According to the Canadian Anesthesiologists’ Society Guidelines to the Practice of Anesthesia, “The anesthesiologist must remain constantly vigilant, understanding that brief interruption in continuous monitoring may be unavoidable and there are certain circumstances in which a monitor may fail.”1 We challenge this statement by asking to what extent is constant vigilance a realistic expectation for anesthesiologists? Humans have well-described limits to perception and attention at the best of times, even without common contextual factors such as fatigue, boredom, distractions, and cognitive overload. In this issue of the Journal, Mizubuti et al. highlight the importance of inattentional blindness (IB) in anesthesiology, which is defined as a “phenomenon in which people fail to notice stimuli appearing in front of their eyes when they are pre-occupied with an attentionally demanding task.”2 A well-known example of IB, winning the 2004 Ig Nobel Prize for Psychology, is of an “invisible gorilla” that walks through a group of people passing a ball back and forth.3 As the authors point out, IB not only applies to people in gorilla suits but there are also many examples of IB in health care that can result in potentially life-threatening medical errors. How can an improved understanding of this phenomenon improve patient safety?

Mizubuti et al.’s study was a multicentre, international observational study of 280 staff anesthesiologists. Participants watched a four-minute video of a simulated patient who undergoes an emergency laparotomy and encounters unexpected intraoperative hemorrhage. Participants were asked to identify any abnormality, which was classified as either common (hypotension, tachycardia, hypoxia, and hypothermia) or uncommon (the patient turning his head while anesthetized and a loosely connected central line leading to a continuous trickling of blood). They found that anesthesiologists across all age groups were less likely to identify the rare abnormalities compared with the common ones. They also found that the perception of being fatigued (or not) did not influence IB. The authors conclude that IB is present in anesthesiologists in a wide range of age groups and that efforts should be put toward mitigating IB to prevent future medical errors.

Nontechnical skills (NTS), including leadership, communication, and situational awareness (SA) are core competencies required for all anesthesiologists, and poor NTS is often a root cause of many intraoperative errors that can result in significant adverse patient outcomes.4 Situational awareness is a foundational NTS for other cognitively “downstream” crisis resource management skills such as decision-making, leadership, and communication. Situational awareness is divided into three levels. Level 1 is the perception of the patient’s status, where the anesthesiologist collects information from the patient, monitor, and environment; a failure at level 1 SA may be due to several possible reasons. First, the presence of visual or auditory barriers can prevent detectability. Second, “change blindness” may occur, which is a phenomenon where individuals fail to notice changes in their visual field even when they are obvious because of the selective nature of human perception. This often happens when the changes are gradual, or occur during brief interruptions. Last, in the case of IB, significant information is missed because the individuals’ attention is concentrated on only one aspect of their visual field.5 Level 2 SA is integrating all the gathered pieces of information and then comprehending its meaning. At this level, the interpretation of the situation can be via pattern recognition and heuristics (System 1 thinking); or deliberate analytical reasoning (System 2 thinking) influenced by many factors including experience, “book” knowledge, and guidelines.5,6 Level 3 SA is synthesizing and understanding the immediate situation to anticipate and predict future changes in patient status or actions that need to be taken.

There are two leading theories to explain IB. The first is the “attention set” theory, meaning attention is automatically directed to information that is perceived as meaningful or relevant, and all other input is ignored.7 In this study, the participants encounter a scenario involving unexpected intraoperative hemorrhage; in such situations, anesthesiologists commonly direct their attention toward monitoring changes in hemodynamics and the surgical field, perhaps to the detriment of perceiving other signals. The second is “load theory,” which occurs when an individual’s ability to process and interpret new information is exceeded, and no cognitive capacity is available to process either unexpected or task-irrelevant input.7 The video required the anesthesiologists to closely monitor various inputs, including vital signs, ventilator settings, surgical field, and dialogue between the surgeons, which may have cognitively overloaded the participants. Irrespective of the underlying cause, the study found an alarmingly high proportion of anesthesiologists who missed even the commonly occurring abnormalities; with over a quarter failing to note tachycardia, hypotension, hypothermia, and/or hypoxia. In our opinion, this is the most important finding of this study and should give us all pause to consider what we may miss in our own practice.

