Summary
複雑でリスクの高い手順のシミュレーションは、医療研修生の教育にとって非常に重要です。制御された学術環境におけるシミュレータ系血管内脳神経外科トレーニングのためのプロトコルについて説明する。このプロトコルには、さまざまなレベルの研修生のための段階的なガイドラインが含まれており、このモデルの利点と限界について議論しています。
Abstract
シミュレーションベースのトレーニングは、医療専門分野、特にリスクの高い環境で実行される複雑なスキルを学習する一般的な実践となっています。血管内脳神経外科の分野では、結果的およびリスクのない学習環境の需要が、医療研修生にとって価値のあるシミュレーション装置の開発につながった。このプロトコルの目的は、学術環境での血管内脳神経外科シミュレータの使用のための有益なガイドラインを提供することです.このシミュレーターは、解剖学に関する知識に関する現実的なフィードバックを受け取る機会と、カテーテルベースのシステムを否定的な結果なしに処理する成功を示す触覚フィードバックを受け取る機会を研修生に提供します。他の神経内血管内科のモダリティに関連してこの特定のプロトコルの有用性も議論される。
Introduction
シミュレーションベースのトレーニングは、医療研修生のための確立された教育ツールであり、血管内脳神経外科などのリスクの高い分野で特に有益です。ANGIOメンターシミュレータ(シンビオニックス社、空港都市、イスラエル)やVIST-CおよびVIST G5シミュレータ(メンティスAB、ヨーテボリ、スウェーデン)など、カテーテルベースのシステムを利用した複数のバーチャルリアリティトレーニングデバイスが存在し、手続き適性1に関するトレーニングの有用性を示す重要なデータを持つ。シミュレータの有用性にもかかわらず、その使用のためのステップバイステップの手続き手順が欠けている。
提示されたANGIOメンターシミュレータの使用のための詳細なプロトコルは、診断脳血管造影、機械的血栓切除術、および動脈瘤コイル塞栓術を含む一般的な血管内脳神経外科処置における能力改善をサポートするシステムである2。以前の研究では、すべてのレベルの研修生がANGIOメンターシミュレータ上で5つのシミュレートされた血管造影、5つの血栓切除術、および10個の動脈瘤コイル塞栓術を行った後、手続き時間、蛍視および対照用量、および有害な技術的事象2に有意な改善を示した。
次のステップバイステップの手順は、ケースシナリオに分かれており、医学生、居住者、またはフェローのための学術トレーニングカリキュラムに簡単に統合することができます2.それにもかかわらず、シミュレーション装置の教育的可能性を最大限に活用するためには、大脳動脈解剖学、血管造影、脳卒中および動脈瘤治療の基礎的理解が必要であるという点に留意すべきである。
後述するすべての手順(すなわち、脳血管造影診断、頸動脈末動脈瘤のコイリング、機械的血栓切れ)は、ANGIOメンターシミュレータ(Simbionix Ltd)を使用して単一のオペレータによって行うことができる。(図1)。このトレーニング装置は、すべてのスキルレベルの神経外科研修生が前臨床設定で血管内技術への暴露を得ることを可能にし、シミュレータベースの血管造影トレーニング2のための以前に発表されたカリキュラムに基づいて利用される3つの患者シナリオを有する。高忠実度で血管内技術を再現するために、シミュレータは大腿動脈鞘の横隔膜に類似したポートを介して導入された実際のカテーテルおよびワイヤーを利用する。ワイヤとカテーテルは、モニターに表示される回転運動と並進運動の両方を記録する内部ローラーを使用します。デバイスの選択および患者のバイタルサインは、シミュレーターオペレータにも見える。
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Protocol
1. シミュレータのセットアップ
- すべての手順の前に、 図 1 に示すようにシミュレーターを組み立てて、オンにします。各シミュレーションを完了するために必要なシミュレータ機器の完全なリストについては 、表1 を参照してください。
- 接続されたラップトップのソフトウェアインターフェイスを使用して患者シナリオを選択します(図1C)。
