Применение медицинского тренажера LaPRO для обучения базовым навыкам в эндохирургии

Введение

Качество современной системы здравоохранения Российской Федерации в значительной степени зависит от уровня профессиональной подготовки медперсонала. Приоритетное значение имеет наличие врачей, владеющих практическими компетенциями и отточенными рабочими навыками. Данная проблема приобретает особую остроту в хирургической практике, где требуется не только фундаментальная теоретическая база и развитое клиническое мышление, но и совершенное владение хирургическими техниками [1].  Владение методиками лапароскопической хирургии представляет собой фундаментальный навык современного хирурга, непосредственно влияющий на результативность оперативного вмешательства. В частности, в абдоминальной хирургии несоблюдение техники лапароскопии чревато возникновением тяжёлых послеоперационных осложнений [2]. В рамках образовательного процесса медицинских вузов первичное освоение навыков эндохирургии осуществляется посредством самостоятельной работы студентов в симуляционных центрах. Данный подход позволяет отрабатывать практические умения в условиях, максимально приближённых к реальным клиническим ситуациям, что является важным для профессиональной подготовки специалистов. Однако текущая модель обучения сталкивается с рядом ограничений, среди которых низкая пропускная способность при проведении групповых занятий и эргономическими недостатками тренажёров. Устранение указанных проблем возможно за счёт внедрения специализированных симуляционных устройств [3][4]. Современные симуляционные тренажёры не обеспечивают достаточного уровня реалистичности при отработке хирургических навыков. Это создаёт риск того, что в реальных клинических условиях обучающийся столкнётся с непредвиденными сложностями, отсутствовавшими в процессе подготовки. Статистические данные подтверждают: частота послеоперационных осложнений при лапароскопических вмешательствах заметно выше в случаях, когда операцию выполняет хирург с недостаточным практическим опытом [5]. Существующие симуляционные комплексы сталкиваются с ограничениями в массовом применении, обусловленными низкой износостойкостью оборудования и высокой стоимостью расходных компонентов. В связи с этим актуальной научной и практической задачей становится создание тренажёра, который обеспечит доступность эксплуатации, позволит отрабатывать как базовые, так и специализированные навыки эндохирургии и максимально приблизит условия тренировки к реальным клиническим ситуациям [6]. Реализация такого решения повысит уверенность хирургов в собственных компетенциях и улучшит перенос навыков в практическую деятельность.

Цель исследования — cсовершенствование эффективности освоения фундаментальных навыков эндохирургии посредством использования специально разработанного тренажёра LaPRO с целью оценки обучаемости студентов, ординаторов и хирургов.

Материалы и методы

ФГБОУ ВО «Рязанский государственный медицинский университет» Минздрава России (РязГМУ) и Agni Medtech разработали медицинский тренажер LaPRO для обучения базовым навыкам эндохирургии (рис. 1). Тренажер LaPRO разработан в ФГБОУ ВО «Рязанский государственный медицинский университет» Минздрава России (РязГМУ), а далее передан компании Agni Medtech на серийное производство.

На представленном тренажёре возможно практическое освоение основных навыков, таких как владение эндохирургическими инструментами и выполнение эндохирургических манипуляций при помощи учебных пособий, анатомических моделей и биологических образцов. Тренажёр подходит как начинающим хирургам, так и опытным специалистам, желающим усовершенствовать технику. Медицинский тренажер LaPRO имеет вариативность комплектаций, возможность дооснащения тренировочными модулями, держатель для телефона и возможность записи учебного процесса с телефона, реалистично анатомический корпус, фиксированную установку камеры в любой порт, что позволяет выполнять упражнения без ассистента. Имеет компактный дизайн, что позволяет разместить тренажёр даже в небольшом учебном классе (рис. 2). Ежедневное использование тренажёра LaPro подтвердило его высокий учебный потенциал и важность для подготовки нового поколения российских хирургов. Совместный проект Agni Medtech и РязГМУ показал, что сотрудничество науки и инновационного бизнеса эффективно способствует развитию отечественного здравоохранения.

Работоспособность и эффективность тренажёра оценивали по степени освоения базовых навыков эндохирургии в ходе мануальной отработки навыков. С этой целью привлекли три группы участников. I группа — 30 студентов 4 курса без навыков в общей хирургии, II группа — 10 клинических ординаторов по специальности «Хирургия», находящихся на начальных этапах овладения общими хирургическими умениями, III группа — 10 практикующих хирургов первой и высшей квалификационных категорий, хорошо владеющих лапароскопической техникой.

