Experimental surgery: an important step in the training of resident physicians

Abstract
Introduction: Pediatric surgery includes a wide range of procedures and levels of difficulty, from simple and common conditions in habitual daily practice to other highly complex and much less common conditions. Material and methods: The diversity of procedures in this field of medicine justifies the implementation of a pilot training program in our unit and in our hospital to allow residents of pediatric surgery to have an initial contact with the surgical techniques through simulation and the acquisition of more complex skills through the use of experimental animals before working with real pediatric patients.

Performing different procedures on these anatomical models is an exceptional tool for the future specialist to train and acquire technical competence before undertaking daily practice. So this experimental training program is an ideal complement for the Spanish training program of future specialists. Results: With this program we have obtained a great improvement in the training of our residents before they attend real patients. This results in greater safety for the patient and increased competence and confidence for the physician in training. Conclusions: In this article we present our experimental training program and initial results from its implementation in our hospital. We offer details of the different levels of difficulty, the techniques performed and the models used to ensure complete and integral training of our residents.

Key words
animal model, residents, surgical skills, surgical training, experimental surgery

Artículo completo
Introducción

El programa formativo de los futuros especialistas pretende conseguir, a lo largo de los años de formación, una adecuada progresión del médico especialista, desde su entrada en el hospital como médico interno residente (MIR) hasta la finalización de este período y su consiguiente incorporación a la plantilla como facultativo especialista del hospital.
Para ello, durante estos años de residencia se han incorporado diferentes estrategias que persiguen como finalidad común un aumento de las competencias, de la seguridad y un aprendizaje con paso firme en la posterior especialidad que el profesional desarrollará a lo largo de su vida laboral.
Es por ello imprescindible que este aprendizaje tenga bases firmes antes de llegar al paciente real, por lo que se han desarrollado diferentes estrategias para alcanzar este objetivo. La simulación clínica, como herramienta docente, tiene como uno de sus objetivos la mejora de la seguridad del paciente.
Ya en 1865, en “Introducción al estudio de la medicina experimental”, que se convertiría en una de las obras más influyentes y universales de la historia de la biomedicina, Claude Bernard habló de la ética y la estandarización en la experimentación con animales. Esta obra contribuyó en gran medida al establecimiento del “método experimental” como único camino para el avance del conocimiento científico de las ciencias de la vida.
Asimismo, en 1959, Russell y Burch establecieron como requisito indispensable en la experimentación con animales las “3R”: reducción del número de animales, reemplazo de los animales, refinamiento para reducir el dolor y el malestar), que detallaremos más adelante y que deben regir cualquier programa de experimentación.¹
Todas estas reseñas históricas nos conducen al estado actual de la cirugía experimental y que debe ser la base en la elaboración de cualquier programa formativo.
Cabe destacar que, en el ámbito experimental, los avances obtenidos en los últimos años han dado paso, desde las “Unidades de experimentación” hasta los completísimos “Centros Tecnológicos de Formación”, que en el desarrollo técnico de diferentes equipos de simulación han determinado un concepto muy amplio de “modelo experimental”, y así podemos definir éste como cualquier sistema animal o artificial capaz de simular total o parcialmente el proceso objeto de estudio.
Desde máquinas complejas capaces de caracterizar las condiciones de una cámara de laparoscopia o simular la realización de un proceso quirúrgico hasta la práctica de todo tipo de intervenciones regladas en modelos con animales, que constituyen el nivel más alto de complejidad de todos los modelos experimentales y, por tanto, el más próximo a las condiciones reales a las que con posterioridad nos enfrentaremos en el paciente.



Material y métodos

En julio de 2009, tras la revisión de la bibliografía publicada al respecto y luego del consenso con las diferentes especialidades subsidiarias de beneficiarse de un programa formativo experimental para sus médicos residentes, se inició un programa de entrenamiento quirúrgico, en el Complejo Hospitalario Universitario de A Coruña.

