Simulator Training für endovaskuläre Neurochirurgie

Zusammenfassung

Die Simulation komplexer, risikohlassarer Verfahren ist für die Ausbildung medizinischer Auszubildender von entscheidender Bedeutung. Ein Protokoll für simulatorbasiertes endovaskuläres Neurochirurgietraining in einer kontrollierten akademischen Umgebung wird beschrieben. Das Protokoll enthält schrittweise Leitlinien für Auszubildende unterschiedlicher Ebenen, wobei die Vorteile und Grenzen dieses Modells erörtert werden.

Zusammenfassung

Simulationsbasiertes Training ist in allen medizinischen Fachrichtungen zur gängigen Praxis geworden, insbesondere für das Erlernen komplexer Fähigkeiten, die in Umgebungen mit hohem Risiko durchgeführt werden. Im Bereich der endovaskulären Neurochirurgie führte die Nachfrage nach folge- und risikofreien Lernumgebungen zur Entwicklung von Simulationsgeräten, die für medizinische Auszubildende wertvoll sind. Das Ziel dieses Protokolls ist es, lehrreiche Richtlinien für den Einsatz eines endovaskulären Neurochirurgie-Simulators in einem akademischen Umfeld zu liefern. Der Simulator bietet den Auszubildenden die Möglichkeit, realistisches Feedback zu ihrem Wissen über Anatomie zu erhalten, sowie haptisches Feedback, das auf ihren Erfolg im Umgang mit den katheterbasierten Systemen ohne negative Folgen hinweist. Der Nutzen dieses spezifischen Protokolls in Bezug auf andere neuroendovaskuläre Trainingsmodalitäten wird ebenfalls diskutiert.

Einleitung

Simulationsbasiertes Training ist ein etabliertes pädagogisches Werkzeug für medizinische Auszubildende und besonders in Risikobereichen wie der endovaskulären Neurochirurgie von Vorteil. Es gibt mehrere Virtual-Reality-Trainingsgeräte, die Katheter-basierte Systeme verwenden, wie den ANGIO Mentor Simulator (Simbionix Ltd., Airport City, Israel) und VIST-C- und VIST G5-Simulatoren (Mentice AB, Göteborg, Schweden), mit einem bedeutenden Datenbestand, der den Nutzen von Schulungen zur Verfahrensfähigkeit¹demonstriert. Trotz der Nützlichkeit der Simulatoren fehlen schrittweise Verfahrensanweisungen für deren Verwendung.

Präsentiert wird ein detailliertes Protokoll für den Einsatz des ANGIO Mentor Simulators, ein System, das Kompetenzverbesserungen in gemeinsamen endovaskulären neurochirurgischen Verfahren unterstützt, einschließlich diagnostischer zerebraler Angiogramme, mechanischer Thrombektomien und Aneurysmenspulenembolisationen². Frühere Arbeiten zeigen, dass, nachdem Auszubildende aller Niveaus fünf simulierte Angiogramme, fünf Thrombektomien und zehn Aneurysmenspulenembolisierungen am ANGIO Mentor Simulator durchgeführt hatten, signifikante Verbesserungen in der Verfahrenszeit, Fluoroskopie und Kontrastdosen sowie negative technische Ereignisse²zeigten.

Die folgenden Schritt-für-Schritt-Anleitungen sind in Fallszenarien unterteilt und können problemlos in einen akademischen Lehrplan für Medizinstudenten, Bewohner oder Stipendiaten integriert werden². Es sollte jedoch beachtet werden, dass ein grundlegendes Verständnis der zerebralen arteriellen Anatomie, Angiographie, Schlaganfall und Aneurysmus Behandlungen erforderlich ist, um das pädagogische Potenzial des Simulationsgeräts zu optimieren.

Alle unten beschriebenen Verfahren (z. B. diagnostisches zerebrales Angiogramm, Coiling von Karotis-Terminus-Aneurysmen, mechanische Thrombektomie) können von einem einzigen Bediener mit dem ANGIO Mentor Simulator (Simbionix Ltd.) durchgeführt werden. (Abbildung 1). Dieses Trainingsgerät ermöglicht es neurochirurgischen Auszubildenden aller Qualifikationsstufen, in einem präklinischen Umfeld endovaskuläre Techniken zu bedrängen, wobei die drei Patientenszenarien auf der Grundlage eines zuvor veröffentlichten Curriculums für simulatorbasiertes Angiographietraining²verwendet werden. Um endovaskuläre Techniken mit hoher Genauigkeit zu reproduzieren, verwendet der Simulator tatsächliche Katheter und Drähte, die durch einen Port ähnlich dem Zwerchfell einer Femoralarterienscheide eingeführt werden. Die Drähte und Katheter greifen interne Rollen ein, die sowohl Rotations- als auch Translationsbewegungen aufzeichnen, die auf den Monitoren angezeigt werden. Geräteauswahl und Patienten-Vitalzeichen sind auch für den Simulator-Betreiber sichtbar.

