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1 Disponible en ligne sur Annales Françaises d Anesthésie et de Réanimation 27 (2008) Article original Évaluation de la courbe d apprentissage des internes pour l échoguidage sur un fantôme Evaluation of the learning curve of residents in localizing a phantom target with ultrasonography T. Dessieux a, *, J.-P. Estebe a, S. Bloc b, L. Mercadal b, C. Ecoffey a a Service anesthésie-réanimation chirurgicale 2, hôpital Pontchaillou, CHU de Rennes, 2, rue Henri-Le-Guillou, Rennes cedex 9, France b Centre hospitalier privé Claude-Galien, Quincy-sous-Sénart, France Reçu le 12 décembre 2007 ; accepté le 28 août 2008 Disponible sur Internet le 4 octobre 2008 Résumé Introduction. Peu d informations sont actuellement disponibles concernant les courbes d apprentissage en échographie et moins encore en anesthésie locorégionale (ALR) échoguidée. Cette étude a permis d évaluer la courbe d apprentissage sur un fantôme de 12 internes d anesthésieréanimation novices en matière d échographie, lors d un atelier d ALR échoguidée. Matériels et méthodes. Douze internes d anesthésie-réanimation inexpérimentés en échographie ont reçu une formation didactique sur les différents paramètres d un échographe portatif (bouton marche/arrêt, gain, profondeur, résolution et stockage des images...). Ensuite, ils ont réalisé trois essais répartis en deux séries de difficulté croissante, exécutant des tâches prédéfinies : réglage de la machine, puis localisation d une petite pièce de plastique introduite dans un morceau de viande de porc (à 3 cm de profondeur). À la fin de l évaluation, il leur a été demandé de guider une aiguille de 22 G jusqu à une cible prédéterminée (par exemple, le point d intersection de fascia). La progression de l aiguille était contrôlée en permanence par échographie en injectant de petits volumes d eau (aiguille placée perpendiculairement au champ des ultrasons). Deux groupes de deux examinateurs évaluaient pour chacun des trois essais les performances des internes (qualité et temps de réalisation des réglages, temps de repérage de la cible et d hydrolocalisation, volume utilisé pour l hydrolocalisation). Après chaque essai, l interne a évalué sa performance en utilisant une échelle de difficulté de 0 (très facile) à 10 (très difficile). Résultats. Tous les internes ont réussi les réglages de la machine à partir du dernier essai de chaque série, avec mise en évidence d une courbe d apprentissage en termes de durée. La localisation de la pièce de plastique a été réussie par tous les internes au plus tard au sixième essai, avec un raccourcissement progressif de la durée de localisation. L hydrolocalisation a été acquise à partir du quatrième essai. L échelle de difficulté était corrélée au nombre d essais. Tous ces résultats étaient indépendants de l expérience des internes en ALR. Discussion. Quatre essais ont été nécessaires au réglage correct de la machine, à la localisation d une cible et à l hydrolocalisation de celle-ci. L ALR échoguidée semble être une technique d apprentissage rapide, en utilisant ce type d atelier. # 2008 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. Abstract Introduction. Few information are available regarding the learning curve in ultrasonography and even less for ultrasound-guided regional anesthesia. This study aimed to evaluate in a training program the learning curve on a phantom of 12 residents novice in ultrasonography. Material and methods. Twelve trainees inexperienced in ultrasonography were given introductory training consisting of didactic formation on the various components of the portable ultrasound machine (i.e. on/off button, gain, depth, resolution, and image storage). Then, students performed three trials, in two sets of increased difficulty, at executing these predefined tasks: adjustments of the machine, then localization of a small plastic piece introduced into roasting pork (3 cm below the surface). At the end of the evaluation, the residents were asked to insert a 22 G needle into an exact predetermined target (i.e. point of fascia intersection). The progression of the needle was continuously controlled by ultrasound * Auteur correspondant. Adresse thierry.dessieux@chu-rennes.fr (T. Dessieux) /$ see front matter # 2008 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. doi: /j.annfar

