Summary
A simulação de procedimentos complexos e de alto risco é fundamental para a formação de estagiários médicos. Um protocolo para treinamento de neurocirurgia endovascular baseada em simulador em um ambiente acadêmico controlado é descrito. O protocolo inclui diretrizes stepwise para estagiários de diferentes níveis, com discussão sobre as vantagens e limitações desse modelo.
Abstract
O treinamento baseado em simulações tornou-se prática comum em especialidades médicas, especialmente para aprender habilidades complexas realizadas em ambientes de alto risco. No campo da neurocirurgia endovascular, a demanda por ambientes de aprendizagem sem consequências e sem riscos levou ao desenvolvimento de dispositivos de simulação valiosos para estagiários médicos. O objetivo deste protocolo é fornecer diretrizes instrutivas para o uso de um simulador de neurocirurgia endovascular em um ambiente acadêmico. O simulador oferece aos trainees a oportunidade de receber feedback realista sobre seus conhecimentos sobre anatomia, bem como feedback háptico indicativo de seu sucesso no manuseio dos sistemas baseados em cateter sem consequências negativas. Também é discutida a utilidade desse protocolo específico em relação a outras modalidades de treinamento neuroendovascular.
Introduction
O treinamento baseado em simulação é uma ferramenta educacional estabelecida para estagiários médicos e é particularmente benéfico em áreas de alto risco, como neurocirurgia endovascular. Existem vários dispositivos de treinamento em realidade virtual utilizando sistemas baseados em cateter, como o simulador ANGIO Mentor (Simbionix Ltd., Airport City, Israel) e os simuladores VIST-C e VIST G5 (Mentice AB, Gotemburgo, Suécia), com um conjunto significativo de dados demonstrando a utilidade do treinamento sobre aptidão processual1. Apesar da utilidade dos simuladores, faltam instruções processuais passo a passo para seu uso.
Apresentado é um protocolo detalhado para o uso do simulador ANGIO Mentor, um sistema que suporta melhorias de competência em procedimentos de neurocirurgia endovascular comuns, incluindo angiogramas cerebrais diagnósticos, trombectomias mecânicas e embolizações de bobinas de aneurisma2. Trabalhos prévios mostram que após estagiários de todos os níveis realizarem cinco angiogramas simulados, cinco trombectomias e dez embolizações de bobinas de aneurisma no simulador ANGIO Mentor, apresentaram melhorias significativas no tempo processual, fluoroscopia e doses de contraste, e eventos técnicos adversos2.
As seguintes instruções passo a passo são divididas em cenários de caso e podem ser facilmente integradas a um currículo de formação acadêmica para estudantes de medicina, residentes ou bolsistas2. Deve-se notar, no entanto, que é necessário uma compreensão básica dos tratamentos de anatomia arterial, angiografia e derrame e aneurisma para otimizar o potencial educacional do dispositivo de simulação.
Todos os procedimentos descritos abaixo (ou seja, angiograma cerebral diagnóstico, enrolamento de aneurisma carótida terminus, trombectomia mecânica) podem ser realizados por um único operador usando o simulador ANGIO Mentor (Simbionix Ltd.) (Figura 1). Este dispositivo de treinamento permite que estagiários neurocirúrgicos de todos os níveis de habilidade obtenham exposição a técnicas endovasculares em um ambiente pré-clínico, com os três cenários de pacientes utilizados com base em um currículo publicado anteriormente para treinamento de angiografia baseado em simulador2. Para reproduzir técnicas endovasculares com alta fidelidade, o simulador utiliza cateteres e fios reais introduzidos através de uma porta semelhante ao diafragma de uma baia da artéria femoral. Os fios e cateteres envolvem rolos internos que registram movimentos rotacionais e translacionais, que são exibidos nos monitores. Seleções de dispositivos e sinais vitais do paciente também são visíveis para o operador do simulador.
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Protocol
1. Configuração do simulador
- Antes de todos os procedimentos, monte o simulador como mostrado na Figura 1 e ligue. Consulte a Tabela 1 para obter a lista completa dos equipamentos simuladores necessários para concluir cada simulação.