Este programa de entrenamiento quirúrgico tiene como principal objetivo la adquisición de habilidades teórico-prácticas y el entrenamiento de los residentes en formación, siempre bajo la supervisión de un médico de plantilla, y con la participación de dos veterinarios y otros trabajadores (entre ellos dos enfermeras, un auxiliar y una secretaria) del Centro Tecnológico de Formación, lugar donde se lleva a cabo este programa.
Hemos considerado que para llevar a cabo de manera adecuada este tipo de programa es necesario establecer diferentes niveles de dificultad que serán correlacionados con el año de formación y la superación de los niveles previos en la formación del médico residente.
Así, en este centro de formación disponemos de un emplazamiento excepcional dotado con cuatro áreas de simulación: escénica, de realidad virtual, robótica y experimental.
El programa en nuestro servicio está totalmente protocolizado y establecido del siguiente modo: los lunes habrá siempre un residente programado en el quirófano experimental en el organigrama del servicio. Además, de ser posible, se sumará el residente saliente de guardia. Entre ambos se alternarán, según la técnica a realizar ese día, en el animal de experimentación y los simuladores. Esto implica una media de 2 días/10 horas mensuales, y por lo tanto, entre 70 y 100 horas anuales de formación para cada residente. Los residentes llevarán un registro de todas las sesiones realizadas detallando las técnicas y señalando su nivel de participación (ayudante o primer cirujano). Además, se podrán realizar técnicas necesarias para trabajos de investigación que se puedan iniciar.
Así, el programa se inicia con la formación de los residentes de primer y segundo año de formación, en esta primera fase se desarrollan sesiones bisemanales (los lunes y otro día, según la disponibilidad) en el pelvic trainer y en el simulador digital, donde se entrenan habilidades manuales como coordinación ojo-mano y de adaptación a las dos dimensiones; práctica de diferentes técnicas de sutura, suturas continuas y discontinuas y nudos tanto extracorpóreos como intracorpóreos; primera aproximación a las técnicas laparoscópicas en el simulador de laparoscopia (Simbionix) realizando el paquete de ejercicios básico y el módulo de anudado y sutura en dicho simulador.

Los simuladores digitales constituyen entornos virtuales que representan una alternativa de formación, ya que permitirán la creación de ambientes de simulación interactivos en los que el cirujano tiene percepciones visuales y táctiles similares a las que tendría ante una operación en un paciente real.

Actualmente, con los simuladores virtuales y pelvic trainer se pueden realizar prácticamente la mayoría de los ejercicios básicos (coordinación mano-vista, técnicas de anudado, coagulación, corte, disección) y algunos ejercicios quirúrgicos más complejos.

Se adquieren así agilidad y soltura, que posteriormente serán de gran utilidad, y proporcionan grandes ventajas en el momento de enfrentarse en el paciente real.
Asimismo estas sesiones de pelvic trainer y simulador digital son realizadas por los residentes de otros años de formación como medio para consolidar y entrenar las habilidades y técnicas ya aprendidas.
Posteriormente en el área de realidad virtual se repasan y afianzan conocimientos teóricos previamente adquiridos, se inicia la competencia en la toma de decisiones y se afrontan diferentes complicaciones que pueden surgir durante la realización de un procedimiento quirúrgico.

Los residentes de estos dos primeros años de formación realizan una primera aproximación al animal de experimentación como ayudantes de residentes mayores y con el inicio de la realización de técnicas básicas en cirugía infantil (abordajes, cierre de laparotomías, colocación del paciente, suturas intracorpóreas).
En un segundo nivel formativo (residentes de tercer, cuarto y quinto año de formación) se pasa ya como primer cirujano al área de cirugía experimental, en sesiones semanales (lunes), procediendo a la realización de procesos quirúrgicos invasivos en un modelo anatómico real.
Para ello, el Centro Tecnológico de Formación está dotado de instalaciones para la estabulación y cuidado posoperatorio de los animales empleados, dispone de ocho puestos en quirófanos experimentales equipados y atendidos por personal calificado y capacitado para esta labor, lo cual permite la realización de este tipo de intervenciones con todas las garantías.

Así, semanalmente se realiza una programación de las técnicas quirúrgicas a realizar basadas en el año de formación del residente, y las diferentes implicaciones que pueden determinar la realización de una técnica u otra (pacientes a intervenir mediante esa técnica, casos recientes, estudios de investigación) y se informa a los responsables del centro la técnica a realizar, la colocación del animal y el instrumental necesario para las técnicas a realizar.

Dentro del centro de experimentación disponemos de dos tipos de animales. Un modelo anatómico excelente para la realización de microcirugía lo constituyen las ratas, y otro modelo con gran similitud en peso y dimensiones con el paciente pediátrico: el cerdo.

Así, en las ratas podemos realizar disecciones y microanastomosis y familiarizarnos con el empleo de gafas de aumento y material de microsutura, cuyo manejo será muy útil en el paciente pediátrico.²

Posteriormente, en el modelo porcino, se llevará a cabo el entrenamiento experimental. Hemos elegido este animal debido a su gran accesibilidad y semejanza anatómica con el ser humano;³ en nuestro caso, cerdos de 15 kg, ideales para simular las técnicas a realizar en cirugía pediátrica, lo que permite la realización de diversas técnicas quirúrgicas, desde las más sencillas hasta otras de mayor complejidad técnica, incluyendo cirugía laparoscópica.
Además, el cerdo es un animal domesticable, de crecimiento rápido y reproducción numerosa, lo que lo hace fácilmente disponible para su adquisición.

Es importante señalar que las técnicas quirúrgicas en animales de experimentación deben acogerse a las normas internacionales y los acuerdos del Consejo de Europa sobre protección de los animales empleados en experimentación animal y otros fines científicos, así como la legislación nacional vigente (Directiva 86/609/CEE y R.D. 1201/2005).

Ya en 1979 se establecieron los “principios de ética de la experimentación animal”, cuya finalidad era asegurar el bienestar de los animales de experimentación y que se resumen a continuación.

Todos estos procedimientos se realizan en animales vivos, adecuadamente anestesiados, monitorizados y controlados por un veterinario del centro y siempre siguiendo los principios clásicos de ética en la experimentación con animales, conocidos como 3R: reducción, refinamiento y reemplazo.

Por ello, en nuestro programa:
Reducción: Animales compartidos, así se debe utilizar el mínimo número de animales necesarios, lo que se consigue con una buena organización que permita coordinar las diferentes especialidades que utilizan la misma especie animal y las mismas condiciones sanitarias para el total aprovechamiento de las posibilidades formativas que éste ofrece (por ejemplo, conservando los ojos, el corazón u otros órganos del animal al final de la intervención para realizar procedimientos oftalmológicos, cardíacos, etcétera). Asimismo, los animales seleccionados deben ser de la especie menor en la escala filogenética que permita obtener resultados válidos; así, se requiere un estudio riguroso y un amplio conocimiento de las necesidades de la especie elegida.⁴

Refinamiento: Utilizar los procedimientos menos agresivos para la integridad del animal de experimentación. Conocer y tener experiencia en las técnicas utilizadas (adquiriendo previamente esta experiencia en los simuladores y el pelvic trainer, nivel formativo 1). Mejorar la instrumentación con una adecuada planificación quirúrgica, mejorando el control del dolor gracias a un veterinario experimentado en técnicas anestésicas y analgésicas, asimismo el veterinario supervisará la idoneidad de los protocolos y controlará su ejecución para minimizar el sufrimiento del animal. Así se asegura el bienestar integral de los animales, tanto prequirúrgico (disponiendo los animales en un estabulario adecuadamente acondicionado para ellos), como posquirúrgico, asegurando un sacrificio exento de sufrimiento para el animal.
Reemplazo: Utilizando métodos alternativos (técnicas de simulación por ordenador, sistemas inertes u otros sistemas vivos) siempre que sea técnicamente posible desde el punto de vista formativo. En este punto es importante hacer hincapié en que, a pesar del gran avance ocurrido desde hace unos años en las técnicas actuales de simulación, la experimentación con animales se mantiene insustituible como el modelo de simulación más similar a la práctica quirúrgica en seres humanos. Constituye el nivel más alto de complejidad de todos los modelos experimentales, y por lo tanto, el más próximo a las condiciones reales. Es, por derecho propio, el modelo por excelencia y la fuente principal de conocimiento de la fisiopatología quirúrgica.

El objetivo de cualquier programa actual de entrenamiento quirúrgico debería ser ayudar al cirujano inexperto a automatizar las habilidades psicomotoras básicas antes de operar a un paciente en la práctica clínica real, y la manera más fidedigna de conseguir este estándar es con la simulación en animales de experimentación.⁵

También es importante destacar que, ya a nivel nacional, la Sociedad Española para las Ciencias del Animal del Laboratorio define asimismo los principios éticos en investigación y docencia en modelos con animales, que por supuesto rigen y presiden mediante un mural las prácticas experimentales en nuestro centro.
Se debe evitar el uso de animales cuando exista un método alternativo que proporcione resultados satisfactorios.

El beneficio final del uso de animales de experimentación debe estar claramente definido en cada protocolo. La evaluación de la necesidad de su uso debe realizarse a través de un comité ético de experimentación con animales.

Los ensayos que incluyan animales como modelos experimentales deben realizarse en establecimientos usuarios registrados. Los animales deben proceder de establecimientos de cría registrados en aquellos casos en los que así lo establezca la legislación vigente.
Las personas que tomen parte en los experimentos (diseño, manipulaciones, cuidados) deben tener formación específica en las ciencias del animal de laboratorio. Los animales estarán siempre bajo control veterinario.
En cada ensayo hay que utilizar el número mínimo de animales posible que garantice resultados estadísticamente fiables.
Los animales tienen que ser estabulados en jaulas y recintos apropiados, en espacios con condiciones ambientales estandarizadas y controladas. Igualmente debe estar garantizada la posibilidad de que los animales desarrollen los comportamientos propios de su especie siempre que las necesidades experimentales lo permitan.
Los ensayos deben realizarse con un grado de refinamiento del dolor, sufrimiento o angustia de los animales. Se deben establecer criterios de punto final y pautas de anestesia y analgesia en función de la gravedad de cada procedimiento.
Para la eutanasia, cuando sea necesaria, se debe aplicar un método ética y científicamente aprobado que reduzca al máximo el dolor y el estrés en los animales.

