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Ano: 2011  Vol. 15   Num. 4  - Out/Dez
DOI: 10.1590/S1809-48722011000400016
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O uso de simuladores no aprendizado para cirurgia otolgica
The use of simulators in the learning for otologic surgery
Author(s):
Ana Maria Almeida de Sousa1, Daniel Mochida Okada2, Fabio Akira Suzuki3.
Palavras-chave:
materiais de ensino, modelos anatmicos, procedimentos cirrgicos otolgicos, otolaringologia.
Resumo:

Introduo: A doutrina do "aprender fazendo" foi criada por HALSTED e col. no incio do sculo 20 criando o primeiro modelo de residncia mdica do mundo. Esse aprendizado se desenvolve em 3 fases: cognitiva, associativa e autnoma, por meio de uma curva ascendente. Os simuladores surgiram nos ltimos anos como complementao fase cognitiva, somando esforos para o treinamento, antes realizado apenas em modelos animais e em cadveres, cada vez mais dificultado por dilemas mdico-legais. Objetivo: Descrever e comparar os diversos tipos de simuladores disponveis para o aprendizado de cirurgia otolgica. Sntese dos dados: Os modelos de simuladores se dividem principalmente em modelos reais e virtuais, cada um contendo suas particularidades com pontos positivos e negativos. O ponto principal de cada um deles o feedback sensitivo conferido por cada um deles, o que chamamos de realidade hptica: colorao da estrutura dissecada; audio de sons correspondentes, como o da broca ou do aspirador; presena de pedal para acionamento da broca; possibilidade de aspirao do contedo dissecado; presena de joystick que simule a caneta do motor; utilizao de culos ou mesmo microscpio para visualizao tridimensional; utilizao de instrumental cirrgico otolgico real. O custo dos diferentes tipos de simuladores tambm um ponto crucial para a implementao dos mesmos na realidade diria dos centros de treinamento. importante citar que alguns desses simuladores permitem que os alunos em treinamento possam ser avaliados objetivamente pelo prprio simulador. Concluso: Simuladores so vistos como ferramenta complementar para treinamento e aprimoramento de cirurgies otolgicos.

INTRODUO

Com a criao do primeiro programa de residncia mdica americana em cirurgia, por William S. Halsted, no John Hopkins Hospital, no incio do sculo 20, criou-se doutrina do "aprender fazendo", em que o residente assume nveis crescentes de independncia e de responsabilidade (1). Esse progressivo ganho de conhecimento envolve inmeras questes mdico-legais, mas muitos estudos mostram reduo deste tipo de problema com o treinamento prvio em modelos animais, cadveres e simuladores.

importante lembrar que neste processo h, segundo a teoria de FITSS e POSNER, trs fases distintas: cognitiva, associativa e autnoma, onde o aluno percorre uma curva crescente de aprendizado para aquisio de conhecimento (2).

Nos ltimos anos, simuladores surgiram para o aprimoramento da fase cognitiva, para que o aluno possa chegar fase de treinamento em humanos mais preparado e consciente dos instrumentais e do arsenal de tcnicas que esto disponveis, por meio de amplo treinamento prvio. Anteriormente, o treinamento era realizado apenas em modelos animais e em cadveres, mas isso algo limitado devido crescente dificuldade de obteno (3), ficando os simuladores responsveis pelo progressivo preenchimento desta lacuna.

Assim, o presente trabalho tem como objetivo descrever e comparar os diversos tipos de simuladores disponveis para o aprendizado de cirurgia otolgica encontrados na literatura.


SNTESE DE DADOS

A otorrinolaringologia uma especialidade cirrgica bastante contemplada com simuladores para aprimoramento tcnico. Na otologia temos simuladores que permitem desde o treinamento em miringotomia at a disseco tridimensional complexa das estruturas do osso temporal.

VOLSKI e col. (4) descreveram um modelo desenvolvido para o treinamento de miringotomia e insero de tubo de ventilao. Constitudo de trs unidades: canal, acoplador e cabea, o simulador promete apresentar a mesma textura, cor, opacidade e elasticidade da orelha humana. Tem como vantagem financeira, a possibilidade de troca apenas do acoplador que contm a membrana timpnica para ser reutilizado. Este modelo mostrou-se til para o treinamento de residentes no incio do aprendizado cirrgico, com melhora do tempo e da tcnica de execuo do procedimento, embora no tenha se mostrado to til para o aprimoramento de cirurgies mais experientes.

