Har gode ergonomiske instrumenter betydning ved laparoskopisk kirurgi?

Laparoskopisk kirurgi er et område som har savnet gode løsninger når det gjelder instrumentenes ergonomiske egnethet. Industrien har vært mest opptatt av effekten på tuppen av instrumentene og mindre på kirurgens komfort og pasientens sikkerhet. I 2002 fikk jeg en henvendelse fra et designfirma i Trondheim med spørsmål om å evaluere design og ergonomi på laparoskopiske instrumenter.

Sammen med to designingeniører og en flymekaniker startet vi evalueringen ved å se videofilmer fra laparoskopiske operasjoner på dyr. Gruppen var lite imponert over dagens instrumenter, spesielt med tanke på ergonomi og operasjonseffektivitet. Flymekanikeren, som syntes det var naturlig å sammenligne med ergonomien i et helikopter, kommenterte spesielt at denne ergonomien ville vært uegnet i deres hverdag og med høy risiko og dårlig funksjonalitet. Neste dag kom flymekanikeren med en gipsavstøpning av sin knyttede neve som senere ble tilpasset funksjonene til laparoskopiske instrumenter og som ble utgangspunktet for Volargrip. Ulike prototyper har vært testet og utprøvd av kirurger ved St. Olavs Hospital , kursdeltagere ved Nasjonalt Senter for Avansert Laparoskopisk Kirurgi (NSALK) og kirurger ved Universitetet i Tübingen. Motivasjonen har vært å utvikle instrumenter som ga mindre postoperativt ubehag for kirurgen, samt å finne frem til instrumenter som er enklere å betjene. Min artrose i venstre tommels grunnledd merkes godt etter å ha brukt tradisjonelle laparoskopiske instrumenter i noen timer, mens tilsvarende bruk av Volargrip gir ingen eller lite smerter.

Kirurgens plager

Foruten meg selv, kjenner jeg flere kirurger som har muskel- og skjelettsmerter i nakke og skuldre, eller artrose i fingerledd, etter lang tids bruk av uergonomiske laparoskopiske instrumenter. Dette er godt dokumentert i litteraturen (9,11,13,14,18,20,26). Ved den årlige konferansen for Tysk Kirurgisk Forening ble det utført en spørreundersøkelse hvor 83.4 % rapporterte at de hadde problemer med laparoskopiske instrumenter. 36.4 % klaget over trykkområde på fingre, som for noen hadde gitt flere timers sensibilitetsutfall. I denne studien rapporterte 41 % av kirurgene situasjoner som de opplevde som farlig pga arbeidsstilling og smerte (15). Flere sofistikerte håndtak er blitt utviklet, men har ikke nådd markedet pga høy pris og/eller vanskelig rengjøring (5, 16, 23, 25).

Utprøving av Volargrip

For å få en objektiv evaluering av vår nye prototype av Volargrip, kontaktet vi et av de sentra i Europa som har mest erfaring med ergonomi, professor Ulrich Materen ved Experimental OR and Ergonomics ved Universitetet i Tübingen. Studien ble utført på 13 kirurger og 12 turnuskandidater. Hver testperson måtte utføre syv oppgaver med alle instrumentene i en på forhånd randomisert rekkefølge. Det ble gjort videodokumentasjon av alle øvelsene samt EMG-registrering. Hver test tok fra 1.5 til 2 timer (27). Volargrip viste seg å være overlegen de andre produsentenes instrumenter, Ethicon og Tyco, i forhold til trykkpunkter på kirurgens fingre (p<0.001), og var det instrumentet som ble vurdert å ha best ergonomi. Erfarne kirurger gjorde testøvelser opp til 20% raskere og med 20% større presisjon med Volargrip sammenlignet med de andre instrumentene. Alle testpersonene erfarte at Volargrip var enkel å bruke, ga ingen smertefulle trykkpunkter og hadde en bedre ergonomi. Volargrip kan også justere størrelsen på håndtaket, slik at det tilpasses størrelsen på kirurgens neve i motsetning til konvensjonelle laparoskopiske instrumenter.

