Promoties Geneeskunde

Korte samenvatting:

Alle chirurgische opleidingsassistenten in Nederland vinden het belangrijk dat ze aan het einde van hun chirurgische opleiding de basale laparoscopische procedures kunnen verrichten, maar slechts 17,8 procent verwacht daar dan zelfstandig toe in staat te zijn, concludeert Marlies Schijven uit een enquête die ze hield. 
Een nieuwe manier om de vereiste vaardigheden onder de knie te krijgen, is Virtual Reality. Schijven bespreekt een apparaat waarmee het verwijderen van de galblaas gesimuleerd kan worden, de Xitact LS500 Simulator. Virtual Reality-simulatie in de chirurgie is de eerste kinderziekten voorbij, luidt de conclusie van haar proefschrift, en ze verwacht dat Virtual Reality-simulatoren in de nabije toekomst onmisbaar worden in de opleiding.

Samenvatting:

In het hoofdstuk Introductie en overzicht van dit proefschrift wordt de lezer geattendeerd op de noodzaak tot het ontwikkelen van specifieke laparoscopische trainingsprogramma´s voor de huidige opleidingsassistent chirurgie, tegen de achtergrond van de toenemende populariteit van laparoscopische chirurgie in de samenleving. Als innovatie in het arsenaal laparoscopische trainingsmethodieken wordt de Virtuele Realistische (VR) chirurgische simulatie aangemerkt. De doelstelling van dit proefschrift wordt geformuleerd: Het uiteenzetten van het proces van een stapsgewijze, gestructureerde validatie en implementatie in het chirurgische curriculum van de Xitact LS500 VR laparoscopische cholecystectomie-simulator.

In hoofdstuk 1 worden de resultaten van een beschrijvend onderzoek, gehouden onder chirurgische opleidings-assistenten in Nederland gepresenteerd. In dit onderzoek wordt naar de mening van assistenten betreffende de ´stand-van-zaken´ voor wat betreft trainingsaspecten in de Minimaal Invasieve Chirurgie (MIC) gevraagd. De studie heeft een responspercentage van 65%, (407 assistenten), en laat zien dat alle assistenten (100%!) het belangrijk vinden dat ze aan het einde van hun chirurgische opleiding de basale laparoscopische procedures kunnen verrichten (de diagnostische laparoscopie, de laparoscopische cholecystectomie en de laparoscopische appendectomie). Eén op de tien assistenten geeft aan dat hij of zij denkt hiertoe niet in staat zal zijn. Assistenten chirurgie met een bijzondere interesse in de gastro-intestinale of in de oncologische chirurgie zijn vaker geïnteresseerd in het zelfstandig uitvoeren van de meer geavanceerde laparoscopische verrichtingen. Deze groep assistenten verwacht niet dat ze de geambieerde geavanceerde laparoscopische verrichtingen aan het einde van hun opleiding ook daadwerkelijk zelfstandig uit kan voeren. Deze discrepantie wordt door de assistent hoofdzakelijk toegeschreven aan het feit dat men ´niet genoeg kans ziet om als eerste operateur de verrichting uit te voeren´ en ´dat er niet genoeg van deze geavanceerde ingrepen plaatsvinden in het ziekenhuis van opleiding´. Hoewel assistenten de noodzaak tot gevalideerde basale laparoscopische trainingsprogamma´s sterk onderschrijven, geeft slechts een kwart van hen aan dat het door henzelf gevolgde trainingsprogramma ook daadwerkelijk geëvalueerd werd. Geconcludeerd wordt dat slechts 17.8% van de assistenten chirurgie in Nederland verwacht in staat te zijn zelfstandig de door hem of haar geambieerde geavanceerde laparoscopische procedure(s) uit te voeren aan het einde van de chirurgische opleiding. Specifieke laparoscopische trainingsprogramma´s gericht op de chirurgische assistent geïnteresseerd in het zelfstandig uitvoeren van bepaald

Hoofdstuk 2 presenteert een onderzoek naar de waarde van de Advanced Dundee Psychomotor Tester (ADEPT) als objectief scoringssysteem voor psychomotore taakverrichting. Het verkrijgen van inzicht in het objectief beoordelen van endoscopische taakuitvoering is een belangrijk gegeven, wil men chirurgische trainingsprogramma´s adequaat kunnen ontwerpen.

