每年在美国，有许多患者需要长期药物输送，如癌症患者。不幸的是，这种常见的程序可能导致近百万个病例中的许多并发症。为了解决这个问题，研究人员创建了一个机器人模拟培训程序，旨在为受训医生提供额外的实践以执行该程序。在实施该程序一年后，团队发现所有类型的并发症显著减少，包括机械问题、感染和血块。这标志着对患者安全和整体程序成功的积极影响。美国每年都看到许多患者特别是接受癌症治疗的患者需要长期药物输送。然而，这种常见的程序几乎在一百万个病例中可能导致并发症。为了减少与放置中心静脉导管相关的感染、血块和其他问题的发生率，宾州州立大学的研究人员创建了一个在线课程和实践模拟培训，使受训医生能够获得更多的实践。
该培训于2022年在宾州州立大学医学院实施，研究人员通过比较2022-23年的错误率（在培训完全实施后）与之前的两年2016-17和2017-18（培训尚未进行）来研究中心静脉导管放置培训对减少并发症的影响。研究人员发现所有类型的并发症——包括机械问题、感染和血块——在培训开始后显著减少。他们的发现发表在《外科教育杂志》上。研究人员拥有本研究中使用的技术的专利。他们还采用相同的方法改进其他常见但并发症率高的程序，包括结肠镜检查和腹腔镜手术。斯卡雷特·米勒（Scarlett Miller），宾州州立大学的教授，认为他们的新方法可以显著减少临床实践中的可预防错误。这种方法旨在弥合临床教育与实践之间的差距，确保住院医师在放置中心静脉导管等基本技能上的完全熟练。这反过来可以最小化对患者生命的风险。针对这些发现，传统的例行外科程序培训方法正在重新考虑。
该过程通常始于一名初级医生观察一名经验更丰富的医生进行操作。之后，初级医生需要独立执行该程序，最终，他们会教导其他人如何进行。但是，这种方法有其缺点，因为几乎没有安全检查，初级医生只能通过在实际患者身上练习来提高，而这些患者面临并发症的风险，米勒解释道。“而模拟方法则允许个人在不危害任何患者的情况下，反复练习该程序数百次甚至数千次。”
根据米勒的说法，这种新方法是工程师和临床医生合作的结果，结合了在线和模拟技术。基于模拟的培训用于教授标准化的超声引导内颈静脉中心静脉导管置入术（US-IJCVC），该程序涉及通过颈部将中心静脉导管放置到内颈静脉中。
住院医师首先进行在线培训，包括培训前后的测试以评估他们的知识。然后，他们在技能实验室中应用这些知识，在动态触觉机器人培训师上练习放置中心静脉导管，该培训师可以模拟不同的情境和反应。住院医师可以使用超声波可视化导管放置，就像他们在真实病人身上那样，在机器培训师上，这台设备提供自动反馈。
“我们最初与宾州州立大学健康米尔顿·S·赫尔希医疗中心的25名外科住院医师合作，然后扩大到赫尔希的所有住院医师。我们还与位于洛杉矶的西达斯-西奈医疗中心合作，为他们的住院医师提供培训，”米勒解释道。“截至目前，我们已经培训了大约700名医生，目前在我们现有的资金下每年培训约200名医生。”
根据米勒的说法，实践可以使医生更接近完美，而不危害人类生命。在这项研究中，米勒和她的团队比较了2022年的错误率，这是模拟培训首次进行的年份。该研究查看了2016年和2017年的数据，当时培训尚未完全实施，并且由于与COVID相关的持续调整和挑战，没有包含2018年至2021年的数据。研究人员发现报告的机械并发症错误率从2016年的10.4%上升到2017年的12.4%，但在2022年下降至7.3%。同样，感染相关的错误率从2016年的6.6%上升到2017年的7.6%，然后下降。错误率在错误部位手术中从2016年的4.3%下降至2017年的3.7%，至2022年进一步下降至4.1%。至于血块，错误率从2016年的12.3%下降至2017年的11.4%，并进一步减少至2022年的8.1%。
“我们对结果感到鼓舞，并致力于优化系统，并可能在其他医疗机构实施，”米勒表示。“我们在减少错误率方面取得了显著进展，但我们的目标是完美。我们追求零错误。”
米勒还与宾州州立大学工程学院的工程设计学院、信息科学与技术学院和医学院的外科系相关联。论文的合著者包括杰西卡·M·冈萨雷斯-瓦尔加斯（Jessica M. Gonzalez-Vargas），一名博士后研究员。这项研究由宾州州立大学工业工程的研究生杰西卡·M·冈萨雷斯-瓦尔加斯、威斯康星大学临床护理和创伤研究所的副医学主任伊丽莎白·辛兹（Elizabeth Sinz）和宾州州立大学机械工程教授杰森·摩尔（Jason Moore）共同完成。
这项研究的资金来自美国国家科学基金会和国家卫生研究院的国家心脏、肺脏和血液研究所。