- ドロップダウンメニューから適切な動脈シースまたはガイドカテーテルを選択します。これはシミュレーションの一部として物理的に挿入する必要はありませんが、大腿部のアクセスサイトとして機能し、その後のシステムへのワイヤとカテーテルの入力を可能にします(図1D)。各シナリオの特定のシース/ガイドサイズを以下に説明します。
- 以下で説明する特定のシナリオに基づいて、適切なカテーテル、ガイドワイヤ、マイクロシステムを選択します(図1D)。
- ソフトウェア インターフェイスで A (PA) と B 平面 (横) の蛍光鏡をオンにします。足のペダル(図1H)で蛍光法を有効にし、正しいPAおよび横のビューが得られるまでジョイスティック(図1I)で患者と画像の両方の位置を調整します。
2. 第1の患者シナリオ:4血管血管造影
注:このシナリオは、頭部の非コントラストコンピュータ断層撮影(CT)スキャンで偶然に発見された未破裂左頸動脈末動脈瘤を有する52歳の男性を描いている。
- このシミュレーションで使用するツールとして、ドロップダウンメニューから5-フランスの大腿部シース、ガイドワイヤーの0.035、および4-フランスの診断カテーテルを選択します。
- シミュレーション画面に登録されるまで、ガイドワイヤーをシミュレーターマシン(図1D)に挿入し、アクセス権が得られたことを知らせます。ガイドワイヤーを進めて、胸部大動脈の下に視覚化され、大動脈弓に進みます。
- ガイドワイヤーが大動脈弓に安全に入っている場合は、ガイドワイヤーを所定の位置に保持し、シミュレートされた大腿骨鞘を通してガイドワイヤーの上に診断カテーテルを大動脈弓に挿入する。
- ガイドワイヤーを取り外し、コントラスト注射器(図1E)を軽く押してコントラスト注射をシミュレートし、カテーテルが所望の動脈に進むにつれて血管を短時間にオーパタイズすることにより、フルオロシープ技術を利用します。
- 次に、透視足のペダルが落ち込んでいる間にコントラストシリンジ(図1E)と対比を注入するロードマップガイドを作成します(図1H)。次に、ワイヤーを再挿入して所望の容器を選択的にカテーテルし、カテーテルをワイヤー上で進める。以降の血管造影実行のためにワイヤを取り外します。右および左の内頸動脈および外的頸動脈および左右の椎骨動脈はすべてこの技術を用いてカテーテル化される。
- 診断カテーテルとシミュレータ造影注射器(図1E)を用いて、上記の各循環の血管造影を行い、注射器との対比を注入しながら、フルオロコピーペダル(図1H)を押し下げ、上記の各循環の血管グラムを行う。必要に応じて、動脈瘤の高倍率のビューを取得します。血管を確認して、カテーテルを取り外す前に、妥当性を確認してください。
- 必要な画像が得られたら、シミュレーションシースから診断カテーテル/ガイドワイヤーを取り外します。大腿動脈開閉部位の模擬閉鎖は行われない。
3. 第2の患者シナリオ:頸動脈末動脈瘤コイリング
注:このシナリオは、左頸動脈末動脈瘤が破裂し、重度の頭痛、非焦点試験、グラスゴー昏睡スケールスコア15の既知の左頸動脈末動脈瘤を持つ52歳の男性を描いています。
- ドロップダウンメニューから、ガイドワイヤーの0.035、および4-フランスの診断カテーテルを選択します。
- ステップ 2.2 – 2.3 のように、ガイドワイヤーの上に診断カテーテルを大動脈アーチに挿入します。
- 大腿骨アクセス部位(図1D)を通して大動脈弓にガイドカテーテルを挿入します。
- ガイドワイヤーを取り外し、透視検査フットペダル(図1H)が落ち込んでいる間にコントラストシリンジ(図1E)と対照的に注入するロードマップ小麦粉の足のペダルによって左共通頸動脈のロードマップガイドを作成します。
- ガイドワイヤーを再挿入し、画像投影モニター(図1B)に可視化されたロードマップオーバーレイを使用して、左共通頸動脈および内部頸動脈を選択的にカテーテルし、ガイドワイヤーを導き、安全なアクセスが得られたら診断カテーテルとガイドカテーテルを進めます。
- ガイドカテーテルが頸動脈内にある場合、診断カテーテルとワイヤーを取り外し、注射器との対比を注入しながら、透視検査ペダル(図1H)を押し下げ、左の頸動脈内脳循環の血管造影を行う(図1E)。
- ソフトウェアインターフェイスの計算オプションを使用して動脈瘤を測定します (図 1C)。最初のコイルのコイル直径は平均動脈瘤直径より1mm広くなるべきであることを念頭に置いて、適切なコイルを選択してください。