Hvert år har studentene ved NTNU et semester med en tverrfaglig prosjektoppgave kalt Eksperter i Team, hvor 6-8 studenter fra forskjellige studieretninger skal fordype seg i et tema. For NSALK har det vært stimulerende å ha grupper som har sett på laparoskopisk kirurgi fra ulike perspektiv, fra pedagogiske aspekter til instrumenter med taktil tilbakekobling. En gruppe vurderte Volargrip opp mot andre laparoskopiske instrumenter ved bruk av øvelser i D-Box, en mekanisk simulatorboks for laparoskopisk kirurgi. De fant Volargrip mere brukervennlig og opp til 30 % mer effektiv ved noen øvelser.

Ergonomi = pasientsikkerhet

European Medical Device Directive (MDD) oppfordrer til bedre brukertilfredshet og pasientsikkerhet. Fremtidige instrumenter vil bli målt på brukervennlighet og ergonomi og vil derfor sette strengere krav til produsentene. Konsekvensen av dette er presisert i den nye internasjonale standard EN 62366.

Data fra vår studie viser at dårlige instrumenter ikke tilfredsstiller kravene når man mister objekter som gallesteiner, nåler etc., eller gjør feil som skyldes smertefulle trykkpunkter og stramme muskler hos kirurgen. Dette er også beskrevet i andre studier (1.3, 6, 8, 9, 11, 13, 15, 16, 25). Det ovenfor nevnte gir oss middelaldrende kirurger mulighet til et positivt syn på fremtiden. Det er for øvrig viktig at ergonomien i hele operasjonsstuen blir vurdert for å få en funksjonell enhet.

Fremtidens operasjonsrom

Før byggingen av St Olavs Hospital ble det , under ledelse av professor Hans Olav Myhre, opprettet to eksperimentelle operasjonsstuer, kalt Fremtidens Operasjonsrom (FOR). Disse hadde til hensikt å forbedre sykehusets nye operasjonsstuer og dermed minske risikoen for å bringe foreldet tankegods inn i de nye stuene. Dette har vi til en stor grad lyktes med takket være industrien, Helsebygg, NTNU og Sintef som alle har vært aktive deltagere i dette prosjektet. På bilde 3 ses den ferdige operasjonsstuen for laparoskopi ved FOR. Den er spesialdesignet for laparoskopi og avansert fleksibel endoskopi, men er også godt egnet til åpen kirurgi.

Surgitech har nå utviklet et komplett sett av instrumenter, inklusive trokarer, for de vanligste laparoskopiske prosedyrene. Instrumentene har CE-godkjenning og selges allerede i flere europeiske land samt i Sør-Korea og Kina. Foreløpig er det ingen markedsføring eller forhandlere av instrumentene i Skandinavia og interesserte må derfor ta direkte kontakt med Surgitech Norway for tilbud.

