The Use of Simulation Technologies in the Formation of the Basic Skills of Videoendoscopic Surgery in Clinical Residents Enrolled in Training Programs for Surgical Specialists

Abstract


Wide introduction of videoendosurgical technologies in all surgical specialties has become a challenge for teachers of medical universities. According to many authors, the use of virtual simulators proved to be unjustified, which compelled us to conduct a study to determine the place of virtual endosurgical simulators in the training program of a specialist of surgical profile. The experiment involved 36 clinical residents who took the training simulation course (108 hours) in the training virtual clinic (simulation training center) of VSMU N. N. Burdenko during 2016-2017. Students were divided into two groups. In the first group, classes were held on the Gross-SMITH simulators, equipped with simulators of laparoscopes ending with cameras with options axis angle 0 and 30 degrees. In the second group, classes were held on a virtual simulator with tactile backlink LapVR. At the end of the course, each resident was asked to do control exercise – to stitch pig's stomach, which had a wound with two markings indicating where to lead the needle. Videoendosurgical simulator Gross-SMITH was used to perform a control exercise. The results of the study confirmed the effectiveness of the use of virtual endosurgical simulators with tactile backlink in the formation of the basic skills of videoendoscopic surgery. The formation of the skill of tying an intracorporal knot proved to be more effective in training with the use of videoendosurgical simulators Gross-SMITH and real surgical instruments.