- ドロップダウン メニューからマイクロカテーテルとマイクロワイヤを選択します。
- 大腿部アクセス部位(図1D)を介してマイクロカテーテルとマイクロワイヤーを挿入し、ステップ3.6のように得られたロードマップガイダンスの下で、マイクロシステムで動脈瘤を選択的にカテーテル化する。
- マイクロワイヤーを取り外し、以前に選択したコイルを大腿部アクセスサイト(図1D)に挿入し、ゆっくりと動脈瘤に進めます。
- コイルが完全に挿入されたら、注射器との対比を注入しながら蛍光検査ペダル(図1H)を押し下げ、親動脈および動脈瘤充填の開存を評価することによって診断脳血管造影を行う。目標は、親動脈の開口を維持し、動脈瘤を完全に塞栓するか、またはドームまたは推定破裂点の十分なカバレッジを提供して破裂リスクを適切に軽減することです。
- ソフトウェアインターフェイス(図1C)のコイルを取り外し、コイルワイヤを取り外します。必要に応じて、3.11と3.12を追加コイルで、30%動脈瘤閉塞が得られるまで繰り返します。
- シミュレーションシース部位からマイクロカテーテルとガイドカテーテルを取り外します(図1D)。大腿動脈開閉部位の模擬閉鎖は行われない。
4. 第3の患者シナリオ: 左中大脳動脈血栓切開術
注:このシナリオは、失語症と右辺の弱点のために12の国立衛生脳卒中スケール(NIHSS)スコアを持つ64歳の女性を描いています。頭部CTは、過密度左中大脳動脈(MCA)徴候とアルバータ脳卒中プログラム早期CTスコア(態様)10のを明らかにしたが、出血はなかった。CT血管造影は左M1セグメント完全な閉塞を実証した。
- ドロップダウンメニューから、ガイドワイヤーの0.035、および4-フランスの診断カテーテルを選択します。
- ガイドカテーテルを左の頸動脈に挿入し、手順3.2~3.6で説明したように、左頸動脈脳循環の血管造影を行います。
- ドロップダウンメニューからマイクロカテーテル/マイクロワイヤーおよびステントレトリバーデバイスを選択します。
- マイクロカテーテルとマイクロワイヤーを、シミュレートされた大腿骨アクセス部位(図1D)と左の頸動脈に挿入します。
- ステップ3.5のように得られたロードマップガイダンスの下で、マイクロワイヤーとマイクロカテーテルを左MCAに進め、慎重に閉塞の領域を過ぎて下さい。この操縦中の潜在的な合併症には、下流の血栓の穿圧および/または塞栓が含まれる。
- マイクロワイヤを取り外し、シミュレートされた大腿骨アクセスサイト(図1D)にステントレトリバー装置を挿入し、MCA遠位から閉塞まで進みます。次に、マイクロカテーテルを取り外し、ステントレトリバーを閉塞のレベルで所定の位置に残します。
- ソフトウェアインターフェイス(図1C)でシミュレーションされた吸引をオンにし、マイクロワイヤを引き戻してステントレトリバーデバイスをガイドカテーテルに引き込みます。
- シミュレートされた大腿部アクセスサイトから両方のステントレトリバーを取り外します(図1D)。
- 遮蔽を除去するために注射器との対比を注入しながら、透視検査ペダル(図1H)を押し下げ、ガイドカテーテルを通して血管造影を行います。
- シミュレーションシースサイトからガイドカテーテルを取り外します(図1D)。大腿動脈開閉部位の模擬閉鎖は行われない。
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Representative Results
ANGIOメンターシミュレータは、従来、学術環境における模擬診断血管造影、血栓切除術、および破裂した動脈瘤コイル塞栓術を行う際に、様々な神経内血管経験を有する外科研修生のスキルを向上させることが示された2。本研究では、前述の処置のパフォーマンス指標が、1人の医学生、1人の脳神経外科居住者、2人の診断神経放射線学フェロー、および1人の血管内脳神経外科フェローに30日間にわたって確立された。120分間の教訓的な指示と各手順の1回の観察の後、研修生は各手順の10回のセッション(すなわち、合計30回)を行った。手続き評価は、総手続き時間、蛍視時間、コントラスト線量、技術的に安全でない事象の頻度(例えば、リードワイヤーが不十分な動き、急速な前方/非視覚化されたデバイスの動き、偶発的な血管カテーテル、動脈瘤外のコイル展開、および口腔内破裂の数)に基づいて、経験豊富な神経介入出席によって行われた。