Het ADEPT-systeem werd ingezet om de volgende onderzoeksvragen te beoordelen: ´Zijn chirurgen goede schatters van hun taakuitvoering op ADEPT´?, ´Vinden chirurgen ADEPT een valide instrument om psychomotore vaardigheden te meten´? en ´Geven de resultaten op ADEPT het aangeboren psychomotore talent van de uitvoerende weer´?. Vijfenveertig chirurgen namen deel aan dit onderzoek. Iedere chirurg completeerde 2 rondes van vijf taken, in een willekeurige volgorde. Een objectieve som-score werd berekend. Deze score werd vergeleken met de individuele inschatting van het resultaat van zijn of haar taakuitvoering door de betreffende chirurg. Chirurgen blijken niet in staat zijn hun testuitslag op de ADEPT adequaat te voorspellen. Een tweede conclusie is dat het ADEPT systeem daadwerkelijk in staat is aangeboren talent voor psychomotore verrichtingen in te schatten, en dat door het repeteren van de taken de uitvoering verder verbetert. Chirurgen zijn ambivalent in het beoordelen van de validiteit van het ADEPT systeem, en dit staat los van de individuele score van de chirurg. Dit kan wellicht worden verklaard uit het gegeven dat het ADEPT systeem een psychomotore tester is, welke psychomotore kwaliteiten onderzoekt, maar andere belangrijke factoren voor het adequaat verrichten van laparoscopische chirurgie niet meeweegt.

Hoofdstuk 3 reflecteert de bevindingen van een onderzoek naar de face-, expert- en referente validiteit van de Xitact LS500 laparoscopische cholecystectomie VR simulator. De simulator is afgebeeld en wordt beschreven. De resultaten van een onderzoek waarin de mening van chirurgen over de simulator onderzocht werd, worden in dit hoofdstuk weergegeven. Een gestructureerde vragenlijst met diverse stellingen werd voorgelegd aan 120 chirurgen. De resultaten van deze studie zijn gecategoriseerd naar gelang de klinische laparoscopische ervaring van de betreffende chirurg. Een opinie berustend op de meningen van een ´expert´-groep van chirurgen (N=87, meer dan 100 klinische laparoscopische cholecystectomieën verricht) wordt geformuleerd en vergeleken met de opinie berustend op de meningen van een ´referente´ groep van chirurgen (N=44, minder dan 100 klinische laparoscopische cholecystectomieën verricht). De algemene opinie betreffende de Xitact LS500 is positief, en de simulator wordt gezien als een bruikbaar instrument voor het aanleren (93.1% van de respondenten) en meten (79.3%) van laparoscopische taakuitvoering. Uit dit onderzoek blijkt dat er geen verschil in opinie is tussen de ´expert´ en ´referente´ groep. Dit geeft aan dat zowel de groep die beslist over de organisatie en uitvoering van trainingsprogramma´s voor chirurgische assistenten (de ´expert-groep´) als de doelgroep waarop de innovatie als trainingsinstrument gericht is (´referente-groep´) de simulator accepteren. Uit dit onderzoek blijkt dat zowel de expert- als de minder geoefende chirurg gelooft in de toepassing van de simulator als trainingsinstrument voor de procedure van de laparoscopische cholecystectomie.

Het onderzoek dat wordt beschreven in hoofdstuk 4 werd verricht om het concept van ´construct´- validiteit van de Xitact LS500 laparoscopische cholecystectomie VR simulator te meten. De primaire onderzoeksvraag was: ´ Geeft de clip-en-knip taak op de Xitact LS500 laparoscopische cholecystectomie VR simulator de klinische procedure van het clippen en knippen van de ductus cysticus en arteria cystica goed weer?`.