Критериями обучаемости и эффективности применения тренажёра LaPRO служили время выполнения и качество стандартных упражнений — прошивание мягких тканей с формированием лапароскопического узла и наложение кишечного шва. Навык считался освоенным, когда между двумя последовательными занятиями не наблюдалось достоверных различий ни по времени, ни по качеству выполнения.

Испытуемым (рис. 3) предлагалось сначала выполнить базовое упражнения в виде прошивания тканей с формированием лапароскопического узла. Манипуляция выполнялась с использованием двух инструментов: правого (иглодержатель) и левого (вспомогательный манипулятор — диссектор). Начиналось с позиционирования иглы в иглодержателе, затем осуществлялся вкол иглы в ткань. Левым манипулятором вытягивали иглы по кривизне иглы, затем передавали иглы между инструментами — из диссектора в иглодержатель. Фиксировали иглы в иглодержателе. Описанный цикл действий повторялся необходимое количество раз до достижения автоматизированного навыка. Критерием освоения данного упражнения являлось выполнение не менее 10 прошиваний с формированием лапароскопического узла за 2 минуты.

Вторым этапом предлагалось выполнить сложное упражнения в виде наложения кишечного шва. В качестве имитационного объекта использовалась модель кишки, изготовленная из «воздушного шарика». Программа предусматривала поэтапную отработку движений иглы, направленную на формирование стереотипа координированных движений. Сначала выполнялась серия, вколов и выколов по круговой траектории с внутренней поверхности ткани, затем с наружной поверхности. Производилась смена вкола движения: вколы осуществляются с внутренней поверхности, выколы — наружу­­. Без изменения исходной позиции инструмента выполнялось прошивание «верхней губы» шва обратным хватом иглы. Ставилась задача выполнения серии стежков без позиционирования иглы между вколом и выколом. Ведущая роль отводится левой руке, которая осуществляла контролируемое вытягивание иглы из ткани, удержание иглы в заданной плоскости и предотвращение необходимости повторного позиционирования. Аналогичный алгоритм действий выполнялся при прошивании по наружной поверхности (вкол осуществляется в наружной поверхности, выкол — внутрь). Вторым этапом выполнялась серия, вколов и выколов иглой без нити, воспроизводящие траекторию движений, характерную для формирования кишечного анастомоза. Вкол осуществлялся с внутренней поверхности проксимального конца кишки, выкол — с наружной поверхности дистального конца кишки. Без изменения исходной позиции инструмента выполнялось прошивание «верхней губы» шва обратным хватом иглы таким образом, что вкол осуществлялся с внутренней поверхности проксимального конца кишки, выкол — с наружной поверхности дистального конца кишки. Завершающим этапом выполнялся аналогичный алгоритм действий при наложении кишечного шва иглой с нитью. Критерием освоения данного упражнения являлось выполнение анастомоза не более чем за 10 минут.

При сравнении исследуемых групп применялся t-критерий Стьюдента. Для корреляционного анализа использовалась ранговая r-корреляция Спирмена. Результаты считали достоверными при получении p<0,05.

Результаты

В ходе исследования установлено, что у врачей‑хирургов (III группа) среднее время выполнения отдельных упражнений по трём попыткам составило 1,66±0,3 мин. Этот результат принят за исходный уровень при оценке обучаемости. В группе студентов (I группа) на первом занятии время выполнения варьировалось от 4,6 до 10,8 минут (в среднем 7,1±1,5 минут). Для устойчивого закрепления навыка студентам потребовалось 13 занятий, после чего среднее время снизилось до 3,3±0,8 минут. При выполнении кишечного шва у студентов первоначальный интервал составлял от 18,6 до 25,3 минут (в среднем 21,2±2,3 минут), что соответствовало исходным временным параметрам техники (t=2,4, p<0,05).

В последующих занятиях у студентов отмечалось ускорение выполнения (t=1,2, p<0,05), и к 13‑му занятию отработка считалась завершённой, различия между соседними тренировками перестали быть статистически значимыми (t=0,8, p<0,05). Итоговое среднее время выполнения кишечного шва студентами составило 10,6±1,3 минут, что сопоставимо с их результатами по отдельным упражнениям (t=1,18, p<0,05), но значительно превышало время, затрачиваемое врачами‑хирургами (t=2,3, p<0,05).

