרוסקופית של ניסן (LNF) התגלתה כהתערבות כירורגית סטנדרטית זהב למחלת ריפלוקס קיבתי-ושטי (GERD)1, ומחליפה יותר ויותר טיפול רפואי נגד ריפלוקס לכל החיים. המורכבות הטכנית של LNF מחייבת עקומת למידה תלולה, עם מינימום של 20 הליכים להשגת מיומנות כירורגית2. השפעה משמעותית על תוצאות המטופלים3 עם שיעורי סיבוכים הנעים בין 24% ל-55% במהלך ההליכים הראשוניים של המנתח 4,5,6, במיוחד בחמשת הניתוחים הראשונים. עדויות מאוחרות יותר מראות ירידה בסיבוכים לכ-10% במהלך הליכים 15-25 4,6. הסיבוכים השכיחים ביותר שדווחו במהלך 20 המקרים הראשונים כוללים בעיקר ליקויים במיומנויות טכניות; באופן ספציפי, אתגרים עם דיסקציה של החלון האחורי של הוושט, חלוקת כלי קיבה קצרים וגיוס פונדלי, סגירת ה-crura הסרעפתי ותפירת הפונדופליקציה 7,8. שליטה בשלבים אלה נמצאת בקורלציה עם שיעורי סיבוכים מופחתים של 2%-10%3,8,9.
נכון לעכשיו, חינוך כירורגי מציג פלטפורמות אימון סימולציה מרובות כדי לאפשר לחניכים להתגבר על עקומת הלמידה במהירות10. עם זאת, תוכנית לימודים סטנדרטית להכשרה לפרוסקופית מתקדמת נותרה לא מבוססת 11,12,13,14. הראיות מראות כי השלמת תוכנית התמחות מביאה לעתים קרובות לביטחון לא מספיק לביצוע עצמאי של הליך לפרוסקופי מתקדם, מה שמחייב מרדף אחר מלגה לרכישת מיומנות טכנית15. חשוב לציין, למרות הקמת יישום יסודות הכירורגיה הלפרוסקופית (FLS) בתוכניות התמחות, מחקרים זיהו פערים משמעותיים בין מיומנות התפירה התוך-גופית מבוססת הסימולציה של המתמחים לבין ביצועי חדר הניתוח (OR), מה שמרמז על כך שיש צורך בפלטפורמת הכשרה ביניים כדי לגשר על הפער בין FLS לתפירת OR16. יתרה מכך, לאחר השגת מיומנות ב-FLS, יש צורך ברור לשפר את הכישורים והביטחון של מתמחים בכירורגיה לפני סיום לימודיהם ביחס לכירורגיה לפרוסקופית מתקדמת, מעבר ל-FLS.
כדי להתמודד עם זה, ההתקדמות הטכנולוגית הציגה פתרונות הדרכה פוטנציאליים. סימולטורים של מעבדה יבשה כגון מציאות מדומה (VR) מציעים ייצוגים אנטומיים מפורטים והזדמנויות תרגול מכוונות האופייניות ל-LNF17. עם זאת, עלות הקמה ותחזוקה של מעבדת סימולטור VR היא אתגר משמעותי18. סימולטורים מסורתיים של מעבדה רטובה הכוללים גופות ומודלים של בעלי חיים חיים, בעוד שבוחנים אופטימליים להליכים רבים, מציגים מגבלות בנאמנות אנטומית, פרוטוקולי בטיחות אתיים ובריאותיים19, רלוונטיים במיוחד בהקשרים שלאחר COVID-19 לצד אתגרי עלות, לוגיסטיקה ותזמון 10,20.
כדי להציע אלטרנטיבה, פיתחנו מודל אנטומי של הבטן העליונה תוך שימוש בטכנולוגיית הדפסה תלת מימדית (תלת מימד) המבוססת על שחזור אמיתי במודל CT וייצור חומר סיליקון לאימון LNF. מודל זה מציע שימוש חוזר גבוה, עם רכיבי מפתח כמו שכבת הצפק וכלי קיבה קצרים הניתנים להחלפה לאחר אימונים מרובים, ואימונים בודדים הכוללים בדרך כלל עד 8 ניסיונות. מחקרי אימות של מודלים דומים בייצור עצמי הראו יעילות משמעותית ברכישת מיומנויות אופרטיביות, כפי שתועד על ידי Wang et al.21 ו-A.ghazi et al.22.