´Construct´ validiteit wordt beoordeeld door het vergelijken van de resultaten van een groep van excellente klinische uitvoerders met de resultaten van een groep van beginnende klinische uitvoerders op dezelfde, gesimuleerde klinische procedure. Logischerwijs zouden excellente klinische uitvoerders hoger moeten scoren dan beginners. Een valide systeem zou dus tussen beide groepen moeten kunnen discrimineren. Drie hypothesen werden geformuleerd om de primaire onderzoeksvraag te operationaliseren. Een groep van expert chirurgen (N=37, > 100 laparoscopische cholecystectomieën) en een groep van beginnende chirurgen (N=37, 0 laparoscopische cholecystectomieën) werden gevormd. Nadat de deelnemende chirurgen een kennismakings protocol op de simulator hadden afgelegd, werd een drietal simulaties doorlopen. Vervolgens werden de resultaten van beide groepen chirurgen vergeleken. Uit dit onderzoek blijkt dat zowel de experts als de beginners de ´clip-en-knip´-simulatie van grote waarde achtten in het trainen van chirurgische assistenten. De meerderheid van de deelnemers in beide onderzoeksgroepen was niet in staat de score van hun simulatie adequaat te voorspellen. De eerste hypothese die geformuleerd werd, stelt dat scores gegenereerd na het uitvoeren van de ´knip-en-clip´-taak op de Xitact LS500 simulator in de expert-group gemiddeld significant hoger zullen zijn dan in de scores in beginnersgroep. Dit is inderdaad het geval. Dit wordt toegeschreven aan het feit dat experts hun hogere score te danken hebben aan de klinische ervaring met de procedure, wat nog ondersteund wordt door het gegeven dat zij gemiddeld minder tijd nodig hebben voor het uitvoeren van de simulatie. Simulatie-scores zijn daarom afhankelijk van de mate van klinische ervaring met de gesimuleerde procedure, zoals gesteld wordt in hypothese 2. Hypothese 3 stelt dat gemiddelde scores van beide groepen logischerwijze hoger worden naarmate de simulatie vaker verricht wordt. Dit werd eveneens gevonden. De construct validiteit van de Xitact LS500 simulator

Hoofdstuk 5 behandelt een onderzoek waarin het thema van selectie van de laparoscopische chirurgische assistent aan bod komt. Tevens wordt de ´concurrente´-validiteit van de Xitact LS500 laparoscopische cholecystectomie VR simulator onderzocht. Deze ´concurrente´ validiteit werd onderzocht door individuele Xitact resultaatsscores te vergelijken met de resultaten van een testopstelling, welke gericht is op het in kaart brengen iemand´s psychomotore aanleg. Deze al eerder gevalideerde psychomotore test-opstelling zou een betekenisvolle aanwinst kunnen zijn bij de selectie van aankomende chirurgen. Drie-en dertig beginners in laparoscopische chirurgie namen deel aan dit onderzoek. Elke deelnemer verrichtte de Xitact ´clip-en-knip´-procedure 30 keer. Aan de hand van de individuele resultaten werd een leercurve berekend. De psychomotore testopstelling bestond uit de Abstract Reasoning test, de Space Relation test, de Gibson Spiral Maze en de Crawford Small Parts dexterity test. De testresultaten gegenereerd door de Abstract Reasoning test zijn als enige direct gecorreleerd aan de individuele Xitact score. Wel is de Abstract Reasoning test hoog gecorreleerd aan de Space Relation test. Beide testen zijn in staat om te discrimineren tussen de groep van hoog getalenteerde assistenten en de groep van minder getalenteerde assistenten (In hoofdstuk 7 wordt dit gegeven verder belicht).

Hoewel het onderwerp ¨selectie van assistenten¨ verdere discussie behoeft, correleren de gecombineerde testresultaten van de Space Relation test en Abstract Reasoning test in deze onderzoekssetting met de individuele test resultaten op de Xitact ´clip-en-knip´- simulatie. Lage scores op een combinatie van deze twee psychometrische testen kunnen een aanwijzing zijn om een assistent ter evaluatie te testen op de Xitact LS500. Kandidaten die zowel de Space Relation- als de Abstract Reasoning test goed afleggen, zullen waarschijnlijk niet slecht presteren op de Xitact. De concurrente validiteit van de Xitact LS500 laparoscopische cholecystectomie VR simulator met de Space Relation test en de Abstract Reasoning test wordt onderschreven door dit onderzoek.