分散分析(ANOVA)とTukeyの正直有意差(HSD)試験に基づいて、コントラスト使用率、透視検査時間、総手続き時間(図2)を含む3つの手順すべてについて、すべての参加者の間で統計的に有意な改善が見られました(図2)。、1のスコアが失敗に対応し、5つの評価ゲージが、失敗に対応し、5つの評価ゲージが、図に基づく手法に基づく卓越性に対応する評価ゲージである。特に、診断血管造影に関するトレーニングは、全処置時間の86%の減少、透視時間の75%の減少、コントラスト使用率の68%の減少、および全体的なLikert Scaleパフォーマンススケールの64%の改善をもたらした(p <最初の5つの血管グラムのパフォーマンス改善に基づいてすべての変数に対して0.05)。機械的血栓切り出しシミュレーションの後、研修生は、全プロシージャ時間の35%削減、蛍光検査時間の41%の削減、コントラスト使用率の49%の減少、および全体的なLikert Scaleのパフォーマンスの67%の改善を実証しました(p <最初の5つの手順のパフォーマンス改善に基づいてすべての変数に対して0.05を<)。参加者はまた、総処置時間の42%の減少、透視検査時間の57%の減少、コントラスト使用率の21%の減少、およびLikert Scaleスコアの58%の改善(最初の5つの手順のパフォーマンス改善に基づくすべての変数のp <0.05)で、シミュレートされた動脈瘤コイリング後のパフォーマンスの統計的に有意な改善を示しました。安全でないイベントの発生が減少した場合も、すべてのシナリオで発生しました。これらのデータに基づいて、私たちの機関では、すべての神経内血管研修生が5つのシミュレートされた血管造影、5つのシミュレートされた血栓切除術、および10のシミュレートされた動脈瘤永久コイル塞栓術(この手順の技術的ニュアンスに基づくより高い数または塞栓化)を行い、実際の神経内血管症例の手術に参加します。
図1:アンジオメンターシミュレータ完全組み立てANGIOメンターシミュレータのセットアップは、シミュレータハウジングが含まれています(A);画像投影(X線、血管造影)の外部モニター(B);Simbionixソフトウェア(C)とのインターフェースのためのラップトップ。外ガイドカテーテル、内部診断マイクロカテーテル、およびガイドワイヤーを備えたシミュレートされた大腿動脈鞘(D);コントラストシリンジ(E);これらの患者シナリオで使用されていないバルーンインフレのためのインスフレーター(F);これらの患者シナリオで使用されていないステント送達装置(G);透視検査用のフットペダル、ロードマップガイダンス、および血管造影走行(H);オペレータが患者およびイメージ増強の位置を制御することができるシミュレータハウジングのオペレータ制御パネル(I)。画像は、シミュレータを設定した後、著者によって得られました。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図2:シミュレータトレーニングを使用した、関連する測定された手順メトリックの低下率として表されるパフォーマンス評価。サンプルサイズ、n = 5人の研修生、1回の手順で10回のシミュレーションを行う(パンネル、他)。2.*p <分散分析(ANOVA)とTukeyの正直な有意差(HSD)検定に基づく0.05です。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図3:シミュレータトレーニングによる全体的なLikertスケールスコアの改善率として表されたパフォーマンス評価。サンプルサイズ、n=5人の研修生、1回の手順で10回のシミュレーションを行う(パンネル、他)。2 *p <分散分析(ANOVA)とTukeyの正直有意差(HSD)検定に基づく0.05です。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
| 患者シナリオ#1 |
| 1) 5-フランス大腿部鞘 |
| 2) 0.035インチガイドワイヤー |
| 3) 4-フランス診断カテーテル |
| 患者シナリオ#2 |
| 1) 0.035インチガイドワイヤー |
| 2) 4-フランス診断カテーテル |
| 3)6フランスガイドカテーテル |
| 4) マイクロカテーテル/マイクロワイヤー |
| 5) コイル |
| 患者シナリオ#3 |
| 2) 0.035インチガイドワイヤー |
| 3) 4-フランス診断カテーテル |
| 4)6フランスガイドカテーテル |
| 6) マイクロカテーテル/マイクロワイヤー |
| 7) ステントレトリバー装置 |
表 1: 各シナリオで使用される材料。
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Discussion
血管内手術は、様々な病理への低侵襲治療アプローチを提供する拡大分野である。それにもかかわらず、血管損傷に関連する重大なリスクは、ユニークな教育上の課題を提供します。シミュレーションベースのトレーニングの進歩により、研修生の教育は現在、現実のケースを模倣するリスクのない環境での実践を可能にします。したがって、血管内シミュレーションベースのトレーニングは、幅広い参加者(例えば、患者、医学生、居住者、外科医)1,3の広い範囲における処置時間、蛍光顕微鏡時間および対比容積などの性能指標を一貫して改善することが示されている。一般的に利用されるシミュレーショントレーニングシステムには、ANGIOメンターシミュレータ(シンビオニックス株式会社、空港都市、イスラエル)とVIST-CおよびVIST G5シミュレータ(メンティスAB、ヨーテボリ、スウェーデン)が含まれます。
ANGIOメンターシミュレータを使用した反復シミュレータトレーニングは、基本的な血管造影/カテーテルのスキルの向上だけでなく、総処置時間、蛍光検査時間、コントラスト使用率、画質、安全でない技術の低下、および全体的なLikertスケールのパフォーマンススコア2、4、5、6などのパフォーマンスメトリックの改善を可能にします。これまでに報告されたこのようなメトリックの改善は、上記のプロトコルの重要な手順に従うことで達成されました。段階的なアプローチを利用して、診断手順を最初に実践することで、動脈瘤コイリング、血栓切除術、および動静脈奇形(AVM)の塞栓処理などのより複雑な手順の性能の前提条件となる基本的な血管造影スキルの習得を可能にする。正しいツールセットの選択は、血管内脳神経外科の追加の重要な要素であり、ツール選択のシミュレータベースの学習は、研修生が技術的学習と並行して材料選択の練習を得ることを可能にする。
ANGIOメンターシミュレータの利点は、ツールの最初の選択から、視覚的および触覚的な教育体験の両方を提供するシミュレートされた吸引カテーテルおよびステントレトリバーの使用に始まる、手続きシーケンスを実行するときの精度を含む。さらに、このプロトコルの外ではあるが、貧しい血管造影技術が使用されると、動脈断裂や動脈瘤破裂などの追加の手続き手順を必要とする可能性のある模擬合併症が起こり得る。患者固有のデータは、PROcedureリハーサルスタジオを介してANGIOメンターにアップロードすることができ、ユーザーは実際のパフォーマンスの前に手順をリハーサルすることができます。他のトレーニングシステムは、それにもかかわらず、その特定の技術的能力6、7、8のわずかな変動にもかかわらず、同様の教育的価値を有する。例えば、メンティスのVIST®-CおよびVIST®G5シミュレーターは、さまざまな脳血管病理に関するトレーニングも提供しています。動脈断裂、血管れん縮、動脈瘤破裂などの合併症を引き起こし、管理する能力。患者固有のデータのアップロード。このシステムの有用性は、経験豊富な非神経介入者に頸動脈造影を教えるための従来の生体内臨床トレーニングと比較して、前向き、無作為化、および盲目の試験8で実証された。
血管内脳神経外科の重要な技術的要素は、血管壁の解剖および穿壁を避けるために洗練された触覚である。カテーテル先端9における危険レベルの力の蓄積のための早期警告システムの開発に関する継続的な研究と並行して、触覚フィードバックは血管内脳神経外科シミュレーションの重要だが挑戦的な側面である。ANGIOメンターシミュレーターには、技術の不十分な合併症や過度の力の使用に関連する触覚フィードバックシステムが含まれていますが、このシステムの触覚忠実度は現実世界の経験を完全に再現するものではありません。ANGIOメンターシミュレータの他の潜在的な将来の改善には、タンデム閉塞のステント支援塞栓術や液体塞栓技術の追加など、より複雑な手順のパフォーマンスメトリックの追加が含まれます。