2 798 T. Dessieux et al. / Annales Françaises d Anesthésie et de Réanimation 27 (2008) visualization using injection of a small volume of water (needle perpendicular to the longitudinal plane of the ultrasound beam). Two groups of two different examiners evaluated for each three trials the skill of the residents (quality, time to perform the machine adjustments, to localize the plastic target, and to hydrolocalize, and volume used for hydrolocalization). After each trial, residents evaluated their performance using a difficulty scale (0: easy to 10: difficult). Results. All residents performed the adjustments from the last trial of each set, with a learning curve observed in terms of duration. Localization of the plastic piece was achieved by all residents at the 6th trial, with a shorter duration of localization. Hydrolocalization was achieved after the 4th trial by all subjects. Difficulty scale was correlated to the number of trials. All these results were independent of the experience of residents in regional anesthesia. Discussion. Four trials were necessary to adjust correctly the machine, to localize a target, and to complete hydrolocalization. Ultrasonography in regional anesthesia seems to be a fast-learning technique, using this kind of practical training. # 2008 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. Mots clés : Anesthésie locorégionale ; Échographie ; Hydrolocalisation ; Atelier ; Courbe d apprentissage Keywords: Regional anesthesia; Ultrasonography; Hydrolocalization; Training program; Learning curve 1. Introduction L échographie a été longtemps une technique d imagerie réservée à quelques spécialités : radiologie, cardiologie, obstétrique. Les dernières avancées technologiques dans ce domaine : qualité de la définition de l image, miniaturisation, etc., ont rendu son utilisation tout à fait accessible à d autres spécialités comme l anesthésie-réanimation et en particulier pour l anesthésie locorégionale (ALR). La première publication rapportant l utilisation de l échoguidage en ALR date de La Grange et al. [1] ont analysé l aide du Doppler pour réaliser des blocs supraclaviculaires, puis en 1981 c est Abramowitz et Cohen [2] qui ont utilisé réellement l échographie pour réaliser les blocs axillaires difficiles. Grâce aux progrès techniques, l échoguidage en ALR a connu ces dernières années un essor prodigieux, rendant possible la visualisation directe du nerf lors de la réalisation du bloc anesthésique [3,4]. En utilisant l échographie, plusieurs études ont prouvé la meilleure qualité du bloc sensitif avec un délai d installation plus précoce sous échographie par rapport à la neurostimulation [5,6] pour un temps de réalisation plus court [7]. Il y aurait également une diminution des quantités d anesthésique local (AL) utilisées [8], ce qui pourrait réduire le risque de toxicité systémique par résorption des AL. L augmentation du taux de succès est de plus en plus rapportée [9,10] et semblerait permettre de s affranchir complètement de la neurostimulation [11]. L enseignement de l échographie au cours des études médicales se fait surtout par l intermédiaire de diplômes d université. Il n y a pas de données disponibles concernant des courbes d apprentissage sur des formations courtes. Le but de cette étude a été d étudier la capacité des internes d anesthésieréanimation à régler un appareil d échographie et à retrouver une cible sur un fantôme. 2. Matériels et méthodes Cette étude ouverte a été réalisée au sein du service d anesthésie-réanimation du CHU de Rennes au mois de février Sur 30 internes de la filière anesthésie-réanimation, 12 ont été sélectionnés sur la base du volontariat. La seule condition pour être inclus était de n avoir jamais pratiqué d échographie dans quelque domaine que ce soit. La moitié des internes sélectionnés étaient novices en matière d ALR. La méthodologie de cette étude s est inspirée de celle utilisée par Sites et al. en 2004 [12]. Les internes ont tout d abord bénéficié d une première heure de cours présentant les différentes fonctions de réglage de la machine : gain, profondeur, fréquence, focalisation. Puis, les trois heures suivantes, chaque interne a été évalué par deux examinateurs, anesthésistes expérimentés en ALR échoguidée. Les échographes utilisés étaient des LOGIQe (General Electrics Healthcare, Fairfield, États-Unis). Six essais de réglages de l échographe ont été réalisés. Ces essais étaient répartis en deux séries de difficulté croissante. Les essais au sein d une même série étaient de difficulté équivalente. La première série (essais 1, 2 et 3), sous les instructions d un premier examinateur, a consisté à paramétrer la machine selon les informations préalablement données durant le cours. La machine était entièrement «déréglée» avant chaque test : fréquence, profondeur, gain, focalisation étaient modifiés. Une fois la machine réglée, l interne devait localiser échographiquement une cible de plastique (brique de 3 cm de longueur), introduite dans un morceau de viande de porc. Dans le même temps, le second examinateur notait la qualité des réglages, du repérage (bonne ou mauvaise) ainsi que la durée des différents gestes. La seconde série de trois réglages (essais 4, 5 et 6), selon la même procédure, était ensuite