Hoofdstuk 6 beschrijft de vorderingen van assistenten in laparoscopische chirurgie, nadat zij deelgenomen hebben aan de Intercollegiate Basic Surgical Skills Course (BSSC) zoals gemeten door de Xitact LS500 laparoscopische cholecystectomie VR simulator. Gedurende deze cursus maken assistenten tijdens een dag kennis met verschillende aspecten van de laparoscopische chirurgie. Laparoscopische vaardigheden worden geoefend in een pelvi-trainer oefenopstelling gedurende 3½ uur. In dit onderzoek verrichtten assistenten vóór en ná de cursus een drietal simulatierondes van de ´clip-en-knip´ procedure op de simulator. Een controlegroep van 25 co-assistenten, die niet deelnamen aan de BSSC, verrichte ook een tweetal sessies van drie procedures op de simulator. Al hoewel er een significante afname was in tijd nodig voor het verrichten van de simulatie naarmate meer simulaties verricht werden in beide groepen, vond deze afname plaats binnen en niet tussen de onderzoeksgroepen (behalve in run 2). Voor wat betreft de parameter ´score´ is er geen verschil tussen de twee onderzoeksgroepen.

Gesteld kan worden dat de BSSC ontworpen is om assistenten kennis te laten nemen van de basisprincipes in de laparoscopische chirurgie, en niet zozeer om assistenten te trainen in de meer procedurele laparoscopische verrichtingen. Daarom is het niet meer dan waarschijnlijk dat er ook geen significante verbetering optreedt in laparoscopische procedurele taakverrichting, zoals gemeten door de Xitact ´clip-en-knip´ simulatie in dit onderzoek.

Hoofdstuk 7 richt zich op het beschrijven van de leercurve van de ´clip-en-knip´-simulatie, zoals uitgevoerd kan worden op de Xitact LS500 laparoscopische cholecystectomie VR simulator. Drie-en dertig assistenten, zonder laparoscopische klinische ervaring volgden een één-uurs kennismakingsprotocol, en verrichten vervolgens een serie van 10 simulaties, drie dagen achtereenvolgend (totaal 30 simulaties per assistent). Uitkomstparameters van dit onderzoek waren ´sum-score´en ´tijd´. Nadat iedere curve afzonderlijk geanalyseerd was, bleek het mogelijk aan de hand hiervan vier elkaar uitsluitende patronen te identificeren, die de taakverrichting en het leerproces op de Xitact simulator categoriseren. Categorie 1 betreft de groep van hoog getalenteerde assistenten, die weinig meer verbetert door herhaalde simulatietraining (16.7%). Groep 2 betreft de groep van gemiddeld getalenteerde assistenten, die beter en stabieler in uitvoering wordt door repetitieve simulatietraining (30%).

Groep 3 betreft de groep van gemiddeld getalenteerde assistenten, die wel beter wordt door simulatietraining, maar wel moeite heeft om een stabiele prestatie te verkrijgen gedurende de repetities (33.3%) en groep 4 betreft assistenten die laag getalenteerd zijn en ook niet veel verbeteren gedurende repetitieve simulatietraining (20%). Deze studie laat zien dat het niet correct is om leercurves te construeren en extrapoleren, gebaseerd op de verrichtingen van slechts één persoon. Het blijkt mogelijk om profielen van verschillend getalenteerde assistenten te abstraheren met behulp van VR simulatie. De meeste assistenten blijken gevoelig voor verbetering in laparoscopische taakuitvoering met behulp van herhaalde VR simulatie training.

Hoofdstuk 8 richt zich op het vraagstuk van predictieve validiteit van de Xitact LS500 laparoscopische cholecystectomie VR simulator. Een vierdaagse cursus, de ´Eindhoven VR laparoscopic training course´ werd ontwikkeld, waarin een verscheidenheid aan multi-media en –modaliteiten onderwijsinstrumenten gebruikt worden.

