Endoskopický simulátor pro výuku digestivní endoskopie


Endoscopy simulator for training in digestive endoscopy

This paper reports on a computer-based simulator (GI Mentor II) used for initial training in digestive endoscopy. The highly sophisticated apparatus employs real endoscopes and virtual accessories. The training programme starts with a group of exercises, specially designed to enhance eye-hand coordination. Interactive computerised simulator contains modules for training in gastroscopy, colonoscopy, endoscopic retrograde cholangio-pancreatography and endoscopic control of gastrointestinal bleeding. Virtual library contains 88 authentic cases of diagnostic and therapeutic procedures. Computer-based endoscopy simulators enable trainees to learn and gain technical endoscopic skills before operating on patients. It has the potential to shorten the learning process to competency in digestive endoscopy.

Key words:
interactive computerised simulator, training for endoscopic procedures, digestive endoscopy.        


Autoři: Jan Bureš ;  Stanislav Rejchrt ;  Ilja Tachecí ;  Jiří Cyrany ;  Tomáš Fejfar ;  Tomáš Douda ;  Marcela Kopáčová
Působiště autorů: Subkatedra gastroenterologie, Lékařská fakulta UK, Hradec Králové a ;  2. interní klinika, Lékařská fakulta UK a FN, Hradec Králové
Vyšlo v časopise: Čas. Lék. čes. 2012; 151: 9-12
Kategorie: Přehledové články

Souhrn

Práce informuje o počítačovém simulátoru (GI Mentor II) používaném pro počáteční výcvik v digestivní endoskopii. Vysoce sofistikované zařízení používá skutečné endoskopy a virtuální akcesoria. Tréninkový program začíná sérií cvičení k posílení zrakové a manuální koordinace. Interaktivní počítačový simulátor obsahuje moduly pro výcvik v gastroskopii, koloskopii, endoskopické retrográdní cholangio-pankreatografii a k endoskopické léčbě gastrointestinálního krvácení. Virtuální knihovna obsahuje 88 vysoce věrohodných případů diagnostických a terapeutických případů. Počítačový endoskopický simulátor umožňuje školeným naučit se a osvojit si základní endoskopické znalosti a technické dovednosti dříve, než začnou sami endoskopovat pacienty. Zařízení umožňuje zkrátit školící proces k získání potřebné způsobilosti v digestivní endoskopii.

Klíčová slova:
interaktivní počítačový simulátor, výcvik v endoskopických metodách, digestivní endoskopie.

Úvod

Digestivní endoskopie patří mezi obtížné kapitoly gastroenterologie. Zahrnuje v sobě nejen požadavky nezbytné manuální zručnosti, ale vedle toho také podrobné znalosti (od normální anatomie přes templáty endoskopických obrazů až po doporučené postupy, jak v té které situaci správně postupovat v diagnostice i léčbě) a schopnost analytického a syntetického myšlení. Digestivní endoskopie je ekonomicky velmi náročná oblast medicíny. Endoskopy, procesory s příslušenstvím, akcesoria, endotermodesinfektory aj. představují mimořádnou ekonomickou zátěž. V České republice navíc digestivní endoskopie patří mezi výkony, které jsou zdravotními pojišťovnami řádově podhodnocené. Náročnost endoskopie zvyšují i stále se rozšiřující požadavky „bezpečné digestivní endoskopie“ (pro pacienty i pro zdravotnický personál). V této složité situaci je do značné míry komplikovaná i výuka digestivní endoskopie. Je složitá metodicky a technicky, ale i eticky a právně, a v neposlední řadě také ekonomicky (vynaložený čas tutora, rychlejší opotřebení nebo vyšší riziko poškození endoskopů a spotřeba akcesorií aj.).

Zdá se, že řešením pro začínající endoskopisty do budoucna bude 1. trénink endoskopie na animálních modelech (ex vivo, in vitro, např. Erlangenský model v různých modifikacích, nebo experimentální digestivní endoskopie) a 2. výcvik na endoskopických simulátorech. Naše pracoviště má rozsáhlé zkušenosti s oběma modely animálními. Nyní nově máme možnost využívat také interaktivní simulátor digestivní endoskopie (GI Mentor II, Simbionix) (obr. 1). Stručná informace o tomto zařízení je předmětem tohoto sdělení.

