INFLUÊNCIA DA EXPERIÊNCIA DA CIRURGIA LAPAROSCÓPICA NA DESTREZA DA CIRURGIA ROBÓTICA

RESUMO

Racional:

É incerto se há transferência natural de habilidades da cirurgia laparoscópica para a robótica.

Objetivo:

Avaliar o desempenho e aprendizado de tarefas em plataforma robótica simulada em indivíduos com diferentes conhecimentos em cirurgia.

Método:

Três grupos de indivíduos foram testados quanto à habilidade robótica: a) especialistas em cirurgia laparoscópica (n=6); b) especialista em cirurgia convencional (n=6); e c) indivíduos não médicos. A idade variou em todo grupo entre 40-50 anos. Cinco repetições de quatro tarefas simuladas foram realizadas: visão espacial, coordenação bimanual, coordenação mão-pé-olho e destreza manual.

Resultados:

Especialistas em cirurgia laparoscópica tiveram desempenho semelhante aos indivíduos não médicos e melhor que os especialistas em cirurgia convencional em três das quatro tarefas. Todos os grupos melhoraram desempenho com repetições.

Conclusão:

Especialistas em cirurgia laparoscópica desempenharam melhor que os outros grupos, mas quase igualitariamente aos indivíduos não médicos. Especialista em cirurgia convencional apresentaram os piores resultados. Todos os grupos melhoraram com as repetições.

DESCRITORES:
Robótica; Laparoscopia; Habilidades motoras; Treinamento de simulação de alta fidelidade

ABSTRACT

Background:

It is unclear if there is a natural transition from laparoscopic to robotic surgery with transfer of abilities.

Aim:

To measure the performance and learning of basic robotic tasks in a simulator of individuals with different surgical background.

Methods:

Three groups were tested for robotic dexterity: a) experts in laparoscopic surgery (n=6); b) experts in open surgery (n=6); and c) non-medical subjects (n=4). All individuals were aged between 40-50 years. Five repetitions of four different simulated tasks were performed: spatial vision, bimanual coordination, hand-foot-eye coordination and motor skill.

Results:

Experts in laparoscopic surgery performed similar to non-medical individuals and better than experts in open surgery in three out of four tasks. All groups improved performance with repetition.

Conclusion:

Experts in laparoscopic surgery performed better than other groups but almost equally to non-medical individuals. Experts in open surgery had worst results. All groups improved performance with repetition.

HEADINGS:
Robotic; Laparoscopy; Motor skills; High fidelity simulation training

INTRODUÇÃO

A cirurgia robótica pode ser considerada por alguns como uma evolução natural da cirurgia laparoscópica; entretanto, há diferenças notórias entre as duas técnicas de cirurgia minimamente invasiva²⁰. Estas diferenças podem levar à crença que não haja transferência da destreza laparoscópica para a plataforma robótica, mas necessidade de abandonar certas habilidades prévias e aprender novas aptidões³³.

Habilidades cirúrgicas podem ser adequadamente treinadas e avaliadas por simuladores realistas¹⁹. Estudos prévios compararam habilidades robóticas em indivíduos com diferentes experiências laparoscópicas e mostraram em sua maioria igualdade de resultados independente do grau de experiência prévia^{26, 33}. Esta similaridade de resultados sugere habilidade natural em manipular o robô, i.e., a plataforma robótica pode capturar os movimentos naturais. Estes estudos, entretanto, compararam indivíduos de gerações distintas (geralmente estudantes ou residentes com cirurgiões experientes) trazendo vantagens aos neófitos mais versados à tecnologia e videogames cujas habilidades são transferíveis ao simulador²⁸.

Acreditamos que um protocolo que avalia se há transferência natural da habilidade laparoscópica para robótica ou se há maior capacidade dos robôs cirúrgicos de captar movimentos naturais, deve comparar cirurgiões com diferentes graus de experiência laparoscópica e indivíduos não familiarizados com técnicas cirúrgicas ou simulação cirúrgica, todos de uma mesma geração.

Este estudo tem como objetivo avaliar o desempenho e aprendizado de tarefas em plataforma robótica simulada em indivíduos com diferentes conhecimentos em cirurgia.

MÉTODO

O protocolo foi aprovado pela Comissão de ética local e consentimento informado foi obtido de todos os participantes.

População

Três grupos de indivíduos entre 40-50 anos, sem experiência robótica prévia foram recrutados: A) grupo 1 (n=6, 6/100% masculino), idade 45 (41-47, 40/50) anos: especialistas em cirurgia laparoscópica com mais de cinco anos de experiência laparoscópica e 100 procedimentos complexos, todos gastrocirurgiões; B) grupo 2 (n=6, 5/83% masculino), idade 44 (43-44, 41/48] anos: especialistas em cirurgia convencional com mais de cinco anos de experiência e mais de 100 procedimentos complexos e menos de 10 procedimentos laparoscópicos simples por ano e sem experiência em procedimentos laparoscópicos complexos, todos gastrocirurgiões; C) grupo 3 (n=4, 2/50% masculino), idade 42 (41-45, 40/50) anos, dois advogados, um publicitário, um financista): indivíduos com profissões distintas da saúde e plataformas robóticas.

Simulador

Um simulador realista de robótica foi utilizado para avaliar as habilidades robóticas (Mimic, Intuitive Surgery, Sunnyvale). O simulador possui dois controles manuais e sete pedais. Os praticantes adotam posição semelhante à plataforma real comandando cenários simulados com tarefas básicas pré-instaladas. Performance foi medida usando um escore de 0 a 100 considerando tempo para executar a tarefa, colisão de instrumentos, destreza manual, força aplicada aos instrumentos e economia de movimentos.

Indivíduos foram instruídos a assistir um vídeo educativo presente no sistema e realizar cinco repetições de quatro tarefas básicas: 1) “mirar a câmera”: indivíduos foram solicitados a pisar no pedal da câmera pedal e focar nos alvos com os controles manuais para medir visão espacial; 2) “passar o anel”: participantes foram solicitados a transferir argolas e um ponto a outro usando ambas mãos para medir destreza bimanual; 3) “troca de energia”: indivíduos foram orientados a aplicar diferentes energias fulgurativas em alvos aleatórios utilizando dois pedais diferentes para medir coordenação mão-pé-olho; e 4) “pegar & colocar”: indivíduos foram orientados a dispor objetos de acordo com a cor para medir motor skills (Figure 1).

FIGURE 1
Tarefas simuladas na plataforma robótica: A) mirar a câmera; B) passar o anel; C) troca de energia; D) pegar & colocar

Análise estatística

As variáveis foram representadas como mediana (quartis 25-75) [variação] p<0.05 foi considerado significante. Os testes de Mann-Whitney e Kruskall-Whallis foram usados para comparar medianas; teste de Fisher foi usado para comparar proporções e o teste de Durbin-Watson para avaliar tendência temporal.

RESULTADOS

Não houve diferença estatística de gênero (p=0.2) ou idade (p=0.9) entre os grupos. Todos os indivíduos completaram as tarefas.

Os escores para os 3 grupos estão demonstrados na Tabela 1. Especialistas em cirurgia laparoscópica tiveram desempenho similar a não médicos e melhor que os especialistas em cirurgia convencional em 3 das 4 tarefas.

Tendência temporal dos escores de performance estão demonstrados na Figura 2. Todos os grupos melhoraram a performance com as repetições.

TABELA 1
Escores de performance para as tarefas robóticas simuladas

Tarefa	Grupo 1 (cirurgiões experientes em cirurgia laparoscópica)	Grupo 2 (cirurgiões experientes em cirurgia convencional)	Grupo 3 (não médicos - controle)	Comparação entre grupos
Mirar a câmera	98 (69-100) [53-100]	73 (47-96) [13-100]	97 (72-98) [34-100]	1x2 p<0.001 * 1x3 p=0.2 2x3 p=0.02 *
Passar o anel	78 (42-88) [19-96]	61 (38-67) [10-95]	85 (74-91) [30-96]	1x2 p=0.08 1x3 p=0.1 2x3 p<0.001 *
Troca de energia	69 (47-810 [24-91]	44 (19-56) [0-97]	52 (36-64) [27-84]	1x2 p<0.001 * 1x3 p=0.02 * 2x3 p=0.09
Pegar & colocar	81 (70-90) [48-94]	65 (56-76) [35-93]	83 (74-88) [57-94]	1x2 p<0.001 * 1x3 p=0.8 2x3 p<0.001 *

• Variáveis expressas como mediana (quartis 25-75) [variação]; * Significância estatística

FIGURA 2
Tendência temporal no desempenho para as tarefas robóticas simuladas: A) mirar a câmera; B) passar o anel; C) troca de energia; D) pegar & colocar

DISCUSSÃO

Diferenças entre aprendizado laparoscópico e robótico

Há vantagens e desvantagens associadas à cirurgia robótica comparada à cirurgia laparoscópica; entretanto, a maioria estão ligadas diretamente ao operador apenas com benefício indireto ao doente. Este estudo considerou que há diferenças técnicas entre estes dois tipos de cirurgia minimamente invasiva, não apenas considerando a performance da operação, como o processo de acoplamento do robô, tão pouco a visão em 3-D ou uso de instrumentos articulados que também são disponíveis para cirurgia laparoscópica¹, mas especialmente a falta de sensação tátil e reprodução de movimentos naturais sem um fulcro.

A cirurgia laparoscópica permite contato físico entre as mãos do cirurgião e as estruturas anatômicas através de instrumentos longos e não flexíveis³⁴. A despeito de sua imperfeição, isto traz certo retorno háptico, mas esta imperfeição traz a necessidade de aprendizado. Cirurgiões experientes mostram maior habilidade em controlar a força nos instrumentos laparoscópicos que novatos²⁹. Opostamente, cirurgiões e pacientes estão distantes na cirurgia robótica. Alguns avanços tecnológicos tentam simular o tato ou substituindo por outros estímulos como sons², mas isto não é disponível na maioria dos sistemas. Interessante, a fala de sensação háptica pode ser compensada com a experiência⁶. O simulador utilizado no estudo gradua o uso excessivo de força aplicada aos instrumentos. Não analisamos matematicamente os números devido ao baixo poder estatístico para subanálise em uma população pequena, mas uso excessivo de força foi comum em quase todos os participantes de todos os grupos.

Diferentes estudos prévios com simuladores mostraram desempenho similar na execução de tarefas básicas para cirurgiões experientes e indivíduos em treinamento (estudantes ou residentes)^18,21,23. O mesmo pode ser observado quando especialistas em cirurgia convencional foram comparados com novatos^5,18. Nossos resultados, concordantes com estes estudos, mostram alguma transferência de habilidade laparoscópica para a cirurgia robótica, já que laparoscopistas tiveram melhor desempenho que não laparoscopistas mas em igualdade com os controles. Estes fatos sugerem que a plataforma robótica pode interpretar movimentos naturais permitindo os controles a executar as tarefas bem e que algumas habilidades laparoscópicas (como lidar com o movimento invertido do fulcro) impedem os laparoscopistas de desempenhar muito melhor que os controles já que são forçados a esquecer certos movimentos para reaprender os movimentos naturais. Optamos por recrutar indivíduos no grupo controle que não fossem ligados às ciências da saúde e escolhemos tarefas básicas e não clínicas para execução a fim de avaliar apenas habilidades naturais e não previamente aprendidas. Pelo mesmo motivo, limitamos a idade dos participantes para evitar aptidões prévias com videogames ou tecnologia leiga.

Diferenças entre curvas de aprendizado robótica e laparoscópica

A curva de aprendizado para atingir a proficiência parece ser mais longa na cirurgia laparoscópica comparada à robótica (Tabela 2) a despeito de que os estudos podem ser criticados por algumas razões: 1) somente o tempo operatório é considerado na maioria dos artigos, não outros parâmetros como complicações cirúrgicas; 2) foram testados cirurgiões já com experiência prévia no procedimento por via aberta ou laparoscópica; 3) a curva é analisada depois de certo número de casos operados mas não baseados em cálculos matemáticos; 4) vieses de seleção de casos mais fáceis no início da experiência; 5) expertise é avaliada comparando dois períodos de tempo arbitrariamente definidos; 6) casos robóticos são mais recentes que de outras vias; etc. Nosso estudo, contudo, mostra uma forte tendência em todos os grupos a aprender e desempenhar melhor após somente cinco repetições da mesma tarefa. Este fato foi também observado por outros²¹ e pode demonstrar a real característica de fácil aprendizado da cirurgia robótica.

TABELA 2
Comparação entre curvas de aprendizado para cirurgia laparoscópica vs. robótica

Procedimento	Cirurgia laparoscópica	Cirurgia Robótica	Referências
Esofagectomia	30-40	20-26	13, 15, 32, 37
Gastrectomia	41-46	20-25	14, 17, 38
Derivação em Y-de-Roux	100-500	8-14	3, 4, 8, 9
Pancreatectomia	15-30	10-40	16, 27, 24, 31
Colectomia	50-85	30-44	12, 22, 25, 35

Ética e aprendizado em robótica

Simuladores são uma realidade em diversos programas de residência médica³⁶. Entretanto, há um incontável número de cirurgiões atuantes não familiarizados com cirurgia robótica. Nosso protocolo, avaliou habilidades manuais básicas e coordenação; mas, surpreendentemente, alguns cirurgiões experientes tiveram escores menores que 50% do ideal. Isto mostra que o treinamento em simulador é mandatório antes da prática clínica.

Do ponto de vista ético, um painel de especialistas mostrou que inovações cirúrgicas devem ser testadas antes da disseminação e deve ser providenciado adequado treinamento para se adquirir proficiência¹¹. Mais ainda, treinamento em laboratório foi considerado pré-condição para considerar inovação cirúrgica ética¹⁰.

Interessante, simuladores são utilizados não apenas para o aprendizado. Aquecimento em simuladores traz melhor desempenho⁷. Seguindo princípios de aviação aplicados à cirurgia³⁰, cirurgiões devem manter treinamento periódicos em simuladores.

Nosso estudo tem algumas limitações como o pequeno número de participantes. O grau de significância dos achados; entretanto, sugere os resultados não foram prejudicados por isto. Também, as tarefas que selecionamos podem ser criticadas. Tentamos escolher entre diferentes habilidades díspares de significância clínica para evitar vieses com o grupo controle. A seleção rigorosa dos participantes todos da mesma idade é um ponto forte do estudo e provavelmente original.

CONCLUSÃO

Especialistas em cirurgia laparoscópica desempenharam melhor que os outros grupos e quase igualmente que indivíduos não médicos. Especialistas em cirurgia convencional tiveram os piores resultados. Todos os grupos melhoraram com as repetições. Tais achados, sugerem que a cirurgia robótica reproduz movimentos naturais e é propensa a ser mais rapidamente aprendida mesmo que cirurgiões laparoscopistas experientes não tenham ideal desempenhado inicialmente. Cirurgiões inexperientes em cirurgia minimamente invasiva aparentemente necessitam de maior tempo de treinamento.

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• Fonte de financiamento:

  Parcialmente financiado pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código 001 001
• 3
  

  
  Plataforma simuladora robótica
  

• Mensagem central

  A cirurgia robótica exige habilidades não transferidas automaticamente da destreza da cirurgia aberta, mas aprendidas em parte pela cirurgia laparoscópica e movimentos naturais.

• Perspectiva

  O treinamento é uma parte importante do aprendizado cirúrgico. Simuladores são ferramentas valiosas para o aprendizado. Tanto os cirurgiões laparoscópicos, como principalmente os treinados apenas em cirurgia aberta, são incentivados a praticar em simuladores.
• 6
  

  
  Vídeo demonstrando metodologia utilizada
  

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  05 Jan 2022
• Data do Fascículo
  2021

Histórico

• Recebido
  19 Out 2020
• Aceito
  04 Fev 2021