Een variëteit aan verschillende, en in toenemende mate moeilijkere VR simulaties (met behulp van de programma´s MIST-VR en Xitact LapChol) werden ingezet om deelnemende assistenten te trainen in laparoscopische vaardigheden gericht op de procedure van de laparoscopische cholecystectomie. De ´knip-en-clip´ procedure van twaalf deelnemende cursisten, zoals uiteindelijk verricht op de operatiekamer, werd op videoband opgenomen. Deze groep vormde de experimentele groep. Een gematchde case-controle groep, bestaande uit twaalf assistenten die niet deelnamen aan de Eindhovense cursus, verrichte hetzelfde onderdeel van de laparoscopische cholecystectomie. Ook deze assistenten namen hun verrichting op videoband op. Twee observatoren beoordeelden aan de hand van een gestructureerde vragenlijst een videoband met de 24 willekeurig gemixte ´clip-en-knip´ fragmenten. Beide beoordelaars vonden de experimentele, ´Eindhovense´ groep beter presteren in de operatiekamer dan de assistenten uit de controlegroep. De cursus kreeg officiële erkenning en certificering van de European Association for Endoscopic Surgery.

Het afsluitende hoofdstuk van dit proefschrift, Hoofdstuk 9, vergelijkt verschillende VR simulatie systemen en VR hardware en -sofware ontwikkelaars. Gezien de snelle ontwikkelingen is informatie die in druk verschijnt vaak niet meer actueel. Daarom staan aan het einde van het artikel de verschillende fabrikanten vermeld met hun contactgegevens. Op deze wijze kan de geïnteresseerde lezer eenvoudiger de laatste informatie rechtstreeks van de betrokken fabrikant verkrijgen.

Virtual Reality-simulatie in de chirurgie is inmiddels een levensvatbaar concept. Feitelijk is het een ontwikkeling die de eerste ´kinderziektes´ voorbij is. Mits gevalideerd, zijn het systemen die erom vragen op een structurele wijze ingezet en ingebed te worden in het opleidingscurriculum van de toekomstig geneeskundig specialist. VR simulatoren bieden, als geen andere onderwijsmethode, de mogelijkheid tot het veilig, herhaald en op gestructureerde wijze trainen van assistenten in een klinische procedure met de mogelijkheid tot een objectieve beoordeling van de uitvoering ervan. Virtual Reality simulatiemodulen zijn er heden-ten-dage in velerlei uitvoeringen, gericht op het trainen van een veelheid aan klinische procedures.

Simulatiemodules zijn niet alleen beschikbaar voor toekomstige (laparoscopische) chirurgen, tevens zijn er modules voor het trainen van toekomstige (vaat)chirurgen, cardiologen, pulmonologen, urologen, radiologen, anaesthesiologen, orthopaeden, oogartsen, keel- neus- en oorartsen, gynaecologen en gastro-enterologen. Ook beroepsgroepen als operatiekamer assistenten, anaesthesie verpleegkundigen en nurse-practitioners, betrokken bij invasieve klinische procedures, kunnen profiteren van deze technologie. Het is belangrijk om overzicht te houden op de ontwikkelingen en te discussiëren over de wijze waarop deze simulatoren op een kosteneffectieve wijze kunnen worden geïmplementeerd in het medisch (specialistisch) onderwijs. Het skills-laboratorium, waarin simulatoren naast elkaar ingezet en onderhouden kunnen worden, elkaar aanvullen en ingepast kunnen worden naast andere vormen van vaardigheidsonderwijs lijkt hiervoor de ideale omgeving. Een dergelijke opstelling zou in principe toegankelijk moeten zijn voor iedere (chirurgische) assistent in opleiding.

Bij voorkeur zou toegang verleend moeten worden via vormgegeven, gevalideerd cursorisch onderwijs. In navolging van de ontwikkelingen in de luchtvaartindustrie en de training van piloten, zullen Virtual Reality-simulatoren in de nabije toekomst onmisbaar worden in de opleiding, en wellicht ook behulpzaam bij de selectie en re-certificering, van chirurgen en andere snijdende heelkundige specialismen.