Počítačový interaktivní simulátor pro výuku digestivní endoskopie; celkový pohled na zařízení
Obr. 1. Počítačový interaktivní simulátor pro výuku digestivní endoskopie; celkový pohled na zařízení

Základní charakteristika

Simulátor umožňuje základní počáteční trénink v digestivní endoskopii bez rizik komplikací pro pacienta. Rozsáhlá „knihovna“ našeho zařízení obsahuje 88 virtuálních pacientů. Kdykoliv v průběhu kteréhokoliv vyšetření je možné požádat virtuálního tutora o radu. Simulátor také umožňuje topografické zobrazení polohy endoskopu (např. k zobrazení tvořící se kličky při koloskopii, polohy zavedeného duodenoskopu aj.).

Všechny moduly umožňují pořizovat fotografie v průběhu vyšetření (případné kritické momenty nafotí simulátor automaticky) a videozáznam celé endoskopie opakovaně přehrát a analyzovat. Tak je možné i zpětně endoskopujícího lékaře upozornit na chyby v provedení vyšetření.

Trénink zrakové a manuální koordinace

První část výcviku zahrnuje trénink zrakové a manuální koordinace (CyberScopy Programme). V programu EndoBubble se školený učí zavádět endoskop tunelem a při postupu udržet správnou polohu. V průběhu postupu tunelem se objevují balonky, které má student za úkol propíchnout jehlou vysunutou z pracovního kanálu endoskopu (obr. 2). Program má dvě úrovně obtížnosti. Ve vyšší úrovni je čas na propíchnutí balonku omezen (nejsou-li propíchnuty, během několika sekund zmizí) a balonky se navíc pohybují. Po ukončení úkolu počítač vyhodnotí dobu potřebnou na projití endoskopu tunelem a úspěšnost. Druhý program této základní části (EndoBasket) nacvičují zachycení balonku v tunelu endoskopickými klíšťkami zavedenými pracovním kanálem endoskopu (obr. 3) a jeho následné vložení do košíčku stejné barvy, jako je balonek. I tato část má dvě úrovně obtížnosti a po každé etapě poskytuje hodnocení.

Výcvikový program EndoBubble
Na počítačovém displeji se zobrazuje jehla, kterou je možno navigovat tunelem pomocí endoskopu. Úkolem výcviku je dotknout se jehlou a propíchnout balonky, které se v tunelu vznášejí.
Obr. 2. Výcvikový program EndoBubble Na počítačovém displeji se zobrazuje jehla, kterou je možno navigovat tunelem pomocí endoskopu. Úkolem výcviku je dotknout se jehlou a propíchnout balonky, které se v tunelu vznášejí.

Výcvikový program EndoBasket
Na počítačovém displeji se zobrazuje vinutý tunel s balonky a košíky. Úkolem výcviku je zachytit balonek endoskopickými klíšťkami a vložit ho do košíčku stejné barvy.
Obr. 3. Výcvikový program EndoBasket Na počítačovém displeji se zobrazuje vinutý tunel s balonky a košíky. Úkolem výcviku je zachytit balonek endoskopickými klíšťkami a vložit ho do košíčku stejné barvy.

Sigmoideoskopie a koloskopie

První etapou „klinického výcviku“ je zvládnutí sigmoideoskopie a koloskopie. Pro mnohé může být do určité míry překvapením, že je předřazena gastroskopii. Každý virtuální pacient je představen relevantními anamnestickými údaji a výsledky laboratorních, popřípadě zobrazovacích vyšetření. Program začíná nácvikem sigmoideoskopie a koloskopie při normální anatomii ve variantách jednoduchých k provedení. Následují virtuální pacienti s obtížnými anatomickými poměry. S pomocí virtuálního tutora se školený učí vyrovnávat kličky při zavádění endoskopu. Postupně je možné se seznámit s různými patologickými endoskopickými obrazy, jako jsou ulcerózní kolitida, Crohnova choroba, divertikulóza tračníku, ischemická kolitida, pseudomembranózní kolitida nebo kolorektální karcinom. V dalších případech následuje nácvik odběru biopsie (např. u kolorektálního karcinomu). Virtuální tutor upozorňuje na možné komplikace endoskopie. Před terapeutickou polypektomií je třeba nastavit parametry elektrického nastavení (řezací, smíšený nebo koagulační proud a výkon ve wattech) (obr. 4). K výběru má endoskopista různá virtuální akcesoria (bioptické kleště, polypektomickou kličku, dilatační balonek aj.) (obr. 5). Výukový počítačový systém po skončení vyšetření vyhodnocuje řadu parametrů včetně celkového doby vyšetření, času potřebného na dosažení céka a úspěšnost intubace terminálního ilea.

Modul pro koloskopii
V transverzu byl nalezen stopkatý polyp (2 cm v průměru). Polyp bude odstraněn endoskopickou polypektomií pomocí diatermické kličky (za použití smíšeného proudu).
Obr. 4. Modul pro koloskopii V transverzu byl nalezen stopkatý polyp (2 cm v průměru). Polyp bude odstraněn endoskopickou polypektomií pomocí diatermické kličky (za použití smíšeného proudu).

Počítačové okno k výběru akcesorií pro gastroskopické a koloskopické vyšetření
Obr. 5. Počítačové okno k výběru akcesorií pro gastroskopické a koloskopické vyšetření

Gastroskopie

Pro gastroskopie je důležitý nejen nácvik zavedení a manipulace s gastroskopem, ale také rozpoznání patologických lézí, jako jsou jícnové varixy, refluxní ezofagitida, Barrettův jícen, atrofická gastritida, GAVE (cévní ektázie žaludečního antra), peptický vřed, maligní nádory nebo celiakie. Důležitý je také nácvik retroflexe dokumentovaný na případech subkardiálních nádorů, které je možno identifikovat pouze tímto manévrem.

Endoskopická terapie krvácení do gastrointestinálního traktu

Tato část výcviku kombinuje diagnostiku (identifikace zdroje krvácení) a následné endoskopické léčby. Jsou připraveny případy krvácení z jícnových varixů, lacerace Malloryho-Weissova syndromu, peptického vředu nebo Dieulafoyovy léze. Terapeutické možnosti zahrnují injekční léčbu (adrenalinem) a bipolární elektrokoagulaci. Virtuální mentor klade důraz na odstranění lnoucího krevního koagula před definitivní endoskopickou léčbou. Věrohodně jsou také zobrazeny obtížné situace, jakými jsou např. ztráta zorného pole při stříkajícím tepenném krvácení (redout). Simulátor umožňuje zobrazit 3D anatomické poměry a aktuální polohu endoskopu.

Endoskopická retrográdní cholangio-pankreatografie (ERCP)

Modul pro ERCP umožňuje nácvik práce s duodenoskopem s laterální optikou, zejména pak manévry k dosažení duodena a identifikování Vaterovy papily. V další části následuje kanylace papily, nástřik kontrastní látky se zobrazením biliárního systému a pankreatického vývodu a sfinkterotomie papily. Před sfinkterotomií je třeba nastavit parametry elektrického nastavení (řezací, smíšený nebo koagulační proud a výkon ve wattech). Na monitoru jsou k dispozici vedle sebe endoskopický a skiaskopický obraz (obr. 6). Kdykoliv v průběhu vyšetření je možné zobrazit 3D anatomické poměry a aktuální polohu endoskopu. Virtuální knihovna obsahuje případy pro diagnostické ERCP (jednoduché, ale také se složitými anatomickými poměry) a pro různé terapeutické výkony (např. extrakce konkrementů včetně mechanické lithotripse). V průběhu vyšetření je možnost vybírat různá akcesoria podle aktuální potřeby (kanyly, vodiče, kanulotomy, jehlový nůž, balonky, košíčky, kličky, cytologické kartáčky). V některých případech je třeba zavést plastový nebo metalický duodeno-biliární stent. Systém mimo jiné měří celkový skiaskopický čas v průběhu ERCP.

Modul pro ERCP
Případ 89leté nemocné s bezbolestným obstrukčním ikterem. Levý endoskopický obraz: po zavedeném vodiči byla provedena krátká sfinkterotomie. Pravý skiaskopický obraz: kontrastní náplň ductus choledochus zobrazuje těsnou nepravidelnou stenózu (způsobenou cholangiogenním karcinomem).
Obr. 6. Modul pro ERCP Případ 89leté nemocné s bezbolestným obstrukčním ikterem. Levý endoskopický obraz: po zavedeném vodiči byla provedena krátká sfinkterotomie. Pravý skiaskopický obraz: kontrastní náplň ductus choledochus zobrazuje těsnou nepravidelnou stenózu (způsobenou cholangiogenním karcinomem).

Diskuze

V současné době má gastroenterologie k dispozici vysoce sofistikovaný a věrohodný simulátor digestivní endoskopie. Jeho hodnocení a přínos je velmi aktuálním tématem, o čemž svědčí recentně publikované práce v nejpřednějších světových časopisech (1–10). Uveřejněné publikace jsou překvapivě polární – první část uveřejněných prací hodnotí simulátor a jeho přínos vysoce pozitivně, druhá část publikací ho posuzuje značně skepticky a kriticky (1–10). Domníváme se, že tento zdánlivý rozpor je možné vysvětlit očekáváními jednotlivých autorů. Rozhodně nelze předpokládat, že osvojením si simulátoru a zvládnutím tréninkového programu se z lékaře začátečníka stane excelentní endoskopista světového významu.

Naše první zkušenosti se simulátorem digestivní endoskopie jsou pozitivní. Považujeme ho za velmi cenný přínos v nácviku vizuální a manuální koordinace a iniciálním školení lékařů v digestivní endoskopii. Zřejmou a velkou výhodou endoskopického simulátoru samozřejmě je i absence rizika komplikací způsobených začínajícím endoskopistou skutečnému pacientovi.

Z jednotlivých modulů se nám jeví jako nejvíce autentické sigmoideoskopie a koloskopie. Zejména případy obtížné endoskopie s nutností překonat elongované vinuté sigma působí velmi věrohodně. Pro začínajícího lékaře je cenné, že ho simulátor upozorňuje na vznik kliček nebo prověšování endoskopu, na přílišnou insuflaci a bolest působenou endoskopem „virtuálnímu pacientovi“ (viz obr. 4). Pokud vyšetřující „ztratí“ lumen na více než 5 s, virtuální tutor aktivně upozorňuje, kterým směrem je další průběh střeva. Velmi cenné je vyhodnocení kvality provedené koloskopie, zejména kolik procent povrchu střeva bylo obhlédnuto a kolik procent času byla dobrá viditelnost lumina. U terapeutických modulů virtuální tutor trvá na postupech, se kterými bychom ne vždy souhlasili, například u krvácení v žaludku požadavek injekční léčby vždy před bipolární elektrotermokoagulací. ERCP se nám jeví jako nejméně autentické, snazší, než je ve většině případů skutečnost. Nicméně nácvik manipulace a technika zavádění duodenoskopu jsou nepochybně užitečné. Provádíme-li nesprávně řez jehlovým nožem (precut), virtuální tutor nás aktivně upozorňuje na riziko perforace. Při vyhodnocení ERCP z řady parametrů je cenná zejména informace, kolikrát se endoskopista kanylou (papilotomem) dotknul Vaterovy papily, než se mu ji podařilo zakanylovat. To je ukazatel kvality, na který se někdy v klinické praxi pozapomíná. Jednotlivé animace simulátoru ve všech modulech jsou velmi věrohodné (např. peristaltika střeva při koloskopii nebo dýchací pohyby při skiaskopii při ERCP).

Mimořádně velký zájem o endoskopický simulátor projevili medici. Bylo pro nás překvapením, jak značné jsou rozdíly v manuální zručnosti a ve schopnosti vizuální a manuální koordinace mezi jednotlivými studenty (kteří se až dosud nikdy s endoskopem nesetkali). Simulátor by tedy mohl být cenným pomocníkem také při rozhodování mediků o svém budoucím povolání. Skvělé bude, pokud simulátor bude motivovat nadané mimořádné studenty pro gastroenterologii a digestivní endoskopii.

K hodnocení přínosu simulátoru i k možnostem jeho využití je třeba přistupovat střízlivě a očekávání formulovat realisticky. Simulátor nesmí být považován za sofistikovanou počítačovou hru. Na druhou stranu nelze jeho význam přeceňovat. Je pouze určitou „propedeutikou“ digestivní endoskopie. Jakkoliv může být důležitou pomocí, je to pouze úvod, který nenahradí budoucí úsilí, další trénink, vzdělávání a strukturovanou výuku. Nelze se také domnívat, že simulátor nahradí čas školitele. Sofistikovaný počítačový systém sice umožňuje naprogramovat školenému „úkoly na celé odpoledne“ (s průběžnou počítačovou kontrolou a sebekontrolou), to ale považujeme za nesprávný přístup. Nezbytné je, aby lékař – instruktor byl po celou dobu práce na simulátoru fyzicky přítomen a školeného lékaře upozorňoval na možné chyby a případné špatné návyky korigoval v samotných začátcích.

Závěry

Simulátor digestivní endoskopie je pro začínajícího endoskopistu velmi cenný v nácviku vizuální a manuální koordinace, v základní manipulaci s endoskopem a v tréninku jednotlivých diagnostických a terapeutických endoskopických postupů. V průběhu vyšetření nabízí endoskopistovi různé formy nápovědy (slovní, zvukové, obrazové), upozorňuje na chyby a rizika aktuálně prováděné endoskopie. Po ukončení vyšetření systém poskytuje objektivní vyhodnocení včetně hlavních ukazatelů kvality.

Simulátor virtuální endoskopie se v budoucnu stane důležitou součástí iniciální fáze výuky endoskopie začínajících lékařů. Umožňuje počáteční výcvik v digestivní endoskopii bez rizik pro pacienta.

Adresa pro korespondenci:

prof. MUDr. Jan Bureš, CSc.

2. interní klinika LF UK a FN

Sokolská 581, 500 05 Hradec Králové

fax: +420 495 834 785, e-mail: bures@lfhk.cuni.cz 


Zdroje

1. Buzink SN, Koch AD, Heemskerk J, Botden SM, Goossens RH, de Ridder H, Schoon EJ, Jakimowicz JJ. Acquiring basic endoscopy skills by training on the GI Mentor II. Surg Endoscopy 2007; 21: 1996–2003.

2. Cohen J, Cohen SA, Vora KC, Xue X, Burdick JS, Bank S, Bini EJ, Bodenheimer H, Cerulli M, Gerdes H, Greenwald D, Gress F, Grosman I, Hawes R, Mullin G, Schnoll-Sussman F, Starpoli A, Stevens P, Tenner S, Villanueva G. Multicenter, randomized, controlled trial of virtual-reality simulator training in acquisition of competency in colonoscopy. Gastrointest Endosc 2006; 64: 361–368.

3. Fayez R, Feldman LS, Kaneva P, Fried GM. Testing the construct validity of the Simbionix GI Mentor II virtual reality colonoscopy simulator metrics: module matters. Surg Endoscopy 2010; 24: 1060–1065.

4. Ferlitsch A, Schoefl R, Puespoek A, Miehsler W, Schoeniger-Hekele M, Hofer H, Gangl A, Homoncik M. Effect of virtual endoscopy simulator training on performance of upper gastrointestinal endoscopy in patients: a randomized controlled trial. Endoscopy 2010; 42: 1049–1056.

5. Gerson LB. Evidence-based assessment of endoscopic simulators for training. Gastrointest Endosc Clin N Amer 2006; 16: 489–509.

6. Kim S, Spencer G, Makar GA, Ahmad NA, Jaffe DL, Ginsberg GG, Kuchenbecker KJ, Kochman ML. Lack of a discriminatory function for endoscopy skills on a computer-based simulator. Surg Endoscopy 2010; 24: 3008–3015.

7. Koch AD, Buzink SN, Heemskerk J, Botden SM, Veenendaal R, Jakimowicz JJ, Schoon EJ. Expert and construct validity of the Simbionix GI Mentor II endoscopy simulator for colonoscopy. Surg Endoscopy 2008; 22: 158–162.

8. Koch AD, Haringsma J, Schoon EJ, de Man RA, Kuipers EJ. A second-generation virtual reality simulator for colonoscopy: validation and initial experience. Endoscopy 2008; 40: 735–738.

9. Sedlack RE. The Mayo Colonoscopy Skills Assessment Tool: validation of a unique instrument to assess colonoscopy skills in trainees. Gastrointest Endosc 2010; 72: 1125–1133, 1133.e1-3.

10. Shirai Y, Yoshida T, Shiraishi R, Okamoto T, Nakamura H, Harada T, Nishikawa J, Sakaida I. Prospective randomized study on the use of a computer-based endoscopic simulator for training in esophagogastroduodenoscopy. J Gastroent Hepatol 2008; 27: 1046–1050.

Další literatura je k dispozici u autorů.

Štítky
Adiktologie Alergologie a imunologie Angiologie Audiologie a foniatrie Biochemie Dermatologie Dětská gastroenterologie Dětská chirurgie Dětská kardiologie Dětská neurologie Dětská otorinolaryngologie Dětská psychiatrie Dětská revmatologie Diabetologie Farmacie Chirurgie cévní Algeziologie Dentální hygienistka
Článek Kniha

Článek vyšel v časopise

Časopis lékařů českých


Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Léčba bolesti v ordinaci praktického lékaře
nový kurz
Autoři: MUDr. PhDr. Zdeňka Nováková, Ph.D.

Revmatoidní artritida: včas a k cíli
Autoři: MUDr. Heřman Mann

Jistoty a nástrahy antikoagulační léčby aneb kardiolog - neurolog - farmakolog - nefrolog - právník diskutují
Autoři: doc. MUDr. Štěpán Havránek, Ph.D., prof. MUDr. Roman Herzig, Ph.D., doc. MUDr. Karel Urbánek, Ph.D., prim. MUDr. Jan Vachek, MUDr. et Mgr. Jolana Těšínová, Ph.D.

Léčba akutní pooperační bolesti
Autoři: doc. MUDr. Jiří Málek, CSc.

Nové antipsychotikum kariprazin v léčbě schizofrenie
Autoři: prof. MUDr. Cyril Höschl, DrSc., FRCPsych.

Všechny kurzy
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se