Стремительное развитие видеоэндохирургических технологий, которое мы наблюдаем в последние годы, а также их широкое внедрение во все хирургические специальности стало серьёзным вызовом для педагогов медицинских ВУЗов, занимающихся вопросами подготовки специалистов хирургического профиля [1]. В настоящее время практически не осталось хирургической специальности, где бы не были востребованы навыки видеоэндоскопического оперирования [2]. Именно этим объясняется тот факт, что мы становимся свидетелями настойчивого поиска оптимальных методик подготовки хирургов к проведению видеоэндоскопических операций [1, 3, 4].
Традиционная методика подготовки хирурга в реальной операционной по принципу «смотри и повторяй за мной» в настоящее время признана не только малоэффективной, этически неприемлемой, но и опасной. При этом, очевидно, что опасности подвергаются все участники этой методики, а не только пациент, что является очевидным. Учитель несёт всю полноту юридической ответственности в случае неудачных действий ученика, а психологическая травма, которую может получить сам обучаемый при своих ошибочных действиях может привести даже к отказу от выбора профессии хирурга.
Появление учебных тренажёров, позволяющих формировать необходимые навыки без опасности для пациента стало настоящим прорывом в этом сложном вопросе [1, 3]. С особым энтузиазмом хирургическим сообществом поначалу было воспринято появление виртуальных симуляторов с обратной тактильной связью, позволяющих отрабатывать не только базовые навыки видеоэндоскопической хирургии, но и фактически отрабатывать навыки видеоэндоскопического оперирования, выполняя различные хирургические вмешательства в виртуальной среде. Вместе с тем, ожидания хирургического сообщества, по мнению многих авторов, оказались неоправданными [1, 3]. И в настоящее время, в некоторых публикациях мы уже можем увидеть утверждения, что с помощью виртуального симулятора, даже самого современного, в принципе невозможно научить хирурга не только оперировать используя ведеоэндохирургическую технику, но даже таким навыкам, как наложение интракорпорального шва и т.д. Такие утверждения заставили нас провести собственное исследование, чтобы на основании фактических данных определить место современных виртуальных видеоэндохирургических симуляторов в программе подготовки специалиста хирургического профиля.
Целью исследования являлся поиск путей оптимизации процесса формирования профессиональных компетенций у клинических ординаторов, обучающихся по программам подготовки специальностей хирургического профиля.
Объектом исследования определён процесс формирования навыков видеоэндоскопического оперирования в Учебной виртуальной клинике (симуляционно-тренинговом центре) Воронежского государственного медицинского университета им. Н.Н.Бурденко, где сконцентрированы соответствующие учебные тренажёры.
Гипотеза исследования: формирование базовых видеоэндохирургических навыков бу­дущего врача-хирурга будет эффективным, если модель формирования ком­петентности будет включать в себя использование видеоэндохирургических виртуальных симуляторов с обратной тактильной связью.
Предмет исследования - формирование профессиональной компетентности бу­дущего специалиста.
Для достижения цели и проверки гипотезы были сформулированы задачи исследования:
1. Доказать эффективность использования виртуальных видеоэндохирургических симуляторов с обратной тактильной связью в формировании базовых навыков видеоэндоскопического оперирования.
2. Определить место тренинга на видеоэндохирургических симуляторах с обратной тактильной связью в программе формирования профессиональной компетентности бу­дущего специалиста хирургического профиля.
В эксперименте принимали участие 36 клинических ординаторов, обучавшихся в ВГМУ им. Н.Н.Бурденко по направлению подготовки 31.08.67 «Хирургия», и проходивших обучающий симуляционный курс (108 часов) в Учебной виртуальной клинике (симуляционно-тренинговом центре) ВГМУ им. Н.Н.Бурденко в течение 2016 – 2017 гг. Все клинические ординаторы осваивали базовые навыки видеоэндскопической хирургии: навык работы лапароскопом с углом наклона оптики 00 и 300; навык манипуляций инструментами в пространстве; навык рассечения ножницами; навык прошивания хирургической иглой эластичных тканей; навык интракорпорального узлового шва.
Все клинические ординаторы были разделены на две равновеликие (по 18 человек) группы, однородные по полу, возрасту и опыту практической деятельности. В первой группе занятия проводились на «коробочных» тренажёрах Гросс-СМИТ, оснащённых имитаторами лапароскопов оканчивающихся видеокамерами с вариантами угла оси 0 и 30 градусов. Для отработки необходимых навыков использовались реальные инструменты, применяемые в видеоэндоскопической хирургии, а также учебные пособия для отработки навыков манипуляций инструментами «Бусинка на жёрдочке» и «Одежда для штырьков» фирмы 3D-med. Навыки прошивания хирургической иглой эластичных тканей, рассечения ножницами и навык интракорпорального узлового шва отрабатывались с использованием муляжей ткани («Неодерма»).
Во второй группе занятия проводились на виртуальном симуляторе с обратной тактильной связью LapVR. Использовались упражнения учебного модуля «Базовые навыки»: навигация камеры; перекладывание штырьков; рассечение ножницами; прошивание хирургической иглой эластичных тканей; завязывание интракорпорального шва.
Занятия по формированию навыков видеоэндохирургического оперирования проводились в течение одной учебной недели (36 часов). После этого, каждому ординатору было предложено контрольное упражнение – прошить свиной желудок, который имел рану с двумя маркировками, указывающими места, где необходимо провести иглу. Использовалась атравматичная игла с синтетической нитью 3/0. После прошивания стенок желудка испытуемый формировал интракорпоральный узел (три полуузла) и срезал оставшиеся нити. Для выполнения контрольного упражнения использовался видеоэндохирургический тренажёр Гросс-СМИТ. При этом учитывались скорость выполнения упражнения, мнение эксперта о качестве наложенных швов и мнение обучаемых о целесообразности использования описанных выше методик в подготовки врача хирургического профиля.
Качество наложенных узлов (точность и надёжность) оценивалось по 10-балльной шкале, а для измерения затраченного времени использовали кнопочный секундомер. В качестве метода исследования мнения испытуемых об эффективности тренинга выбрано анкетирование. При этом оценка эффективности тренинга осуществлялась с помощью однополярной шкалы Лайкерта. Для исследования выбрана 5-позиционная шкала с нейтральной позицией.
Степень согласия или несогласия испытуемых с утверждениями анкеты оценивалась на основании суждений, каждому из которых было присвоено цифровое значение:
5 - в высшей степени ДА
4 - скорее ДА
3 - затрудняюсь ответить
2 - скорее НЕТ
1 - совершенно НЕТ
Результаты экспертной оценки контрольного задания представлены в таблице 1.
Сравнивая полученные данные, мы видим, что при оценке точности проведения иглы испытуемые, формировавшие свои навыки на виртуальном симуляторе LapVR продемонстрировали более высокую степень владения навыком, а в категории «Правильность и надёжность сформированного узла» наблюдалось более уверенное владение навыком завязывания узла у испытуемых, формировавших свои навыки на коробочном тренажёре Гросс-СМИТ.
Для сравнения достоверности полученных результатов использовался критерий знаковых рангов Уилкоксона со статистической значимостью р ≤0,05. При этом результаты выполнения задания «Точность проведения иглы» оказались статистически не достоверными, а при выполнении задания «Правильность и надёжность сформированного узла» имеющиеся различия оказались статистически достоверными.
Результаты скорости выполнения задания представлены в таблице 2.
При анализе скорости выполнения задания обнаружено, что испытуемые, формировавшие свои навыки на виртуальном симуляторе с обратной тактильной связью LapVR, затратили значительно больше времени для выполнения этого задания, чем испытуемые, формировавшие свои навыки на коробочных тренажёрах Гросс-СМИТ. При этом обнаружено, что различия были статистически значимы (p≤0.05).
Результаты анкетирования представлены в таблицах 3-4.
При анализе субъективной оценки клиническими ординаторами результатов обучения мы получили данные, позволяющие утверждать о положительной оценке проведенного тренинга. Результаты, представленные в таблице 5 показывают, что средний балл по шкале Лайкерта был выше трёх для всех пунктов анкеты, что указывает на положительную оценку проведенного обучения как на «коробочном» тренажёре Гросс-СМИТ, так и на виртуальном симуляторе с обратной тактильной связью LapVR. Вместе с тем, средние баллы по шкале Лайкерта, полученные при анализе ответов на анкету клиническими ординаторами, обучавшимися на «коробочном» тренажёре Гросс-СМИТ (группа I), оказался более высоким по всем пунктам. Эти результаты позволяют утверждать, что тренинг, проведённый с использованием «коробочного» тренажёра Гросс-СМИТ, был более комфортным и более эффективным, по мнению обучавшихся.
Выводы
Результаты исследования подтверждают эффективность использования виртуальных видеоэндохирургических симуляторов с обратной тактильной связью в формировании базовых навыков видеоэндоскопического оперирования.
Представляется целесообразным использовать тренинг на видеоэндохирургических симуляторах с обратной тактильной связью на начальном этапе подготовки специалистов хирургического профиля при формировании базовых навыков видеоэндохирургии.
Формирование навыка завязывания интракорпорального узла будет более эффективным при проведении тренинга с использованием «коробочных» видеоэндохирургических тренажёров и реальных хирургических инструментов.