比較的高いコストを考えると、ANGIOメンターシミュレーターや大規模な学術センター外や先進国以外のシミュレータプラットフォームを入手するのが困難であり、このプロトコルの広範な適用可能性を制限する可能性があります。それにもかかわらず、このプロトコルは、一般的に学術的な所属を持つ脳血管解剖学および一般的な介入装置または手順のベースライン知識を持つ上級医学生、居住者、または血管内脳神経外科研修生にとって非常に有用である可能性が高い。さらに、最近、大きな血管閉塞に対する機械的血栓切れの必要性を制限している吸引カテーテルの進化が続いているにもかかわらず、このスキルセットを制御された設定で実践することは、吸引だけに難治性の場合に備えて依然として重要です。
この技術の将来の研究分野には、シミュレータ性能指標と診断脳血管造影、機械的塞栓術、動脈瘤コイル塞栓術、患者転帰の実際の技術的性能を相関させることが含まれます。インターベンターリストの資格認証のための手続き能力評価のためのシミュレーションプラットフォームの使用も示唆されているが、異なる経験レベルのユーザー間の技術的な差別のばらつきは、この設定10でシミュレータを利用する前にさらなる研究が必要であることを示唆している。
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Disclosures
AAKは以前、株式会社コビディエンとペヌンブラ社から競争力のある助成金を受けており、ストライカー・ニューロピカル、Covidien Ltd.、ペヌンブラ社との医師研修のコンサルティング手配を行っており.JSPストライカー神経血管およびダーツニューロサイエンスLLCの医療コンサルタントを務めています。AAKとJSPは、この作業に関連する直接的な財政的利益を持っていません。残りの著者は、本研究で使用された材料や方法、または本論文で指定された知見に関する開示を行っていない。
Acknowledgments
著者らは、UCSDの神経血管患者のケアに毎日貢献するすべての臨床チームに感謝する。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| ANGIO Mentor simulator | Simbionix Ltd., Airport City, Israel | N/a | The setup for the ANGIO Mentor simulator includes the simulator housing as pictured in Figure 1: (A), an external monitor for image projection (x-ray, angiography; B), a laptop for interfacing with the Simbionix Software (C), the simulated femoral artery sheath (with an outer guide-catheter, inner diagnostic microcatheter and guidewire shown; D), a contrast syringe (E), an insufflator for balloon inflation (F), a stent delivery device (G; not used in these patient scenarios), foot pedals for fluoroscopy, roadmap guidance, and angiographic runs (H), and the operator control panel on the simulator housing where the operator is able to control patient and image intensifier positioning (I). |
References
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