Pacientes virtuales para impartir clases numerosas: la experiencia de la Universidad de Bristol

Enseñar fisiología de forma participativa y atractiva a clases numerosas es todo un reto. Los autores nos llevan paso a paso a través de una sesión basada en la simulación sobre el control de la tensión arterial para hasta 250 alumnos simultáneamente: desde cómo preparar el simulador hasta cómo implicar a los alumnos en simulaciones interactivas, pasando por la evaluación final.

El premio más famoso en nuestro campo se concede a Fisiología o Medicina. Hay una buena razón para ello: con la modernidad, un conocimiento profundo de la fisiología se convirtió en la piedra angular para la práctica de la medicina. Los estudiantes de secundaria reciben ahora una introducción básica a la anatomía (estructura) y la fisiología (función) cardiorrespiratorias. Estos conocimientos se profundizan para los estudiantes universitarios de asistencia sanitaria y biociencias como parte de su educación y formación. La mayoría son capaces de enumerar las causas de los cambios en la presión arterial, pero a menudo no comprenden cómo los reflejos intrínsecos mantienen la presión arterial minuto a minuto. Rara vez se comprende bien cómo estas respuestas mantienen la presión arterial durante el estrés (por ejemplo, la ortostatismo) o el traumatismo (por ejemplo, la hipovolemia), y los límites de este sistema de control retroalimentado. La simulación fisiológica basada en modelos ayuda a los alumnos a explorar estos fenómenos en su contexto corporal y clínico. En este artículo te contamos nuestra experiencia en la Universidad de Bristol.

Destinatarios y objetivos de aprendizaje

El objetivo de aprendizaje de esta clase es explorar los mecanismos de regulación de la presión arterial media mediante el reflejo barorreceptor, y específicamente la respuesta a la hipovolemia causada por una hemorragia aguda. Esta clase, dirigida por un facilitador, se imparte en Bristol a unos 800 estudiantes universitarios de primer curso de biociencias y sanidad, en grandes grupos y utilizando pacientes virtuales. La misma clase se utiliza para alumnos de postgrado de cirugía para refrescar conocimientos de fisiopatología, y para estudiantes de veterinaria, utilizando cantidades fisiológicas apropiadas para caninos.

Antes (diseño de la clase y medios de formación) [class design and training media]

La clase está estructurada según las fases del método hipotético-deductivo: fenómeno a destacar; recopilación de datos; formación de hipótesis; predicción; verificación; y reflexión (Helyer et al., 2024). 

Se utiliza un simulador Maestro Evolve (Elevate Healthcare, Sarasota, FL, EE.UU.). Un modelo fisiológico genera automáticamente los signos clínicos y las señales monitorizadas, que responden a la extracción de volúmenes crecientes de sangre. También se puede utilizar un simulador no basado en un modelo, con acceso a los signos y señales adecuados, pero requiere guionizar las respuestas, y no se puede hacer que reaccione a intervenciones imprevistas sugeridas por los alumnos. Es importante establecer la validez de las respuestas modelizadas. Se introdujeron pequeños cambios en la ganancia del reflejo barorreceptor preprogramado para que coincidiera exactamente con la respuesta esperada para un paciente varón de 80 kg. La validación se basó en datos de la literatura científica, tanto de humanos como extrapolados de animales (Lloyd et al,. 2006)  

Las señales monitorizadas se muestran en un emulador de monitor clínico y se pueden obtener signos clínicos de un paciente virtual (Fig. 2). Este enfoque ayuda a los alumnos a comprender el papel de la monitorización en el reconocimiento de pacientes en deterioro. En el emulador de monitor se muestra un trazado de ECG de derivación II y trazados de presión arterial sistémica y arterial pulmonar y venosa central. Se muestra un valor numérico de la saturación periférica de oxígeno (SpO₂), así como los valores de la frecuencia cardiaca (FC), las presiones arteriales sistólica (SYS) y diastólica (DIAS), y la presión venosa central (PVC). El gasto cardíaco (GC) puede mostrarse como variable continua, o medirse mediante el método de termodilución. La presión arterial media (PAM) puede mostrarse en el monitor o derivarse del SYS y el DIAS. También se muestra la frecuencia respiratoria (FR). Los alumnos obtienen otras magnitudes mediante ecuaciones proporcionadas por el facilitador: volumen sistólico SV = CO/HR, y resistencia periférica total TPR ≈ MAPA/CO. La consciencia puede evaluarse mediante el nivel de alerta del paciente.

Para estresar el sistema, a una pérdida aguda de sangre simulada que provoca un déficit de BV de 600 ml (10% del BV total) le siguen 3 litros de pérdida de sangre (50% del BV total). A esto le sigue un tratamiento con fluidos que restablece la BV a un déficit total de 2 litros (33%), y después a un déficit de  1 litro (17%). Cada etapa es desencadenada por el técnico que avanza en el escenario, con signos clínicos y señales monitorizadas generadas por el modelo. Los alumnos son guiados por un conjunto de diapositivas de PowerPoint también avanzadas por el técnico. Se fomenta el aprendizaje activo mediante el uso de herramientas de sondeo en línea en los momentos adecuados durante la simulación, lo que también es muy valioso para evaluar el progreso del aprendizaje. Los alumnos introducen valores en tablas de datos estructuradas.