réalisée et contrôlée par deux autres examinateurs, en augmentant le niveau de difficulté, avec introduction de fonctions non évoquées dans le cours : nombre de focales, immobilisation de l image, effet Doppler. La seconde partie de l atelier avait comme objectif la localisation à l aiguille d une cible sous échographie. L aiguille était introduite dans l axe perpendiculairement à la sonde et au faisceau des ultrasons (approche hors du plan [13 15], avec aiguille vue en coupe). Le repérage de la cible a été fait en injectant de façon discontinue de faibles quantités de liquide afin d observer la dissection progressive des tissus pour situer la pointe de l aiguille (hydrolocalisation [16]). Une seconde séance de formation théorique d une heure a expliqué aux internes le principe de l ALR échoguidée avec hydrolocalisation, suivie d une démonstration par un des

3 T. Dessieux et al. / Annales Françaises d Anesthésie et de Réanimation 27 (2008) Fig. 2. Duréederéglage de la machine lors des deux séries (moyenne de n =12 et écart-type). Fig. 1. Démonstration du repérage de la cible en hydrolocalisation par un des examinateurs. examinateurs (Fig. 1). Puis, chaque étudiant a effectué six essais en deux séries de difficulté croissante. Pour la première série d essais (1, 2 et 3), la cible de plastique précédemment utilisée devait être repérée et localisée à l aiguille. Lors de la seconde série (essais 4, 5 et 6), les internes ayant réussi à localiser la cible au quatrième essai ont, à la demande des examinateurs, localisé une cible anatomique au niveau d espace aponévrotique désigné par l examinateur lors des essais 5 et 6, modifiant ainsi la durée de ceux-ci ainsi que le volume utilisé pour hydrolocaliser par rapport aux autres essais. L analyse n a été faite que pour les quatre premiers essais pour l apprentissage de l hydrolocalisation. Les critères d observation recueillis étaient la durée d hydrolocalisation, le volume de liquide injecté et le nombre de retrait de l aiguille à cause d une mauvaise localisation. La difficulté de chaque essai était notée par l étudiant sur une échelle de 0 (très facile) à 10 (très difficile). Il a été demandé également aux internes s ils avaient une expérience en matière de jeux vidéo, activité pouvant potentiellement faciliter le maniement de la sonde d échographie. Les résultats sont exprimés en moyenne écart-type. Compte tenu du faible effectif, seule une analyse de corrélation linéaire a été réalisée en fonction du nombre d essai. en anesthésie-réanimation (moins de trois semestres ou plus de trois) ou en ALR (inexpérimenté versus expérimenté). L expérience en matière de jeux vidéo (ordinateur ou console de jeu) a été retrouvée chez cinq internes. Concernant la durée des réglages, une courbe d apprentissage apparaît clairement lors des deux séries d évaluation (Fig. 2). Tous les internes avaient parfaitement réglé les paramètres de la machine au dernier essai de chaque série. Tous les critères de localisation de la cible ont été atteints en quatre essais (valeurs extrêmes : 2 à 6 soit 90 % des internes ayant repéré la cible au quatrième essai et 100 % au sixième essai) (Fig. 3). L évaluation de la difficulté ressentie par les internes lors de l épreuve de l hydrolocalisation (échelle de 0 : aucune difficulté à 10 : très grande difficulté) rapporte une corrélation avec le nombre d essais (R 2 = 0,8581) (Fig. 4). La durée nécessaire à l obtention d une bonne hydrolocalisation est rapportée sur la Fig. 4. Une corrélation entre le nombre d essais et la duréeaété notée(r 2 = 0,9676). Il semble néanmoins qu il ne soit pas retrouvé de réduction nette après le troisième essai (Fig. 5). Concernant le volume utilisé jusqu à l obtention du bout de l aiguille au contact de la cible, une bonne corrélation a été également constatée (R 2 = 0,9929) (Fig. 6). L expérience en jeux vidéo n a pas influencé significativement le nombre d essais réussis, tant pour les réglages de la machine que pour l hydrolocalisation. 3. Résultats Les 12 internes ont entièrement effectué la formation. Deux groupes ont été identifiés en fonction d une expérience antérieure en ALR (selon la technique classique de neurostimulation). Dans le premier groupe expérimenté en ALR, les six étudiants étaient d ancienneté différente dans le diplôme d études spécialisées (DES) d anesthésie-réanimation : un en troisième semestre, quatre en cinquième semestre et un en septième semestre. Le second groupe inexpérimenté en ALR comprenait trois en premier semestre, deux en troisième semestre et un en cinquième semestre. Cependant, aucune différence significative n est apparue clairement à chaque étape de l analyse, tant en ce qui concerne l influence de l ancienneté Fig. 3. Durée de repérage de la cible lors des deux séries (moyenne de n =12et écart-type).