Técnicas quirúrgicas según el grado de especialización

Según el programa formativo desarrollado, hemos dividido los procedimientos a realizar en función del año de especialización, considerando el nivel 1 para los residentes de segundo, tercer y cuarto año, y el nivel 2 para los residentes de cuarto y quinto año de formación. Así conseguimos una progresión gradual de la capacitación técnica, la habilidad requerida y la responsabilidad asistencial.
Todas las técnicas deben ser realizadas como ayudante en varias ocasiones y posteriormente como primer cirujano, si es posible ayudado por otro residente y bajo la supervisión del médico de plantilla.
Cirugía general. Nivel 1: venotomías; colecistectomía abierta; antirreflujo gastroesofágico, según técnicas de Nissen y Thal; anastomosis intestinal término-terminal. Nivel 2: colecistectomía laparoscópica; abordaje cervical y anastomosis esofágica; coledocoyeyunostomía en Y de Roux.
Urología. Nivel 1: anastomosis uretero-ureteral; biopsia renal laparoscópica. Nivel 2: antirreflujo vesicoureteral, según técnica de Cohen; heminefrectomía; nefrectomía/autotrasplante renal; enterocistoplastia.


Nivel 2. Cirugía torácica: anastomosis esofágica; toracotomía y lobulectomía pulmonar. Cirugía hepática: hepatectomía/hepatectomía parcial izquierda; disección hilio hepático; anastomosis vascular porto-cava; portoenteroanastomosis de Kasai.


Resultados

El tipo de paciente con el que nos enfrentamos en nuestra práctica clínica habitual implica que las técnicas complejas y menos habituales no serían llevadas a cabo de manera real hasta pasados varios años de formación, y el número de cirugías realizado por el especialista en formación sería muy inferior a las realizadas con el animal de experimentación. Así, debido a la adquisición progresiva y constante de técnicas complejas,⁶ y su consolidación al realizarlas de manera rutinaria en el animal de experimentación, el número de cirugías realizadas por el residente proporciona una experiencia y un adiestramiento excepcionales, que no serían posible sin este método de formación.
Los médicos en formación adquieren gran habilidad técnica y entrenamiento quirúrgico antes de enfrentarse al paciente real, lo que implica una importante mejora del rendimiento quirúrgico y de la seguridad de los pacientes.

Cabe destacar que diversos estudios han mostrado que los médicos en formación entrenados con simuladores tienen una mejora medible en el quirófano en relación con la eficiencia, velocidad y número de errores cuando son comparados con los entrenados de forma tradicional (modelo centrado en pacientes).⁷


Discusión

En numerosas comisiones docentes se ha planteado cuál es el método más eficaz para asegurar una formación quirúrgica integral a los médicos residentes. Se han realizado diferentes encuestas de satisfacción en los hospitales, se han llevado a cabo planes de formación que incluyen un registro de las técnicas quirúrgicas realizadas, diferentes métodos para asegurar la progresión quirúrgica de los especialistas en formación, estudios que correlacionan el tiempo quirúrgico con la participación de residentes o no en las cirugías, tiempo de isquemia, sangrado en relación con el número de cirugías realizadas, todo ello para calcular cómo influye el adiestramiento y la formación en los resultados intraoperatorios y posoperatorios.⁸
Es esta necesidad de encontrar el mejor método de entrenamiento en habilidades quirúrgicas el que ha hecho surgir los planes de formación experimental.
Podemos concluir que, en nuestra opinión y tras la experiencia de estos últimos años, la adquisición de habilidades en el pelvic trainer y en el simulador virtual en los primeros años de formación y en correlación con el inicio de la actividad asistencial, seguido del entrenamiento en modelos con animales reales constituye la alternativa más eficaz para aumentar el entrenamiento y la seguridad de los residentes.⁹


Conclusiones

En el momento actual, con la incorporación de programas de simulación y experimentación con animales vivos en el programa formativo del residente hemos conseguido una mejoría de la formación técnica, una disminución de la curva de aprendizaje, competencia en la toma de decisiones, y con todo ello aumentar la seguridad de los pacientes. Por todo esto consideramos que la formación experimental supone un excelente e indispensable instrumento formativo para el futuro especialista.
No obstante, serán necesarios más estudios para concluir de forma objetiva que estos nuevos métodos de entrenamiento proporcionan una disminución de la morbimortalidad quirúrgica, disminución de infecciones quirúrgicas, análisis costo-beneficio, y otras variables.

Bibliografía del artículo
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