- Selecione o cenário do paciente usando a interface de software no laptop conectado(Figura 1C).
- Selecione a baia arterial apropriada ou o cateter guia do menu suspenso. Isso não precisa ser inserido fisicamente como parte da simulação, mas atuará como local de acesso femoral e permitirá a entrada subsequente de fios e cateteres no sistema(Figura 1D). Os tamanhos específicos de baia/guia para cada cenário são discutidos abaixo.
- Selecione o cateter(s) apropriado, o fio-guia e/ou o microsistema com base no cenário específico discutido abaixo(Figura 1D).
- Ligue fluoroscopia de plano A (PA) e B (lateral) na interface do software. Ative a fluoroscopia com os pedais do pé(Figura 1H) e ajuste tanto as posições do paciente quanto do intensificador de imagem com os joysticks(Figura 1I)até que a PA correta e as vistas laterais sejam obtidas.
2. Primeiro cenário do paciente: Angiografia de quatro vasos
NOTA: Este cenário retrata um homem de 52 anos com um aneurisma carinus carótida esquerda não rompido encontrado incidentalmente em uma tomografia computadorizada não contrastante (TC) da cabeça.
- Selecione uma baia femoral 5-francesa, um 0,035 em fio-guia e um cateter de diagnóstico 4-francês do menu suspenso como ferramentas a serem usadas nesta simulação.
- Insira o fio-guia na máquina simulador(Figura 1D) até que se registre na tela de simulação, sinalizando que o acesso foi obtido. Avance o fio-guia até que ele seja visualizado na aorta torácica descendente e continue no arco aórtico.
- Quando o fio-guia estiver seguro no arco aórtico, segure o fio-guia no lugar e insira um cateter de diagnóstico sobre o fio-guia através da baia femoral simulada para o arco aórtico.
- Remova o fio-guia e utilize a técnica do puff fluoroscópico pressionando suavemente a seringa de contraste (Figura 1E) para simular a injeção de contraste e opacificar brevemente os vasos à medida que o cateter é avançado para a artéria desejada.
- Em seguida, crie um guia de roteiro injetando contraste com a seringa de contraste(Figura 1E)enquanto o pedal fluoroscópico do pé está deprimido(Figura 1H). Em seguida, reinserir o fio para cateterizar seletivamente o vaso desejado, avançando o cateterismo sobre o fio. Remova o fio para as corridas de angiografia subsequentes. As artérias carótidas internas e externas direita e esquerda e as artérias vertebrais direita e esquerda são todas cateterizadas usando essa técnica.
- Utilizando o cateter de diagnóstico e a seringa de contraste simulador(Figura 1E),realize angiogramas de cada uma das circulações acima, deprimindo o pedal de fluoroscopia(Figura 1H) enquanto injeta contraste com a seringa. Obtenha visões de alta ampliação do aneurisma, se necessário. Revise os angiogramas para adequação antes de remover o cateter.
- Uma vez obtidas as imagens necessárias, remova o cateter/guia de diagnóstico da baia de simulação. O fechamento simulado do sítio arteriotomia femoral não é realizado.
3. Segundo cenário do paciente: Coito do aneurisma do terminus carótida
NOTA: Este cenário retrata um homem de 52 anos com um conhecido aneurisma de carótida esquerda rompido, dor de cabeça grave, exame não-esftal, e uma pontuação da Escala de Coma de Glasgow de 15.
- Selecione um cateter guia 6-francês, 0,035 em fio-guia e um cateter de diagnóstico 4-francês, a partir do menu suspenso.
- Insira um cateter de diagnóstico sobre um fio-guia no arco aórtico como nas etapas 2.2-2.3.
- Insira um cateter guia sobre o cateter de diagnóstico através do local de acesso femoral(Figura 1D) ao arco aórtico.
- Remova o fio-guia e crie um guia de roteiro da artéria carótida comum esquerda por farinhascopia de roteiro, injetando contraste com a seringa de contraste(Figura 1E),enquanto o pedal fluoroscópico do pé(Figura 1H)está deprimido.