Buscando interatividade e realismo semelhante a disseco de cadver em laboratrio, WIET e col. (5) desenvolveram um modelo virtual para a disseco de osso temporal. Desenvolvido por um programa de computador, o simulador permite a visualizao tridimensional atravs de sistema especial binocular, que simula um microscpio, com boa resoluo de imagem, alm de prometer boa sensibilidade ttil atravs de um dispositivo de realidade hptica, semelhante a um joystick (Figura 1), simulando o fresamento e a irrigao, alm de permitir a audio do som emitido pelo motor em diferentes escalas harmnicas, dependendo do tipo de broca e da intensidade do fresamento, bem como o som da suco do aspirador, conferindo um bom feedback ao usurio. O modelo foi totalmente desenvolvido a partir de imagens tomogrficas de ossos temporais de cadveres reconstrudas em computador, para reproduo fiel da disseco. O sistema conta ainda com o modo de identificao das estruturas anatmicas, onde possvel o estudo individualizado: o sistema solicita ao usurio que aponte determinada estrutura, bem como pode tambm mostrar a estrutura e pedir que o usurio a nomeie. Contm tambm o modo de demonstrao, que resgata a disseco completa j realizada e gravada.

O grupo alemo de ZIRLKE (6) tambm desenvolveu um modelo de simulao virtual de osso temporal que conta com culos especiais para viso tridimensional, alm de pedal para controle virtual do motor, que contm controle sensitivo do fresamento. Tambm possvel o ajuste de magnificao da imagem. um simulador constitudo de toda uma estrutura especial (Figura 2) que simula a broca por um joystick que mimetiza a sensibilidade real. Este modelo tem a capacidade de avaliao do usurio, atravs do nmero de movimentos executados, velocidade dos movimentos, tempo total de execuo do procedimento e efetividade do movimento. Esta avaliao pode servir tanto para comparar o usurio iniciante com o experiente, como avaliar a evoluo do mesmo. No entanto, o modelo no utiliza as cores reais das estruturas que encontramos ao dissecar ossos temporais de cadveres.

O'LEARY e col. (7), tem um modelo que se diferencia do de ZIRLKE e col. (6) pela ausncia de pedal, mas conta com um probe para a monitorizao do nervo facial, alm de ocorrer sangramento se houver fresamento do seio sigmoide. Possui formato de bancada, com culos especiais e caneta que simula a broca, com feedback auditivo e sensitivo. As raspas de osso se acumulam at serem aspiradas. O simulador apresenta as estruturas com as cores reais in vivo. Tambm foi desenvolvido a partir de imagens tomogrficas. Permite a identificao das estruturas medida que elas so encontradas durante a disseco, embora no contenha um sistema de avaliao.

O simulador alemo virtual de SORENSEN e col. (8) pode ser obtido pela internet como freeware permitindo o treinamento em domiclio (Figura 3). um tipo de modelo que permite avaliao do usurio, atravs da obteno de um escore de zero a dez, dependendo do sucesso da preservao das estruturas. No entanto, necessita de uma placa de vdeo de alta resoluo para um bom desempenho do programa e no contm mecanismos que permitem o feedback hptico gratuito como o programa. Ele contm um joystick adquirido separadamente, embora possa ser utilizado apenas mouse.

Mais recentemente, BAKHOS e col. (9) publicaram o seu trabalho mostrando um simulador real para disseco de osso temporal. Baseados em cortes tomogrficos e utilizando a tecnologia de prototipagem rpida j reproduzida em outros trabalhos (10, 11), o autor desenvolveu um prottipo de osso temporal, que, aps realizadas todas as medidas e concludas microdisseces, percebeu-se que os modelos assemelhavam-se muito ao osso temporal de cadver (Figura 4), que foi tomografado para obteno do prottipo. Este modelo permite a utilizao dos prprios materiais que so utilizados durante a cirurgia e utiliza material semelhante ao osso, reproduzindo uma disseco prxima do real no que diz respeito principalmente realidade hptica.

OKADA e col. (12), no Brasil, desenvolveram um modelo de osso temporal real, pela utilizao de osso temporal de doador cadver e, utilizando molde de resina termoplstica, obtiveram um prottipo de osso temporal que foi analisado por cirurgies otolgicos experientes, que o apontaram como um bom elemento complementar para treinamento cirrgico. Conforme visto na Figura 5, assemelha-se ao modelo de BAKHOS e col. (9), porm sem a necessidade de utilizao de equipamento de prototipagem, reduzindo os custos de confeco do modelo.



Figura 1. Modelo de WIET (5).




Figura 2. Modelo de ZIRKLE (6).




Figura 3. Modelo de SORENSEN (8).




Figura 4. Modelo de BAKHOS (9).




Figura 5. Modelo de OKADA (12).




DISCUSSO

O aprendizado para a execuo de procedimento cirrgico, por muitos autores, costuma ser dividido em trs fases: 1) a fase didtica, quando se adquire conhecimentos sobre instrumentais e tcnicas a serem utilizadas, incluindo o treinamento em modelos artificiais, em animais ou em cadveres; 2) a fase de treinamento em humanos sob superviso; e 3) a fase prtica, quando h um aumento progressivo da independncia do novo cirurgio, com a concomitante aquisio de competncia (13). Na teoria de FITTS e POSNER, essas fases so categorizadas como estgios cognitivos, associativo e autnomo, havendo um ganho de automao e uma reduo dos erros ao longo do processo de aquisio do conhecimento (3).

Os simuladores so uma tcnica de aprendizado, e no uma tecnologia, usada para reproduzir situaes reais em um ambiente o mais prximo do real (14). Eles podem ser utilizados para treinamento e para avaliao. A avaliao dos simuladores pode ser formativa (d um feedback para o usurio para que ele possa melhorar) ou somatrio (o usurio precisa atingir um determinado nvel de habilidade para passar ao estgio seguinte). A avaliao pode ser interna (realizada pelo prprio simulador) ou externa (realizada por algum mais experiente que acompanha o examinado) (6).

Os simuladores j se mostraram eficientes no treinamento de pilotos e astronautas e operaes militares (15), ganhando um espao crescente em diversas reas da medicina, principalmente cirrgicas. JACKSON e col. (16), em sua reviso da arte do desenvolvimento de um simulador, descrevem as caractersticas que deve conter um bom modelo, incluindo as bases da realidade virtual e as consideraes ergonmicas no desenho dos sistemas. Ele ainda destaca as formas de obteno da reconstruo anatmica, incluindo cortes tomogrficos e histolgicos. Destreza, conhecimento e experincia so caractersticas apreciadas pelo autor para realizao de procedimentos como mastoidectomia, implante coclear e cirurgia do ngulo pontocerebelar e simuladores tm sua importncia para aquisio dessas habilidades cirrgicas. Na Tabela 1 podemos visualizar e comparar os diversos tipos de simuladores descritos neste trabalho.

Os simuladores virtuais tem um custo elevado quando comparado a um simulador real, mas permite ser utilizado diversas vezes atravs de inicializao do programa, alm de dar oportunidade ao usurio para ser avaliado. No entanto, h programas de computador que podem ser adquiridos na internet, gratuitamente, mas que reproduzem apenas os estmulos visuais de uma disseco, no permitindo o desenvolvimento de destreza cirrgica. Alm disso, por mais simples que seja o simulador, o mesmo necessita de uma placa de vdeo de alta resoluo para um bom desempenho do programa, o que j traz custos para disseco.

Os simuladores reais permitem que o usurio tenha sensaes mais prximas a disseco em cadveres, pois utiliza modelos com textura e de material semelhante ao osso humano, alm de o usurio poder utilizar materiais iguais aos usados em cirurgia. Alm disso, o uso da prototipagem rpida, por meio da estereolitografia, faz com que possamos, atravs de uma tomografia de um paciente real, desenvolver um modelo para dissecar previamente a cirurgia, por exemplo, permitindo prever as dificuldades reais que possamos encontrar na cirurgia real.






COMENTRIOS FINAIS

Assim, podemos concluir que simuladores so vistos como ferramenta complementar para treinamento e aprimoramento de cirurgies otolgicos, em vista da dificuldade crescente e muitas vezes proibio do uso de ossos temporais de cadveres.

importante ressaltar que a avaliao do aluno em processo de aquisio de conhecimentos deve estar em constante processo de avaliao de um observador mais graduado para que se obtenha um mximo aproveitamento da fase associativa de aquisio de habilidades.

O aprimoramento do desenvolvimento de simuladores, focados na melhoria do feedback sensitivo dos modelos, principalmente no que se refere ao retorno auditivo, visual e ttil, ir torn-los cada vez mais teis e fiis realidade, para um bom treinamento do usurio. No entanto, simuladores dificilmente substituiro a disseco em osso temporal humano em sua integridade, devido a intrigante complexidade de sua anatomia e consequente dificuldade em reproduzi-la.


REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

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1) Mdica. Residente de Otorrinolaringologia do Hospital do Servidor Pblico Estadual de So Paulo - IAMSPE.
2) Mestre em Cincias da Sade IAMSPE-HSPE. Assistente do Servio de Otorrinolaringologia do Hospital do Servidor Pblico Estadual de So Paulo - IAMSPE.
3) Doutor em Otorrinolaringologia - UNIFESP. Diretor do Centro de Desenvolvimento de Ensino e Pesquisa do Hospital do Servidor Pblico Estadual de So Paulo - IAMSPE.

Instituio: Hospital do Servidor Pblico Estadual de So Paulo - IAMSPE. So Paulo / SP - Brasil. Endereo para correspondncia: Ana Maria Almeida de Sousa - Avenida Paulista, 671/404 - Bela Vista - So Paulo / SP - CEP: 01311-100 -Telefone: (+55 11) 5088-8000 - E-mail: anamasousa@yahoo.com.br

Artigo recebido 23 de Setembro de 2010. Artigo aprovado em 5 de Fevereiro de 2011.
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