Summary:  

In the Introduction and outline of thesis, the reader is introduced to the need for specific laparoscopic training for surgical residents, against the background of the increasing popularity of laparoscopic surgery. The novelty of Virtual Reality (VR) surgical simulation is proposed, stating the aim of this thesis: to outline the process of step-wise, structured validation and implementation in the surgical training curriculum of a Virtual Reality laparoscopic cholecystectomy simulator, the Xitact LS500.

In Chapter 1, the results of a survey among residents-in-training for general surgery concerning Minimal Access Surgery (MAS) training in The Netherlands are described. This study was carried out in order to make an inventory of current state-of-the art in MAS training and -performance among residents surgery, and its possible shortcomings. Having a response percentage of 65% (407 residents), this survey shows that Dutch residents (100%) feel it is important to be able to perform the three basic MAS procedures autonomously at the end of their surgical training; e.g. the diagnostic laparoscopy, the laparoscopic cholecystectomy and laparoscopic appendectomy. Still, one out of ten residents expects to be inadequately prepared for these basic procedures having completed his or her training. GI/oncologic interested residents are more interested in performing advanced laparoscopic procedures, although the majority expects to be unable to perform advanced laparoscopic procedures autonomously once being a surgeon. This phenomenon is attributed to ‘not having enough chance to be the first operator’ and ‘lack of volume of procedures in the hospital’. Although residents feel strongly about the need for validated basic laparoscopic skills training, only a quarter of them indicate that attended skills training programmes are indeed evaluated. In conclusion, only 17.8% of residents expect to be able to perform the desired advanced laparoscopic procedures at the end of their surgical training. Specific, properly implemented, monitored and evaluated skills training programs could offer a promising environment in overcoming the discrepancy between fact and desire in autonomous performance of advanced laparoscopic surgery.

Chapter 2 addresses the value of the Advanced Dundee Psychomotor Tester (ADEPT) as an objective scoring system for psychomotor task performance. Gaining insight in the issue of objective assessment of residents´ endoscopic performance is key issue in building surgical training programs. Therefore, the ADEPT system was used to assess the following three research questions: ´Are surgeons good estimators of their own performance on ADEPT´; ´Do surgeons perceive ADEPT to be a valid instrument for measuring psychomotor skills´ and ´Does performance on ADEPT reflect innate psychomotor ability´. Forty-five surgeons participated in the study, and each surgeon performed 2 runs of five randomly assigned tasks. A sum-score was computed and compared with surgeons´ own estimate of performance. According to the research questions, this chapter concludes that surgeons cannot adequately predict standardized individual test outcome on ADEPT. Also, ADEPT indeed reflects innate psychomotor ability along with improvement in performance over runs. Surgeons are ambivalent in assessing ADEPTs´ validity, irrespective of personal performance.

This is attributed to the fact that ADEPT is a pure psychomotor tester, not taking into account other laparoscopic surgical parameters that determine clinical procedural outcome.

Chapter 3 assesses the issue of face-, expert- and referent validity of the Xitact LS500 laparoscopic cholecystectomy VR simulator. The simulator is depicted and its features are described. The results of a survey, representing the opinion on proposed statements of 120 interviewed surgeons are presented. The results are categorized by the clinical laparoscopic experience of the surgeon, thereby formulating an opinion of ´experts´ (N= 87) and ´referents´ (N=33). The over-all opinion on Xitact is positive, believing it can act as a useful tool in teaching (93.1%) and measuring (79.3%) performance assessment. The study concludes that there is no significant difference in opinion between both groups, thus stating acceptance of the simulator in both the group deciding on funds and methods of teaching (expert group) and the group to be taught (referents). Face validity is thus confirmed by both groups.

The study described in Chapter 4 was undertaken to assess the concept of construct validity of the Xitact LS500 laparoscopic cholecystectomy VR simulator. The primary research statement was ¨The clip-and-cut task on the Xitact LS500 Virtual Reality laparoscopic cholecystectomy simulator mimics the surgical procedure of the clipping and cutting of the cystic duct and artery during the laparoscopic cholecystectomy adequately¨. Construct validity is assessed by comparing the scores of an expert group of performers with the scores derived by novices on a novelty simulating the actual clinical performance. A valid system should be able to differentiate between different levels of skill. Three hypotheses were formulated to operationalize the primary research statement. An expert group (N=37, >100 laparoscopic cholecystectomies) and novice group (N=37, 0 laparoscopic cholecystectomies) opinion was formed. After getting familiar with the apparatus, three simulation runs were performed and groups were compared. This study shows that both novices and experts feel the clip-cut task to be very useful in surgical residents´ training. The majority of participants in both groups are not able to adequately predict their test outcome on Xitact.

The first hypothesis, stating that performance scores derived from the clip-and-cut task by experts in clinical laparoscopic cholecystectomy are significantly higher than the performance scores derived by novices, could be answered affirmatively. The actual experience with the clinical procedure is thought to be the explanation for higher scores, as is supported by a shorter time-span to complete the simulation in the expert group. Therefore, scores are likely to be related to the number of clinical laparoscopic cholecystectomies, as stated in hypothesis 2. Also, hypothesis 3, stating that scores of both expert and novices should logically improve over runs – if the simulation concept is to be valid- is supported by our research findings. The construct validity of the Xitact LS500 is thus supported by our results.

Chapter 5 addresses the issue of selection of laparoscopic surgical trainees, and focuses on establishing concurrent validity of the Xitact LS500 with test results on a standardized battery of psychomotor aptitude tests.

As traditional methods of selection are subjective and do not seem to correlate well to clinical practice, an attempt was made to compare Xitact test outcome scores with a standardized psychometric test battery. These psychometric tests were previously validated, and could be a promising asset in the selection of aspirant surgeons. Thirty-three laparoscopic novices participated in this study. Each participant performed the Xitact clip-and-cut procedure 30 times, in order to assess the individual learning curve and –pattern. The aptitude test battery included the Abstract Reasoning test, the Space Relation test, the Gibson Spiral Maze and the Crawford Small Parts dexterity test. The outcomes of this study are that only the Abstract Reasoning test correlates significantly and directly to Xitact test outcome. The test outcomes on the Abstract Reasoning test are highly related to test outcomes on the Space Relation test. Both tests do have discriminative power in comparing the group of talented trainees with less talented ones. (Chapter 7 further explains the issue of the learning curve and elaborates on performance group allocation). In conclusion, although the use of aptitude selection for surgical trainees must not be without debate, a combination of the Space Relation- and Abstract Reasoning test correlates to Xitact performance outcome. Low test scores on the combination of these two psychometric tests might be indicative for performance assessment using the Xitact LS500. Participants with high test scores on the Space Relations - and Abstract Reasoning test are unlikely to mal-perform on Xitact. Concurrent validity of the Xitact LS500 with the combination of the Space Relation test and Abstract Reasoning test is affirmed by our study.

Chapter 6 describes the progress of residents in laparoscopic surgery, after attending the Intercollegiate Basic Surgical Skills Course (BSSC) and as measured by the Xitact simulator. In this course, residents engage in different aspects of laparoscopic surgery for about half-a-day. Laparoscopic (basic) skills are practiced in laparoscopic box trainers for about 3½ hour. Before and after the BSSC, 25 surgical residents performed three simulation runs on Xitact (experimental group). A control-group of 25 interns, not participating in the BSSC, also performed two sessions of three simulation runs. There appeared to be no significant difference in the parameters ´score´ and ´time´ between the experimental group and control group before the BSSC. Although there was a significant decrease in time to complete the simulation over the runs within the groups, there was none (except for run 2) between the two research groups. For the parameter ´score´, there is no difference between the two research groups. The BSSC is not designed to introduce surgical trainees to procedural laparoscopic surgery. Our study shows that the course does not increase laparoscopic procedural task performance in candidates as measured by the Xitact clip-and-cut scenery.

Chapter 7 focuses on the learning curve on the Xitact LS500 simulator and assesses the acquisition of skill on the Xitact clip-and-cut laparoscopic cholecystectomy module. Thirty-three residents without clinical laparoscopic experience received a 1 hour familiarization on the apparatus, and completed a series of 10 simulation runs for three consecutive days (total of 30 simulations per participant). Outcome parameters were sum-score and time to complete performance. After analyzing individual curves, it appears that 4 categories of performers can be identified, reflecting simulator task proficiency. Group 1 includes performers with a high level of innate abilities, gaining little extra improvement through Virtual Reality training (16.7%).

Group 2 has a moderate level of innate abilities, gaining improvement and stability through Virtual Reality training (30%), group 3 has a moderate level of innate abilities, gaining unstable improvement through Virtual Reality training (33.3%) and group 4 has a low level of innate abilities, not gaining improvement through Virtual Reality training (20%). Our study shows is not opportune to assess or validate a VR system using learning curves derived from only one participant. In fact, it is possible to identify different profiles of performance using VR procedural simulation. Most performers are indeed responsive to training. VR procedural simulation may be used for guidance and selection of surgical trainees.

Chapter 8 assesses the issue of the predictive validity of the Xitact LS500. A four-day training course, -´The Eindhoven VR laparoscopic cholecystectomy training course´- was constructed, integrating a multi-media and modality teaching approach. A variety of increasingly difficult laparoscopic VR simulation training sessions are incorporated in this course, using MIST-VR and Xitact LapChol software on the Xitact laparoscopy platform. The clip-and-cut performance of twelve participants to the course in the operating room was videotaped. This group constitutes the experimental group of the predictive validity study. A matched case-control group of twelve laparoscopic cholecystectomy novices, not participating in the Eindhoven course, also videotaped their operating room performance. Two observers analyzed the randomly mixed videotape, containing the 24 video-fragments of the clip-and-cut procedure of the laparoscopic cholecystectomy. Structured questionnaires including multiple observation scales were used to assess performance. Both observers judge the experimental, ´Eindhoven´ group to perform significantly better on the laparoscopic cholecystectomy ´clip-and-cut´ procedure in the operating room. The course was granted certification of the European Association for Endoscopic Surgery.

Finally, Chapter 9 discusses VR simulation systems, hardware- and software developers. It provides an overview of simulators available, their assets, modules and capacities. As developments are going fast and information is bound to be outdated at moment information is printed, the end of the article lists the companies featured, including their contact details. This, in order to facilitate information updates for the interested reader.

Virtual Reality simulation in surgery is, indeed, a viable concept. In fact, it is a development no longer in its infancy. Provided a VR system is properly validated, it is a novelty compelling structural embedding in the curriculum of the medical specialist-in-training. Like no other educational method or instrument, VR simulation provides an environment for safe, repetitive training of residents, with excellent opportunities for objective assessment of the performed procedure. Virtual Reality simulation modules are available in a variety of formats, designed to train a variety of clinical procedures. Not only (laparoscopic) surgical residents can profit, but also future (vascular) surgeons, cardiologists, pulmonologists, urologists, radiologists, anaesthesiologists, orthopaedic surgeons, opthalmologists, ear, nose and throat specialists, gynaecologists and gastro-enterologists.

Furthermore, other medical professions such as theatre nurses, anaesthesiology assistants and nurse practitioners engaged into invasive clinical medical practice may benefit from VR simulator technology. It is important to be well-informed about ongoing developments in VR simulation. Methods for proper and cost-effective implementation of VR simulators in various medical trainings curricula should be discussed by medical educators. Skills-laboratory are likely to provide an excellent environment and infrastructure for both VR supported skills training and VR simulator maintenance. Such an environment should be accessible for each –surgical- resident in training, and training should preferably be embedded in validated training courses. Following the path preceded by aviation and in pilot training, future surgical trainees will benefit from VR surgical training, and VR simulation is likely to play a role in selection and certification of surgeons.