ניתן לשלב מודל מודפס בתלת מימד זה עם סרטון הדרכה וסרטוני הדגמה שלב אחר שלב כדי להקל על אתגרי עקומת הלמידה המוקדמת בסביבה הקלינית. מחקר זה נועד להדגים את היעילות והיישום של פרדיגמת הכשרה זו לרכישת מיומנויות LNF.
מחקר זה אושר על ידי מועצת הביקורת המוסדית של בית החולים העממי של מחוז ג'ג'יאנג ונערך בהתאם להנחיות האתיות שנקבעו. הסכמה מדעת בכתב התקבלה מכל המשתתפים האנושיים. הריאגנטים והציוד המשמשים מפורטים בטבלת החומרים.
1. הכנת מודל ה-LNF המודפס בתלת מימד
הערה: תהליך ייצור מודלים אנטומיים בודדים בהדפסת תלת מימד עם סיליקון נדון בפירוט בדוח הקודם21.
2. הרכבת דגם ה-LNF
3. תוכנית הכשרה
הערה: ההליך מחולק לחמש משימות מרכיבות, כאשר החשיבות של כל משימה נקבעת פרה-קלינית על ידי מחקרים קודמים21,23. סגירת עור ותפירת רשת הם בסיסיים לתיקון בקע סרעפתי גדול, יחד עם מגבלות המודל עצמו.
4. גיוס משתתפים
5. הערכת הביצועים
הערה: מנתח מומחה נתן ציון לכל סרטוני האימון על סמך הציון הספציפי להליך בן חמשת המרכיבים, שאומץ ושונה ממחקר קודם23, ונכלל בקובץ המשלים 1.
6. ניתוח נתונים
מודלים מודפסים בתלת מימד אלה מאפשרים הכשרה והערכה של טכניקות מפתח חיוניות החיוניות ל-LNF אידיאלי, כגון סגירת קורונה עם יצירה וביצוע של עטיפת פונדל סביב הוושט. זה חיוני מכיוון שמחקרים הראו שגם האורך וגם ההידוק של פונדופליקציה משפיעים מאוד על לחץ הסוגר הדיסטלי של הוושט, מה שעלול להעלות אותו עד פי שלושה מהרמות שלו לפני הניתוח, מה שעלול להוביל לדיספגיה25. כפי שהודגם, מסלול הביצועים של הדייר מהאימונים המוקדמים ועד לביצועי חדר הניתוח הסופיים הראה שיפור משמעותי. זמן ההליך התקרב מאוד לאמת המידה של המומחה של 34 דקות. שיפור ניכר זה במיומנות הטכנית נצפה באמצעות מפגשי הדרכה איטרטיביים.
המודל המודפס בתלת מימד מציע את ההזדמנות לתרגל מיומנויות כירורגיות לפרוסקופיות מתקדמות ספציפיות להליך בסביבה בטוחה ומבוקרת26,27. השימוש במודלים אלה למטרות אימון צבר תאוצה בעשור האחרון, עם Zhu et. הפגנת ריאליזם הולם, עלות-תועלת, קיימות ויכולת לשמור על רכישת מיומנויות אופרטיביות להכשרת סטודנטים לרפואה11. מחקרים מרובים אישרו את הריאליזם והיישום של נאמנות המודלים הללו באמצעות תוכניות סימולציה, מחקרי תוקף ומשוב המשתתפים 21,22,28.
ניתוח האימונים חשף סטיות תקן גבוהות, במיוחד במהלך האימונים הקודמים, אימון 1<2, מה שמצביע על חוסר עקביות בביצועים בכל המדדים המוערכים. שונות זו מדגישה את החשיבות של אופטימיזציה של עיצוב המודל, שכן חלק מהמשימות הכוללות תפירה תוך גופית, כגון ציון סגירת קורפורל וציון קיבוע רשת, היו נמוכות יותר בהשוואה לציוני פונדופליקציה ובדיקה. פער זה משקף את המורכבות המוגברת ודרישות הלמידה עבור מיומנויות טכניות ספציפיות בהליך אחד. מחקרים קודמים מאששים קשר זה ומציעים ראיות המראות שניתן להשתמש במדדים ספציפיים למשימה כדי להבדיל בין רמות מנתח שונות. שיה ועמיתיו הראו את ההבחנה הזו תוך שימוש במודלים מודפסים בתלת מימד כדי לדמות אנסטומוזה מעיים תוך גופית לפרוסקופית באמצעות הערכה מובנית אובייקטיבית של אנסטומוזה מותאמת של מיומנויות טכניות כדי לעזור להבחין בין מנתחים מומחים, בינוניים ומתחילים29.
שונות הביצועים, במיוחד בתמרונים טכניים הנובעים מתפרים תוך-גופיים, מדגישה את הצורך בפתרון בעיות פרוצדורלי. עבור מתאמנים המתקשים, בוחנים מומחים יכולים להבטיח תרגילים ממוקדים נוספים על חולשות ספציפיות, וזה יעיל יותר מחזרה פשוטה. עיצוב הדגמים מאפשר שימוש חוזר קל ופעילות גופנית חוזרת, בניגוד לאיברים של בעלי חיים ורקמות חיות, המהווים אתגרי אחסון או שימוש חוזר עקב פריכות רקמות בעלי חיים, מה שהופך אותם לפחות חסכוניים. במודל התלת מימדי, שכבת הצפק מעל הקרורה והאומנטום, עם כלי הקיבה הקצרים, הם הדברים היחידים שצריך להחליף גם לאחר תרגולים מרובים. יתר על כן, הייצור בעלות נמוכה נשמר מכיוון שהחומר הנוכחי המשמש הוא סיליקון, מה שהופך אותו למשתלם30. כדי לטפל בשימוש חוזר של המודל, עלינו לקחת בחשבון את עמידותו. בעוד שבדיקות מכניות רשמיות לא היו חלק מפרוטוקול המחקר הזה, ערכנו מספר תצפיות המבוססות על ניסיון לא פורמלי במהלך מפגשי הדרכה חוזרים ונשנים. ציינו שהעמידות תלויה במידה רבה בטכניקה של המשתתף. עבור תיקון כפרי, דגם בודד יכול להכיל בדרך כלל כ-10 מיקומי תפרים לפני שנזק מצטבר מחדירת מחט הצריך החלפה. עבור אימוני פונדופליקציה, נראה שהגורם המגביל היה לחץ מכני ממתח תפרים; הדגם עמד בדרך כלל ב-6-8 מקרים של כוח משיכה חזק לפני שהראה סימנים של נזק מבני. על סמך תצפית זו, יש להנחות את המתאמנים להפעיל מתח מתון ומבוקר, שכן משיכה מוגזמת עלולה לגרום לכשל מוקדם במודל ואינה משקפת טכניקה כירורגית מתאימה. ישנו מחקר נוסף הבוחן את השימוש בחומרים מתקדמים כמו פולימרים הידרוג'ל כדי להגביר עוד יותר את הריאליזם ולאפשר את יכולת הזלוף וטכניקות לפרוסקופיות מתקדמות יותר, כגון צריבה24,31. עם זאת, עלות התחזוקה הנמוכה להכשרה, הניידות והשימור הקל מבטיחים את נגישותו לכל מרכזי ההכשרה, בתי הספר ובתי החולים.
האימות הקריטי ביותר של המחקר מצביע על כך שאימון המודל המודפס בתלת מימד מציע פוטנציאל יוצא דופן בגישור על הפער בין אימון מבוסס סימולציה לביצועי תפעול בפועל. מחקרים קודמים הזכירו את הצורך להציג יכולת העברה מכיוון שהיא לא רק תעודד שימוש אלא גם תציע תובנה רבה לגבי יישומה בניתוח חי בפועל ותוצאות המטופלים32. חובה להכיר באופי הגישוש המובנה של שימוש במודלים מודפסים בתלת מימד באימוני תפירה מתקדמים. בעוד שממצאים מובהקים סטטיסטית מעודדים, הם מחייבים פרשנות זהירה, הדורשים תיקוף נוסף עם קבוצה גדולה יותר למסקנות סופיות יותר מבחינה סטטיסטית.
מגבלות אפשריות למודלים אלה כוללות את העיצוב ריאליסטי כמו רקמת בעלי חיים; מאפיינים אנטומיים מורכבים, שעלולים להיתקל בניתוח, כגון אומנטום גדול יותר, פאשיה אנדוטורצית, פאשיה אנדו-בטנית, מזוושט ועצב התועה, לא נכללו. עם זאת, בחירות עיצוב מסוימות נעשו בכוונה כדי להגביר את הקפדנות והישימות של האימון. תוכנית הלימודים מתמקדת בתיקון בקע סרעפתי הדורש רשת מכיוון ששליטה בטכניקות מורכבות אלו מספקת לתושבים את הכישורים הדרושים לטיפול בכל סוג של בקע. יתר על כן, סביבת העבודה המוגבלת בכוונה מכינה את המתאמנים לבטן המאתגרת ביותר מבחינה מרחבית, ומבטיחה שהמיומנויות שלהם חזקות וניתנות להתאמה. שאלה נוספת שעלתה הייתה האם מספר המקרים הלפרוסקופיים או איכות ההכשרה שיפרו את המצב. באופן מסורתי, ככל שמתמחה מבצע יותר מקרים לפרוסקופיים בהכשרתו, כך כישוריו משתפרים. עם זאת, כפי שניתן לראות, משך השהות במעבדת המיומנויות לא יסולא בפז, רלוונטי במיוחד עבור מתמחים עם חשיפה מוקדמת מוגבלת לפרוצדורות לפרוסקופיות מתקדמות33.