Mizubuti et al. attempted to investigate the effect of age and experience on IB. Current evidence suggests that neurophysiologic changes associated with aging may lead to reduced processing speed, short-term memory, information retention, visual acuity, and vigilance.8 Nevertheless, in their study they found that age minimally affected IB. Similarly, within the field of radiology, age as a surrogate to expertise did not improve detection of uncommon abnormalities on computed tomography scans.9 In contrast, SA seems to improve as one gains more expertise. As we acquire more experience, our capacity to gather and interpret information improves for several possible reasons including a higher reliance on heuristics (increased repertoire of mental models, use of pattern matching, and automaticity of tasks) potentially leaving more capacity for deliberate analytical reasoning. A recent multicentre simulation study found that more experience, but not age alone, was associated with better NTS.10 Therefore, unlike SA which may improve through training and experience, IB does not appear to be affected by age or experience but instead is an inherent limitation of our cognitive system.

The authors also investigated the effect of fatigue and IB. Fatigue is a physiologic state of reduced mental or physical capability that can result in worse NTS, increased medication errors, loss of sustained attention, and worse psychomotor performance.11 In a prospective drug administration error monitoring study, drug errors due to inattention were three times more likely in anesthesiologists who were fatigued.12 For these reasons, it is highly plausible that fatigue will have a negative impact on IB. Nevertheless, the current study was not equipped to answer this question, as there was neither an objective nor a validated measure of fatigue. Moreover, all the participants were scheduled during regular weekly rounds or before a paid simulation course rather than recruiting before or after a call shift, or some other stressor that could be expected to result in fatigue.11 In our opinion, the question of the effect of fatigue in IB remains unanswered.

Human factors engineering relies on the assumption that patient safety cannot be fully dependent on high levels of individual or even team performance. Instead, well-designed systems embedding human factors principles are necessary to support our health care teams.13 Human factors implementation strategies are based on the hierarchy of controls model (Figure) that is separated into four levels.13,14 At the top of the pyramid, the most effective intervention is avoiding the problem or the hazard in the first place, which is generally not possible in health care. Next is designing and engineering optimal work environments and equipment, which can include medical equipment, drug ampoules, and operating room layout. In the study scenario, the leaking central line could be attributed to poorly designed or malfunctioning equipment. The next level is barriers, which aim to “trap” any potential errors using physical or administrative means, such as well-designed protocols, personal protective equipment, and cognitive aids. In this scenario, setting individualized vital sign alarm limits based on the patient’s baseline values could lead to earlier detection of physiologic abnormalities.15Mitigation is a level below, and it involves behaviours and working practices to minimize harm and future consequences to patients and staff; these can include using NTS during emergencies, patient safety incident reporting, team debriefing, and detection of latent safety threats. For this case, an example would be calling for help early, to provide both a “fresh pair of eyes,” and allowing one to possibly stand back from the patient and survey the whole situation. At the bottom of the pyramid, and the least effective, is education and training, such as NTS training. Educational strategies have been created to improve SA, but it is unclear if these interventions can also improve prevention of IB.5 Thus, our efforts to prevent IB cannot solely rely on improving the skills of individual anesthesiologists.

We applaud Mizubuti et al. for investigating this phenomenon with clinically relevant outcomes; nevertheless, there is still much to be answered about IB in anesthesia requiring more complex simulation models rather than a screen/video-based simulation. Humans have inherent physical and cognitive limitations, especially when experiencing cognitive overload, competing priorities, fatigue, boredom, and distraction. We should appreciate the limitations of “constant vigilance.” While no system will ever be perfect, and errors will always occur in health care, future interventional studies aimed at minimizing IB should incorporate higher-level human factor interventions.

Hierarchy of controls model for improving patient safety

Modèle de hiérarchie des contrôles pour améliorer la sécurité des patient·es

Selon le Guide d’exercice de l’anesthésie de la Société canadienne des anesthésiologistes, « L’anesthésiologiste doit demeurer vigilant·e en tout temps, étant conscient·e que de brèves interruptions du monitorage continu sont inévitables et que, dans certaines circonstances, un moniteur pourrait faire défaut. »1 Nous contestons cette affirmation en nous demandant dans quelle mesure une vigiliance constante constitue une attente réaliste pour les anesthésiologistes. L’être humain a des limites bien décrites à sa perception et à son attention dans le meilleur des cas, même sans facteurs contextuels courants tels que la fatigue, l’ennui, les distractions et la surcharge cognitive. Dans ce numéro du Journal, Mizubuti et coll. soulignent l’importance de la cécité d’inattention en anesthésiologie, qui est définie comme un « phénomène dans lequel les gens ne remarquent pas les stimuli apparaissant devant leurs yeux lorsqu’ils sont préoccupés par une tâche exigeante sur le plan attentionnel. »2 Un exemple bien connu de cécité d’inattention, qui a remporté le prix Prix Ig-Nobel de psychologie en 2004, est celui du « gorille invisible » qui traverse un groupe de personnes jouant au ballon.3 Comme le souligne l’équipe de recherche, la cécité d’inattention ne s’applique pas seulement aux personnes portant un costume de gorille; en effet, il en existe également de nombreux exemples dans les soins de santé, qui peuvent entraîner des erreurs médicales potentiellement mortelles. Comment une meilleure compréhension de ce phénomène peut-elle améliorer la sécurité des patient·es?

Mizubuti et coll. ont mené une étude observationnelle internationale multicentrique auprès de 280 anesthésiologistes en poste. Les participant·es ont regardé une vidéo de quatre minutes d’un patient simulé bénéficiant d’une laparotomie d’urgence et souffrant d’une hémorragie peropératoire inattendue. Les participant·es ont été invité·es à identifier toute anomalie, classée comme fréquente (hypotension, tachycardie, hypoxie et hypothermie) ou rare (le patient tournant la tête pendant l’anesthésie et un cathéter central faiblement connecté entraînant un écoulement continu de sang). L’équipe de Mizubuti a constaté que les anesthésiologistes de tous les groupes d’âge étaient moins susceptibles d’identifier les anomalies rares que les anomalies courantes. Elle a également constaté que la perception d’être fatigué·e (ou non) n’influençait pas la cécité d’inattention. L’équipe a conclu que la cécité d’inattention est présente chez les anesthésiologistes dans un large éventail de groupes d’âge et que des efforts devraient être déployés pour atténuer cette cécité d’inattention afin de prévenir de futures erreurs médicales.

Les compétences non techniques (CNT), y compris le leadership, la communication et la conscience situationnelle, sont des compétences de base requises pour tou·tes les anesthésiologistes, et de mauvaises CNT sont souvent à l’origine de nombreuses erreurs peropératoires qui peuvent entraîner d’importantes issues indésirables pour les patient·es.4 La conscience situationnelle est une CNT fondamentale pour d’autres compétences cognitives « en aval » des habiletés à la gestion de crise des ressources telles que la prise de décision, le leadership et la communication. La conscience situationnelle se divise en trois niveaux. Le niveau 1 comporte la perception de l’état du patient ou de la patiente, dans lequel l’anesthésiologiste recueille des informations auprès de la personne sous ses soins, du moniteur et de l’environnement; un échec à la conscience situationnelle de niveau 1 peut être lié à plusieurs raisons possibles. Premièrement, la présence d’obstacles visuels ou auditifs peut empêcher la détectabilité. Deuxièmement, une « cécité au changement » peut survenir, un phénomène où les individus ne remarquent pas les changements dans leur champ visuel, même lorsqu’ils sont évidents, en raison de la nature sélective de la perception humaine. Cela se produit souvent lorsque les changements sont progressifs ou se produisent pendant de brèves interruptions. Enfin, dans le cas de la cécité d’inattention, des informations importantes sont manquées parce que l’attention des individus est concentrée sur un seul aspect de leur champ visuel.5 La conscience situationnelle de niveau 2 consiste en l’intégration de toutes les informations recueillies, suivie par la compréhension de leur signification. À ce niveau, l’interprétation de la situation peut se faire par la reconnaissance de schémas et l’heuristique (pensée du système 1); ou par un raisonnement analytique délibéré (pensée du système 2) influencé par de nombreux facteurs, notamment l’expérience, les connaissances « livresques » et les directives.5,6 La conscience situationnelle de niveau 3 consiste en la synthèse et la compréhension de la situation immédiate pour anticiper et prévoir les changements futurs dans l’état de la patiente ou du patient ou les mesures à prendre.

Il existe deux théories principales pour expliquer la cécité d’inattention. La première est la théorie de l'« ensemble d’attention », selon laquelle l’attention est automatiquement dirigée vers les informations perçues comme significatives ou pertinentes, et toutes les autres informations sont ignorées.7 Dans l’étude dont il est question ici, les participant·es sont mis·es face à une situation impliquant une hémorragie peropératoire inattendue; dans de telles situations, les anesthésiologistes dirigent généralement leur attention vers le monitorage des changements hémodynamiques et du champ chirurgical, peut-être au détriment de la perception d’autres signaux. La seconde est la « théorie de la charge », qui décrit le phénomène qui survient lorsque la capacité d’un individu à traiter et à interpréter de nouvelles informations est dépassée et qu’aucune capacité cognitive n’est disponible pour traiter les informations inattendues ou non pertinentes pour la tâche.7 La vidéo nécessitait que les anesthésiologistes surveillent de près diverses informations, y compris les signes vitaux, les réglages du ventilateur, le champ opératoire et le dialogue entre l’équipe chirurgicale, ce qui a pu surcharger cognitivement les participant·es. Quelle que soit la cause sous-jacente, l’étude a révélé une proportion alarmante d’anesthésiologistes qui n’ont pas identifié même les anomalies courantes; plus d’un quart n’ont pas remarqué la tachycardie, l’hypotension, l’hypothermie et/ou l’hypoxie. À notre avis, il s’agit de la conclusion la plus importante de cette étude, et ce qui devrait nous forcer à réfléchir à ce que nous pourrions manquer dans notre propre pratique.

Mizubuti et coll. ont tenté d’étudier l’effet de l’âge et de l’expérience sur la cécité d’inattention. Les données probantes actuelles suggèrent que les changements neurophysiologiques associés au vieillissement peuvent entraîner une réduction de la vitesse de traitement, de la mémoire à court terme, de la rétention d’information, de l’acuité visuelle et de la vigilance.8 Pourtant, dans leur étude, Mizubuti et coll. ont constaté que l’âge affectait peu la cécité d’inattention. De même, dans le domaine de la radiologie, l’âge en tant que substitut de l’expertise n’a pas amélioré la détection d’anomalies rares sur les tomodensitométries.9 En revanche, la conscience situationnelle semble s’améliorer à mesure que l’on acquiert plus d’expertise. Au fur et à mesure que nous acquérons de l’expérience, notre capacité à recueillir et à interpréter des informations s’améliore pour plusieurs raisons possibles, notamment une plus grande dépendance à l’heuristique (répertoire accru de modèles mentaux, utilisation de la correspondance de modèles et automaticité des tâches), laissant potentiellement plus de capacité de raisonnement analytique délibéré. Une récente étude de simulation multicentrique a révélé qu’une plus grande expérience, mais pas seulement l’âge, était associée à de meilleures CNT.10 Par conséquent, contrairement à la conscience situationnelle qui peut s’améliorer grâce à la formation et à l’expérience, la cécité d’inattention ne semble pas être affectée par l’âge ou l’expérience, mais constitue plutôt une limitation inhérente à notre système cognitif.

L’équipe de recherche a également étudié l’effet de la fatigue et la cécité d’inattention. La fatigue est un état physiologique caractérisé par une diminution des capacités mentales ou physiques qui peut entraîner de moins bonnes CNT, une augmentation des erreurs de médication, une perte d’attention soutenue et une détérioration des performances psychomotrices.11 Dans une étude prospective de surveillance des erreurs d’administration de médicaments, les erreurs médicamenteuses dues à l’inattention étaient trois fois plus probables chez les anesthésiologistes fatigué·es.12 Pour ces raisons, il est tout à fait plausible que la fatigue ait un impact négatif sur la cécité d’inattention. Néanmoins, la présente étude n’était pas outillée pour répondre à cette question, car il n’existait pas de mesure objective ou validée de la fatigue. De plus, toutes les personnes interrogées l’ont été lors de rondes hebdomadaires régulières ou avant un cours de simulation rémunéré plutôt qu’avant ou après un quart de garde, ou tout autre facteur de stress susceptible d’entraîner de la fatigue.11 À notre avis, la question de l’effet de la fatigue sur la cécité d’inattention reste sans réponse.

L’ingénierie des facteurs humains repose sur l’hypothèse que la sécurité des patient·es ne peut pas dépendre entièrement de niveaux élevés de performance individuelle ou même d’équipe. Au lieu de cela, des systèmes bien conçus intégrant les principes des facteurs humains sont nécessaires pour soutenir nos équipes de soins de santé.13 Les stratégies de mise en œuvre des facteurs humains sont basées sur le modèle de hiérarchie des contrôles (Figure) qui est séparé en quatre niveaux.13,14 Au sommet de la pyramide, l’intervention la plus efficace consiste à éviter le problème ou le danger en premier lieu, ce qui n’est généralement pas possible dans les soins de santé. Vient ensuite la conception et l’ingénierie d’environnements et d’équipements de travail optimaux, qui peuvent inclure des équipements médicaux, des ampoules de médicaments et l’aménagement de la salle d’opération. Dans le scénario de l’étude, la fuite du cathéter central pourrait être attribuée à un équipement mal conçu ou défectueux. Le niveau suivant inclut les obstacles qui visent à « attraper » toute erreur potentielle à l’aide de moyens physiques ou administratifs, tels que des protocoles bien conçus, des équipements de protection individuelle et des aides cognitives ou listes de contrôle. Dans ce scénario, le paramétrage de limites d’alarme de signes vitaux individualisées en fonction des valeurs de base du patient ou de la patiente pourrait conduire à une détection plus précoce des anomalies physiologiques.15L’atténuation se situe à un niveau inférieur et implique des comportements et des pratiques de travail visant à minimiser les préjudices et les conséquences futures pour les patient·es et le personnel; il peut s’agir de l’utilisation de CNT en cas d’urgence, du signalement des incidents liés à la sécurité des patient·es, du débriefing d’équipe et de la détection des menaces latentes à la sécurité. Dans ce cas, un exemple serait d’appeler à l’aide tôt, pour fournir à la fois une « nouvelle paire d’yeux » et permettre à un individu de prendre du recul par rapport à la patiente ou au patient et d’examiner l’ensemble de la situation. Au bas de la pyramide, et le contrôle le moins efficace, se trouve l’éducation et la formation, comme la formation en CNT. Des stratégies éducatives ont été créées pour améliorer la conscience situationnelle, mais il n’est pas clair si ces interventions peuvent également améliorer la prévention de la cécité d’inattention.5 Dès lors, nos efforts pour prévenir la cécité d’inattention ne peuvent pas reposer uniquement sur l’amélioration des compétences des anesthésiologistes individuel·les.

Nous félicitons Mizubuti et coll. pour leur étude de ce phénomène avec des résultats cliniquement pertinents; néanmoins, il reste encore beaucoup de questions concernant la cécité d’inattention en anesthésie, ce qui nécessitera des modèles de simulation plus complexes plutôt qu’une simulation sur écran/vidéo. L’être humain a des limitations physiques et cognitives inhérentes, en particulier lorsqu’il ou elle souffre de surcharge cognitive, de priorités concurrentes, de fatigue, d’ennui et de distraction. Nous devrions être conscient·es les limites de la « vigilance constante ». Bien qu’aucun système ne soit jamais parfait et que des erreurs se produisent toujours dans les soins de santé, les futures études interventionnelles visant à minimiser la cécité d’inattention devraient intégrer des interventions de plus haut niveau sur les facteurs humains.