Referanser

1. Berguer R, Forkey DL, Smith DW (2001) The effect of laparoscopic instrument working angle on surgeons‘upper extremity workload. Surg Endosc 15:1027-1029.
2. Berguer R, Gerber S, Kilpatrick G, Remler M, Beckley D (1999) A comparison of forearm and thumb muscle electromyographic reponses to the use of laparoscopic instruments with either a finger grasp or a palm grasp. Ergonomics 42:1634-1645.
3. Berguer R, Gerber S, Kilpatrik G, Beckley D (1998) An ergonomic comparison of inline vs pistol-grip handle configuration in a laparoscopic grasper. Surg Endosc 12:805-808.
4. Delagi EF, Iazetti J, Perotto A, Morrison D (1989) Elektromyographie der Extremitäten Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart.
5. Emam TA, Frank TG, Hanna GB, Cuschieri A (2001) Influence of handle design on the surgeon’ upper limb movements, muscle recruitment, and fatigue during endoscopic suturing. Surg Endosc 15(7):667-672.
6. Emam TA, Frank TG, Hanna GB, Stockham G, Cuschieri A (1999) Rocker handle for endoscopic needle drivers: technical and ergonomic evaluation by infrared motion analysis. Surg Endosc 13(7):658-661.
7. EN IEC 62366 – Ed. 1.0 – Medical devices – Application of usability engineering to medical devices. IEC Geneva (2007) Beuth Verlag, Berlin.
8. Hanna GB, Shimi S, Cuschieri A (1997) Optimal port locations for endoscopic intracorporal knotting. Surg Endosc 11(4):397-401.
9. Horgan LF, O’ DC, Doctor N: Neurapraxia following laparoscopic procedures: an occupational hazard. Min Invas Ther Allied Technol 1997; 6: 33-5. vgl. 20. Kano N, Kasugai H, Yamakawa T: Laparoscopic surgeon’ thumb. Arch Surg 1993; 128: 1172
10. ISO/IEC 25062 (2006) Software engineering – Software product Quality Requirements and Evaluation (SQuaRE) – Common Industry Format (CIF) for usability test reports. Beuth Verlag, Berlin.
11. Kano N., Kasugai H., Yamakawa T. (1993) Laparoscopic surgeon’ thumb. Arch Surg 128: 1172
12. Lewis JR (1991) Psychometric evaluation of an after-scenario questionnaire for computer usability studies. IGCHI Bulletin 23(1):78-81.
13. Lotz JC: The suffering surgeon. Surg Endosc 1997; 11: 548
14. Majeed AW, Jacob G, Reed MW, Johnson AG: Laparoscopist’ thumb: an occupational hazard? Arch Surg 1993; 128: 357. Van der Zee DC, Bax NMA: Digital nerve compression due to laparoscopic surgery.
15. Matern U, Giebmeyer C, Bergmann R, Faist M (2001) Ergonomic Aspects of Different Handles for Minimally Invasive Surgery – An EMG based Study. Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society 45th Annual Meeting, pp 1269-1273.
16. Matern U, Giebmeyer C, Bergmann R, Faist M (2001) Ergonomic aspects of different handles for minimally invasive surgery-an EMG-based study. Proceedings of the Human Factors and Ergonomics. Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society 45th Annual Meeting, pp 1269-1273.
17. Matern U, Giebmeyer C, Bergmann R, Waller P, Faist M (2002) Ergonomic Aspects of Four Different Types of Laparoscopic Instrument Handles with Respect to Elbow Angle – an EMG based Study. Surg Endosc 16:1528-1532.
18. Matern U, Giebmeyer C, Bergmann R, Waller P, Faist M (2002) Ergonomic aspects of four different types of laparoscopic instrument handles with respect to elbow angle-an EMG-based study. Surg Endosc 16:1528-1532.
19. Matern U, Kuttler G, Giebmeyer C, Waller P, Faist M (2004) Ergonomic aspects of five different types of laparoscopic instrument handles under dynamic conditions with respect to specific laparoscopic tasks: An electromyographic-based study. Surg Endosc 18:1231-1241.
20. Matern U, Waller P, Eichenlaub M, Rückauer KD (1999) MIS instruments: An experimental comparison of various laparoscopic handles and their design. Surg Endosc 13:756-762.
21. Matern U, Waller P, Giebmeyer C, Rückauer KD, Farthmann EH (2001) Ergonomics: requirements for adjusting the height of laparoscopic operating tables. JSLS 5(1):7-12.
22. Matern U., Koneczny S.: Ergebnisse der Umfrage zu den Arbeitsbedingungen im OP auf dem Deutschen Chirurgenkongress 2004. In: Zentralbl Chir 131: 393-400 (2006)
23. Matern U., Waller P. (1999) Instruments for Minimally Invasive Surgery: Principles of Ergonomic Handles. Surgical Endoscopy 13: 174-182
24. MDD, the Medical Device Directive 2007/47/EG
25. Melzer A. (1996) Endoscopic instruments – conventional and intelligent. In: Endosurgery. Hrsg.: Touli J., Hunter J., Gossot D.; Churchill Livingston, New York; S. 69-95
26. Mueller LP. (1993) Laparoscopic instrument grips. An ergonomic approach. Surg Endosc 7: 465-466
27. Büchel.D, Mårvik.R, Hallabrin.B, Matern.U Ergonomics of disposable handels for minimally invasive surgery. Surg Endosc (2010) 24:992-1004