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Título : Validación de un prototipo de simulador para aprendizaje y evaluación de habilidades y destrezas en cirugía laparoscópica
Autor : TAPIA JURADO, JESUS
Fecha de publicación : 2017
Resumen : En las últimas décadas, la cirugía de mínima invasión (e. g. cirugía laparoscópica) se ha convertido en una técnica estándar para muchos procedimientos quirúrgicos. Esta cirugía de mínima invasión (MIS, por sus siglas en ingles) ofrece beneficios más que evidentes para la salud del paciente, como menor dolor postoperatorio, estancia hospitalaria más corta, y una recuperación más rápida. Sin embargo, estos procedimientos mínimamente invasivos implican desafíos técnicos importantes para el cirujano como el desarrollo de un nuevo conjunto de habilidades psicomotrices, así como un alto grado de destreza en ambas manos por parte del cirujano diferentes a los requeridos en una cirugía abierta convencional. Las habilidades y destrezas técnicas incluyen la adaptación a la falta de percepción de la profundidad y relaciones espaciales debido al cambio del campo de operación convencional a una imagen bidimensional (2D) en un monitor, la coordinación ojo-mano distorsionada, la manipulación de los instrumentos quirúrgicos largos mientras se adapta a la amplificación del tremor de sus manos, la adaptación al efecto fulcrum, disminución de la sensación táctil (háptica), y menos grados de libertad para maniobrar durante el procedimiento quirúrgico. Tradicionalmente, los cirujanos adquieren estas habilidades mínimamente invasivas en el quirófano, basados en el modelo clásico de aprendizaje mediante la observación y la práctica directa en los pacientes bajo la supervisión de un cirujano experto. Este método, sin embargo, no es eficiente, puede llegar a ser estresante y frustrante para el cirujano debido a que ofrece pocas oportunidades para realizar los procedimientos quirúrgicos; además de comprometer de alguna u otra manera la seguridad y salud del paciente. El entrenamiento y certificación de las habilidades y destrezas técnicas en mínima invasión es una de las grandes preocupaciones de los planes de estudio de las residencias quirúrgicas en los hospitales y centros de salud en México, en donde las demandas sociales exigen hoy en día cirujanos mejor preparados y capacitados. Desde la perspectiva de la enseñanza, muchos hospitales y centros de salud han optado por la simulación quirúrgica utilizando simuladores y entrenadores laparoscópicos como una parte fundamental para la formación de sus residentes y cirujanos. Estos simuladores ofrecen un medio seguro para la práctica y el entrenamiento antes de ingresar al quirófano; además, ofrecen la capacidad de evaluar las habilidades adquiridas por el cirujano durante su periodo de entrenamiento. Actualmente, en nuestro país existe la necesidad de simuladores que facilite el aprendizaje de las habilidades y destrezas laparoscópicas, que sea de fácil acceso para los estudiantes de medicina, residentes y cirujanos, y que además, facilite la práctica continua para mantener estas destrezas técnicas con la finalidad de disminuir los riesgos en los pacientes. La investigación de este proyecto se enfocará en la validación de apariencia y de constructo de un prototipo de simulador laparoscópico para el aprendizaje y la evaluación de habilidades y destrezas psicomotrices laparoscópicas. La utilidad de este instrumento será validado con los estudiantes de medicina de la facultad de medicina, cirujanos adscritos al departamento de cirugía como profesores de la asignatura Introducción la cirugía, y residentes de especialidades quirúrgicas con práctica de procedimientos laparoscópicos. Asimismo, se investigará nuevas tareas y ejercicios que ayuden al aprendizaje de las habilidades y destrezas psicomotrices, basados en los protocolos internacionales de enseñanza quirúrgica en mínima invasión.
URI : http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/6997
metadata.dc.contributor.responsible: TAPIA JURADO, JESUS
metadata.dc.coverage.temporal: 2017-2018
metadata.dc.description.objective: 1. Construir el prototipo de simulador que permita la adquisición y el entrenamiento de las habilidades y destrezas requeridas para la cirugía laparoscópica. 2. Realizar la validación del simulador para determinar la efectividad, ergonomía y utilidad del instrumento. 3. Desarrollar un protocolo de investigación para evaluar objetivamente las habilidades y destrezas quirúrgicas con estudiantes de medicina, residentes y cirujanos de la Facultad de Medicina utilizando el simulador laparoscópico.
metadata.dc.description.hypothesis: La validación de apariencia mostrará si el diseño, el realismo de la cavidad simulada y el funcionamiento en general del simulador laparoscópico es el adecuado para el aprendizaje de las habilidades psicomotrices de los cirujanos. La validación de constructo probará si el instrumento es capaz de diferenciar las habilidades y destrezas de cirujanos con distintos niveles de experiencia en cirugía laparoscópica. El análisis de movimiento de los instrumentos laparoscópicos durante la ejecución de tareas laparoscópicas en el simulador podrán medir y evaluar las habilidades y destrezas de los cirujanos en esta especialidad.
metadata.dc.description.strategies: Etapa 1: Construcción del prototipo de simulador laparoscópico El simulador laparoscópico consistirá de un espacio que emulará la cavidad abdominal de un paciente durante el pneumoperitoneo de gas CO2 con unas medidas de 40-cm de largo × 35-cm de ancho × 20-cm de alto. El diseño del prototipo se realizará en programas especializados de diseño asistido por computadora (CAD, por sus siglas en inglés). Se buscará que la cámara endoscópica sea sustituido por una cámara en miniatura a color en alta resolución a cable coaxial y alimentación de 12 volts, el cual podrá ser conectado a cualquier monitor o aparato comercial de televisión. En su interior, el simulador contará con iluminación en todo el espacio de trabajo mediante diodos emisores de luz LED (del acrónimo inglés LED, Light-Emitting Diode) que emitan luz blanca fría. Asimismo, el simulador permitirá la colocación de tareas laparoscópicas para la práctica y entrenamiento del cirujano como la transferencia y manipulación de objetos, corte y disección, y la sutura con nudos extracorpóreos e intracorpóreos. Estas tareas serán diseñadas en los programas especializados de diseño asistido por computadora (CAD, por sus siglas en inglés) y construidas en la impresora 3D. Para la captura del movimiento de los instrumentos laparoscópicos dentro del simulador, se desarrollará un sistema de cámaras de alta velocidad de imágenes utilizando procesamiento de imagenes. Etapa 2: Validación del simulador laparoscópico El estudio de validación de este instrumento tendrá un diseño cuasi-experimental que utilizará un grupo control sin una medición previa (medición final Posttest) con grupos no equivalentes. Este estudio consistirá en la comparación de un grupo control contra otros dos grupos, ninguno equivalente. El grupo control lo conformarán cirujanos generales con amplia experiencia en procedimientos laparoscópicos. Los otros dos grupos, que se compararan con el grupo control, consistirán en estudiantes de medicina sin experiencia en procedimientos laparoscópicos y residentes de 1ro al 4to año de la especialidad en cirugía general con práctica de procedimientos laparoscópicos. En este estudio, se invitarán a participar voluntariamente al estudio de validación a los estudiantes de medicina de la Facultad de Medicina, y a los residentes en cirugía general y/o cirujanos generales durante los cursos de Educación Médica Continua que se imparten en las instalaciones del Departamento de Cirugía de esta Facultad. Además, invitaremos a participar a nuestros profesores de la asignatura de Introducción a la cirugía, adscritos al departamento. Actualmente, no existe un estándar de oro o metodología para determinar la experiencia laparoscópica, por lo tanto los participantes serán asignados en categorías según su grado académico y el número de procedimientos laparoscópicos realizados en pacientes. Los participantes se clasificarán en Novato: Estudiantes de medicina sin experiencia previa en procedimientos laparoscópicos realizados en pacientes o sin experiencia en simuladores laparoscópicos. Intermedio: Residentes de cirugía general que han realizado de 1 a 50 procedimientos laparoscópicos en pacientes durante su especialidad. Experto: Residentes y cirujanos generales que han realizado más de 100 procedimientos laparoscópicos en pacientes. El tamaño de la muestra que vamos a utilizar en el estudio de validación del simulador laparoscópico lo fijamos en un total de 30 participantes como los criterios de estudios pilotos. La validación determinará el realismo del simulador, el grado en que se asemeja a situaciones quirúrgicas reales y si el cirujano considera útil para la evaluación global de estas herramientas. En este contexto, se investigará las capacidades para la formación en cirugía laparoscópica y si los contenidos utilizados en la evaluación cubren correctamente las habilidades que el sistema intenta medir. Los participantes completarán un cuestionario sobre los aspectos generales del simulador utilizando la escala Likert de 1 a 5 puntos con puntuaciones que van desde 1 (Muy malo / Muy incomodo / Muy inútil) hasta 5 (Excelente / Muy cómodo / Muy útil). Por último, la validación de constructo indicará si la herramienta de evaluación de habilidades psicomotrices es capaz de discriminar entre diferentes niveles de experiencia laparoscópica, siendo un paso necesario en la validez del instrumento y para verificar la hipótesis de que las prácticas quirúrgicas de que un alumno funcionan mejor que un alumno sin entrenamiento.En este sentido, los participantes realizarán 5 tareas de habilidad laparoscópica (Transferencia de objetos, Corte de un círculo, Endoloop, Sutura con nudo extracorpóreo y intracorpóreo) utilizando el simulador laparoscópico construidos especialmente para este proyecto. Estas tareas permitirán la adquisición de los conocimientos y entrenamiento de habilidades técnicas requeridas en la cirugía laparoscópica básica.
metadata.dc.description.goals: Durante el periodo de un año del proyecto se realizará lo siguiente: 1.-La fabricación del prototipo de simulador laparoscópico, basados en la configuración de la cirugía laparoscópica, que consistirá en la simulación de una cavidad abdominal insuflada con gas CO2. 2.- La fabricación de las tareas laparoscópicas para el aprendizaje de la técnica, basados en los protocolos de evaluación como MISTELS y en investigaciones internacionales que demuestren utilidad para el aprendizaje y la evaluación de habilidades y destrezas psicomotrices laparoscópicas. 3.- El desarrollo de tecnología para la captura y registro de las maniobras del cirujano durante la ejecución de las tareas laparoscópicas utilizando un sistema de minicámaras web de video. 4.- La validación de apariencia y de constructo del simulador laparoscópico con alumnos de la facultad de medicina, profesores del departamento de cirugía y residentes de cirugía durante los cursos de educación médica continua. 5.- El análisis del desempeño de los participantes realizado con el simulador laparoscópico así como la redacción de los resultados obtenidos con la herramienta.
metadata.dc.description.selfAssessment: En general, el proyecto de simulador laparoscópico se realizó en el plazo establecido. El prototipo se sigue analizando y probando con estudiantes de medicina para determinar el tamaño adecuado, el diseño apropiado, la portabilidad y la ergonomía del dispositivo. Sin embargo, como parte de los objetivos del simulador laparoscópico el dispositivo emula correctamente el espacio abdominal de un paciente cuando es sometido a una cirugía de este tipo e insuflado con el gas CO2, permitiendo un espacio de trabajo de 24000 cm3 para realizar las maniobras quirúrgicas laparoscópicas. Se fabricaron un set de tareas básicas, basadas en el protocolo internacional MISTELS para el entrenamiento de la cirugía laparoscópica que se encuentran al alcance de la comunidad estudiantil de la facultad de medicina. Estos ejercicios se fabricaron con materiales comerciales y accesibles al público. Asimismo, se ha trabajado en la versatilidad de las tareas, como por ejemplo la tarea de sutura laparoscópica, el cual se ha añadido una nueva forma así como nuevas figuras o relieves para el entrenamiento de las suturas, donde se requiere niveles de entrenamiento básico, con el movimiento de la muñeca y la colocación de la aguja, hasta el nivel avanzado donde se requiere de la técnica de anudado en distintas posiciones incrementando la complejidad del ejercicio. La etapa de validación del prototipo se realizó con los estudiantes de medicina que son quienes prueban y utilizan el dispositivo con instrumental laparoscópico real en las clases de cirugía laparoscópica. Se registró la curva de aprendizaje con 3 ejercicios como transferencia, laberinto y corte circular, las cuales son consideradas dentro de las tareas básicas de aprendizaje y entrenamiento laparoscópico. Los participantes del estudio fueron aleatoriamente divididos en tres grupos con diferentes tipos de entrenamientos e instrumentos laparoscópicos: Grupo-A, Grupo-B y Grupo-C. Los resultados del desempeño de todos participantes antes y después del entrenamiento se muestran en la tabla 1 (en probatorios). La tabla 2 (en probatorios) presenta la comparación del desempeño final entre los tres grupos de entrenamiento y entre pares de grupos. En general, el Grupo-B obtuvo mejores resultados en su desempeño inicial y final comparado con los otros dos grupos A y C. El Grupo-C presentó valores significativamente más altos en su desempeño para la mano derecha. Por otra parte, el Grupo-A mostró, en particular, una mejoría en la habilidad para controlar los dos instrumentos al mismo tiempo, con diferencias significativas en el parámetro destreza bimanual para las 3 tareas laparoscópicas; sin embargo, el grupo mantuvo por más tiempo ambos instrumentos laparoscópicos en estado inactivo. En la comparación del desempeño final, la longitud de la trayectoria (en la mano derecha) y la energía en el área (en la mano izquierda) presentan diferencias significativas entre los tres grupos para la tarea de transferencia de objetos.
metadata.dc.description.goalsAchieved: En este proyecto PAPIME, se diseño el prototipo de simulador laparoscópico y se fabricó en su totalidad mediante impresión 3D. El prototipo de simulador mantiene la forma de una cavidad abdominal y el espacio de trabajo de un paciente insuflado mediante el gas CO2. Las tareas o ejercicios laparoscópicos fueron fabricados con diferentes materiales como el acrílico, silicón e impresión 3D, los cuales están basados en el protocolo de entrenamiento MISTELS. Se realizó la tarea de transferencia de objetos en acrílico y objetos que se utilizan se fabricaron en silicón grado médico. A su vez, se realizó el ejercicio de laberinto utilizando impresión 3D para fabricar los postes que se colocan sobre una base con perforaciones hexagonales. Los postes con las argollas pueden ser colocadas por el usuario de la forma que él así lo desee, haciendo esto puede incrementar el nivel de complejidad de la tarea desde muy sencillo hasta lo más difícil. Otra tarea que se realizó fue la tarea de suturas laparoscópicas, el cual se diseño en impresión 3D. Esta tarea se mejoró mediante la implementación de relieves con diferentes formas, tamaños y alturas para que el cirujano practique la técnica de suturas con nudo intracorpóreo y extracorpóreos, y con diferentes grados de dificultad. Esta tarea fue fabricada en silicón grado médico para que sea flexible, fácil de manipular, y permita la punción de agujas una y otra vez, sin romper los relieves y las formas. Además, el modelo de silicón no guarda olores, hongos, ni bacterias, permitiendo su fácil limpieza y desinfección. La propuesta tecnológica se basa en un sistema de cámaras y algoritmos para el procesamiento de imágenes de video. En este proyecto se realizaron algunos algoritmos para la captura del movimiento del instrumental laparoscópico, quedando pendiente la calibración del sistema de cámaras y la interfaz de usuario. El desempeño de los estudiantes de medicina se ha evaluado mediante tres tareas laparoscópicas de transferencia, laberinto y corte mencionadas anteriormente, utilizando la variable del tiempo que necesitan para realizar los ejercicios. Los participantes del estudio fueron aleatoriamente divididos en tres grupos con diferentes tipos de entrenamientos e instrumentos laparoscópicos: Grupo-A, Grupo-B y Grupo-C. En general, el Grupo-B obtuvo mejores resultados en su desempeño inicial y final comparado con los otros dos grupos A y C. El Grupo-C presentó valores significativamente más altos en su desempeño para la mano derecha. Por otra parte, el Grupo-A mostró, en particular, una mejoría en la habilidad para controlar los dos instrumentos al mismo tiempo, con diferencias significativas en el parámetro destreza bimanual para las 3 tareas laparoscópicas; sin embargo, el grupo mantuvo por más tiempo ambos instrumentos laparoscópicos en estado inactivo.
metadata.dcterms.provenance: Fac. Medicina
metadata.dc.subject.DGAPA: Medicina
metadata.dc.type: Proyecto PAPIME
Aparece en las colecciones: 2. Área de las Ciencias Biológicas, Químicas y de la Salud

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