Protokoll

1. Simulator-Setup

1. Montieren Sie vor allen Verfahren den Simulator wie in Abbildung 1 dargestellt, und schalten Sie es ein. Die vollständige Liste der Simulatorausrüstungen, die zum Abschließen jeder Simulation erforderlich sind, finden Sie in Tabelle 1.
2. Wählen Sie das Patientenszenario über die Softwareschnittstelle auf dem angeschlossenen Laptop aus (Abbildung 1C).
3. Wählen Sie den entsprechenden arteriellen Mantel oder Führungskatheter aus dem Dropdown-Menü aus. Dies muss nicht physisch als Teil der Simulation eingefügt werden, sondern fungiert als Femoral-Zugangsstelle und ermöglicht die nachträgliche Eingabe von Drähten und Kathetern in das System (Abbildung 1D). Im Folgenden werden spezifische Mantel-/Führungsgrößen für jedes Szenario erläutert.
4. Wählen Sie den geeigneten Katheter(n), den Führungsdraht und/oder das Mikrosystem basierend auf dem nachstehend beschriebenen Szenario aus (Abbildung 1D).
5. Schalten Sie die Fluoroskopie der A-Ebene (PA) und der B-Ebene (seitlich) auf der Softwareschnittstelle ein. Aktivieren Sie die Fluoroskopie mit den Fußpedalen (Abbildung 1H) und passen Sie sowohl die Patienten- als auch die Bildverstärkerpositionen mit den Joysticks (Abbildung 1I) an, bis die korrekte PA- und Seitenansicht erhalten ist.

2. Erstes Patientenszenario: Viergefäß-Angiographie

HINWEIS: Dieses Szenario zeigt einen 52-jährigen Mann mit einem ungebrochenen linken Karotis-Terminus-Aneurysmus, der nebenbei auf einem kontrastreichen Computertomographie-Scan des Kopfes gefunden wurde.

1. Wählen Sie einen 5-französischen Femoralmantel, einen 0,035 in Guidewire und einen 4-französischen Diagnosekatheter aus dem Dropdown-Menü als Werkzeuge für diese Simulation aus.
2. Setzen Sie den Führungsdraht in die Simulatormaschine ein (Abbildung 1D), bis er sich auf dem Simulationsbildschirm registriert und signalisiert, dass der Zugriff gewonnen wurde. Fördern Sie den Führungsdraht, bis er in der absteigenden Thoraxaorta visualisiert wird und in den Aortenbogen weitergeht.
3. Wenn sich der Führungsdraht sicher im Aortenbogen befindet, halten Sie den Führungsdraht an Ort und Stelle und legen Sie einen Diagnosekatheter über den Führungsdraht durch die simulierte Femoralscheide zum Aortenbogen ein.
4. Entfernen Sie den Führungsdraht und nutzen Sie die Fluoroskopie-Pufftechnik, indem Sie die Kontrastspritze(Abbildung 1E) sanft drücken, um die Kontrastinjektion zu simulieren und die Gefäße kurz zu opazifizieren, während der Katheter in die gewünschte Arterie vorrückt.
5. Erstellen Sie als Nächstes eine Roadmap-Anleitung, die einen Kontrast mit der Kontrastspritze eingibt (Abbildung 1E), während das Fluoroskopie-Fußpedal gedrückt ist (Abbildung 1H). Als nächstes setzen Sie den Draht wieder ein, um das gewünschte Gefäß selektiv katheterisieren zu können, indem Sie den Katheter über den Draht vorrücken. Entfernen Sie den Draht für nachfolgende Angiographieläufe. Die rechten und linken inneren und äußeren Karotisarterien und die rechte und linke Wirbelarterie närgwerden alle mit dieser Technik.
6. Mit dem Diagnosekatheter und der Simulator-Kontrastspritze (Abbildung 1E) führen Sie Angiogramme jeder der oben genannten Zirkulationen durch, indem Sie das Fluoroskopie-Pedal (Abbildung 1H) während der Injektion von Kontrast mit der Spritze deprimieren. Erhalten Sie bei Bedarf ansichten mit hoher Vergrößerung des Aneurysmus. Überprüfen Sie Angiogramme auf Angemessenheit, bevor Sie den Katheter entfernen.
7. Sobald die notwendigen Bilder erhalten sind, entfernen Sie den Diagnosekatheter/Führungsdraht aus dem Simulationsmantel. Simulierte Schließung der femoralen Arteriotomie-Website wird nicht durchgeführt.