מחקר עתידי צריך להתמקד גם בניתוח עלות-תועלת רשמי, תוך שקלול העלות של תוכנית הכשרה זו מול ההשפעה הכספית של זמני ניתוח ארוכים יותר וניהול סיבוכים לאחר הניתוח. יתר על כן, המטרה הסופית היא לאמת כי מיומנות במודל תלת מימד זה מתורגמת ישירות לשיפור תוצאות המטופלים, מה שידרוש מחקר ארוך טווח העוקב אחר מדדים כמו זמן ניתוח, שיעורי סיבוכים והישנות בקע עבור מטופלים של מתמחים מיומנים. עבודה עתידית יכולה לכלול ניתוח עייפות חומרים סטנדרטי כדי לספק נתונים כמותיים לטענת העמידות.
לסיכום, מודלים מודפסים בתלת מימד מייצגים כלים חסכוניים, ניתנים להתאמה אישית ויעילים שיש להם השפעה ברורה בסיוע להגיע לעקומות למידה בצורה מזורזת יותר. השפעה על החינוך הכירורגי הקליני ותוצאות המטופלים.
המחברים מצהירים שאין להם ניגוד אינטרסים. מאמר זה אינו מכיל מחקרים כלשהם על בעלי חיים. עבודה זו נתמכה על ידי הקרן של פרויקט שיתוף הפעולה המדעי והטכנולוגי של המחלקה למדע וטכנולוגיה של מחוז ג'ג'יאנג (2024C04027) והפרויקט המיוחד למשימות מו"פ מרכזיות של האזור האוטונומי האויגורי שינג'יאנג (פרויקט מס' 2023B03010-1).
המחברים מבקשים להודות לתמיכת המחלקה לניתוחי בקע בבית החולים העממי המחוזי של ג'ג'יאנג על ההזדמנות לבצע פרויקט מחקר זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| תוכנת גרפים GraphPad Prism | פריזמה של GraphPad | פריזמה 10 | משמש ליצירת גרפים https://www.graphpad.com/scientific-software/prism/ |
| אוחזים אוחזים א-טראומטיים | קאנג'י | 101.096, ואוסלאש; 5.5 ופעמים; 460 מ"מ, או 108Y.208 (לסת 22 מ"מ) | מכשירים לפרוסקופיים סטנדרטיים https://www.kangjimed.com/products |
| לפרוסקופ 10 מ"מ 30 מעלות לפרוסקופ | קאנג'י | 130.032א Φ 5 ופעמים; 300 מ"מ 30° | ציוד לפרוסקופי סטנדרטי https://www.kangjimed.com/products |
| נהגי מחטים נהגי מחט לפרוסקופיים | קאנג'י | 101.029, ואוסלאש; 5 ופעמים; 330 מ"מ | מכשירים לפרוסקופיים סטנדרטיים https://www.kangjimed.com/products |
| מספריים מספריים לפרוסקופיים | קאנג'י | 101.032א ישר | מכשירים לפרוסקופיים סטנדרטיים https://www.kangjimed.com/products |
| סיליקון | גואויואן | לא צוין | חומר הדפסת SLA |
| מדפסת תלת מימד SLA | יוניון טק | לייט800 | מדפסת תלת מימד SLA מקצועית בפורמט גדול https://www.uniontech3d.com/products/lite-800-industrial-resin-sla-3d-printer/ |
| תוכנה סטטיסטית SPSS | יבמ | גירסה 25.0 | משמש לניתוח נתונים https://www.ibm.com/products/spss-statistics |
| תפרים תפרי אתיבונד | אתיקון | G680H עבור 2-0 Ethibond | 2-0 את'יבונד עם https://www.ethicon.com/na/epc/search/platform/wound%20closure מחט CT-1 |
| מנקה אולטראסוני | דינגיו | DY-020 | משמש לניקוי חלקים מודפסים |
| תא ריפוי UV | ד.ה.ק. | DHC48 | משמש לעיבוד לאחר |
| תא ואקום | ג'ונזאי | 5305-0609 | משמש לעיבוד לאחר |
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה