Simulator Training per neurochirurgia endovascolare

Riepilogo

La simulazione di procedure complesse e ad alto rischio è fondamentale per l'istruzione dei tirocinanti medici. Viene descritto un protocollo per l'addestramento alla neurochirurgia endovascolare basato su simulatore in un ambiente accademico controllato. Il protocollo include linee guida stepwise per tirocinanti di vari livelli, con una discussione sui vantaggi e i limiti di questo modello.

Abstract

La formazione basata sulla simulazione è diventata una pratica comune in tutte le specialità mediche, in particolare per l'apprendimento di competenze complesse eseguite in ambienti ad alto rischio. Nel campo della neurochirurgia endovascolare, la domanda di ambienti di apprendimento senza conseguenze e rischi ha portato allo sviluppo di dispositivi di simulazione preziosi per i tirocinanti medici. L'obiettivo di questo protocollo è fornire linee guida istruttive per l'uso di un simulatore di neurochirurgia endovascolare in un ambiente accademico. Il simulatore offre ai tirocinanti l'opportunità di ricevere feedback realistici sulla loro conoscenza dell'anatomia, nonché feedback aptici indicativi del loro successo nella gestione dei sistemi basati sul catetere senza conseguenze negative. Viene inoltre discussa l'utilità di questo protocollo specifico in relazione ad altre modalità di formazione neuroendovascolare.

Introduzione

La formazione basata sulla simulazione è uno strumento educativo consolidato per i tirocinanti medici ed è particolarmente utile in campi ad alto rischio come la neurochirurgia endovascolare. Esistono più dispositivi di formazione sulla realtà virtuale che utilizzano sistemi basati su catetere, come il simulatore ANGIO Mentor (Simbionix Ltd., Airport City, Israel) e i simulatori VIST-C e VIST G5 (Mentice AB, Göteborg, Svezia), con un significativo corpus di dati che dimostrano l'utilità della formazione sull'attitudine procedurale¹. Nonostante l'utilità dei simulatori, mancano istruzioni procedurali dettagliate per il loro uso.

Presentato è un protocollo dettagliato per l'uso del simulatore ANGIO Mentor, un sistema che supporta miglioramenti delle competenze nelle procedure comuni di neurochirurgia endovascolare tra cui angiogrammi cerebrali diagnostici, trombectomie meccaniche e embolizzazioni della bobina di aneurisma². Il lavoro precedente mostra che dopo che i tirocinanti di tutti i livelli hanno eseguito cinque angiogrammi simulati, cinque trombectomie e dieci embolizzazioni della bobina di aneurisma sul simulatore ANGIO Mentor, hanno mostrato miglioramenti significativi nel tempo procedurale, nella fluoroscopia e nelle dosi di contrasto e negli eventi tecnici^{avversi 2}.

Le seguenti istruzioni dettagliate sono suddivise in scenari di casi e possono essere facilmente integrate in un curriculum di formazione accademica per studenti di medicina, residenti o borsisti². Va tuttavia notato che è necessaria una comprensione di base dell'anatomia arteriosa cerebrale, dell'angiografia e dei trattamenti di ictus e aneurisma per ottimizzare il potenziale educativo del dispositivo di simulazione.

Tutte le procedure descritte di seguito (ad esempio, angiogramma cerebrale diagnostico, avvolgimento dell'aneurisma del capolinea carotide, trombectomia meccanica) possono essere eseguite da un singolo operatore utilizzando il simulatore ANGIO Mentor (Simbionix Ltd.) (Figura 1). Questo dispositivo di allenamento consente ai tirocinanti neurochirurgici di tutti i livelli di abilità di ottenere esposizione alle tecniche endovascolari in un ambiente preclinico, con i tre scenari del paziente utilizzati sulla base di un curriculum precedentemente pubblicato per l'allenamento angiografico basato su simulatore². Per riprodurre tecniche endovascolari ad alta fedeltà, il simulatore utilizza cateteri e fili reali introdotti attraverso una porta simile al diaframma di una guaina dell'arteria femorale. I fili e i cateteri innesano rulli interni che registrano movimenti rotazionali e traslazionali, che vengono visualizzati sui monitor. Le selezioni dei dispositivi e i segni vitali del paziente sono visibili anche all'operatore del simulatore.

Protocollo

1. Configurazione del simulatore

1. Prima di tutte le procedure, assemblate il simulatore come mostrato nella figura 1 e attivate. Fare riferimento alla tabella 1 per l'elenco completo delle apparecchiature del simulatore necessarie per completare ogni simulazione.
2. Selezionare lo scenario del paziente utilizzando l'interfaccia software sul laptop collegato (Figura 1C).
3. Selezionare la torcia arteriosa appropriata o il catetere guida dal menu a discesa. Questo non deve essere inserito fisicamente come parte della simulazione, ma fungerà da sito di accesso femorale e consentirà la successiva entrata di fili e cateteri nel sistema (Figura 1D). Di seguito sono discusse le dimensioni specifiche della torcia/guida per ogni scenario.
4. Selezionare i cateteri appropriati, il guidewire e/o il microsistema in base allo scenario specifico di seguito riportato nella figura1D.
5. Accendere la fluoroscopia del piano A (PA) e B (laterale) sull'interfaccia software. Attivare la fluoroscopia con i pedali (Figura 1H) e regolare le posizioni del paziente e dell'intensificatore di immagine con i joystick (Figura 1I) fino a ottenere le viste PA e laterale corrette.

2. Primo scenario del paziente: angiografia a quattro vasi

NOTA: Questo scenario raffigura un maschio di 52 anni con un aneurisma capolinea carotide sinistro ininterrotto trovato incidentalmente su una tomografia computerizzata (CT) senza contrasto della testa.

1. Selezionare una torcia femorale 5 francese, una 0.035 in guidewire e un catetere diagnostico 4 francese dal menu a discesa come strumenti da utilizzare in questa simulazione.
2. Inserire il filo guida nella macchina del simulatore (Figura 1D) fino a quando non si registra nella schermata di simulazione, segnalando che l'accesso è stato acquisito. Avanzare il filo guida fino a quando non viene visualizzato nell'aorta toracica discendente e continua nell'arco aortico.
3. Quando il filo guida si trova in sicurezza nell'arco aortico, tenere il filo guida in posizione e inserire un catetere diagnostico sopra il filo guida attraverso la torcia femorale simulata all'arco aortico.
4. Rimuovere il filo guida e utilizzare la tecnica del puff di fluoroscopia premendo delicatamente la siringa a contrasto (Figura 1E) per simulare l'iniezione di contrasto e opacizzare brevemente i vasi man mano che il catetere avanza nell'arteria desiderata.
5. Creare quindi una guida di orientamento per l'iniezione del contrasto con la siringa a contrasto (Figura 1E) mentre il pedale fluoroscopia è premuto (Figura 1H). Quindi, reinserire il filo per cateterizzare selettivamente il vaso desiderato, facendo avanzare il catetere sul filo. Rimuovere il filo per le successive esecuzioni di angiografia. Le arterie carotidi interne ed esterne destra e sinistra e le arterie vertebrali destra e sinistra sono tutte cateterizzate con questa tecnica.
6. Utilizzando il catetere diagnostico e la siringa a contrasto del simulatore (Figura 1E), eseguire angiogrammi di ciascuna delle circolazioni di cui sopra deprimendo il pedale di fluoroscopia (Figura 1H) durante l'iniezione del contrasto con la siringa. Ottieni viste ad alto ingrandimento dell'aneurisma, se necessario. Esaminare gli angiogrammi per verificarne l'adeguatezza prima di rimuovere il catetere.
7. Una volta ottenute le immagini necessarie, rimuovere il catetere diagnostico/filo guida dalla torcia di simulazione. La chiusura simulata del sito di arteriotomia femorale non viene eseguita.

3. Secondo scenario del paziente: avvolgimento dell'aneurisma del capolinea carotide

NOTA: Questo scenario descrive un maschio di 52 anni con un noto aneurisma del capolinea carotide sinistro rotto, un forte mal di testa, un esame nonfocale e un punteggio Glasgow Coma Scale di 15.

1. Seleziona un catetere guida 6 francese, 0,035 in filo guida e un catetere diagnostico 4 francese, dal menu a discesa.
2. Inserire un catetere diagnostico su un filo guida nell'arco aortico come nei passaggi 2.2-2.3.
3. Inserire un catetere guida sopra il catetere diagnostico attraverso il sito di accesso femorale (Figura 1D) all'arco aortico.
4. Rimuovere il filo guida e creare una guida di orientamento dell'arteria carotide comune sinistra mediante farine di tabella di marciacopiare il pedale iniettando contrasto con la siringa a contrasto (Figura 1E) mentre il pedale fluoroscopia (Figura 1H) è depresso.
5. Reinserire il filo guida e cateterizzare selettivamente l'arteria carotide comune sinistra e l'arteria carotide interna utilizzando la fluoroscopia e la sovrapposizione della roadmap visualizzato sul monitor di proiezione dell'immagine (Figura 1B) guidando con il filo guida e facendo avanzare il catetere diagnostico e il catetere guida una volta ottenuto l'accesso sicuro.
6. Quando il catetere guida si trova all'interno dell'arteria carotide interna, rimuovere il catetere diagnostico e il filo ed eseguire corse angiografiche della circolazione cerebrale carotide interna sinistra deprimendo il pedale della fluoroscopia (Figura 1H) mentre si inietta contrasto con la siringa (Figura 1E).
7. Misurare l'aneurisma utilizzando l'opzione di calcolo sull'interfaccia software (Figura 1C). Tenendo presente che il diametro della bobina per la prima bobina deve essere più largo di 1 mm rispetto al diametro medio dell'aneurisma, selezionare una bobina appropriata.
8. Selezionate un microcatetere e un microfilo dal menu a discesa.
9. Inserire il microcatetere e il microfilo attraverso il sito di accesso femorale (Figura 1D) e sotto la guida della tabella di marcia ottenuta come nella fase 3.6, cateterizzare selettivamente l'aneurisma con il microsistema.
10. Rimuovere il microfilo, inserire la bobina precedentemente selezionata attraverso il sito di accesso femorale (Figura 1D) e avanzare lentamente nell'aneurisma.
11. Una volta inserita completamente la bobina, eseguire un angiogramma cerebrale diagnostico deprimendo il pedale della fluoroscopia (Figura 1H) mentre si inietta il contrasto con la siringa e valutare la pervietà dell'arteria genitore e del riempimento dell'aneurisma. L'obiettivo è quello di mantenere la persistenza dell'arteria genitore e incoraggiare completamente l'aneurisma o fornire una copertura sufficiente della cupola o del presunto punto di rottura per ridurre adeguatamente il rischio di rottura.
12. Staccare la bobina sull'interfaccia software (Figura 1C) e rimuovere il filo della bobina. Se necessario, ripetere i passaggi 3.11 e 3.12 con bobine aggiuntive fino a ottenere l'occlusione da aneurisma ~30%.
13. Rimuovere il microcatetere e il catetere guida dal sito della focaia di simulazione (Figura 1D). La chiusura simulata del sito di arteriotomia femorale non viene eseguita.

4. Terzo scenario del paziente: trombectomia dell'arteria cerebrale centrale sinistra

NOTA: Questo scenario raffigura una donna di 64 anni con un punteggio NIHSS (National Institutes of Health Stroke Scale) di 12 per afasia e debolezza di destra che era noto per l'ultima volta come normale 4 ore prima. La TC della testa ha rivelato un segno di arteria cerebrale centrale sinistra iperdensa (MCA) e un punteggio TC precoce del programma Alberta Stroke Program (ASPECTS) di 10, ma nessuna emorragia. Un angiogramma CT ha dimostrato un'occlusione completa del segmento M1 sinistro.

1. Seleziona un catetere guida 6 francese, 0,035 in filo guida e un catetere diagnostico 4 francese, dal menu a discesa.
2. Inserire il catetere guida nell'arteria carotide interna sinistra ed eseguire corse angiografiche della circolazione cerebrale carotide interna sinistra come descritto nei passaggi 3.2-3.6.
3. Selezionate un microcatetere/microfilo e un dispositivo stent retriever dal menu a discesa.
4. Inserire il microcatetere e il microfilo nel sito di accesso femorale simulato (Figura 1D) e nell'arteria carotide interna sinistra.
5. In base alle linee guida della tabella di marcia ottenute come al passaggio 3.5, far avanzare il microfilo e il microcatere nell'MCA sinistro e superare attentamente l'area di occlusione. Le potenziali complicazioni durante questa manovra includono perforazioni vascolari e /o l'embolizzazione di un coagulo a valle.
6. Rimuovere il microfilo e inserire un dispositivo stent retriever nel sito di accesso femorale simulato (Figura 1D) e avanzare nel distale MCA fino all'occlusione. Quindi, rimuovere il microcatetere, lasciando lo stent retriever in posizione a livello dell'occlusione.
7. Attivare l'aspirazione simulata sull'interfaccia software (Figura 1C) e ritrarre il dispositivo stent retriever nel catetere guida tirando indietro il microfilo.
8. Rimuovere entrambi gli stent retriever dal sito di accesso femorale simulato (Figura 1D).
9. Eseguire un angiogramma attraverso il catetere guida deprimendo il pedale di fluoroscopia (Figura 1H) iniettando contrasto con la siringa per garantire la rimozione dell'occlusione.
10. Rimuovere il catetere guida dal sito della torcia di simulazione (Figura 1D). La chiusura simulata del sito di arteriotomia femorale non viene eseguita.

Risultati

Il simulatore ANGIO Mentor ha precedentemente dimostrato di migliorare le abilità dei tirocinanti chirurgici con una diversa esperienza neuroendovascolare quando si eseguono angiogrammi diagnostici simulati, trombectomie e embolizzazioni della bobina di aneurisma rotto in un ambiente accademico². In questo studio, le metriche delle prestazioni per le suddette procedure sono state stabilite nel corso di 30 giorni in uno studente di medicina, un residente di neurochirurgia, due borsisti di neurorad...

Discussione

La chirurgia endovascolare è un campo in espansione che offre un approccio terapeutico minimamente invasivo a una varietà di patologie. I rischi significativi associati alle lesioni vascolari comportano tuttavia sfide educative uniche. Con i progressi nella formazione basata sulla simulazione, l'istruzione dei tirocinanti consente ora la pratica in un ambiente privo di rischi che imita i casi della vita reale. Di conseguenza, è stato dimostrato che l'allenamento basato sulla simulazione endovascolare migliora costante...

Materiali

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).