3. Zweites Patientenszenario: Carotid endus aneurysm coiling

HINWEIS: Dieses Szenario zeigt einen 52-jährigen Mann mit einem bekannten gebrochenen linken Karotis-Terminus-Aneurysmus, starken Kopfschmerzen, nicht fokalen Prüfungen und einer Glasgow Coma Scale-Punktzahl von 15.

1. Wählen Sie aus dem Dropdown-Menü einen 6-französischen Führungskatheter, 0,035 im Guidewire und einen 4-französischen Diagnosekatheter aus.
2. Legen Sie einen Diagnosekatheter über einen Führungsdraht in den Aortenbogen wie in den Schritten 2.2–2.3 ein.
3. Legen Sie einen Führungskatheter über den Diagnosekatheter durch die Femoral-Zugangsstelle (Abbildung 1D) in den Aortenbogen ein.
4. Entfernen Sie den Führungsdraht und erstellen Sie eine Roadmap-Führung der linken gemeinsamen Halsschlagader durch Roadmap Mehlkopie Fußpedal Injektion Kontrast mit der Kontrastspritze (Abbildung 1E) während die Fluoroskopie Fußpedal (Abbildung 1H) gedrückt ist.
5. Setzen Sie den Guidewire wieder ein und katheterisieren Sie selektiv die linke gemeinsame Karotisarterie und die innere Karotisarterie mittels Fluoroskopie und der Roadmap-Overlay, die auf dem Bildprojektionsmonitor (Abbildung 1B) visualisiert wird, indem Sie mit dem Guidewire führen und den Diagnosekatheter und Führungskatheter voranbringen, sobald ein sicherer Zugriff gewonnen ist.
6. Wenn sich der Führungskatheter innerhalb der inneren Karotisarterie befindet, entfernen Sie den diagnostischen Katheter und Draht und führen sie angiographische Ausführungen der linken internen Karotis-Zerebrale durch, indem Sie das Fluoroskopiepedal drücken (Abbildung 1H) während der Injektion des Kontrasts zur Spritze (Abbildung 1E).
7. Messen Sie das Aneurysmus mit der Berechnungsoption auf der Softwareschnittstelle (Abbildung 1C). Unter Berücksichtigung der Berücksichtigung, dass der Spulendurchmesser für die erste Spule 1 mm breiter als der mittlere Aneurysmdurchmesser sein sollte, wählen Sie eine geeignete Spule aus.
8. Wählen Sie einen Mikrokatheter und Mikrodraht aus dem Dropdown-Menü aus.
9. Legen Sie den Mikrokatheter und den Mikrodraht durch die Femoral-Zugangsstelle (Abbildung 1D) und unter Roadmap-Anleitung, wie in Schritt 3.6 erhalten, selektiv katheterisieren Sie das Aneurysmus mit dem Mikrosystem.
10. Entfernen Sie den Mikrodraht, legen Sie die zuvor ausgewählte Spule durch die Femoral-Zugangsstelle ein (Abbildung 1D), und bringen Sie ihn langsam in das Aneurysmus vor.
11. Sobald die Spule vollständig eingesetzt ist, führen Sie ein diagnostisches zerebrales Angiogramm durch, indem Sie das Fluoroskopie-Pedal(Abbildung 1H) während der Injektion von Kontrast zur Spritze drücken und die Durchgängigkeit der Elternarterie und Aneurysmusfüllung bewerten. Ziel ist es, die Durchgängigkeit der Elternarterie aufrechtzuerhalten und entweder das Aneurysmus vollständig zu beleben oder eine ausreichende Abdeckung der Kuppel oder des vermuteten Bruchpunkts zu gewährleisten, um das Bruchrisiko angemessen zu reduzieren.
12. Lösen Sie die Spule an der Softwareschnittstelle (Abbildung 1C) und entfernen Sie den Spulendraht. Bei Bedarf wiederholen Sie die Schritte 3.11 und 3.12 mit zusätzlichen Spulen, bis eine Aneurysmokklusion von 30 % erreicht ist.
13. Entfernen Sie den Mikrokatheter und den Führungskatheter von der Simulationshüllenstelle (Abbildung 1D). Simulierte Schließung der femoralen Arteriotomie-Website wird nicht durchgeführt.