- Reinserir o fio-guia e cateterizar seletivamente a artéria carótida comum esquerda e a artéria carótida interna usando fluoroscopia e a sobreposição do roteiro visualizada no monitor de projeção de imagem(Figura 1B)levando com o fio-guia e avançando o cateter diagnóstico e o cateter guia uma vez que o acesso seguro é adquirido.
- Quando o cateter guia estiver dentro da artéria carótida interna, remova o cateter e o fio diagnóstico e realize as execuções angiográficas da circulação cerebral carótida interna esquerda, deprimindo o pedal fluoroscopia(Figura 1H) enquanto injeta contraste com a seringa (Figura 1E).
- Meça o aneurisma utilizando a opção de cálculo na interface do software (Figura 1C). Tendo em mente que o diâmetro da bobina para a primeira bobina deve ser 1 mm mais largo do que o diâmetro médio do aneurisma, selecione uma bobina apropriada.
- Selecione um microcateter e microfisso do menu suspenso.
- Insira o microcateter e o microfismo através do local de acesso femoral(Figura 1D),e sob orientação do roteiro obtida como na etapa 3.6, cateterize seletivamente o aneurisma com o microsistema.
- Remova o microfio, insira a bobina previamente selecionada através do local de acesso femoral(Figura 1D),e avance-a lentamente para o aneurisma.
- Uma vez que a bobina esteja totalmente inserida, realize um angiograma cerebral diagnóstico deprimindo o pedal fluoroscopia (Figura 1H) enquanto injeta contraste com a seringa e avalie a patência da artéria dos pais e o preenchimento do aneurisma. O objetivo é manter a patency da artéria dos pais e embolizar completamente o aneurisma ou fornecer cobertura suficiente da cúpula ou ponto de ruptura presumido para reduzir adequadamente o risco de ruptura.
- Retire a bobina na interface do software(Figura 1C) e remova o fio da bobina. Se necessário, repita as etapas 3.11 e 3.12 com bobinas adicionais até que ~30% de oclusão do aneurisma seja obtida.
- Remova o microcateter e guie o cateter do local da baia da simulação(Figura 1D). O fechamento simulado do sítio arteriotomia femoral não é realizado.
4. Terceiro cenário do paciente: Tromboctomia da artéria cerebral média esquerda
NOTA: Este cenário retrata uma mulher de 64 anos com uma pontuação do National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) de 12 para afasia e fraqueza do lado direito que foi conhecida pela última vez como normal 4h antes. O CT da cabeça revelou um sinal de artéria cerebral média esquerda hiperdense (MCA) e uma pontuação de Tomografia Computadorizada (ASPECTS) do Programa de AVC de Alberta (ASPECTS) de 10, mas sem hemorragia. Um angiograma de tomografia demonstrou uma oclusão completa do segmento M1 esquerdo.
- Selecione um cateter guia 6-francês, 0,035 em fio-guia e um cateter de diagnóstico 4-francês, a partir do menu suspenso.
- Insira o cateter-guia na artéria carótida interna esquerda e realize execuções angiográficas da circulação cerebral carótida interna esquerda, conforme descrito nas etapas 3.2-3.6.
- Selecione um microcateter/microfio e um dispositivo recuperador de stent no menu suspenso.
- Insira o microcateter e o microfisco no local de acesso femoral simulado(Figura 1D) e na artéria carótida interna esquerda.
- Sob orientação de roteiro obtida como na etapa 3.5, avance o microfisco e o microcateter para o MCA esquerdo e passe cuidadosamente pela área de oclusão. As complicações potenciais durante esta manobra incluem perfurações vasculares e/ou embolização de um coágulo rio abaixo.
- Remova o microfio e insira um dispositivo recuperador de stent no local de acesso femoral simulado(Figura 1D) e avance para o distal MCA para a oclusão. Em seguida, remova o microcateter, deixando o recuperador de stent no lugar ao nível da oclusão.
- Ligue a aspiração simulada na interface de software(Figura 1C),e retraia o dispositivo de recuperador de stent no cateter guia puxando para trás o microfisco.
- Remova o recuperador de stent do local de acesso femoral simulado(Figura 1D).