Исходный средний показатель времени выполнения упражнений у ординаторов (II группа) составил 3,18±0,9 минут. В течение четырёх подходов этот показатель статистически не изменился (t=1,1, p<0,05). Время на формирование кишечного шва у ординаторов было меньше, чем у студентов (t=1,0, p<0,05). Уже к 4‑й попытке для выполнения простых упражнений им требовалось в среднем 1,8±0,5 минут (минимально — 1,1 минут; максимально — 3,8 минут).

На 3‑й день длительность выполнения упражнений у клинических ординаторов стала сопоставимой с показателями врачей‑хирургов (III группа) (t=1,8, p<0,05). Ординаторам с начальными навыками требовалось значительно меньше времени, чем студентам 4‑го курса, как для простых манипуляций (t=1,3, p<0,05), так и для наложения кишечного шва (t=0,8, p<0,05). Кроме того, средние значения времени выполнения и базовых упражнений (t=1,2, p<0,05), и кишечного шва (t=1,1, p<0,05) соответствовали уровню, характерному для врачей‑хирургов.

Опытным хирургам (III группа) потребовалось два занятия для освоения сложных упражнений. На первом подходе время выполнения варьировалось от 6,3 до 10,2 минут (в среднем 8,9±1,3 минут). Уже ко второму подходу диапазон сократился до 8,0–9,2 минут при среднем 8,6±0,6 минут, что сопоставимо как с исходным темпом (t=1,2, p<0,05), так и со временем выполнения отдельных упражнений (t=1,1, p<0,05). В то же время обнаружена значимая разница в скорости выполнения сложных заданий между опытными хирургами и студентами (I группа) (t=2,8, p<0,05) (рис. 4).

Обсуждение

В ходе исследования выявлены различия в динамике освоения навыков между группами испытуемых. У студентов 4‑го курса отмечалась замедленная динамика формирования мануальных навыков. Это обусловлено двумя ключевыми факторами: отсутствием базового хирургического опыта; сложностями визуализации операционного поля на начальных этапах обучения (затруднения с точной навигацией лапароскопическими инструментами в заданной зоне). Тем не менее к завершению цикла тренировок навык был успешно сформирован. Ординаторы и врачи-хирурги групп демонстрировали более высокую скорость обучения. Наличие у них базовых мануальных навыков позволило сосредоточиться преимущественно на отработке техники наложения кишечного шва. Тренажёр LaPRO доказал свою эффективность для обучения хирургов любого уровня подготовки. Для студентов тренажёр стал инструментом преодоления первых трудностей: сложностей с визуализацией и точностью движений. Постепенная отработка позволила им уверенно овладеть базовыми навыками. Для ординаторов и врачей устройство послужило площадкой для совершенствования техники, в частности наложения кишечного шва. Ключевые преимущества методики: реалистичность (тренажёр имитирует типичные сложности реальной операции, что готовит специалистов к работе в клинике), универсальность (подходит для обучения от начального уровня до повышения квалификации), экономичность (конфигурация тренажёра позволяет организовать процесс без существенных финансовых затрат) [7][8].

Наши результаты частично сопоставимы с результатами исследований, проводимых на других лапароскопических тренажерах. Однако наша методика обучения и предложенный нами тренажер выявили улучшение результатов производительности по времени и точности при моделировании лапароскопических операций. Насколько нам известно, ни в одном из предыдущих исследований для имитации реальных клинических условий в процесс обучения не были включены специфические сложности работы на симмуляторе: ограниченная зона обзора операционного поля; сниженная тактильная чувствительность; эффект рычага при манипуляциях инструментами. В нашем исследовании данные условия способствовали формированию устойчивых практических навыков, применимых в реальной хирургической практике. [9][10].

Однако в данном исследовании развитие навыков в моделируемой среде оценивалось с помощью зрительного контакта и времени. Мы убеждены, что для эффективности освоения базовых лапароскопических навыков, необходимые для работы в условиях реальной клинической ситуации, следует разработать ряд критериев оценки базовых навыков в эндохирургии. [11].

Остаются вопросы относительно обучения навыков будущих студентов. Для этого мы рекомендуем внедрить дополнительные академические часы с целью тренировки базовых навыках в эндохирургии. Это лучше подготовит молодых хирургов к техническим сложностям во время реальных операций. [12].

Заключение

Медицинский тренажер LaPRO предназначен для обучения основам эндохирургии и предоставляет возможность приобрести базовые навыки в условиях, максимально приближенных к клиническим. Стандартизированные условия обучения способствуют объективной оценке процесса освоения навыков. Освоение основ эндохирургии во время учебы поможет студентам эффективно применять полученные знания на практике в будущем.