4. Drittes Patientenszenario: Linke mittlere Zerebrale Arteriethrombektomie

HINWEIS: Dieses Szenario zeigt eine 64-jährige Frau mit einem NIHSS-Score (National Institutes of Health Stroke Scale) von 12 für Aphasie und rechtsseitige Schwäche, von der zuletzt bekannt war, dass sie 4 h früher normal war. Head CT enthüllte ein hyperdichtes linkes mittleres Hirnarterienzeichen (MCA) und eine Alberta Stroke Program Early CT Score (ASPECTS) von 10, aber keine Blutung. Ein CT-Angiogramm zeigte eine vollständige Okklusion des linken M1-Segments.

1. Wählen Sie aus dem Dropdown-Menü einen 6-französischen Führungskatheter, 0,035 im Guidewire und einen 4-französischen Diagnosekatheter aus.
2. Setzen Sie den Führungskatheter in die linke innere Halsschlagader ein und führen Sie angiographische Ausführungen der linken internen Karotis-Zerebrale Zirkulation durch, wie in den Schritten 3.2–3.6 beschrieben.
3. Wählen Sie aus dem Dropdown-Menü einen Mikrokatheter/Mikrodraht und ein Stent-Retriever-Gerät aus.
4. Setzen Sie den Mikrokatheter und den Mikrodraht in die simulierte Femoral-Zugangsstelle (Abbildung 1D) und in die linke innere Halsschlagader ein.
5. Unter Roadmap-Anleitung, die wie in Schritt 3.5 erhalten wurde, bringen Sie den Mikrodraht und den Mikrokatheter in den linken MCA und vorsichtig am Okklusionsbereich vorbei. Mögliche Komplikationen während dieses Manövers sind vaskuläre Perforationen und/oder die Embolisierung eines Gerinnsels flussabwärts.
6. Entfernen Sie den Mikrodraht, und legen Sie ein Stent-Retriever-Gerät in die simulierte Femoral-Zugangsstelle ein (Abbildung 1D) und treten Sie in die MCA-Distal bis zur Okklusion vor. Entfernen Sie dann den Mikrokatheter, sodass der Stent-Retriever auf der Ebene der Okklusion an Ort und Stelle bleibt.
7. Schalten Sie die simulierte Aspiration auf der Softwareschnittstelle ein (Abbildung 1C), und ziehen Sie das Stent-Retriever-Gerät in den Führungskatheter zurück, indem Sie den Mikrodraht zurückziehen.
8. Entfernen Sie beide Stent-Retriever von der simulierten Femoral-Zugriffsstelle (Abbildung 1D).
9. Führen Sie ein Angiogramm durch den Führungskatheter durch, indem Sie das Fluoroskopie-Pedal(Abbildung 1H) drücken, während Sie kontrastierend mit der Spritze injizieren, um die Entfernung der Okklusion zu gewährleisten.
10. Entfernen Sie den Führungskatheter von der Simulationsmantelstelle (Abbildung 1D). Simulierte Schließung der femoralen Arteriotomie-Website wird nicht durchgeführt.

Ergebnisse

Der ANGIO Mentor Simulator wurde zuvor gezeigt, um die Fähigkeiten von chirurgischen Auszubildenden mit unterschiedlicher neuroendovaskulärer Erfahrung bei der Durchführung simulierter diagnostischer Angiogramme, Thrombektomien und gebrochener Aneurysmenspulenembolisierungen in einem akademischen Umfeld zu verbessern². In dieser Studie wurden Leistungsmetriken für die oben genannten Verfahren im Laufe von 30 Tagen in einem Medizinstudenten, einem Neurochirurgen, zwei diagnostischen Neuroradiol...

Diskussion

Die endovaskuläre Chirurgie ist ein expandierendes Feld, das einen minimalinvasiven Behandlungsansatz für eine Vielzahl von Pathologien bietet. Die erheblichen Risiken im Zusammenhang mit Gefäßverletzungen stellen jedoch einzigartige pädagogische Herausforderungen dar. Mit Fortschritten in der simulationsbasierten Ausbildung ermöglicht die Ausbildung von Auszubildenden nun die Praxis in einer risikofreien Umgebung, die reale Fälle nachahmt. Dementsprechend hat sich gezeigt, dass endovaskuläresimulationsbasierte S...

Materialien

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).