- Realize um angiograma através do cateter guia deprimindo o pedal de fluoroscopia(Figura 1H) enquanto injeta contraste com a seringa para garantir a remoção da oclusão.
- Remova o cateter-guia do local da baia da simulação(Figura 1D). O fechamento simulado do sítio arteriotomia femoral não é realizado.
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Representative Results
O simulador ANGIO Mentor foi previamente mostrado para melhorar as habilidades dos estagiários cirúrgicos com experiência neuroendovascular variada ao realizar angiogramas diagnósticos simulados, trombectomias e embolizações de bobinas de aneurisma rompidas em um ambiente acadêmico2. Neste estudo, foram estabelecidas métricas de desempenho para os procedimentos supracitados ao longo de 30 dias em um estudante de medicina, um residente em neurocirurgia, dois bolsistas de neuroradiologia diagnóstica e um sujeito de neurocirurgia endovascular. Após 120 minutos de instrução didática e uma única visualização de cada procedimento, os estagiários realizaram 10 sessões de cada procedimento (ou seja, 30 no total). As avaliações processuais foram realizadas por um atendimento neurointervencional experiente com base no tempo processual total, fluoroscopia, dose de contraste, frequência de eventos tecnicamente inseguros (por exemplo, movimentos com fio líder insuficiente, movimentos rápidos de dispositivos avançados/não visualizados, cateterismos acidentais de vasos, implantações de bobinas fora do aneurisma e número de rupturas intraprocedurais), densidades de embalagem, número de bobinas utilizadas e número de passes de recuperador de stent tentados.
Com base na análise de variância (ANOVA) e no teste de Diferença Significativa Honesta (HSD) de Tukey, foram observadas melhorias estatisticamente significativas entre todos os participantes em métricas específicas de desempenho para todos os três procedimentos, incluindo utilização de contraste, tempo de fluoroscopia e tempo processual total(Figura 2),além de pontuações significativamente aumentadas da Escala de Likert, um medidor de avaliação no qual uma pontuação de 1 corresponde à falha e 5 corresponde à excelência com base na técnica processual (Figura 3). Notavelmente, o treinamento em angiogramas diagnósticos resultou em uma redução de 86% no tempo total do procedimento, uma redução de 75% no tempo de fluoroscopia, uma redução de 68% na utilização do contraste e uma melhora de 64% na escala geral de desempenho da Escala de Likert (p < 0,05 para todas as variáveis com base em melhorias de desempenho nos cinco primeiros angiogramas). Após simulação de tromboctomia mecânica, os estagiários demonstraram uma redução de 35% no tempo total de procedimento, uma redução de 41% no tempo de fluoroscopia, uma redução de 49% na utilização do contraste e uma melhora de 67% no desempenho geral da Escala Likert (p < 0,05 para todas as variáveis com base em melhorias de desempenho nos cinco primeiros procedimentos). Os participantes também apresentaram melhorias estatisticamente significativas no desempenho após enrolamentos simulados de aneurisma, com redução de 42% no tempo total do procedimento, redução de 57% no tempo de fluoroscopia, redução de 21% na utilização do contraste e melhora de 58% no escore likert Scale (p < 0,05 para todas as variáveis com base em melhorias de desempenho nos cinco primeiros procedimentos). Também foi observada redução na ocorrência de eventos inseguros em todos os cenários. Com base nesses dados, em nossa instituição todos os estagiários neuroendovasculares realizam cinco angiogramas simulados, cinco trombectomias simuladas e dez embolizações de bobinas permanentes de aneurisma simulada (o maior número ou embolizações com base nas nuances técnicas deste procedimento), antes de participar de uma cirurgia com casos neuroendovasculares reais.