Durante (actividades del alumno)

Se presenta a los alumnos el fenómeno fisiológico. Se explica que el sujeto simulado ha sufrido un accidente de tráfico, pero no se espera que los alumnos realicen un diagnóstico ni lo traten. Si es necesario, se dedica tiempo a reforzar los conocimientos sobre el mecanismo del reflejo barorreceptor y el concepto de retroalimentación negativa. La recogida de datos se lleva a cabo en cada fase.  

Fase 0

Primero se «retrocede» el reloj, mostrando las variables monitorizadas para el sujeto sano durante un chequeo antes de que se produjera el accidente. Esto orienta a los alumnos sobre los signos y señales que deben registrar a medida que avanza la clase y refuerza la importancia de buscar valores de referencia sanos, que se utilizarán en análisis posteriores. Se formulan hipótesis sobre la respuesta a una caída de la BV, basándose en las relaciones entre BV, CVP y CO, y MAPA, CO y TPR.  

Fase 1

Esta fase representa la evaluación en urgencias. El paciente se queja de dolor y ha perdido algo de sangre, que se revela como 600 ml, pero está estable. Se hacen predicciones guiadas por el facilitador, y los alumnos anotan los cambios en los signos y señales, como si observaran la evolución del traumatismo en tiempo real. Los cambios (o no) en la FC, la PVC, el GC y la PAM, y los SV y TPR derivados verifican las predicciones. Los alumnos refinan las hipótesis sobre la acción de los mecanismos efectores que actúan para restablecer la PAM, garantizando prioritariamente una perfusión coronaria y cerebral adecuada.  

Fase 2

Esta fase implica un deterioro grave hasta un déficit total de 3 litros. Esto ilustra otro punto clínico importante de la obtención de mediciones repetidas y secuenciales. Se hacen predicciones y se verifican o falsifican observando los cambios. Para añadir dramatismo, suena la alarma del emulador del monitor y el paciente pierde el conocimiento. Se observan cambios sutiles en el ECG. El debate se centra en el éxito, o no, del reflejo en el mantenimiento de la PAM. Dependiendo del grupo de alumnos (científicos o estudiantes de sanidad), se discuten los posibles tratamientos para restablecer la VB. Algunos sugieren invariablemente la administración de sangre total, con el útil aprendizaje de que la solución salina normal es suficiente para tratar el problema primario agudo: la hipovolemia. Los alumnos observadores informan de que el valor de SpO₂ desaparece, lo que indica una mala perfusión periférica y la importancia de comprobar el pulso carotídeo.

Fase 3

La BV se restablece en dos fases y los alumnos completan las tablas de datos. Los volúmenes sanguíneos no se restablecen completamente al valor del chequeo previo al accidente, lo que permite debatir el concepto de hipovolemia permisiva que se ha desarrollado a partir de la medicina de combate.

Después (ejercicios posteriores a la simulación y evaluación)

El análisis de los datos es parte integrante de la fisiología y constituye un elemento clave de nuestro enfoque de la enseñanza de la fisiología. La fase de reflexión requiere que los alumnos analicen, tracen, expliquen los datos y extraigan conclusiones basadas en sus observaciones, predicciones y comprobaciones. Éstas pueden llevarse a cabo en clase o como actividad postclase fuera de línea. En la figura de abajo se ofrece un ejemplo. Los puntos clave discutidos incluyen

• un gráfico de la CVP frente a la SV (o CO). La presión venosa central disminuye con el aumento de la hipovolemia, lo que provoca una disminución de la VS y el GC. Esta relación conduce al efecto observado sobre la función cardiaca explicado por la relación Frank-Starling.
• un gráfico del déficit porcentual de BV frente a la FC, el GC y el PRT, que ilustra los mecanismos compensatorios del reflejo barorreceptor, y cómo este mecanismo se ve desbordado por cantidades muy grandes de pérdida de sangre.
• Un descenso aparentemente paradójico de la TPR en la BV más baja ilustra el punto avanzado de los factores mediados localmente que causan vasodilatación, contribuyendo a la descompensación como fase preterminal («colapso»).

Se utilizan cuestionarios formativos posteriores a la clase para evaluar la consecución de los resultados del aprendizaje. Las preguntas basadas en la explicación de los mecanismos y el manejo de los datos de la simulación se incluyen en los exámenes sumativos de fin de módulo.  

En conclusión

Esta clase presenta un fenómeno fisiológico básico que no puede (o ya no puede) explorarse en voluntarios humanos o animales. Nuestra experiencia indica que es una forma muy atractiva de explicar un fenómeno complejo pero de gran relevancia clínica. Las puntuaciones de satisfacción y rendimiento de los alumnos son elevadas y coinciden con las de los laboratorios de fisiología tradicionales, véase también (Helyer et al., 2024). Dentro de los límites del tiempo disponible, los autores pueden ayudar a los colegas interesados en poner en práctica el enfoque presentado.

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