颈部外骨骼装置对整形外科住院医师人体工效学的影响

《Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery》：Impact of a Neck Exoskeleton Device on Plastic Surgery Resident Ergonomics

　　

摘要

背景

整形外科住院医师面临工作相关肌肉骨骼不适的高风险。我们假设住院医师的姿势人体工程学状况不佳，并且可能通过被动外骨骼设备得到改善。

方法

整形外科住院医师佩戴惯性测量单元，在基线状态下和使用外骨骼期间客观记录乳房手术中的术中姿势。术前和术后问卷评估了不适感、疲劳度和可用性。

结果

10 名住院医师（70% 男性，平均住院医师后年资 3 年）完成了 39 台手术病例。病例包括乳房植入手术（n=33）和通过乳房下皱襞切口进行的胸部血管显露（n=6），其中包括 18 例外骨骼手术。外骨骼的使用并未增加手术持续时间（基线 119 分钟 vs 外骨骼 101 分钟；p=0.25）、NASA-TLX 任务负荷指数评分或感知病例难度。主观数据显示，外骨骼并未影响所测量身体部位的不适感累积变化。客观数据显示，平均颈部屈曲角度显著降低（25.8 度 vs 32.8 度，p=0.01），颈部风险评分显著降低，表明处于高风险位置的时间较短（2.5 vs 2.7，p=0.03）。与植入手术病例相比，胸部血管显露期间的颈部风险评分（0-4 分制）显著更差（2.85 vs 2.54；p=0.004）。各住院医师后年资级别之间未见显著差异。在 5 分制评分中，住院医师表示使用外骨骼时不适感很低（1.5），且未来使用姿势矫正设备的可能性很高（3.4）。在 10 分制评分中，住院医师表示外骨骼对手术能力的干扰有限（2.8），且对运动范围受损的程度较低（3.3）。在完成 12 台（67%）手术病例后，报告了对未来使用外骨骼的兴趣。

引言

肌肉骨骼劳损是外科手术中常见的职业危害，整形外科也不例外，因为需要长时间保持静态姿势和精细运动精度。1, 2, 3 非中性体位会导致疲劳、手术表现下降和慢性肌肉骨骼疾病。最近的调查显示，估计 60–80% 的外科医生会经历工作相关的颈部或上背部疼痛。4, 5, 6

尽管意识不断提高，但外科医生的教育和干预措施很少被利用。⁷ 诸如微休息、手术室改造和可调放大镜等人体工程学干预措施仅提供部分缓解，且实施不一致。8, 9, 10 新兴的可穿戴技术，包括外骨骼，已被开发用于通过为目标关节或肌肉群提供机械辅助来减少肌肉骨骼负荷。11, 12

包括外骨骼在内的可穿戴技术已成为减少肌肉骨骼负荷的潜在解决方案。颈部外骨骼旨在持续屈曲期间支持颈椎，可能降低肌肉需求和疲劳。¹³ 然而，评估此类设备在手术环境中，特别是在住院医师中的效果的数据很少。

由于工作时间长、依赖放大设备的任务以及对手术室设置控制有限，整形外科住院医师面临较高的人体工程学风险。整形外科手术通常通过美观隐蔽的切口进行，例如耳前拉皮切口或通过乳房下皱襞进行乳房手术，并且在解剖受限的手术野进行，例如口腔内唇裂修复。另一个例子是手外科，外科医生长时间以非中性姿势俯视手术台。一项针对所有外科培训项目的先前调查发现，只有 1.5% 的项目提供正式的人体工程学教育。¹⁴ 美国整形外科住院医师已接受肌肉骨骼症状流行情况的调查，结果显示 94% 在手术期间经历疼痛，其中 53% 报告这些症状是在培训的前 2 年内产生的。¹⁵ 目前仅发表了一项关于使用振动设备通知住院医师姿势不佳的可行性研究。¹⁶ 因此，住院医师人体工程学教育仍然是一个需要改进的领域，旨在通过早期干预来缓解培训期间的肌肉骨骼劳损，并改善职业生涯 longevity（持续性）、福祉和表现。

本研究旨在评估术中颈部外骨骼设备对整形外科住院医师在手术期间的人体工程学姿势、主观不适、疲劳、感知工作负荷和设备可用性的影响。我们假设使用外骨骼将减少高风险颈部体位并改善自我报告的手术舒适度。

章节片段

方法

本机构的整形外科住院医师通过电子邮件和口口相传由非临床研究工作人员招募。获得了机构审查委员会和教育研究委员会的批准，以确保参与住院医师的安全。值得注意的是，首席调查员和第一作者（均属于整形外科部门）未参与招募或数据收集过程，以盲法处理任何潜在偏见。仅使用去标识化数据

结果

共有 10 名住院医师报名参加研究，并共同完成了 39 台手术病例。住院医师中男性占 70%，平均住院医师后年资（PGY）为 3 年。所有住院医师均以右手为主。病例包括乳房植入手术（n=33）和通过乳房下皱襞切口进行的深下腹壁穿支皮瓣胸部血管显露（n=6）。在这 39 台病例中，18 台是在佩戴颈部外骨骼的情况下进行的。手术时间平均为 110 分钟，基线与

讨论

本研究评估了整形外科住院医师在利用乳房下皱襞作为暴露途径的手术病例期间的人体工程学情况，包括基线状态和使用颈部外骨骼设备的情况。结果显示，使用外骨骼显著改善了颈部人体工程学，而未损害躯干姿势，未增加住院医师的手术时间或认知需求。

此外，外骨骼并未改变感知的病例难度。涉及胸部血管分离的病例确实产生了

结论

整形外科住院医师经常在高风险颈部体位下手术。一款 commercially available（可商购的）颈部外骨骼设备显著改善了客观颈部姿势，而未增加手术时间或损害手术能力。

伦理批准

获得了机构审查委员会和教育研究委员会的批准，以确保参与住院医师的安全。

资金

该项目未获得直接资金，但通过 Composite Manufacturing, Inc. 的外骨骼贷款提供了支持。

利益冲突

梅奥诊所和 Hallbeck 博士与此研究相关的财务利益。该研究已接受梅奥诊所利益冲突审查委员会的审查，并按照梅奥诊所利益冲突政策进行。Composite Manufacturing, Inc. 未参与任何研究执行或结果解释。

致谢

本研究部分得以实现，得益于梅奥诊所 Robert D. 和 Patricia E. Kern 医疗保健输送科学中心。

Brooke E. Willborg|Joseph Y. Kim|Yifan Li|Vasu Ravi|Sakshi Taori|M. Susan Hallbeck|Aparna Vijayasekaran

梅奥诊所罗切斯特分院整形外科分部