4 800 T. Dessieux et al. / Annales Françaises d Anesthésie et de Réanimation 27 (2008) Fig. 4. Scores de difficulté rapportée par les étudiants durant les six essais d hydrolocalisation (moyenne de n = 12 et écart-type). Fig. 5. Durée d hydrolocalisation (moyenne de n = 12 et écart-type). 4. Discussion Dans cette étude, trois essais ont été nécessaires au réglage correct de la machine, six essais à la localisation d une cible visuellement et quatre essais pour l hydrolocalisation de la cible, avec mise en évidence de courbes d apprentissage, indépendamment de l expérience en ALR et en jeux vidéo. Très peu de données sont disponibles dans la littérature concernant la courbe d apprentissage sur un fantôme de l échographie en ALR. Les résultats de cette étude ont été comparables à ceux qui ont été observés par Sites et al. [12] avec dix résidents. Dans cette étude, les internes étaient inexpérimentés en échographie comme en ALR. Dans l évaluation de l étude présente, l expérience en ALR n a pas été un élément influençant la courbe d apprentissage. Il n est pas surprenant de trouver un tel résultat puisque l échographie est une approche très différente de la technique classique de neurostimulation que les étudiants expérimentés avaient apprise. D une manière anecdotique, un effet d expérience de la dissociation du geste en fonction de l image a été recherché.en effet, l échographie modifie la gestuelle qui, dans la technique d ALR classique par neurostimulation, nécessite que l opérateur reste fixé sur le point de pénétration de son aiguille maintenue par la main et sur les réponses motrices déclenchées. Durant l échographie, l opérateur ne quitte plus du regard l écran et perd donc de vue sa main qui maintient l aiguille. Ce phénomène est également retrouvé dans le domaine du jeu vidéo ; cependant, aucune différence n a semblé se dégager concernant les différentes courbes d apprentissage selon l expérience en jeux vidéo. Même pour la technique classique d ALR selon la méthode de neurostimulation, très peu de données sont disponibles concernant la connaissance et les règles d utilisation d un neurostimulateur par des internes d anesthésie-réanimation. Seul le nombre de blocs nécessaires à réaliser pour considérer l étudiant comme autonome a été étudié. L échographie, en médecine, et particulièrement en anesthésie voit son utilisation très largement se répandre et se banaliser. L implication dans l ALR est une de ces dernières conquêtes [13] tant pour l ALR périphérique que la pose de voies centrales, voire même de cathéters de péridurale, et notamment sur des terrains difficiles (par exemple, obèses, enfants etc.) [17]. Elle permet de s affranchir des repères anatomiques de surface avec visualisation des éléments anatomiques, rendant la réalisation de l anesthésie plus facile en cas de variations anatomiques. Globalement, vu le développement de cette technique dans les différentes spécialités, il est probable que l enseignement de l échographie pourrait faire partie à l avenir de la formation de base de la médecine, d où la nécessité d avoir des modèles de formation sur fantôme. 5. Conclusion Un suivi individuel à distance de la courbe d apprentissage en situation clinique serait très instructif. Une seule étude [18] a tenté d évaluer cela en situation clinique et a permis, à partir des erreurs les plus fréquemment commises, de proposer des points de formations à améliorer. Références Fig. 6. Volume total utilisé pour l hydrolocalisation (moyenne de n = 12 et écart-type). [1] La Grange P, Foster PA, Pretorius LK. Application of the Doppler ultrasound blood flow detector in supraclavicular brachial plexus block. Br J Anaesth 1978;50: [2] Abramowitz HB, Cohen C. Use of Doppler for difficult axillary block. Anesthesiology 1981;55:603. [3] Chan VW, Nova H, Abbas S, McCartney CJ, Perlas A, Xu Da Q. Ultrasound examination and localization of the sciatic nerve: a volunteer study. Anesthesiology 2006;104:

