شبیهساز لاپاراسکوپی مبتنی بر واقعیت مجازی
شبیهساز لاپاراسکوپی نوعی مربی لاپاراسکوپی است که برای دانشجویان پزشکی، دستیاران و جراحانی طراحی شده است که می‌خواهند به‌طور مداوم، مهارتهای خود را بهبود ببخشند.
لاپاراسکوپی
لاپاراسکوپی (درون بینی) ، که به آن لاپاراسکوپی تشخیصی نیز می‌گویند، نوعی روش تشخیصی جراحی است که برای بررسی اندام‌های داخل شکم استفاده می‌شود. این روش کم‌خطر و کم‌تهاجمی است و فقط به برش‌های کوچک نیاز دارد. در جراحی لاپاراسکوپی (LS) برای بررسی اندام‌های شکمی، از ابزاری به نام لاپاراسکوپ استفاده می‌شود که از طریق برشی، به دیوارة شکم وارد می‌شود.
لاپاراسکوپ لولة باریک و بلندی با نور زیاد است و دوربینی با وضوح بالا در جلو خود دارد. در حین حرکت، دوربین تصاویر را به‌صورت ویدئو به مانیتور ارسال می‌کند تا برای جراح، دید بهتری از فضای درون شکم فراهم شود. لاپاراسکوپی به پزشک اجازه می‌دهد تا بدون جراحی باز، داخل بدن شما را ببیند. در این روش، پزشک می‌تواند نمونه‌های بیوپسی را نیز به دست آورد. در ابتدا، از این روش برای جراحی کیسة صفرا و جراحی‌های زنان استفاده می شد، اما در حال حاضر، برای جراحی‌های روده، کبد و اندام‌های دیگر این روش بسیار متداول است.
لاپاراسکوپی مجموعه‌مهارت جدیدی را معرفی کرده است که فرد باید به آن تسلط داشته باشد و به آموزش اختصاصی نیاز دارد. بااین‌حال، «پیشرفت در فناوری» چهرة مراقبت‌های پزشکی را تغییر داده است. یکی از این تغییرات، جراحی لاپاراسکوپی است که مزایای آن در تمام روش‌های جراحی بزرگ شکم نشان داده شده است.
مفهوم شبیهسازی در آموزش پزشکی جدید نیست، اما ادغام آن در آموزش جراحی لاپاراسکوپی، تحول‌آفرین بوده است. روش‌های سنتی یادگیری شامل انتقال تدریجی از مشاهده به تجربة عملی در اتاق عمل بود. بااین‌حال، این رویکرد نگرانی‌های اخلاقی به‌همراه داشت؛ زیرا بیماران می‌توانستند در مواجهه با جراحان بی‌تجربه قرار بگیرند. به‌منظور اطمینان از ایمنی بیمار، برای جراحان مهم است که اقدامات جراحی را قبل از انجام، یک بار انجام دهند.
به‌منظور بهبود سطح مهارت و کوتاه‌کردن زمان عمل، جراحان موظف‌اند روش‌های پیشرفته را به کار گیرند. در طول دهة گذشته، از واقعیت مجازی (VR) به‌عنوان فناوری پیشرفته و مناسبی برای هر مرکز شبیهسازی پزشکی، استقبال شد. شبیهسازهای لاپاراسکوپی با میلیون‌ها دلار هزینه، نتایج باورنکردنی را در آموزش جراحان با روش‌های واقعی، بازخورد لمسی و مدل‌های سه‌بعدی واقعی نوید می‌دادند.
ابزارهای شبیهسازی چنین خواسته‌هایی را برآورده می‌کنند. در زمینة اورولوژی، جراحی لاپاراسکوپی در حال حاضر، روش استانداردی است، اما تسلط بر این روش دشوار است. جراحی لاپاراسکوپی را می‌توان با استفاده از حیوانات یا شبیهسازهای واقعیت مجازی انجام داد. کارآموزان می‌توانند شبیه‌سازی‌های واقعی را با استفاده از حیوانات تجربه کنند. بااین‌حال، این رویکرد گران است، با مشکلات اخلاقی همراه است و به‌راحتی در دسترس نیست. VR هیچ مشکل اخلاقی‌ای ندارد و به‌راحتی در دسترس است. بااین‌حال، معایبی مانند هزینة زیاد در سرمایه‌گذاری اولیه دارد.
تسلط بر مهارتهای فنی، یکی از اهداف اساسی آموزش جراحی برای افراد تازه‌کار است. دانش صریح به توانایی انجام جراحی موفقیت‌آمیز تبدیل نمی‌شود، بنابراین، به دانش ضمنی نیاز است. دانش ضمنی در پی تجربه‌ها، مهارت‌ها و توانایی‌های شخصی به دست می‌آید. اگرچه آموزش و به‌دست‌آوردن این دانش دشوار است، انتقال آن عنصری ضروری در آموزش جراحی است.
روش لاپاراسکوپی در حال حاضر، برای جراحی پیشرفتة شکم، به‌عنوان استاندارد طلایی در نظر گرفته می‌شود. جراحی لاپاراسکوپی مزایای زیادی دارد؛ ازجمله درد کمتر پس از عمل، نتایج زیبایی بهتر و بستری کوتاه‌مدت در بیمارستان. بااین‌حال، انجام روش‌های لاپاراسکوپی در مقایسه با جراحی باز، نیازمند مهارتهای زیاد و ویژه‌ای در جراحی است و یادگیری فقط از طریق مشاهده و تمرین، برای کارآموزان دشوار است. بنابراین، از مربیان جراحی خواسته شده است برای آموزش دانش پزشکی و ارائة تجربه، به‌دنبال روش‌های جایگزین باشند. بسیاری از مطالعات نشان داده‌اند کارآموزانی که مهارتهای لاپاراسکوپی را در محیط شبیه‌سازی‌شده‌ای تمرین می‌کنند، هنگام آزمایش در همان محیط، تسلط بهتری در این مهارت‌ها نشان می‌دهند.
ساتاوا اولین بار چند دهة پیش، نوعی شبیهساز واقعیت مجازی را برای آموزش مهارتهای جراحی عمومی پیشنهاد کرد. یکی از موانع بزرگ برای کارآموزان در یادگیری LS، دشواری در تشریح است. بنابراین، به روش استاندارد برای آموزش و ارزیابی کافی دستیاران جراحی دربارة چگونگی ایجاد کشش مناسب روی بافت، نیاز فوری است. بااین‌حال، مطالعات کمی دربارة آموزش و ارزیابی کالبدشکافی جراحی انجام شده است.
این مطالعه نوعی سیستم شبیهسازی VR جدید را معرفی کرده است که بازخورد لمسی را یکپارچه می‌کند. علاوه بر این، می‌تواند کشش روی بافتی را، که اپراتور ایجاد می‌کند، تشخیص دهد. اگر کشش مناسبی روی بافت ایجاد نکنند، در شبیهساز VR تشریح نمی‌شود. این مطالعه با هدف اعتبارسنجی این سیستم جدید، که بر بهبود مهارتهای جراحی تشریح در کولکتومی سیگموئید لاپاراسکوپی تمرکز دارد، انجام شده است.
روش انجام مطالعه
در این مطالعه، 50 نفر شرکت کردند. از این تعداد شرکت‌کننده، 44 نفر جراح بودند که در بخش جراحی گوارش و اورولوژی کار می‌کردند و 6 نفر متخصص غیرپزشکی در بیمارستان مرکز ملی سرطان شرق در ژاپن بودند. در میان جراحان ثبت‌نام‌شده، که معمولاً لاپاراسکوپی انجام می‌دهند، 18 نفر متخصص بودند که تجربة بیش از 100 عمل لاپاراسکوپی را داشتند، 21 نفر جراح تازه‌کار بودند که کمتر از 100 عمل انجام داده بودند و 5 جراح هرگز این عمل را تجربه نکرده بودند. هیچ‌یک از شرکت‌کنندگان تجربة قبلی با شبیهساز VR نداشتند. مشارکت داوطلبانه بود و شرکت‌کنندگان در هر زمان، مجاز بودند مطالعه را ترک کنند. همة شرکت‌کنندگان اطلاعاتی دربارة مطالعه دریافت کردند و آگاهانه، رضایت کتبی ارائه دادند.
طراحی و نحوة انجام مطالعه
از همة شرکت‌کنندگان خواسته شد تا یک گام از عمل جراحی را با استفاده از لاپاراسکوپی VR انجام دهند. سه نفر ارزیاب، عملکرد شرکت‌کنندگان را ارزیابی کردند. این ارزیابان متخصصان LS بودند که در بیش از صد جراحی لاپاراسکوپی تجربه داشتند. علاوه بر این، براساس سیستم صلاحیت مهارت جراحی آندوسکوپی در ژاپن، که انجمن ژاپنی در سال 2004 آن را توسعه داد، این جراحان واجد شرایط بودند.
ابزار شبیهسازی
نوعی سیستم شبیهسازی VR جدید توسعه داده شده است. این شبیهساز شامل آموزش برای هماهنگی دست و چشم، درک عمق، درک لمسی اندام‌ها، روش‌های گسترش و حفظ میدان عمل است. این سیستم اولین بار به‌عنوان شبیهساز مخصوص بیمار برای LS معرفی شد. این سیستم ساختارهای تشریحی را به‌درستی بازتولید می‌کند و ابزار آموزشی مفیدی برای قبل از عمل است. این سیستم به کاربران امکان می‌دهد در آموزش جراحی هر بیمار شرکت کنند.
این شبیهساز شامل یک دوربین و دوکانال ابزار دقیق شبیهسازی است که به یک لپ‌تاپ و پدال پا متصل شده‌اند. ابزارهای جراحی با دسته‌های واقعی هستند. کاربر دوربین را تنظیم می‌کند و می‌تواند آن را زوم یا ثابت کند و هر دو دست را برای استفاده از ابزار، در دسترس بگذارد. این نسخه از شبیهساز VR بازخورد لمسی را برای ابزارهای جراحی در تعامل با اندام‌ها ارائه می‌دهد. این شبیهساز VR بافت‌های حساس بدن انسان را بازتولید می‌کند. مشخص است که جراحان برای تشریح بافت‌ها، باید کشش مناسبی روی بافت‌ها ایجاد کنند.
تشریح داخلی رودة بزرگ مزوسیگموئید، یکی از رایج‌ترین روش‌ها در LS پیشرفته است که به تشریح کافی با کشش مناسب بافت، با استفاده از تکنیک دو دست، نیاز دارد. سیمولاتور جراحی لاپاراسکوپی از دو بخش سخت‌افزاری و نرم‌افزاری تشکیل شده است. سخت‌افزار شرایط هندسی و فضایی مشابه شرایط جراحی لاپاراسکوپی را فراهم می‌کند.
نرم‌افزار این سیستم محیط جراحی لاپاراسکوپی را به لحاظ مهندسی شبیهسازی کرده است. از کارایی‌های این نرم‌افزار می‌توان نمایش تصویر سه‌بُعدی از آناتومی واقعی، قابلیت تنظیم نور، تنظیم زوایای مختلف دوربین، مدیریت ابزار و انتخاب وسایل نمایش، امکان بزرگ‌نمایی و نمایش بروز عوارض در صورت اشتباهات جراح را نام برد.
چرا به دستگاه شبیهساز لاپاراسکوپی نیاز است؟
آموزش مهارتهای جراحی لاپاراسکوپی در محیط بالینی، به‌دلیل پیچیدگی روش‌ها، نگرانی‌های پزشکی و اخلاقی و محدودیت‌های مالی و زمانی، محدود شده است. این موضوع نیاز به آموزش رسمی خارج از اتاق عمل را ایجاد کرده است. آموزش مبتنی بر شبیهساز، نویدبخش افزایش آموزش جراحی و ارائة وسیله‌ای ایمن و مقرون‌به‌صرفه برای تمرین روش‌ها قبل از استفاده از آن‌ها در اتاق عمل است.
در مطالعه‌ای، دو دسته از دستیاران جراحی برای آزمایش انتخاب شدند: گروهی که آموزش سیمولاتور لاپاراسکوپی را دریافت کرده بودند و گروه کنترلی که آموزش را دریافت نکرده بودند. کسانی که دربارة شبیهساز آموزش دیده بودند، در مقایسه با کسانی که آموزش ندیده بودند، در سالن عمل، مهارتهای روانی حرکتی بهتری را نشان دادند. آموزش در محیط شبیهساز می‌تواند به توسعة مهارتهای فنی مرتبط با عملکرد جراحی لاپاراسکوپی در داخل بدن کمک کند. آموزش در فواصل منظم به دستیاران، به بهبود قابل توجه مهارتهای حرکتی آن‌ها کمک می‌کند.
لاپاراسکوپی مجموعه‌مهارت جدیدی را ارائه داده است که فرد باید به آن‌ها تسلط داشته باشد و به آموزش نیاز دارد. محدودیت‌های اصلی در جراحی لاپاراسکوپی، ازدست‌دادن درک عمق و بازخورد لمسی، اثر تکیه‌گاه و استفاده از ابزارهایی با دامنة حرکتی محدود است که کارهای لاپاراسکوپی را دشوار می‌کند. آموزش نامناسب ممکن است به پیامدهای نامطلوبی برای بیمار منجر شود.
از پیشرفته‌ترین شبیهسازهای لاپاراسکوپی، Laparo Apex Pro است که فرایند آموزش جراحی را متحول می‌کند. به‌لطف ویژگی‌های پیشرفته و فناوری جذاب، این سیستم نوعی پلتفرم آموزشی غیرقابل جایگزین برای جراحان ایجاد می‌کند و امکان توسعة مهارت‌ها و کسب دانش را در محیطی واقعی و امن فراهم می‌کند.Laparo Apex Pro نوعی شبیهساز ترکیبی پیشرفته است که واقعیت مجازی را با تمرینات روی ماژول‌های فیزیکی ترکیب می‌کند و تجربیات آموزشی منحصربه‌فردی را ارائه می‌دهد. اولین شبیهساز لاپاراسکوپی در جهان است که به جراحی کودکان اختصاص داده شده است و فرصت‌های بی‌نظیری را برای کسب تجربة ارزشمند در این زمینة سخت ارائه می‌دهد.
آخرین راه‌حل هیبریدی LAPARO، ترکیب دانش و تجربة متخصصان و مهندسان، با استفاده از فناوری‌های روز است. شبیهساز هیبریدی راه‌حلی نوآورانه در مقیاس جهانی است که واقعیت مجازی را با آموزش مهارتهای فیزیکی ترکیب می‌کند. با وجود پیچیدگی، این مربی آموزش مهارت‌ها و رویه‌های دستی بسیار ساده و شهودی را ارائه می‌دهد. مجموعة وسیعی از ماژول‌های آموزشی، سناریوهایی برای انجام آموزش در واقعیت مجازی و تعدادی آموزش در اختیار می‌گذارند که کاربر را گام‌به‌گام مانند مربی شخصی راهنمایی می‌کند.
منابع
1. Shinji Ohtake, Kazuhide Makiyama, “Training on a Virtual Reality Laparoscopic Simulator Improves Performance of Live Laparoscopic Surgery”, Asian J Endosc Surg. 2022; 15:313–319.
2. Benedicte Skjold-Odegaard, Hege Langli Ersdal, “Development and Clinical Implementation of a Structured, Simulation-Based Training Programme in Laparoscopic Appendectomy: Description, Validation And Evaluation”, BMJ Simul Technol Enhanc Learn. 2021; 7:517–523.