Alexandr Anatolievich Glukhov

N.N. Burdenko Voronezh State Medical University.

Author for correspondence.
Email: mail@vestnik-surgery.com
ORCID iD: 0000-0001-9675-7611
SPIN-code: 3821-2175

Russian Federation, 394622, Russia, Voronezh, St. Student, 10

Ph.D., Professor, head of the Department of General Surgery

Sergey Nikolaevich Boev

N.N. Burdenko Voronezh State Medical University.

Email: mail@vestnik-surgery.com

Russian Federation, 394622, Russia, Voronezh, St. Student, 10

PhD, head of simulation-training center, associate Professor of General surgery, N. N. Burdenko Voronezh state medical University

Alexander Alekseevich Andreev

N.N. Burdenko Voronezh State Medical University.

Email: mail@vestnik-surgery.com
ORCID iD: 0000-0002-5242-6105
SPIN-code: 1394-5147

Russian Federation, 394622, Russia, Voronezh, St. Student, 10

Ph.D., Professor of the Department of General Surgery, Deputy Director of the Institute of Surgical Infections for Research of N.N. Burdenko Voronezh State Medical University.

Anton Petrovich Ostroushko

N.N. Burdenko Voronezh State Medical University.

Email: mail@vestnik-surgery.com
ORCID iD: 0000-0003-3656-5954
SPIN-code: 9811-2385

Russian Federation, 394622, Russia, Voronezh, St. Student, 10

PhD, associate Professor of General surgery, N. N. Burdenko Voronezh state medical University

  • -

Views

Abstract - 26

PDF (Russian) - 31


Copyright (c) Glukhov A.A., Boev S.N., Andreev A.A., Ostroushko A.P.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.