Figura 1: ANGIO Mentor Simulator montagem completa. A configuração para o simulador ANGIO Mentor inclui a carcaça do simulador (A); monitor externo para projeção de imagem (raio-X, angiografia) (B); um laptop para interfacção com o Software Simbionix (C); a baácate da artéria femoral simulada com cateter guia externo, microcateter de diagnóstico interno e fio-guia mostrado(D); uma seringa de contraste (E); um insustor para a inflação de balão não utilizado nestes cenários de pacientes (F); um dispositivo de entrega de stent não utilizado nestes cenários de pacientes (G); pedais para fluoroscopia, orientação do roteiro e corridas angiográficas(H); e o painel de controle do operador na carcaça do simulador onde o operador é capaz de controlar o posicionamento do paciente e do intensificador de imagem(I). A imagem foi obtida pelos autores após a criação do simulador. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2: Avaliação de desempenho representou como redução percentual nas métricas de procedimento medido associadas com treinamento de simulador. Tamanho da amostra, n = 5 estagiários, realizando 10 simulações por procedimento (Pannell, et al.) 2. *p < 0,05 com base na análise de variância (ANOVA) e no teste de Diferença Significativa Honesta (HSD) da Tukey. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3: A avaliação de desempenho representou como melhoria percentual no escore geral da Escala likert com o treinamento de simulador. Tamanho da amostra, n = 5 estagiários, realizando 10 simulações por procedimento (Pannell, et al.). 2 *p < 0,05 com base na análise de variância (ANOVA) e no teste de Diferença Significativa Honesta (HSD) da Tukey. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
| #1 do cenário do paciente |
| 1) Baá de femoral 5-Francês |
| 2) fio-guia de 0,035 polegadas |
| 3) Cateter de diagnóstico 4 francês |
| #2 do cenário do paciente |
| 1) fio-guia de 0,035 polegadas |
| 2) Cateter de diagnóstico 4 francês |
| 3) Cateter guia 6-francês |
| 4) Microcateter/microfiso |
| 5) Bobinas |
| #3 do cenário do paciente |
| 2) fio-guia de 0,035 polegadas |
| 3) Cateter de diagnóstico 4 francês |
| 4) Cateter guia 6-francês |
| 6) Microcateter/microfiso |
| 7) Dispositivo de recuperador de stent |
Tabela 1: Materiais utilizados para cada cenário.
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Discussion
A cirurgia endovascular é um campo em expansão que oferece uma abordagem de tratamento minimamente invasiva para uma variedade de patologias. Os riscos significativos associados às lesões vasculares, no entanto, proporcionam desafios educacionais únicos. Com os avanços no treinamento baseado em simulação, a formação de estagiários agora permite a prática em um ambiente livre de riscos que imita casos da vida real. Assim, o treinamento baseado em simulação endovascular tem sido mostrado para melhorar consistentemente as métricas de desempenho, como tempo de procedimento, tempo de fluoroscopia e volume de contraste em uma ampla gama de participantes (por exemplo, pacientes, estudantes de medicina, residentes e cirurgiões)1,3. Os sistemas de treinamento de simulação comumente utilizados incluem o simulador ANGIO Mentor (Simbionix Ltd., Airport City, Israel) e os simuladores VIST-C e VIST G5 (Mentice AB, Gotemburgo, Suécia).
O treinamento repetitivo de simulador com o simulador de mentor angio permite melhorias nas habilidades básicas de angiografia/cateter, bem como em métricas de desempenho como tempo total de procedimento, tempo de fluoroscopia, utilização de contraste, qualidade da imagem, redução de técnicas inseguras e pontuações gerais de desempenho da escala Likert2,4,5,6. Melhorias nessas métricas relatadas anteriormente foram obtidas seguindo etapas críticas no protocolo acima. Utilizando uma abordagem stepwise, na qual os procedimentos diagnósticos são praticados primeiro, permite a aquisição das habilidades angiográficas básicas pré-requisitos para a realização de procedimentos mais complexos, como coitos de aneurisma, trombectomias e embolizações de malformações arteriovenosas (AVMs). A seleção do kit de ferramentas correta é um componente importante adicional da neurocirurgia endovascular, e o aprendizado baseado em simulador da seleção de ferramentas permite que os estagiários ganhem prática na seleção de materiais em paralelo à aprendizagem técnica.
As vantagens do simulador de mentor angio incluem sua precisão ao realizar sequências processuais, desde a seleção inicial de ferramentas até o uso de cateteres de aspiração simulados e recuperadores de stent para proporcionar uma experiência educacional visual e tátil. Além disso, embora fora deste protocolo, quando a má técnica angiográfica é utilizada, podem ocorrer complicações simuladas que podem exigir etapas processuais adicionais, como dissecções arteriais ou rupturas de aneurisma. Os dados específicos do paciente também podem ser enviados ao mentor do ANGIO através do PROcedure Rehearsal Studio, permitindo que o usuário ensaie um procedimento antes de sua performance no mundo real. Outros sistemas de treinamento, no entanto, têm valor educacional semelhante, apesar de pequenas variações em suas capacidades técnicas específicas6,7,8. Por exemplo, os simuladores VIST®-C e VIST® G5 da Mentice também oferecem treinamento sobre uma variedade de patologias cerebrovasculares; a capacidade de causar e gerenciar complicações como dissecções arteriais, vasospasmo e rupturas de aneurisma; e upload de dados específicos do paciente. A utilidade desse sistema em comparação com o treinamento clínico in vivo tradicional para o ensino de angiografia carótida a não neurointervencionais experientes foi demonstrada em um ensaio prospectivo, randomizado e cego8.
Um importante componente técnico da neurocirurgia endovascular é um sentido tátil refinado para evitar dissecções e perfurações na parede do vaso. Paralelamente à pesquisa em andamento sobre o desenvolvimento de sistemas de alerta precoce para níveis perigosos de acúmulo de força na ponta do cateter9,o feedback háptico é um aspecto importante, mas desafiador, da simulação de neurocirurgia endovascular. Embora o simulador de mentor angio inclua um sistema de feedback háptico que está ligado a complicações com pouca técnica ou uso de força excessiva, a fidelidade tátil deste sistema não replica completamente a experiência do mundo real. Outras melhorias futuras potenciais do simulador de mentores ANGIO incluem a adição de métricas de desempenho para procedimentos de maior complexidade, como embolectomias assistidas por stent de oclusãos tandem e a adição de técnicas de embolização líquida.
Dado o seu custo relativamente alto, as dificuldades em obter o simulador ANGIO Mentor ou outras plataformas de simulador fora de grandes centros acadêmicos ou em nações desenvolvidas potencialmente limitam a aplicabilidade generalizada deste protocolo. Este protocolo é, no entanto, muito útil para estudantes de medicina sênior, residentes ou estagiários de neurocirurgia endovascular com um conhecimento básico de anatomia cerebrovascular e dispositivos ou procedimentos intervencionais comuns que geralmente têm uma afiliação acadêmica. De nota adicional, apesar da evolução contínua dos cateteres de aspiração que recentemente limitou a necessidade de tromboctomia mecânica para grandes oclusões de vasos, praticar essa habilidade em um ambiente controlado permanece fundamental na preparação de casos refratárias apenas à aspiração.
As áreas futuras de estudo com essa tecnologia incluem a correlação de métricas de desempenho de simuladores com o desempenho técnico da vida real de angiogramas cerebrais diagnósticos, embolectomias mecânicas e embolizações de bobinas de aneurisma, bem como resultados de pacientes. Também foi sugerido o uso de plataformas de simulação para avaliações de competência processual para credenciamento intervencionista, embora a variabilidade na discriminação técnica entre usuários de diferentes níveis de experiência sugira que mais estudos sejam necessários antes da utilização de simuladores neste ajuste10.
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Disclosures
A AAK já recebeu subsídios competitivos da Covidien Ltd. e penumbra Inc. e possui arranjos de consultoria para treinamento médico com Stryker Neurovascular, Covidien Ltd., e Penumbra Inc.JSP atuou como consultor médico da Stryker Neurovascular e Dart NeuroScience LLC. A AAK e a JSP não têm interesses financeiros diretos relacionados a este trabalho. Os demais autores não têm divulgações sobre os materiais ou métodos utilizados neste estudo ou os achados especificados neste artigo.
Acknowledgments
Os autores agradecem a todas as equipes clínicas que contribuem diariamente para o cuidado de pacientes neurovasculares na UCSD.
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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