Resumen
Objetivo
Actualmente, todos los videos de educación quirúrgica utilizan un único punto de vista (POV) con el alumno fijado en un punto de vista fijo, lo que puede no brindar suficiente información para procedimientos complejos. Desarrollamos un novedoso sistema de vídeo con múltiples puntos de vista y evaluamos su resultado de entrenamiento en comparación con el tradicional punto de vista único.
Métodos
Filmamos un procedimiento de rejuvenecimiento de la cadera realizado por un experto usando 8 cámaras en el quirófano. 30 estudiantes de medicina fueron asignados aleatoriamente e igualmente para aprender el procedimiento utilizando el sistema POV múltiple (grupo experimental (EG)) versus el sistema POV único (grupo control (CG)). Los participantes introdujeron un alfiler en la cabeza femoral como se muestra en el vídeo. Medimos las trayectorias de perforación y las comparamos con el plan preoperatorio para evaluar la distancia de inserción del pasador y las desviaciones angulares. Dos asistentes ortopédicos evaluaron de manera experta el desempeño de los participantes utilizando una escala de calificación global modificada (GRS). Hubo una prueba de conocimientos previa al vídeo que se repitió después de la simulación junto con un cuestionario de escala Likert.
Resultados
La desviación angular del pasador en EG fue significativamente menor en un 29% en comparación con CG (p = 0,037), sin diferencias significativas en la distancia del punto de entrada entre grupos (p = 0,204). Las puntuaciones de GRS para el GE fueron un 3,5% superiores a las del GC (p = 0,046). Hubo una puntuación general de la prueba de conocimientos un 32% más alta (p<0,001) y una puntuación del cuestionario en escala Likert mejorada un 21% (p = 0,002) después del videoaprendizaje en EG que en el GC, aunque no hubo diferencias significativas en la puntuación de la prueba de conocimientos antes del videoaprendizaje (p = 0,721).
Introducción
La educación quirúrgica tradicionalmente ha sido un modelo de aprendizaje en el que los residentes reciben una autonomía cada vez mayor mientras realizan casos quirúrgicos en vivo a discreción de un cirujano supervisor.1, 2), pero en las últimas décadas ha habido una reconfiguración dramática de la capacitación quirúrgica impulsada por (i) una mayor conciencia pública sobre los errores y demandas iatrogénicas (3), (ii) restricción de las horas de trabajo debido a la Directiva Europea sobre Tiempo de Trabajo (EWTD) y al Consejo Americano de Acreditación para la Educación Médica de Graduados, con una disminución estimada del 80% en el tiempo operativo dedicado como resultado de la EWTD (4, 5), (iii) un énfasis en el uso eficiente del tiempo en el teatro debido a las presiones de costos (6,7). Además, el campo quirúrgico visible prácticamente muchas veces es limitado, y es difícil tener una visión adecuada para facilitar el entrenamiento (8). En consecuencia, se está considerando desarrollar métodos de entrenamiento quirúrgico fuera del quirófano.
Fuera de los quirófanos, los aprendices de ortopedia practican habilidades técnicas con cadáveres y huesos de sierra. Sin embargo, estas técnicas de enseñanza están limitadas por el costo y la escasez de cadáveres y la falta de alta fidelidad de los huesos de sierra. Recientemente, los simuladores de realidad virtual (VR) han brindado a los alumnos la oportunidad de practicar y superar la curva de aprendizaje en un entorno de alta fidelidad, seguro y controlado sin comprometer la seguridad del paciente.9–13). Pero el gasto asociado a su compra y mantenimiento y la falta de realismo han restringido su uso. Además, en la especialidad de ortopedia, los simuladores de realidad virtual son principalmente adecuados para enseñar habilidades psicomotoras básicas en artroscopia y fijación de fracturas (14–18), mientras que la mayoría de las intervenciones ortopédicas consisten en procedimientos abiertos (como la artroplastia) con una anatomía compleja que aún no es fácil de simular. En consecuencia, son necesarios métodos complementarios para adquirir habilidades quirúrgicas fuera del quirófano sin comprometer la seguridad del paciente.
Una solución para complementar la formación quirúrgica ha sido el uso de vídeos que se han vuelto cada vez más populares por su bajo coste y fácil acceso. Todos los sistemas de vídeo existentes utilizan un único punto de vista (POV) con renderizado 2D o 3D (19–23) mediante el cual los alumnos quedan encerrados en un único punto de vista. Sin embargo, algunos procedimientos abiertos, como la artroplastia, requieren conciencia visoespacial en múltiples dimensiones y desde múltiples puntos de vista. Por lo tanto, es posible que el punto de vista único y fijo no sea suficiente para proporcionar la información necesaria con fines de capacitación.
El desafío en la enseñanza de la cirugía reside en enseñar tanto el conocimiento como la percepción espacial y la transmisión de gestos. De este modo, para evaluar información 3D, como la orientación de una herramienta en el espacio frente a referencias anatómicas, un único vídeo POV podría reducir la exposición del estudiante a información esencial.
El objetivo era desarrollar un novedoso sistema de vídeo con puntos de vista múltiples y evaluar el resultado del entrenamiento de puntos de vista múltiples versus uno único tradicional. Se observaron los siguientes tres resultados:
- Adquisición de conocimientos de los pasos operativos con un cuestionario.
- Métricas de desempeño técnico y objetivo en tiempo real logradas después de completar la sesión de aprendizaje con una puntuación GRS marcada por dos cirujanos ortopédicos expertos.
- Evaluación de la precisión del posicionamiento del pasador.
La hipótesis nula fue no observar diferencias en las habilidades técnicas y la adquisición de conocimientos entre videos únicos (grupo de control) y múltiples videos POV (grupo experimental).
Materiales y métodos
Grabaciones de vídeo y desarrollo de un sistema de vídeo POV múltiple.
Se registraron los dos procedimientos siguientes:
- Grabación de un procedimiento realizado en un hueso de sierra por un cirujano ortopédico experto con explicaciones claras de cada paso.
- Grabación de un procedimiento de rejuvenecimiento de la cadera real en quirófano, realizado por un cirujano ortopédico experto (>20 años de experiencia).
Ambos videos fueron grabados por 14 cámaras comerciales (12 cámaras JVC HD, Yokohama, Japón; 2 Go Pro Hero 4 Black, California, EE. UU.) dispuestas alrededor de la mesa de operaciones después de obtener el consentimiento informado del paciente para el segundo video. De ellos, 12 estaban fijados a la campana de flujo laminar de plástico que rodea la mesa de operaciones, uno fijado al mango de la lámpara quirúrgica y el restante montado a la cabeza del cirujano. Después de la revisión, se conservaron 8 cámaras que se consideraban que habían capturado puntos de vista óptimos, mientras que las 6 restantes fueron excluidas. A partir de los vídeos grabados desde 8 puntos de vista, se desarrolló un novedoso sistema de vídeo de vistas múltiples que permitía al sujeto cambiar entre puntos de vista. Para el grupo de control mono-vídeo, el punto de vista era la cámara fijada al poste de luz. En el vídeo no se retuvo información identificable ni imagen del paciente. Las personas en este manuscrito han dado su consentimiento informado por escrito (como se describe en el formulario de consentimiento de PLOS) para publicar los detalles de este caso.
Reclutamiento y aleatorización de participantes.
El reclutamiento siguió el proceso descrito en Higo 1. Se reclutaron voluntariamente 30 estudiantes de medicina del Imperial College de Londres. Las tareas designadas incluyeron aprender el procedimiento utilizando videos POV múltiples versus únicos antes de realizar la parte de la operación de inserción del cable guía en un modelo de hueso de sierra simulado. Todos los participantes estaban cegados con respecto a la naturaleza de los dos brazos del estudio. Los participantes fueron asignados aleatoriamente a dos grupos diferentes: (i) grupo experimental (múltiples puntos de vista) y (ii) grupo de control (punto de vista único). El coordinador de la investigación les asignó un número de identificación único y los asignó aleatoriamente a cada cohorte utilizando un generador de números aleatorios (Excel, Microsoft, estado de Washington, EE. UU.).
Esquema del proceso de contratación.
Aprobación y consentimiento ético.
El estudio fue aprobado por el Comité de Ética de Educación Médica del Imperial College y recibió el número de referencia MEEC1415-32. Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de cada participante, en el que aceptaron la grabación de sus procedimientos y el uso del metraje únicamente con fines de investigación. La persona en este manuscrito ha dado su consentimiento informado por escrito (como se describe en el formulario de consentimiento de PLOS) para publicar los detalles de este caso.
Criterios de inscripción.
Los criterios de inclusión incluyeron estudiantes de medicina de los años 3 a 6 de pregrado que no conocían ni la renovación de la superficie de la cadera ni las simulaciones relacionadas.
Los criterios de exclusión incluyeron exposición previa a rejuvenecimiento de la cadera o simulaciones relacionadas.
Evaluación de la eficacia de los sistemas de vídeo.
Los participantes inicialmente completaron una prueba de opción múltiple (Archivo S1) que evaluó sus conocimientos básicos sobre un procedimiento de rejuvenecimiento de la cadera. La prueba se diseñó utilizando una técnica Delphi modificada con el asesoramiento y la retroalimentación de cuatro cirujanos ortopédicos expertos. Al grupo experimental (respectivamente al grupo de control) se le pidió que llevara a cabo las siguientes tareas:
- Vea un video con múltiples puntos de vista (o POV único) sobre el procedimiento de rejuvenecimiento de la cadera compuesto por un video tutorial capturado con varias cámaras (o una cámara frontal) para el hueso de sierra simulado y con un procedimiento de rejuvenecimiento de la cadera real capturado por un grupo de cámaras (o por la cámara montada en el mango de la lámpara quirúrgica) (como se muestra en Higo 2). Se les permitió rebobinar y adelantar el vídeo como quisieran. El tiempo de visualización fue de veinte minutos.
- Complete nuevamente el mismo test de opción múltiple, seguido de un cuestionario subjetivo en escala Likert (Archivo S2) diseñado utilizando una técnica Delphi modificada para demostrar la autopercepción de su confianza y satisfacción con la experiencia de aprendizaje.
- Repita el procedimiento en un hueso de sierra insertando un alfiler en la cabeza femoral como se muestra en el video, con su desempeño grabado por una cámara (con su cara o información idéntica no incluida en el video).
- Mire el vídeo visto por el grupo opuesto antes de responder un cuestionario subjetivo para comparar sus preferencias.
Interfaz del novedoso sistema de vídeo POV múltiple, que permite al usuario hacer clic y navegar a través de cualquier punto de vista deseado, y el equivalente para el sistema de vídeo POV único estándar.
Luego se escanearon por tomografía computarizada los modelos de hueso de sierra para evaluar la precisión de la perforación dentro de la cabeza femoral. Los datos de TC (en formato Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM)) se obtuvieron y se importaron al software Mimics (Materialise NV, Lovaina, Bélgica) para la reconstrucción 3D. En cada modelo 3D se extrajeron las trayectorias de perforación reales y se compararon con una ruta de perforación virtual ideal establecida por el cirujano en el vídeo. Luego se midieron la diferencia en la distancia (mm) de los puntos de inserción del pin en la cabeza femoral y la desviación del ángulo del eje entre la trayectoria perforada real y la trayectoria de perforación virtual ideal.
Tanto los sistemas de vídeo únicos como los múltiples incluyeron comentarios verbales idénticos sobre el procedimiento quirúrgico, incluido cómo lograr una trayectoria de perforación ideal en la cabeza femoral, como lo demostró el cirujano experto.
2 cirujanos expertos con experiencia en cirugía de rejuvenecimiento de la cadera evaluaron el desempeño de los participantes utilizando la escala de calificación global modificada (GRS) (Archivo S3), que fue diseñado utilizando una técnica Delphi modificada, después de ver su actuación registrada en el vídeo.
Resultados
El resultado primario fueron las métricas objetivas de desempeño de la desviación entre la trayectoria de los participantes y la trayectoria virtual ideal de inserción del clavo en la cabeza femoral. Los resultados secundarios fueron (i) las puntuaciones de GRS, (ii) las puntuaciones de las pruebas de conocimientos y (iii) las puntuaciones de los cuestionarios.
estudio de potencia
Según un estudio piloto previo (n = 5) modelado en ensayos de no inferioridad/superioridad, se requirió un número mínimo de 9 participantes en cada cohorte (puntuaciones medias de 7,2 (grupo experimental) frente a 5,5 (grupo de control), DE 1,27, 1-β = 80 %, α = 5 %). A falta de una cifra citada en la literatura actual, nuestro estudio piloto sugirió que una diferencia del 30% en el objetivo…