5 T. Dessieux et al. / Annales Françaises d Anesthésie et de Réanimation 27 (2008) [4] Royce CE, Sha S, Soeding PF, Royce AG. Anatomical study of the brachial plexus using surface ultrasound. Anaesth Intensive Care 2006;34: [5] Marhofer P, Schrogendorfer K, Koinig H, Kapral S, Weinstabl C, Mayer N. Ultrasonographic guidance improves sensory block and onset time of three in one blocks. Anesth Analg 1997;85: [6] Marhofer P, Greher M, Kapral S. Ultrasound guidance in regional anaesthesia. Br J Anaesth 2005;94:7 17. [7] Williams SR, Chouinard P, Arcand G, Harris P, Ruel M, Boudreault D, et al. Ultrasound guidance speeds execution and improves the quality of supraclavicular block. Anesth Analg 2003;97: [8] Marhofer P, Schrogendorfer K, Wallner T, Koinig H, Mayer N, Kapral S. Ultrasonographic guidance reduces the amount of local anesthetic for 3 in 1 blocks. Reg Anesth Pain Med 1998;23: [9] Sites BD, Beach ML, Spence BC, Wiley CW, Shiffrin J, Hartman GS, et al. Ultrasound guidance improves the success rate of perivascular axillary plexus block. Acta Anaesthesiol Scand 2006;50: [10] Beach ML, Sites BD, Gallagher JD. Use of a nerve stimulator does not improve the efficacy of ultrasound-guided supraclavicular nerve blocks. J Clin Anesth 2006;18: [11] Casati A, Danelli G, Baciarello M, Corradi M, Leone S, Di Cianni S, et al. A prospective, randomized comparison between ultrasound and nerve stimulation guidance for multiple injection axillary brachial plexus block. Anesthesiology 2007;106: [12] Sites B, Blike G, Gallager J. The learning curve associated with a simulated ultrasound-guided interventional task by inexperienced anesthesia residents. Reg Anesth Pain Med 2004;29: [13] Gray AT. Ultrasound-guided regional anesthesia: current state of art. Anesthesiology 2006;104: [14] Sites B, Brull R, Chan V, Spence B, Gallagher B, Beach M, et al. Artifacts and pitfall errors associated with ultrasound-guided regional anesthesia. Part I: understanding the basic principles of ultrasound physics and machine operations. Reg Anesth Pain Med 2007;32: [15] Sites B, Brull R, Chan V, Spence B, Gallagher B, Beach M, et al. Artifacts and pitfall errors associated with ultrasound-guided regional anesthesia. Part II: a pictorial approach to understanding and avoidance. Reg Anesth Pain Med 2007;32: [16] Bloc S, Garnier T, Komly B, Leclerc P, Morel B, Mercadal L, et al. L hydrolocalisation : technique sûre pour le contrôle de la progression de l aiguille sous échoguidage. Ann Fr Anesth Reanim 2007;26(Suppl.):S13 [R029]. [17] Willschke H, Marhofer P, Bosenberg A, Johnston S, Wanzel O, Sitzwohl C, et al. Epidural catheter placement in children: comparison of a novel approach using ultrasound guidance and a standard loss of resistance technique. Br J Anaesth 2006;97: [18] Sites BD, Spence BC, Gallagher JD, Wiley CW, Bertrand ML, Blike GT. Characterizing novice behavior associated with learning ultrasound-guided peripheral regional anesthesia. Reg Anesth Pain Med 2007;32: