De technologische kloof overbruggen in het COVID-19-tijdperk: virtual outreach gebruiken om middelbare en middelbare scholieren bloot te stellen aan beeldvormingstechnologie

Kevin D. Phelan; Mohsin Syed; Noor Akhter; Tiffany W. Huitt; Gregory R. Snead; Billy R. Thomas; Karen L. Yanowitz

doi:10.3791/64051

Methodenartikel

De technologische kloof overbruggen in het COVID-19-tijdperk: virtual outreach gebruiken om middelbare en middelbare scholieren bloot te stellen aan beeldvormingstechnologie

DOI:

10.3791/64051

⸱

28 september 2022

Kevin D. Phelan¹ , Mohsin Syed¹ , Noor Akhter¹ , Tiffany W. Huitt¹ , Gregory R. Snead² , Billy R. Thomas³ , Karen L. Yanowitz⁴

¹Division of Clinical Anatomy, Department of Neurobiology and Developmental Sciences, College of Medicine, University of Arkansas for Medical Sciences, ²Department of Emergency Medicine, College of Medicine, University of Arkansas for Medical Sciences, ³Department of Pediatrics, College of Medicine, University of Arkansas for Medical Sciences, ⁴Department of Psychology and Counseling, Arkansas State University

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit artikel presenteert een overzicht van hoe synchrone webgebaseerde virtuele outreach kan worden gebruikt om studenten van de 6e-12e klas bloot te stellen aan geavanceerde beeldvormingstechnologieën zoals echografie, computertomografie en elektro-encefalografie. De paper bespreekt de methoden en apparatuur die nodig zijn om geïntegreerde educatieve sessies te livestreamen voor effectieve betrokkenheid van studenten bij STEM.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Het vergroten van de diversiteit van studenten die een loopbaan kiezen in wetenschap, technologie, engineering en wiskunde (STEM) -velden is een gebied van intense focus in de VS, vooral in de kleuterschool tot en met de 12e klas (K-12) -gerichte pijplijnprogramma's in medische scholen. Een divers STEM-personeelsbestand draagt bij aan een betere probleemoplossing en gelijkheid in de gezondheidszorg. Twee van de vele grote barrières voor plattelandsstudenten zijn het gebrek aan voldoende STEM-rolmodellen en beperkte toegang tot technologie in de klas. Medische scholen dienen vaak als een belangrijke bron voor studenten in de lokale gemeenschap die gemakkelijk toegang kunnen krijgen tot STEM-professionals en moderne technologie via on-campus, gesponsorde evenementen en STEM-outreach naar de lokale klaslokalen. Ondervertegenwoordigde minderheidsstudenten (URM) wonen echter vaak in sociaaleconomisch noodlijdende delen van landelijke staten zoals Arkansas, waar de toegang tot STEM-rolmodellen en -technologie beperkt is. Virtueel leren in het COVID-19-tijdperk heeft bewezen dat de beeldvormingstechnologiebronnen van een medische school kunnen worden gebruikt om een breder publiek te bereiken, vooral studenten die in landelijke gebieden wonen, ver van de campus van de medische school.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Medische school-gesponsorde K-12 pijplijnprogramma's voor STEM bestaan omdat de lage vertegenwoordiging door ondervertegenwoordigde minderheden (URMs) in de medische professie het gebrek aan diversiteit op andere STEM-gebieden weerspiegelt. Het gebrek aan diversiteit onder onderzoekers en zorgprofessionals kan bijdragen aan gezondheidsverschillen. Veel gezondheidswerkers lijken niet op de patiënten die ze dienen, waardoor de patiënten zich buitengesloten kunnen voelen¹. Nationaal vertegenwoordigen URMs 37% van de Amerikaanse bevolking², maar zijn slechts goed voor 7% -10% van de professionele schoolfaculteiten ^3,4,5. De behoefte aan een divers, cultureel competent personeel in de gezondheidszorg is van primair belang bij het identificeren, aanpakken en uiteindelijk verminderen van gezondheidsverschillen. Diversiteit in de gezondheidsberoepen kan gezondheidsverschillen aanpakken door onderzoek gericht op ziekten met een onevenredige impact op raciale en etnische minderheden en door het aantal artsen dat bereid is te dienen in typisch achtergestelde gemeenschappen te helpen vergroten⁶.

Er zijn een aantal factoren die URM-studenten belemmeren om zich in te schrijven voor stem-graden en deze met succes af te ronden. Deze barrières omvatten een kleine kandidatenpool als gevolg van verminderde voltooiingspercentages van middelbare school⁷, aanzienlijk lagere voltooiingspercentages van STEM-majors op de universiteit en het behalen van geavanceerde master- of doctoraatsdiploma's⁸, minder persistentie op school ^9,10 en lagere algemene slagingspercentages¹¹, verminderde blootstelling aan curricula op hoog niveau en minder gekwalificeerde leraren in hun gemeenschappen¹² , en zelfs verschillen in voorkeursleerstijlen op school (URIMs geven bijvoorbeeld de voorkeur aan kleine groepen, praktische activiteiten versus lezingen)^13,14. Het is bekend dat vroege educatieve ontmoetingen uiterst belangrijk zijn bij het vormgeven van de educatieve ervaringen op lange termijn van URM-studenten, die meestal afkomstig zijn uit educatieve omgevingen die geen ondersteuning bieden aan en zelfs onverschillig zijn voor minderheidsstudenten. De meeste URMs hebben geen STEM-rolmodel in hun uitgebreide familie of zelfs hun lokale gemeenschap. Recente studies hebben aangetoond dat vroege blootstelling aan STEM-outreachprogramma's positief geassocieerd is met het vaststellen van een STEM-identiteit en lijkt de interesse van studenten in STEM 15,16,17,18 te stimuleren.

Als het enige allopathische academische medische centrum in de landelijke staat Arkansas, dat een van de hoogste armoedecijfers in de VS heeft¹⁹, hebben de universiteit van de auteur en de afdeling Diversiteit, Gelijkheid en Inclusie in de loop der jaren een robuuste K-12-pijplijn opgezet om de werving van URMs in zijn programma's te ondersteunen. Het begeleiden van studenten op jonge leeftijd is een effectieve strategie gebleken bij werving, behoud en afstudeerinspanningen. Pijplijnprogramma's op niet-gegradueerde scholen in het hele land hebben in dit opzicht enkele successen laten zien (bijv. Verhoogde URM-populaties die zich aanmelden voor medische scholen⁶). Pijplijnprogramma's gericht op middelbare en middelbare scholieren hebben ook enkele vroege tekenen van succes laten zien 20,21,22. Vroege interventie-inspanningen om de interesse van studenten in STEM te stimuleren, kunnen leiden tot diversiteit bij de studenten die geïnteresseerd zijn in STEM-gerelateerde velden en carrières, wat kan leiden tot een toename van het aantal en de diversiteit van middelbare scholieren die naar de universiteit gaan, een STEM-major kiezen en een graduaat in biomedische wetenschappen en / of een graad in de gezondheidszorg nastreven.

COVID-19 heeft veel verstoringen veroorzaakt in het K-12-onderwijs, waaronder beperkingen op de toegang tot medische campusfaciliteiten voor middelbare en middelbare scholieren en een onderbreking van persoonlijke outreach-bezoeken aan lokale scholen. De pandemie heeft veel STEM-outreachproviders gedwongen om zichzelf opnieuw voor te stellen van een paradigma-ontwerp op basis van kleine groepen, hands-on, gerichte benaderingen naar een die virtuele outreach ^23,24,25 omvat. De uitdagingen die gepaard gingen met deze verandering waren het verlies van persoonlijke interacties, het verlies van hands-on interactie met technologie, het gebrek aan het vermogen van studenten om een bezoek aan een medische schoolcampus en zijn faciliteiten persoonlijk te ervaren, en vermoeidheid met online leerplatforms²⁶. Deze uitdagingen kunnen gedeeltelijk worden gecompenseerd door de mogelijkheden van het bieden van virtuele outreach, waaronder een kans om de participatie te verbreden en de technologische kloof te overbruggen door studenten in de hele staat bloot te stellen aan geavanceerde beeldvormingstechnologie die niet beschikbaar is in hun klaslokalen.

Medische scholen zijn een belangrijke bron voor geavanceerde beeldvormingstechnologieën en andere commercieel beschikbare educatieve technologieën die het normale budget van klaslokalen op de middelbare en middelbare school overschrijden. Echografie is een uitstekende beeldvormingsmodaliteit voor middelbare en middelbare scholieren omdat het het mogelijk maakt om in realtime in het menselijk lichaam te kijken. Dit kan erg boeiend zijn voor studenten, zelfs als de presentatie virtueel is. In de VS omvatten nationale wetenschappelijke normen het leren over de eigenschappen van golven in de wetenschapsklassen van de middelbare en middelbare school²⁶. Het demonstreren van echografie en het gebruik ervan in medische beeldvorming is een geweldige manier om de outreach-sessie te koppelen aan klassikale lessen. Niets kan de aandacht van studenten meer trekken dan het live scannen van het lichaam van een persoon, vooral iets dat beweegt - het hart, de samentrekking van een spier of peristaltiek van het maagdarmkanaal. Toegang tot röntgen- en computertomografie (CT) beeldvormingstechnologieën voor STEM-outreach-evenementen is niet mogelijk vanwege de hoge kosten van de apparatuur, drukke klinische gebruiksschema's en veiligheidsproblemen.

Gelukkig zijn er verschillende anatomievisualisatiebeeldvormingstabellen die op grote schaal beschikbaar komen als hulpmiddel op medische schoolcampussen²⁸. Deze tabellen bevatten databases met CT-beelden verkregen van echte menselijke patiënten die aan studenten kunnen worden getoond, inclusief met 3D-reconstructiemogelijkheden. Middelbare en middelbare scholieren zullen ook bekend zijn met het elektromagnetische spectrum (bijv. Röntgenstralen, licht, infrarood), dat is opgenomen in de nationale wetenschappelijke normen, dus het gebruik van dit type beeldvormingstechnologie sluit weer heel mooi aan bij wat ze in de klas leren. Toegang tot apparatuur voor elektro-encefalografie (EEG) van medische kwaliteit voor gebruik in virtuele STEM-outreach-evenementen is zelfs in de medische schoolomgeving moeilijk en vereist geschoold personeel om het onderwerp voor te bereiden op EEG-opname. Relatief goedkope, commercieel verkrijgbare headsets zijn misschien niet beschikbaar voor individuele klaslokalen op de middelbare of middelbare school, maar vallen zeker binnen het bereik van een STEM-outreachbudget voor medische scholen. Deze in de handel verkrijgbare draadloze headsets vereisen minimale tijd om softwarepakketten op te zetten en aan te bieden die visuele beeldvorming van de EEG-activiteit in de hersenen mogelijk maken, wat ideaal is voor de doelgroep van de middelbare en middelbare school die niet bekend is met deze beeldvormingsmodaliteit voor hersenactiviteit.

Het uitvoeren van effectieve virtuele STEM-outreachsessies vereist meer dan een laptopcomputer, een camera en een webgebaseerd videoplatform. De basis desktop- of laptopcomputer moet worden aangevuld met een verscheidenheid aan andere apparatuur om de ervaring te verbeteren en een hoogwaardige, professioneel ogende uitzending te bieden. Dit artikel beschrijft een geïntegreerde benadering met drie stations die is gebruikt om synchrone, webgebaseerde, virtuele outreach-activiteiten te bieden die geavanceerde beeldvorming omvatten, zoals echografie en CT-beeldvorming, evenals de visualisatie van EEG-activiteitslokalisatie in de hersenen.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deze studie werd goedgekeurd door de institutionele beoordelingscommissie als behorend tot een "vrijgestelde" statuscategorie, en als zodanig hadden de programma-evaluatiegegevens die van de studenten en docenten werden verzameld geen toestemming nodig. De onderstaande echografie- en elektro-encefalogramopnamen werden uitgevoerd op gestandaardiseerde patiënten (SP's) met volledig begrip dat dit deel uitmaakte van een educatief outreach-evenement.

1. Positionering en aansluitingen van apparatuur

Broadcast laptop computer
1. Plaats de laptop (figuur 1A, dikke rode pijl). op een centraal gelegen tafel die dienst doet als centraal station van de omroepstudio. Sluit de oplader van de laptop aan op een overspanningsbeveiliging, zodat de laptop volledig is opgeladen voor het hele outreach-evenement.
2. Sluit de USB-kabel (Universal Serial Bus) van een hoogwaardige microfooncondensatormicrofoon aan op de USB-poort van de laptop of gebruik indien nodig een USB-extender met meerdere poorten.
Videoswitcher voor video-invoerselectie en PICTURE-in-picture (PIP)-mogelijkheid
1. Sluit de voedingskabel van de videoswitcher (figuur 1A, dikke groene pijl) aan op een overspanningsbeveiliging en sluit het andere uiteinde van de voedingskabel aan op de "stroom" -stekker op de videoschakelaar.
2. Sluit de USB-kabel aan op de "USB out" -poort van de videoswitcher en sluit het andere uiteinde aan op de USB-poort van de broadcast-laptop.
  OPMERKING: De USB uit de videoswitcher fungeert in wezen als een webcam en moet als zodanig worden herkend door webgebaseerde videoplatforms.
3. Sluit de bij de videoswitcher geleverde ethernetkabel aan op de ethernetpoort van de videoswitcher. Sluit het andere uiteinde van de kabel aan op een USB3.0-naar-Gigabit Ethernet-adapter en sluit vervolgens het USB-uiteinde van de adapter aan op een andere USB-poort van de broadcast-laptop of gebruik indien nodig een USB-extender met meerdere poorten.
4. Download de video switcher software op de speciale broadcast laptop met behulp van de link geleverd door het bedrijf.
Statieven en overhead rig voor videocamera montage
1. Plaats een bovenliggende modulaire studio-installatie boven het anatomische monsterstation met een grote tafel eronder (figuur 1B). Bevestig en centreer een verstelbare camerabevestiging aan de bovenliggende rig (figuur 1B, rode pijl) zodat deze zich centraal boven het anatomische monsterstation bevindt. Monteer een hoogwaardige videocamera met afstandsbediening op de camerabevestiging (figuur 1B, blauw sterretje). Sluit de voedingskabel van de camera aan op de voedingspoort van de camera.
2. Plaats stevig, verstelbare statieven strategisch in het uitzendgebied (figuur 1A en figuur 1C, D, blauwe pijlen). Plaats één hoofdcamera voor groothoekweergaven op elk station. Plaats eventuele extra camera's voor close-upbeelden op de verschillende stations (bijv. Echografiestation om de plaatsing van de sonde op de gestandaardiseerde patiënt [SP] te laten zien).
3. Monteer een videocamera van hoge kwaliteit op elk statief (figuur 1A en figuur 1C, D, blauwe sterretjes). Sluit de compacte lichtnetadapter aan op een stopcontact in de buurt en het andere uiteinde in de oplaadpoort van de camera. Bevestig een zonnekap om strooilicht van plafondlampen te blokkeren.
  OPMERKING: Hoewel de meeste videocamera's worden geleverd met een batterij, is het verstandiger om stroomkabels te gebruiken, zodat de camera niet onverwacht stroom verliest tijdens een uitzending. De afstandsbedieningsmogelijkheid van de overheadcamera maakt het mogelijk om de zoomfunctie eenvoudig aan te passen zonder de live videofeedweergave te hoeven blokkeren door voor het anatomische monsterstation te gaan staan. De presentator of een ander personeelslid kan op afstand aanpassen.
4. Sluit een mini HDMI-naar-HDMI-kabel aan op de mini-HDMI-poort van elke camera. Sluit het ene uiteinde van een extra lange HDMI-kabel (bijvoorbeeld 15 ft lang) aan op de mini-HDMI-kabel. Plaats de HDMI-kabels om naar de videoswitcher te lopen.
5. Plaats de HDMI-kabels in de kamer om eenvoudige beweging mogelijk te maken en plak ze op de vloer om struikelen te voorkomen. Wikkel de HDMI- en stroomkabels die zijn aangesloten op de camera die op de overhead rig is gemonteerd rond de rigstructuur, zodat ze niet in het zicht van de camera van het hoofdstation zijn en niet tijdens de uitzending naar beneden vallen.
HDMI-switcher met meerdere poorten
1. Sluit de videocamera's die zijn geselecteerd om videofeed te bieden voor de kleine inzet in PIP-modus aan op een HDMI-switcher met meerdere poorten die is uitgerust met een afstandsbediening (figuur 1A, dunne groene pijl).
  OPMERKING: Een HDMI-switcher met meerdere poorten is nodig als het aantal HDMI-ingangsapparaten het maximum van vier HDMI-poorten overschrijdt dat beschikbaar is op de videoswitcher.
2. Sluit de HDMI-uitgang van de HDMI-switcher met meerdere poorten aan op een van de vier hdmi-hoofdingangen op de videoswitcher.
Secundaire laptopcomputer voor diapresentaties en dient als draadloze interface naar de EEG-laptop
1. Sluit de secundaire laptopcomputer (figuur 1A en figuur 1C, dunne rode pijl) aan op de oplader en sluit deze aan op de overspanningsbeveiliging.
2. Sluit het ene uiteinde van een HDMI-kabel aan op de HDMI-poort op de laptop en het andere uiteinde op een van de HDMI-ingangen op de videoswitcher.
3. Laad een draadloze afstandsbediening op en sluit de USB-ontvanger aan op een van de USB-poorten van de secundaire laptop.
4. Laad diapresentaties vooraf op het bureaublad van de presentatielaptop.
  OPMERKING: Het gebruik van aangepaste "welkomstdia's" zal de virtuele presentatie personaliseren.
Broadcast monitoren
1. Plaats laptopcomputers strategisch op een stoel/kruk in de buurt van elk station om te worden gebruikt als omroepmonitoren (figuur 1A-C, gele pijlen). Sluit de laptoplader aan op de overspanningsbeveiliging.
  OPMERKING: Deze monitoren zijn vereist zodat de presentator de uitzending net als elke deelnemer kan observeren. Deze mogelijkheid is vooral belangrijk op het anatomische monsterstation om de positie van de monsters op het scherm te kunnen aanpassen.
2. Activeer de draadloze internetverbinding van de laptop zodat deze klaar is voor gebruik.
Ultrageluidsscanstation instellen
1. Plaats een klinisch echografielaptopapparaat en een laptopkar in een centraal gebied van het speciale echografiestation (figuur 1A, paarse pijl). Sluit het netsnoer van het ultrasone apparaat aan op een overspanningsbeveiliging.
2. Sluit een HDMI-kabel aan op de HDMI-poort van de ultrasone laptopcomputer en het andere uiteinde op de HDMI-ingang van een signaalomzetterapparaat. Sluit het ene uiteinde van een HDMI-kabel aan op de HDMI-uitgang van de converter en het andere uiteinde op de videoswitcher of HDMI-switcher.
3. Stel de ingebouwde schakelaars van de converter in om de HDMI-uitgang van de ultrasone laptop opnieuw te configureren om te voldoen aan de HDMI-ingangsvereisten van de videoswitcher. In dit geval waren de instellingen 1,2,3,4,5,7 = Aan; 6,8 = Uit.
  OPMERKING: Converterinstellingen voor specifieke merken ultrasone laptopsystemen moeten mogelijk met vallen en opstaan worden bepaald.
4. Als een elektrocardiografisch (ECG)-pakket een beschikbare optie is voor het ultrasone laptopapparaat (bijvoorbeeld een USB-ECG-eenheid met drie kabels), sluit u het USB-uiteinde aan op de ultrasone laptop. Plaats de drie ECG-snapelektroden in de buurt van het apparaat, klaar om op de SP aan te brengen.
5. Plaats een patiënt brancard of draagbare massagetafel strategisch zo dat deze onder een hoek ligt ten opzichte van het hoofdbeeld van de camera die is gewijd aan het echografiestation (VS) (figuur 1A). Plaats een dekbedovertrek op de tafel en plaats het patiëntenkussen met de kussensloop aan het uiteinde dat het dichtst bij de Amerikaanse kar ligt. Plaats een fles ultrasone gel en papieren handdoeken binnen handbereik, zodat ze kunnen worden gebruikt om de gel gemakkelijk van de SP af te vegen.
3D anatomie visualisatie tafel station setup
1. Sluit de voedingskabel van de anatomievisualisatietafel aan op een overspanningsbeveiliging en zet de tafel aan. Sluit de ethernetkabel van de anatomievisualisatietafelcomputer aan op een aan de muur gemonteerde, actieve ethernetstekker of log de tafel in op draadloos internet.
2. Sluit het ene uiteinde van een extra lange HDMI-kabel (bijvoorbeeld 15 ft) aan op de anatomievisualisatietafel en het andere uiteinde op een van de HDMI-poorten van de videoswitcher of de HDMI-switcher.
3. Meld u aan bij de tabel met anatomievisualisatie met behulp van de referenties die door het bedrijf zijn verstrekt. Laad een van de relevante CT-gevallen vooraf voor de geplande sessie (bijvoorbeeld een hartbypassoperatie) en plaats deze rechts van het midden zodat deze niet wordt geblokkeerd door de PIP-inzet.
Elektro-encefalografische station setup
1. Sluit de oplaadkabel die bij de draadloze EEG-headsets is geleverd aan op de headset en sluit het andere uiteinde aan op de USB-poort van een computer om de headset volledig op te laden. Sluit de draadloze Bluetooth-adapter aan op de USB-poort van de computer of gebruik een USB-adapter om op de laptop te passen.
2. Zodra de headset volledig is opgeladen, steekt u de schuimdoppen in elk van de 14 kabels op de EEG-headset en brengt u een paar druppels zoutoplossing voor oogdruppels aan op elke kabel. Plaats de headset op het hoofd van de SP en pas de positie van de kabels aan zoals aangegeven in de instructies van de headset. Schakel de headset in met de knop op de headset.
3. Schakel de EEG-computer in en activeer de software voor de draadloze EEG-headset. Selecteer het beschikbare headsetapparaat, kies verbinden en volg de instructies in de software totdat alle lampjes groen zijn op het headsetbeeld, wat wijst op het juiste contact van alle 14 kabels. Klik op de softwarelink voor draadloze headsets linksboven in het venster om over te schakelen naar de live EEG-opnames. Pas de instellingen indien nodig aan.
4. Activeer de EEG-hersenvisualisatiesoftware. Selecteer dezelfde beschikbare headset en kies verbinden. Klik op het pictogram onderaan het raam en selecteer de bovenliggende stationaire weergave van de hersenen.
5. Verklein de grootte van de hersenvisualisatie en EEG-softwarevensters, zodat elk de helft van de desktop op het laptopscherm in beslag neemt.
6. Schakel schermdeling in voor de speciale EEG-laptop (bijv. Systeemvoorkeuren | | delen Scherm delen AAN [met alle gebruikers geselecteerd]).
7. Verbind zowel de EEG-dedicated als slide-dedicated laptops met hetzelfde draadloze netwerk. Installeer en activeer op de slide-dedicated laptop de remote desktop viewer-software door op het juiste pictogram op het bureaublad te klikken. Maak verbinding met de EEG-dedicated laptop door de naam of het IP-adres in het vak Remote Host in te voeren en klik vervolgens op Verbinden. Meld u aan bij de EEG-laptop met het gedeelde scherm dat wordt weergegeven op de laptop met speciale dia.

2. Testen van de webgebaseerde videoplatformuitzendinstellingen, videoapparatuur en softwareverbindingen

Broadcast laptop |
1. Open het webgebaseerde videoplatformprogramma op de broadcast-laptop en start een nieuwe vergadersessie .
2. Klik op de pijl rechts van het pictogram Dempen linksonder in de schermrand van het videoplatformprogramma. Kies onder de lijst Selecteer een microfoon de accessoiremicrofoon. Druk op de testluidspreker en microfoonkeuze om de audio-uitgang en audio in geluidsniveaus te testen.
3. Klik op de pijl rechts van het pictogram Video stoppen onder aan de schermrand van het videoplatformprogramma. Kies onder de lijst Selecteer een camera de videobron die wordt weergegeven als 1920 x 1080_60,00 fps.
  OPMERKING: De videoswitcher-ingang naar de laptop wordt weergegeven als twee afzonderlijke lijsten (een met 60 frames / s en de andere met 30 frames / s).
4. Selecteer het vervolgkeuzemenu Video stoppen | video-instellingen. Schakel onder camera-instellingen het selectievakje Mijn video spiegelen uit.
5. Klik op de deelnemersknop aan de onderrand van het videoplatformprogramma en klik vervolgens op de uitnodigingsknop onderaan het rechterpaneel. Kopieer het 11-cijferige vergadernummer en het 6-cijferige vergaderwachtwoordnummer, dat nodig is in stap 2.3.1.
Videocamera's
1. Test de weergaven van de hoofdcamera op elk station door op de bijbehorende knop op de videoswitcher of de HDMI-switcher met meerdere poorten te drukken. Zorg ervoor dat alles in elke weergave is gecentreerd.
2. Test de PIP-instellingen voor elke camera die is aangewezen als PIP-camera door de camera op de videoswitcher te selecteren en de PIP-modus op het apparaat te selecteren. Druk op de PIP-knop op de videoswitcher om de PIP-modus te activeren.
3. Test de draadloze afstandsbediening om te bevestigen dat u eenvoudig kunt schakelen tussen de camera's of andere invoerapparaten die zijn aangesloten op de HDMI-switcher met meerdere poorten.
Laptops monitoren
1. Activeer het webgebaseerde videoplatformprogramma op elke monitorlaptop. Voer het uitnodigingsnummer van de vergadering in en druk op enter; voer het toegangscodenummer in en druk op enter. Sluit het venster waarin wordt gevraagd om deel te nemen aan audio, maar voeg geen audio toe om audiofeedback te voorkomen.
2. Selecteer het vervolgkeuzemenu Video stoppen | video-instellingen . Schakel onder camera-instellingen het selectievakje Mijn video spiegelen uit.
  OPMERKING: De monitor voor het anatomische monsterstation met de overheadcamera moet instellingen hebben die overeenkomen met de instellingen van de videocamera van de broadcast-laptop om ervoor te zorgen dat de oriëntatie van het specimen hetzelfde is voor de presentator als voor de studenten.
3. Klik op het monitorpictogram in het videoplatformprogramma en hernoem de laptops naar Monitor # 1 en Monitor # 2 , zodat de deelnemers weten dat het geen andere deelnemer is.
4. Selecteer Luidsprekerweergave | Volledig scherm. Weergave van de luidspreker vastmaken. Verminder de inzet door op de eerste knop te drukken. Verplaats dit naar de zijkant van het scherm, zodat het geen weergave blokkeert.
Presentatie laptop en afstandsbediening
1. Schakel de schuif-dedicated laptop in. Wijzig de vensterinstellingen om het scherm te dupliceren (d.w.z. windows-instellingen | systeem | meerdere beeldschermen | deze beeldschermen dupliceren).
2. Activeer het diapresentatieprogramma en laad een testbestand. Selecteer het pictogram van de diavoorstelling en test de externe diavoorschotregelaar om te controleren of deze werkt vanaf de plaats waar de presentator tijdens de sessie zal staan.
Instellingen voor videoswitchersoftware
1. Maak een stroomdiagram voor de sessie met een lijst met opnamen met de opgegeven cameraweergave, de videofeedbron en of deze de PIP-modus zal bevatten. Zorg ervoor dat de lijst de exacte plaatsing van de inzet bevat, afhankelijk van welke bron het grootste deel van het scherm vult (d.w.z. verschoven naar de linker- of linkerbovenhoek) (zie bijvoorbeeld de schermafbeeldingen in figuur 2A-I).
2. Activeer de softwarebesturing van de videoswitcher op de broadcast-laptop. Klik op het vervolgkeuzemenu voor Macro's. Verplaats het pop-upvenster naar de zijkant (zie Figuur 1D, enkel geel sterretje).
3. Klik op de knop Maken in het macro-pop-upvenster. Klik op de eerste lege sleuf in het paneel en klik vervolgens op de knop + . Typ een naam in voor deze eerste opname en klik vervolgens op de opnameknop .
4. Selecteer op het bedieningspaneel van de videoswitchersoftware de knop Programma voor de juiste camera (bijvoorbeeld CAM1 of CAM4). Als de opname geen PIP heeft, gaat u naar stap 2.5.7.
5. Als de PIP-modus actief is, klikt u op de knop ON AIR in het gedeelte Volgende overgang . Ga aan de rechterkant van het scherm naar het gedeelte Upstream Key 1 en klik op het tabblad DVE . Selecteer de camera in de inzetweergave van de PIP-modus als vulbron.
6. Wijzig de grootte van de inzetweergave door de x- en y-posities en -grootten in te typen. Bevestig de positie van de inzet in het uitzendvenster van het videoplatformprogramma.
  OPMERKING: Als u op de X of Y klikt in het gedeelte Positie of Groottelabel en de muis naar links of rechts beweegt, scrolt u door de instellingen.
7. Klik op het pop-upvenster Macro en druk op de kleine rode knop om de opname te stoppen .
8. Herhaal stap 2.5.3-2.5.7 om afzonderlijke macro's te maken voor elke opname in het stroomdiagram dat in stap 2.5.1 is gemaakt (zie bijvoorbeeld de schermafbeelding in figuur 1D).
  OPMERKING: De videoswitcher biedt verschillende video-effecten voor overgangen en opties voor lagere derden voor overlays. Alleen de basisbewerkingen voor de PIP-modus worden in dit protocol beschreven.
9. Klik op het vervolgkeuzemenu Bestand boven aan het scherm en kies Opslaan als. Typ een naam voor de bestandsinstellingen.
Gestandaardiseerde patiënt
1. Plaats de shirtloze, mannelijke SP op tafel. Plaats de cardiale ultrasone sonde op de borstwand in de linker 3e of 4e intercostale parasternale ruimte met de marker gericht op de rechterschouder. Pas de sonde aan totdat een parasternaal zicht op de lange as van het hart wordt verkregen dat het linker atrium, de linker ventrikel en het aorta-uitstroomkanaal en de bijbehorende kleppen aantoont (bijv . Figuur 2E).
2. Bevestig de ECG-pads aan de SP (d.w.z. één boven het rechtersleutelbeen, één boven het linker sleutelbeen en één aan de linkerkant van de onderste romp). Bevestig de ECG-kabels aan de pads en test om er zeker van te zijn dat er een stabiele ECG-golfvorm op het ultrasone laptopapparaat verschijnt.

3. Live videoplatform uitzendsessie instellen

Controle van de apparatuur
1. Start de videoplatformuitzendsessie waarvan de link naar de deelnemers is verzonden. Controleer snel de microfoon zoals in stap 2.1.2.
2. Voer stap 2.3.1-2.3.4 hierboven opnieuw uit om de monitorlaptops in te stellen.
3. Als er een medewerker is die als monitor van de chatbalk fungeert, laat ze dan een welkomstbericht sturen naar de deelnemers in de chatbalk met de boodschap dat ze anonieme vragen naar hen moeten sturen, zodat ze deze kunnen delen.
  OPMERKING: Dit is alleen nodig als studenten individueel zijn ingelogd op de sessie en anoniem vragen kunnen stellen. Anonimiteit kan middelbare scholieren helpen die misschien niet hardop vragen willen stellen in een virtuele omgeving.
4. Adviseer de deelnemers om over te schakelen naar de luidsprekermodus om de beste ervaring te krijgen.
5. Start het besturingsprogramma van de videoswitchersoftware, klik op het vervolgkeuzemenu Bestand | herstel en selecteer de bestandsnaam die is opgeslagen in stap 2.5.9. Klik op de herstelknop onderaan het nieuwe pop-upscherm. Klik op het vervolgkeuzemenu Macro en verplaats het pop-upmenu naar de zijkant. Klik op de knop RUN in het macromenu en selecteer de eerste opname in het macromenu .
6. Verplaats het softwarescherm van de videoswitcher naar beneden, maar laat een deel van de bovenste witte rand beschikbaar om op te klikken wanneer dat nodig is (zie Figuur 1D).
  OPMERKING: Als u op het venster van de uitzendsoftware van het videoplatform klikt, verdwijnt de MACRO-pop-up, maar deze verschijnt opnieuw nadat u op het besturingsvenster van de videoswitchersoftware hebt geklikt. Dit moet worden uitgevoerd bij het controleren van de chatbalkfunctie.
7. Begin met opnemen op het softwareprogramma van het videoplatform om de outreach-sessie op te nemen. Selecteer de record voor deze computerkeuze .
  OPMERKING: Nadat de opname is gestopt en het programma is afgesloten, verschijnt er een pop-upvenster dat aangeeft dat de software de opgenomen video converteert . Dit kan enige tijd duren, afhankelijk van de lengte van de virtuele outreach-sessie.
Anatomische specimenspecifieke inhoud
1. Hartmonster station
  1. Gebruik schapen-, varkens- en koeienhartspecimens om verschillen in hartgroottes en de relatieve grootte van het menselijk hart (d.w.z. tussen schapen- en varkensharten) aan te tonen (zie bijvoorbeeld figuur 1B). Demonstreer de pericardiale zak in een schapenmonster en de oppervlakteanatomie van het hart met behulp van varkensharten.
    OPMERKING: Menselijke cadaverische harten kunnen in deze demonstraties worden gebruikt als de leeftijd geschikt is voor de doelgroep (bijv. Middelbare scholieren op het hoogste niveau).
  2. Identificeer de belangrijkste bloedvaten die het hart binnenkomen en verlaten met behulp van een hartmodel (figuur 3A). Demonstreer de locatie van de kransslagaders en bespreek hoe verstopping een hartaanval kan veroorzaken.
  3. Demonstreer de interne anatomiekenmerken van het hart (figuur 2B). Wijs naar de vier kamers en kleppen en vermeld hun eenrichtingsfunctie die wordt gemedieerd door veranderingen in druk en niet door elektrische activiteit (figuur 3A). Wijs op de intrinsieke pacemakercellen in de hartwanden met behulp van een hartmodel.
  4. Vermeld de verschillende diktes van de ventriculaire wanden en praat over hypertrofie van het hart wanneer het harder moet werken (bijvoorbeeld tijdens langdurige hypertensie). Wijs op de interventriculaire wand en bespreek baby's die worden geboren met een gat in hun hart (d.w.z. in het interatriale of interventriculaire septum).
2. Hersenmonster station
  1. Gebruik een model om de twee belangrijkste celtypen te bespreken die deel uitmaken van het zenuwweefsel in de hersenen (bijv. Neuronen en glia). Bespreek de functie van dendrieten versus axonen, hoe neuronen zich met elkaar verbinden bij een synaps en dat dit een elektrochemisch proces is, hoe glia zich rond axonen wikkelen om myeline te vormen, en dat multiple sclerose een ziekte is die leidt tot demyelinisatie.
  2. Demonstreer de belangrijkste delen van het menselijk brein (d.w.z. hersenhelften, cerebellum, hersenstam) en contrasteer met het ruggenmerg. Wijs op de belangrijkste spleet- en gyri- en sulci-oriëntatiepunten die het oppervlak van de hersenhelften kenmerken, zoals de longitudinale spleet die de twee hersenhelften scheidt (figuur 3B, rode pijl) en de centrale sulcus die de primaire motorische cortex en sensorische cortex scheidt (figuur 3B, gele pijl). Bespreek de lokalisatie van de functie in de verschillende lobben en de somatotoopische opstelling van de primaire motorische en sensorische cortex. Bespreek het krimpen van de gyri in de hersenen van Alzheimerpatiënten.
  3. Demonstreer de belangrijkste structuren in een middellijngedeelte van de hersenen (bijv. Corpus Callosum, Thalamus, hypothalamus) en in coronale delen van de hersenstam en voorhersenen. Wijs op het gepigmenteerde uiterlijk van de substantia nigra en het belang ervan bij de ziekte van Parkinson. Identificeer delen van het ventriculaire systeem en relateer dit aan een ventriculaire volledig gegoten model.
Inhoud van het ultrasone station
1. Basisprincipes van echografie
  1. Leg uit hoe echografie een frequentie heeft die hoger is dan wat mensen kunnen horen. Leg uit hoe de sondes de bron van het geluid zijn en dat de snelheid wordt bepaald door het medium waar het doorheen reist. Leg uit dat Amerikaanse apparaten ervan uitgaan dat de geluidssnelheid in het lichaam 1.540 m /s is, maar dat verschillende structuren in het lichaam verschillende geleidingssnelheden hebben. Leg uit dat een echografie wordt geproduceerd wanneer geluid van het ene medium naar het andere reist en weerstand ondervindt.
  2. Oriënteer de studenten om te begrijpen dat de bovenkant van het echografiebeeld zich het dichtst bij de sonde bevindt die op de borst is geplaatst. Demonstreer B-modus beeldvorming van het hart in verschillende gezichtsvlakken (bijv. Parasternale lange as en parasternale korte as) en wijs de kamers en kleppen aan. Demonstreer de kleurmodus voor het in beeld brengen van de bloedstroom door het hart en leg uit dat rood beweging naar de sonde betekent en blauwe beweging weg van de sonde.
  3. Identificeer in het parasternale lange asbeeld van het hart (bijv . Figuur 2E) de mitralisklep, die de bloedstroom van het linkeratrium naar de linker ventrikel regelt tijdens diastole, en de aortaklep, die de bloedstroom van de linker ventrikel naar de aorta regelt tijdens systole. Laat zien hoe de mitralisklep wordt afgewisseld met de aortaklep en vermeld dat het afwisselend sluiten van de kleppen de lub-dub van de hartslag produceert die met een stethoscoop wordt gehoord.
  4. Identificeer in de korte asweergave van het hart het cirkelvormige uiterlijk van de linker ventrikel en de semilunaire vorm van de rechterkamer. Draai de sonde om de aortaklep te visualiseren met het omgekeerde Mercedes Benz-teken.
Inhoud van het computertomografiestation (CT)
1. Leg uit hoe CT-scanners röntgenfoto's spiraalsgewijs door de patiënt sturen, waardoor 3D-reconstructie in elk vliegtuig mogelijk is. Gebruik een geval om het uiterlijk van bot en metaal (d.w.z. wit) versus vloeistof (grijs) en lucht (zwart) op CT-afbeeldingen uit te leggen.
2. Selecteer de multiplanar reconstructie (MPR) modus op de anatomie visualisatie tabel (d.w.z. klik op het blauwe man pictogram | MPR) en kies elk van de drie grote vlakken die vervolgens in een paneel aan de linkerkant verschijnen. Dubbeltik op de afbeelding om deze in het hoofdscherm te laden en dubbeltik vervolgens nogmaals om deze te verkleinen. Demonstreer hoe de beelden door het lichaam scannen in verschillende gezichtsvlakken (bijv. Coronaal, sagittal, transversaal).
3. Voor CT-beeldvorming van het hart, toon de relatieve grootte van een hart van normale grootte in vergelijking met de longen (bijv. Regel van derden). Identificeer de vier kamers van het hart, volg de aorta uit de linker ventrikel en identificeer vervolgens de belangrijkste takken van de aortaboog. Toon een voorbeeld van een vergroot hart met een geïmplanteerde pacemaker (bijvoorbeeld figuur 2G). Gebruik dit geval om een vergroot hart te demonstreren dat het grootste deel van de linkerkant van de thorax in beslag neemt.
4. Toon een voorbeeld van een patiënt die een openhartoperatie heeft ondergaan, zoals blijkt uit de aanwezigheid van metalen draden die het borstbeen bij elkaar houden. Selecteer het opgeslagen pictogram om de afgesloten rechter kransslagader te demonstreren en de bypass-transplantaten van de kransslagader (één rechts en twee links) die uit de aorta komen en naar het hart reizen te identificeren en te volgen (zie figuur 3C).
Inhoud van het elektro-encefalografiestation
1. Toon de draadloze headset op een SP (inzet, figuur 3D, geel sterretje). Wijs op de 14 verschillende leads (7 aan elke kant) die over specifieke hersenkwabben zijn geplaatst. Bespreek hoe de elektrische activiteit van neuronen en glia in de verschillende lobben door het bot naar de oppervlakte-elektroden op de huid reist.
2. Zet de drempel hoger op de software om aan te tonen dat het hele brein actief is. Verlaag de drempel van de EEG-golven in de draadloze EEG-software om de lokalisatie van zones met hoge activiteit binnen specifieke lobben (bijv. Frontale kwab en pariëtale kwab) aan te tonen (figuur 3D, linkerpaneel). Monitor de veranderingen in activiteit in verschillende kwabben om aan te tonen dat er algemene patronen van activiteit zijn, maar dat ze niet elke keer repetitief zijn.
3. Bespreek hoe EEG-activiteit bestaat uit verschillende golven met specifieke frequenties. Gebruik de schuifregelaars in het softwarevenster voor hersenvisualisatie om specifieke golfvormen te isoleren (bijvoorbeeld alfagolven en bètagolven). Laat de SP kauwen om bewegingsartefacten van EEG-opname te demonstreren of sluit hun ogen om de toename van alfagolfactiviteit aan te tonen. Bespreek het gebruik van EEG-registratie in een klinische omgeving (bijv. Epilepsie of slaapstudies).

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Een formele speciale ruimte voor virtuele uitzendingen is niet absoluut vereist en wordt beperkt door nauwe toegang tot de beeldvormingstechnologie. Figuur 1 toont een geïmproviseerde uitzendstudio met alle apparatuur die in dit protocol wordt beschreven (figuur 1A-D). De hoofdopstelling bevindt zich in een kamer met de anatomievisualisatietafel (figuur 1C) en bevat het ultrasone laptopapparaat (figuur 1A), en de aangrenzende gang wordt gebruikt voor het opzetten van het anatomische monsterstation om de montage van de overheadcamera-rig mogelijk te maken (figuur 1B).

Figuur 2 bevat voorbeeldvideoframesequenties van een van de hartgerichte, virtuele outreach-sessies om de soorten schermopmaak te demonstreren die worden gebruikt om de presentatie visueel aantrekkelijk te maken en het leren te verbeteren. Inleidende informatie (bijv. een welkomstdia, subsidieondersteuning, introducties van personeel, een kort sessieoverzicht) wordt weergegeven in een dia met een live presentatorset aan de zijkant (bijvoorbeeld figuur 2A, I). Hierdoor kan de presentatie worden onderscheiden van gewone diapresentaties, maar blijft de videoplatformsoftwarefunctie behouden om de spreker te zien.

Anatomische specimendemonstraties gebruiken een kleine presentatorinzet in de linkerbovenhoek en de overheadcamera als hoofdscherm (figuur 2B). Hierdoor kan de presentator rechtstreeks met het publiek praten terwijl hij specifieke structuren in een close-upweergave demonstreert. Samenvattingsdia's met belangrijke punten worden alleen weergegeven als een eenvoudige dia, waardoor het personeel naadloos achter de schermen van het ene station naar het andere kan gaan (figuur 2C, F, H) en studenten helpt de belangrijkste take-home-berichten te consolideren. De strategisch geplaatste monitoren stellen het personeel in staat om de samenvattingsdia tijdens de overgang te lezen. De eerste echografieweergave bevat alleen een groothoekweergave, zodat de presentator de SP kan introduceren, de configuratie van de ultrasone laptop kan demonstreren en echografie kan introduceren en hoe de Amerikaanse sondes werken (figuur 2D).

Een inzet met een close-up van de SP is opgenomen in de live Amerikaanse scanning, omdat dat studenten helpt te integreren wat ze zien met waar de sonde wordt geplaatst (figuur 2E). Dit is cruciaal voor de VS, omdat kleine bewegingen van de sonde op de SP (bijvoorbeeld draaien, schuiven of hengelen van de sonde) het resulterende beeld zullen veranderen. Een inzet wordt ook gebruikt wanneer de anatomievisualisatietabel wordt gedemonstreerd, omdat het zien van de tafelmanipulatie de sleutel is tot het oriënteren van de studenten en het begrijpen van wat er op de 3D-reconstructies wordt weergegeven (figuur 2G). Dit is uiterst belangrijk wanneer near-peer presentatoren (bijv. Middelbare school- en universiteitsstudenten) worden gebruikt, zodat middelbare en middelbare scholieren zich kunnen voorstellen dat ze op een dag in staat zijn om de technologie te manipuleren.

Tabel 1 geeft een overzicht van de specificaties voor de instelling van de besturingstoetsen van de videoswitchersoftware die worden gebruikt om de verschillende frames in figuur 2 te genereren. De tabel geeft de namen aan van elke door de gebruiker gedefinieerde zachte knop, welke camera is geactiveerd voor het hoofdscherm, welke camera wordt gebruikt voor de PIP-weergave en de grootte en positie van de PIP-inzet. Deze instellingen worden gegenereerd in stap 2.5.1-2.5.8 die in het protocol worden vermeld.

Tabel 2 geeft een overzicht van de productienotities achter de schermen die worden gebruikt door het personeelslid dat de uitzending beheert om te weten wanneer handmatig de juiste camera moet worden geselecteerd en de dia's moeten worden gebruikt om zich voor te bereiden op de volgende opname. Hoewel de videoswitcher vloeiende overgangen tussen opnamen mogelijk maakt, moet iemand nog steeds enkele selecties achter de schermen maken om de uitzending naadloos te laten lijken. Bovendien moeten zelfs met de videoswitcher en de multiport HDMI-switcher de HDMI-ingangen van de ultrasone laptop HDMI-ingang en de anatomievisualisatietafel HDMI-ingang handmatig worden geschakeld. Dit kan worden gedaan tijdens het projecteren van een Amerikaanse samenvattingsdia.

Als er een tweede videoswitcher beschikbaar is, kunnen de HDMI-ingangen van de ultrasone en anatomievisualisatietabel worden aangesloten op de tweede videoswitcher en de uitgang worden aangesloten op de HDMI-poort die normaal gesproken wordt gedeeld door de twee apparaten op de hoofdvideoswitcher. In dit geval verandert een eenvoudige druk op de tweede videoschakelaar de ingang naar de hoofdvideoschakelaar zonder HDMI-kabels te hoeven vervangen. Het gemak van deze regeling is de extra kosten mogelijk niet waard als het budget beperkt is. Als alternatief kan een tweede multiport HDMI-switcher worden gebruikt.

De samengestelde beelden in figuur 3 geven voorbeelden van het gebruik van near-peer presentatoren in hart- en hersengerichte outreach-sessies. Het gebruik van hartmodellen en specimens (inzet) is weergegeven in figuur 3A. Het gebruik van menselijke cadaverische hersenmonsters en -modellen (inzet) is weergegeven in figuur 3B. Figuur 3 toont een 3D-reconstructie van een CT-scan bij een patiënt met een afgesloten rechter kransslagader (figuur 3C, rode pijl) en een coronaire bypass-transplantaat (figuur 3C, zwarte pijl). Het gebruik van draadloze EEG-registratie van hersenactiviteit in een SP wordt weergegeven in figuur 3D, inclusief de onbewerkte EEG-opnames (rechterpaneel) en de softwarevisualisatie van de EEG-activiteit in de hersenen (linkerpaneel). De werving van bijna-peer STEM-rolmodellen is iets waarmee rekening moet worden gehouden bij het uitzenden naar middelbare en middelbare scholieren. Near-peer middelbare schoolpresentatoren die behoren tot het STEM-outreachteam in deze studie werden gebruikt om virtuele outreach-sessies te organiseren voor kinderen van personeel dat bij een Amerikaans federaal agentschap werkt tijdens hun gesponsorde "Take Your Child to Work Day" (een sessie van 30 minuten over het hart²⁹ en een sessie van 60 minuten over de hersenen³⁰).

De geïntegreerde aanpak met drie stations die werd gebruikt in de beschreven outreach-presentaties biedt variatie aan de sessies en behoudt de aandacht van studenten tijdens het gebruik van een webgebaseerd virtueel videoleerplatform. Wat nog belangrijker is, alle drie de beeldvormingsmodaliteiten die in het protocol worden vermeld, vereisen dat het podium voor de studenten wordt ingesteld door een deel van de basisanatomie van de respectieve regio (d.w.z. hart of hersenen) te bekijken. Virtuele presentaties kunnen eenvoudig worden afgestemd op de specifieke leeftijd en interesse van de doelgroep. Het protocol dat in dit artikel wordt beschreven, is gebruikt om virtuele technologiegerichte STEM-outreachpresentaties te bieden voor een verscheidenheid aan middelbare en middelbare schoolpubliek, evenals leraren, in de hele staat. Een voorbeeld van een lijst van deze sessies is opgenomen in tabel 3.

Om de effectiviteit van de virtuele outreach-presentaties te evalueren, werden leraren gevraagd naar hun percepties van de waarde van de sessies. De negen leraren die reageerden vertegenwoordigen klassen die samen ~ 150 middelbare scholieren in totaal waren. Leraren kregen een e-mail enquête en werden gevraagd om acht stellingen over de virtuele outreach-sessies te evalueren met behulp van een 5-punts Likert-schaal (zie tabel 4). De gegevens werden verzameld en statistisch geanalyseerd. Een t-test met één steekproef (tweezijdig) werd gebruikt om te bepalen of de evaluatieresponsen significant verschilden van een verwacht neutraal punt van de schaal (3, niet eens of oneens) en om de significantie (p-waarde) voor elke verklaring te bepalen, inclusief de bovenste en onderste 95% betrouwbaarheidsintervallen. De frequentie van de reacties is opgenomen in tabel 4.

De evaluaties van de leerkrachten gaven aan dat deze virtuele sessies een waardevol gebruik van de lestijd waren (p < .05) en dat studenten, naar de mening van de leerkrachten, tijdens de virtuele sessies iets leerden over STEM of technologie (p < .01). De leraren waren het sterk eens met de stelling dat ze de virtuele outreach-sessies zouden aanbevelen aan andere leraren (p < .001) en het team zouden uitnodigen om nog een virtuele outreach-sessie uit te voeren (p < .05). Samen bevestigen de gegevens van deze eerste zes verklaringen dat de aanpak veelbelovend lijkt te zijn om een positieve leeromgeving voor studenten te bieden, ondanks dat deze virtueel is. De laatste twee vragen gingen over de mate van betrokkenheid van die studenten die de sessie persoonlijk of virtueel bijwoonden.

De neutrale evaluatiegegevens van de leraar (d.w.z. geen significant hogere of lagere respons in vergelijking met het neutrale punt) gaven aan dat de studenten in hun klassen niet volledig betrokken waren bij de virtuele outreach-sessies. De afwezigheid van een significante toename van deze categorie vragen was niet onverwacht, omdat hands-on activiteiten studenten meer betrekken dan welke virtuele activiteit dan ook. De waargenomen waarde van de sessies door de leraren in combinatie met de afwezigheid van een significante negatieve evaluatie voor de betrokkenheid van studenten ondersteunt het gebruik van dit soort virtuele outreach-sessies wanneer persoonlijke, hands-on sessies niet mogelijk zijn.

Tabel 5 geeft voorbeelden van de opmerkingen van studenten in de chatbalk van het videoplatform over wat ze tijdens de virtuele sessies over het hart of de hersenen hebben geleerd. De presentator vraagt de klas meestal om voorbeelden te geven van vijf dingen die ze in de sessie hebben geleerd en die ze niet wisten voordat ze zich aanmeldden bij de virtuele sessie. Deze opmerkingen gaven aan dat studenten aandacht besteedden tijdens de outreach en dat ze relevante inhoud leerden en de algemene positieve lerarenevaluaties bevestigden.

figure-results-1
Figuur 1: Geïmproviseerde uitzendstudio met alle vermelde apparatuur. (A) Weergave van de broadcast-laptop (dikke rode pijl), diapresentatielaptop (dunne rode pijl), videoswitcher (dikke groene pijl), HDMI-multipoort (dunne groene pijl), statieven (blauwe pijlen) en gemonteerde videocamera's (blauwe sterretjes) en ultrasone laptop (paarse pijl). De camera bij de broadcastlaptop is gericht op de gang om de presentator vast te leggen op het anatomische specimenstation. Het statief en de camera aan de linkerkant van de foto bieden het hoofdcamerabeeld voor het echografiestation, terwijl de camera's aan het hoofd en de voet van de massagetafel worden gebruikt om close-upbeelden van de SP te bieden tijdens echografie. De laptop aangeduid met de gele pijl vertegenwoordigt de uitzendmonitor voor het echografiestation. (B) Weergave van het anatomische monsterstation met hartmonsters en een hartmodel op de tafel en de bovenliggende camera-installatie met zijn camerabevestiging (rode pijl) en videocamera (blauw sterretje) boven de tabel. De laptop die als monitor voor dit station dient, wordt aangeduid met de gele pijl. (C) Weergave van het CT-beeldvormingsstation met de verticaal georiënteerde anatomievisualisatietabel (uiterst rechts van het beeld). Het statief (blauwe pijl) en de videocamera (blauw sterretje) aan de linkerkant van het beeld vormen de belangrijkste cameraweergave voor het CT-beeldstation. De presentator op het anatomievisualisatietafelstation kan eenvoudig de hoofduitzendingslaptop (dikke rode pijl) of de diapresentatielaptop (dunne rode pijl) op de tafel bekijken. De laptop (gele pijl) op de kruk rechts van het beeld is de monitor voor de presentator op het echostation. (D) Screenshot van de broadcast laptop tijdens een live broadcast view van het echostation met een statief (blauwe pijl) en gemonteerde videocamera (blauw sterretje) aan de voet van de massagetafel. Het besturingsvenster van de videoswitchersoftware (dubbele gele sterretjes) wordt uit de weg verplaatst naar de onderkant van het scherm. Het macro-pop-upvenster (enkel geel sterretje met de macroknoppen rechts van het scherm). Afkortingen: SP = gestandaardiseerde patiënt; CT = computertomografie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-2
Figuur 2: Voorbeeld van videoframes van een hartgerichte virtuele outreach-sessie. (A) Voorbeeld van inleidende dia's met live inzetweergave vanaf camera #1. (B) Anatomisch specimen en modelstation met overhead cameraweergave en live inzetweergave vanaf camera # 2. Het hartmonster is geopend om de binnenkant van de rechterkamer te demonstreren. (C) Hartanatomie sleutelpunt samenvatting dia. (D) Echografie beeldvormingsstation met live beeld van camera # 3. (E) Echografiestation met live inzetweergave van camera # 2 en ultrasone laptopvideo-uitgang. De scan is een parasternale lange asscan van het hart die het linkeratrium, de linker ventrikel, de rechter ventrikel en de aorta demonstreert. (F) Echografie key point samenvatting dia. (G) CT-beeldvormingsstation met live inzetweergave van camera # 4 en anatomievisualisatietafelvideo-uitvoer. De scan toont een vergroot hart (geel sterretje) en de verkleinde grootte van de linkerlong in vergelijking met de rechterlong. (H) CT imaging key point samenvatting dia. (I) Afsluitende vragen van het publiek dia met live inzetweergave van camera #1. Afkorting: CT = computertomografie; RV = rechter ventrikel; LA = linker atrium; LV = linker ventrikel; RV = rechter ventrikel; A = aorta; LL = linkerlong; RL = rechterlong. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-3
Figuur 3: Het gebruik van near-peer studenten in hart- en hersenpresentaties. Drie near-peer studenten worden getoond terwijl ze een virtuele outreach-sessie presenteren op het anatomiestation (inzet A, B) en anatomievisualisatie CT-beeldvormingsstation (inzet C). Een van deze bijna-peer presentatoren diende als de SP op het EEG-station (inzet D). Belangrijkste afbeeldingen: (A) Hartmodel dat wordt gebruikt om de verschillende delen van het hart te demonstreren, waaronder het rechteratrium, de pulmonale romp, de rechterkamer, het linkeratrium, de linker ventrikel en de aorta. (B) Anatomisch specimenstation met een hele menselijke cadaverische bewaarde hersenen en de locaties van de longitudinale spleet (rode pijl), centrale sulcus (gele pijl), frontale kwab, pariëtale kwab en occipitale kwab. (C) CT-beeldvorming met behulp van de anatomievisualisatietabel met een voorbeeld van een hartscan met coronaire bypass-operatie met een afgesloten rechter kransslagader (rode pijl) en het bypass-transplantaatvat (zwarte pijl). (D) Samengesteld schermbeeld met EEG-opname in een SP met behulp van een draadloze EEG-headset (geel sterretje, inzetpaneel), EEG-opnames van de 14 leads van de headset (rechterpaneel) en reconstructie van hersenvisualisatiesoftware met een superieur beeld van de hersenen die de EEG-activiteit lokaliseren (linkerpaneel) in de linker- of rechterhelft van de hersenen. De frontale kwab bevindt zich bovenaan de afbeelding. Afkortingen: CT = computertomografie; EEG = elektro-encefalogram; FL = frontale kwab; SP = gestandaardiseerde patiënt; RA = rechter atrium; PT = pulmonale romp; RV = rechter ventrikel; LA = linker atrium; LV = linker ventrikel; A = aorta; FL = frontale kwab; PL = pariëtale kwab; OL = occipitale kwab. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Macro Soft Panel-knop #	Naam van opgeslagen macroknop	Toetsinstellingen op ATEM Mini Pro
1	IntroSlides-inzet	Cam 4; Live; Cam 2 DVE; X-positie=-7,3; Y-positie = 0,3; X grootte = 0,49; Y grootte = 0,49
2	Anatomie-inzet	Cam 1; Live; Cam 2 DVE; X-positie = -10,2; Y positie = 5; X grootte = 0,38; Y grootte = 0,38
3	Anat-SamenvattingSlide	Cam 4
4	US-Intro-noinset	Cam 2
5	US-inzet	Cam 3; Live; Cam 2 DVE; X-positie = -10,2; Y positie = 5; X grootte = 0,38; Y grootte = 0,38
6	US-SummarySlide	Cam 4
7	CT-inzet	Cam 3; Live; Cam 2 DVE; X-positie = -10,2; Y positie = 5; X grootte = 0,38; Y grootte = 0,38
8	CT-SamenvattingSlide	Cam 4
9	Vragen-inzet	Cam 4; Live; Cam 2 DVE; X-positie = -7,3; Y-positie = 0,3; X grootte = 0,49; Y grootte = 0.49s

Tabel 1: Voorbeeld van de besturingsinstellingen van de videoswitchersoftware die wordt gebruikt voor het maken van de hartvideoframes die in figuur 2 worden weergegeven. De tabel bevat de afzonderlijke macro-softpanelknoppen, de bijbehorende knopnamen en de belangrijkste instellingen op de virtuele switcher-software om verschillende digitale video-effecten mogelijk te maken. Afkortingen: CT = computertomografie; US = echografie; DVE = digitale video-effecten.

Schot volgorde #	Selectie van deelvensters met zachte knop	Extra actie om je voor te bereiden op de volgende opname
1	Begin met IntroSlides-inzet	[Presentator ontwikkelt dia's met afstandsbediening]
2	Overschakelen naar Anatomie-inzet	druk op camera 2 op afstandsbediening en geavanceerde dia's
3	Overschakelen naar Anat-SummarySlide	druk op camera 1 op afstandsbediening
4	Overschakelen naar US-Intro-noinset	geavanceerde dia's
5	Overschakelen naar US-inzet	druk op camera 3 op afstandsbediening
6	Overschakelen naar US-SummarySlide	druk op camera 4 op afstandsbediening en vervang us door SECTRA HDMI-kabel op ATEM
7	Overschakelen naar CT-inzet	geavanceerde dia's
8	Overschakelen naar CT-SummarySlide	druk op camera 1 op afstandsbediening
9	Overschakelen naar vragen-inset en geavanceerde dia's

Tabel 2: Voorbeeldopname van de uitzending voor de hartpresentatie. De tabel bevat de opnamevolgorde, de selectie van de knop voor het zachte deelvenster en aanvullende acties die nodig zijn om u voor te bereiden op de volgende opname in de virtuele uitzending. Afkortingen: CT = computertomografie; US = echografie.

Beschrijving van de groep #	Student cijfer	Virtueel outreach-onderwerp	Stations
Middelbare school PreAP wetenschapsklas	8	Echografie en infraroodbeeldvorming	Het meten van de snelheid van geluid &infrarood beeldvorming
Summer Science STEM beurs	6 - 8	Skeletdemonstratie	Anatomisch specimen station
Wekelijkse Anatomie en Technologie Interactief - Zomerprogramma 2020, 2021	6e t/m 12e	Hart	Hartanatomie, VS van hart, CT-beeldvorming van hart
Wekelijkse Anatomie en Technologie Interactief - Zomerprogramma 2020, 2021	6e t/m 12e	Long	Longanatomie, VS van ademhalingssysteem, CT-beeldvorming van ademhalingssysteem
Wekelijkse Anatomie en Technologie Interactief - Zomerprogramma 2020, 2021	6e t/m 12e	Hersenen/CZS	Hersenen en ruggenmerg anatomie, Amerikaanse zenuwen, CT-beeldvorming van schedel en hersenen.
Wekelijkse Anatomie en Technologie Interactief - Zomerprogramma 2020, 2021	6e t/m 12e	VS van regio's door het hele lichaam	Echografie station
Wekelijkse Anatomie en Technologie Interactief - Zomerprogramma 2020, 2021	6e t/m 12e	CT-beeldvorming van regio's in het hele lichaam	SECTRA-station
Wetenschapsklas op de middelbare school	negende	Hart	Hartanatomie, VS van hart, CT-beeldvorming van hart
Wetenschapsklas op de middelbare school	negende	Hersenen	Hersenanatomie, CT/MRI-beeldvorming van schedel en hersenen, EEG-opname van live SP
Student Athlete STEM Academy (SASA) - Zomerprogramma	9 - 12	Spieren, pezen, gewrichten, skelet, hart, hersenen, schedel	Model- en skeletdemonstraties, Amerikaanse beeldvorming van veel voorkomende sportblessureplaatsen, CT-beeldvorming van veel voorkomende MSK-blessures, hartanatomie
Wervings- en blootstellingsprogramma voor gezondheidsberoepen (HPREP)	9 - 12	Hart	Hartanatomie, VS van hart, CT-beeldvorming van hart
Landelijke school district middelbare school wetenschapslessen	9e-10e	Hart	Hartanatomie, VS van hart, CT-beeldvorming van hart
Landelijke school district middelbare school wetenschapslessen	9e-10e	Hersenen en CZS	Hersenanatomie, CT-beeldvorming van schedel en hersenen
American Heart Association "Sweethearts" Programma	10de	Hart	Hartanatomie, live US scanning van SP-hart, EKG-opname van de activiteit van de pacemaker, CT-beeldvorming van het hart
Kankerprogramma - Zomer (middelbare school en universiteit op het hoogste niveau)	11e en 12e en college	Beoordeling van kankertypen, histologie en pathologie	Anatomie van belangrijke organen die zijn aangetast door kanker, AMERIKAANSE en CT-beeldvorming van deze organen, virtuele histopathologie van kanker in deze organen
Arkansas Wetenschapsfestival	open voor alle geïnteresseerde cijfers	hart	anatomie, VS, CT

Tabel 3: Virtuele STEM-outreachpresentaties en doelgroep. De tabel bevat beschrijvingen van representatieve studentengroepen die zijn bereikt via outreach-sessies, hun cijferniveaus, het hoofdonderwerp van de outreach en de verschillende stations die in de outreach zijn opgenomen. Afkortingen: CT = computertomografie; US = echografie; STEM = wetenschap, technologie, engineering en wiskunde; CZS = centraal zenuwstelsel; EEG = elektro-encefalogram; MRI = magnetische resonantie beeldvorming; ECG = elektrocardiogram. # Sommige studentengroepen werden rechtstreeks gerekruteerd via bekende contacten, terwijl anderen werden gerekruteerd via websiteposts.

					Eén monster t-test (tweezijdig)
	Likert Response (Frequentie) #	Gemiddelde evaluatie	Standaarddeviatie	t	Df	p-waarde	95% BI (onder, boven)
Ik geloof dat dit bezoek aan virtual classroom outreach een waardevol gebruik van de lestijd was	1(0), 2(2), 3(0), 4(0), 5(7)	4.33	1.32	3.024	8	.017 *	3.316, 5.350
Het onderwerp werd op een passend niveau gepresenteerd voor mijn studenten	1(0), 2(0), 3(0), 4(4), 5(5)	4.56	0.53	8.854	8	.000***	4.150, 4.961
Ik zou deze outreach-sessie aanbevelen aan andere leraren	1(0), 2(0), 3(2), 4(1), 5(6)	4.44	0.88	4.913	8	.001 **	3.767, 5.122
Ik zou het ArkanSONO-team verwelkomen om volgend jaar virtuele outreach-sessies uit te voeren in mijn klassen	1(0), 2(2), 3(0), 4(0), 5(7)	4.33	1.32	3.024	8	.017 *	3.316, 5.350
Ik geloof dat mijn studenten nieuwe STEM-inhoud hebben geleerd in deze sessie	1(0), 2(0), 3(2), 4(2), 5(5)	4.33	0.87	4.619	8	.002 **	3.668, 4.999
Ik geloof dat mijn studenten iets over technologie hebben geleerd in deze sessie	1(0), 2(0), 3(2), 4(2), 5(5)	4.33	0.87	4.619	8	.002 **	3.668, 4.999
Mijn klassikale studenten waren betrokken bij deze activiteit	1(0), 2(4), 3(0), 4(3), 5(2)	3.33	1.32	0.756	8	.471	2.316, 4.350
Mijn online studenten waren betrokken bij deze activiteit	1(2), 2(2), 3(1), 4(2), 5(2)	3.00	1.58	0.000	8	1.00	1.784, 4.215
	# 5-punts Likert schaal					* p<,05
						** p<,01
						blz<,001

Tabel 4: Evaluatie van de virtuele outreach-sessies door de leerkracht. De tabel bevat de antwoorden van de docent op acht verschillende programma-evaluatievragen met behulp van een 5-punts Likert-schaal en de statistische analyse van de antwoorden. Afkortingen: STEM = wetenschap, technologie, engineering en wiskunde; df = vrijheidsgraden; CI = betrouwbaarheidsinterval.

Heart Session Reacties	Ik leerde over de verschillende kamers van het hart, ook over ventrikels, ook leerde ik hoe een echografie werkt.
	Ik heb geleerd hoe ik de pericardzak kan identificeren met echografie en mogelijk wat ik kan verwachten bij bloedingen
	Ik wist niet dat echo's op verschillende delen van het lichaam konden worden gebruikt, behalve de buikholte
	Ik heb geleerd dat het geluid van je kloppende hart de kleppen is die openen en sluiten
	Ik wist niet hoe urine door de blaas ging
	Echografie maakt gebruik van geluidsgolven om structuren van het lichaam te zien, ik dacht dat het als een röntgenfoto was.
	Ik leerde waar ik op moest letten en hoe dingen er eigenlijk uitzagen met een ultrageluid.
	Ik wist niet dat je op de echo kon zien hoe alle spieren bewegen.
	Hoe bot eruit ziet op een echografie en dat een echografie geluidsgolven gebruikt.
	Voor deze zoom wist ik niet wat het doel van de gel was.
	Ik wist dat röntgenfoto's niet veilig waren, maar ik wist niet dat echo's veilig zijn!
Brain Session Reacties	Ik heb geleerd hoe anders het brein van een Alzheimerpatiënt eruitziet dan het onze.
	Ik wist niet dat de symptomen van een beroerte variëren, afhankelijk van welk deel van de hersenen wordt aangetast.
	Ik wist niet dat je een EEG op je hoofd kon zetten en de hersenactiviteit kon zien! Dat was super gaaf!
	Ik wist niet dat de frontale cortex zich niet volledig ontwikkelde totdat een persoon eind 20 is
	Ik wist niet dat we de hersenactiviteit konden zien met een headset, ik denk dat het echt cool is om na te denken over alzheimer om de gyri te laten krimpen
	Ik realiseerde me niet dat de schedels van baby's pas volledig samensmolten als ze volwassen waren.
	Ik leerde over de effecten van aneurysma's
	Ik leerde dat de hersenen twee lagen hebben die het beschermen
	Je hersenen kunnen er anders uitzien en hebben een heleboel groeven van bepaalde ziekten hersenen en sommige functies die ze hebben
	Ik leerde hoe de elektroden de beweging in de hersenen lezen.
	Ik heb geleerd dat CT een 3D-modal is om meer details te zien
	Ik heb geleerd dat als je rechterhand dominant bent, je je linkerhersenhelft gebruikt

Tabel 5: Opmerkingen van studenten - Wat heb je vandaag geleerd? De tabel biedt representatieve opmerkingen van studenten over wat ze hebben geleerd in afzonderlijk uitgevoerde hersen- en hartbereiksessies. De opmerkingen van de studenten werden gekopieerd van de chatbalk aan het einde van de virtuele outreach-sessie.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Federale door subsidies gefinancierde STEM-outreach-activiteiten met behulp van draagbare beeldvormingstechnologiebronnen die beschikbaar zijn op de universiteit van de auteur, werden gebruikt om persoonlijke, kleine groep, hands-on STEM-sessies te bieden voor middelbare tot middelbare scholieren. Deze inspanningen komen overeen met en versterken de reeds rijke, door de universiteit gesponsorde K-12 STEM-pijplijnactiviteiten die zijn ontworpen om de diversiteit van studenten die STEM-velden in Arkansas betreden, te vergroten. De beperkingen op de toegang tot de campus die ontstonden als reactie op de COVID-19-pandemie dwongen iedereen om hands-on STEM-activiteiten opnieuw voor te stellen als virtuele outreach-evenementen. Hoewel kleine groep, hands-on interactie met technologie altijd het doel moet zijn voor het werven van studenten in STEM-velden, kan het gebruik van virtuele outreach-sessies helpen om de deelname te verbreden en de kloof in toegang tot beeldvormingstechnologie te overbruggen. Het onderzoeksteam in deze studie rekruteerde eenvoudig studenten en docenten via online berichten, bestaande gemeenschapscontacten en door samen te werken met het kantoor voor diversiteitszaken van de universiteit.

Het verbreden van de participatie is vooral belangrijk in een landelijke staat zoals Arkansas. Medische scholen zijn een belangrijke bron voor moderne beeldvormingstechnologie die kan worden gebruikt in virtuele outreach-omgevingen om de kennis van leraren en studenten over STEM-concepten te vergroten. Het STEM-outreachteam in dit project profiteerde van een universitaire investering van aanzienlijke fondsen om state-of-the-art echografie- en CT-beeldvormingsapparatuur (bijv. De anatomievisualisatietabel) te verkrijgen die is gewijd aan educatieve activiteiten. Een federaal gefinancierde subsidie vulde deze technologieën aan met de aankoop van draadloze EEG-headsets en bijbehorende softwarepakketten die beeldvorming van de lokalisatie van EEG-activiteit mogelijk maken. Modellen en anatomische specimens werden in elke sessie opgenomen, omdat de anatomische wetenschappen de basis vormen voor het begrijpen van de beelden die zijn verkregen met behulp van moderne beeldvormingsmodaliteiten zoals echografie en CT-beeldvorming. Het protocol dat in dit artikel wordt beschreven, biedt details over hoe een minimale investering in een aantal belangrijke, aanvullende, uitzendingsgerelateerde apparatuur professioneel ogende livestreaming van deze beeldvormingstechnologiebronnen mogelijk maakt in virtuele, STEM-gerichte outreach-evenementen die studenten zullen boeien en betrekken.

De aankoop van hoogwaardige videocamera's, sommige switchers en accessoires en de beschikbaarheid van andere laptopcomputers stelden het team in staat om videofeeds van hoge kwaliteit te bieden voor virtuele outreach-sessies. In het protocol dat in dit artikel wordt beschreven, werden zes afzonderlijke camera's gebruikt in de outreach-sessies (drie voor de echografie, twee voor het anatomische monster en modelstation en één voor het CT-beeldvormingsstation voor anatomievisualisatie). Een overdracht van hoge kwaliteit is belangrijk om de interesse van studenten te behouden, vooral omdat de studenten waarschijnlijk de presentatie op hun smartboard of projectorscherm in de klas zullen bekijken, wat beide waarschijnlijk zal resulteren in een afname van de algehele beeldkwaliteit. Verlichting is belangrijk, maar camera's van hoge kwaliteit kunnen de noodzaak van extra fotografische verlichting overbodig maken.

De videoswitcher en meerdere camera's zijn de meest essentiële onderdelen van het systeem, omdat ze de PIP-mogelijkheid mogelijk maken. Het vervangen van de ingebouwde laptop computer videocamera door de video switcher ingang biedt het voordeel dat een groter deel van het scherm wordt gebruikt voor de livestreaming dan zou gebeuren als de video presentatie software gewoon scherm-gedeeld in een live input van deze technologieën naast de presentator camera. Studies hebben aangetoond dat live-samengestelde videocolleges waarbij het beeld van de docent wordt gecombineerd met dia's of andere inhoud resulteren in een betere subjectieve ervaring voor de studenten^31,32. Een aparte mobiele microfoon van hoge kwaliteit zal de auditieve ervaring verbeteren en is vereist als de presentator tijdens de sessie van station naar station gaat op afstanden die ver verwijderd zijn van de daadwerkelijke laptop die wordt gebruikt om de virtuele sessie uit te zenden.

Een medische echografielaptop met HDMI-uitgang is vereist om een beeld van hoge kwaliteit te bieden voor de uitzending van het virtuele videoplatform. Commercieel beschikbare 3D-anatomiebeeldvormingstabellen zoals die in het huidige protocol worden gebruikt, zijn een geweldige bron die beschikbaar is op veel medische scholen, maar buiten het bereik van de meeste middelbare scholen en middelbare scholen ligt. De tabel die in dit protocol wordt gebruikt, heeft een virtueel VH-dissectorprogramma (niet beschreven in dit artikel) dat 3D- en dwarsdoorsnedebeelden van anatomie mogelijk maakt, die nuttig zijn om studenten een referentiepunt te bieden voor het begrijpen van de anatomie die zal worden getoond door middel van echografie en CT-beeldvorming. De anatomievisualisatietabel is verbonden met een onderwijsportaal met honderden gevallen van CT- en MRI-scans van echte patiënten, wat een perfecte klinische focus biedt voor studenten. Hierdoor kunnen de presentatoren de CT-beeldvorming van de lichaamsorganen koppelen aan de Amerikaanse beeldvorming en anatomische specimendemonstraties van dezelfde organen. Het gebruik van de CT-weergaven van het hart in verschillende vlakken zal de studenten bijvoorbeeld helpen mentaal een 3D-beeld te construeren van het hart en de relatie met andere organen zoals de longen. Door studenten toegang te geven tot een geannoteerde lijst met gratis, online CT-beeldvormingsbronnen, krijgen ze een manier om na de sessie zelf opnieuw met de technologie om te gaan.

Een van de belangrijkste bronnen van een medische school is de faculteit en studenten, die kunnen dienen als professionele STEM-rolmodellen. De beschikbaarheid van de faculteit voor STEM-outreach-evenementen is altijd een probleem gezien de voortdurende concurrerende behoeften op een medische schoolcampus. Een kader van de kernfaculteit vormt de basis van het STEM-outreachteam, maar dit team omvat soms ook near-peer presentatoren waar mogelijk (bijv . Figuur 3). Hoewel één persoon mogelijk de volledige virtuele uitzending met intermitterende onderbrekingen aankan om de camerahoeken en videoswitcherinstellingen te wijzigen, heeft het de voorkeur om één speciaal personeelslid te hebben om het videoswitcher- en videoplatformuitzendprogramma af te handelen, waardoor de presentator zich kan concentreren op de virtuele outreach-inhoud. Het wisselen van rollen is gemakkelijk te bereiken achter de schermen wanneer de samenvattingsdia's worden uitgezonden naar de deelnemers. Het wordt ten zeerste aanbevolen dat een derde persoon de chatbalk controleert als studenten zich individueel aanmelden bij de outreach-sessie. Het hebben van iemand wiens rol het gewoon is om de chatbalk te controleren en individuele vragen te beantwoorden of de uitzending te onderbreken om anonieme vragen te stellen, is erg handig om rustige studenten te betrekken. Met name middelbare en middelbare scholieren willen misschien geen vragen stellen in grote groepen, vooral in wat een onpersoonlijke virtuele omgeving kan zijn. Een vriendelijk bericht dat aan het begin van de sessie door de chatbarmonitor naar alle deelnemers wordt gestuurd, creëert een veilige plek voor studenten om vragen te stellen. De chatbalkmonitor kan zelfs op afstand inloggen om congestie in de zendruimte te verminderen.

Een van de grootste uitdagingen voor het succesvol uitvoeren van een virtuele outreach-sessie is het gebrek aan persoonlijke interacties en het vermogen om de interesse van studenten te peilen door hun gezichten te zien. Het kost tijd voor de presentator om te wennen aan het niet zien van de deelnemers, omdat de monitoren er zijn om de presentator te voorzien van het uitgezonden beeld en niet de groep deelnemende kijkers. De presentator moet vertrouwen op het personeel achter de schermen om de sessie te volgen om een idee te krijgen van het niveau van studentenbetrokkenheid en wat er mogelijk moet worden gewijzigd voor de volgende keer. Succes bij het vangen van de aandacht van de studenten is duidelijk wanneer ze voorover leunen in hun stoelen om schijnbaar een beter zicht te krijgen. Door af en toe vragen te stellen aan het publiek (bijvoorbeeld net na de dia's van het stationsoverzicht) krijgen studenten de tijd om te verwerken en na te denken over wat ze zojuist hebben geleerd. De opmerkingen van studenten en evaluatiegegevens van docenten in dit artikel ondersteunen de conclusie dat dit soort virtuele outreach-sessies effectief zijn in het blootstellen van studenten aan nieuwe STEM- en beeldvormingstechnologie-inhoud en studenten een positieve leeromgeving bieden. Deze bevindingen komen overeen met de resultaten van andere studies, die melden dat virtuele outreach-programma's die tijdens de pandemie worden uitgevoerd, studenten net zo veel kunnen betrekken als persoonlijke activiteiten, een grotere deelname van studenten aan STEM-verrijkingsprogramma's mogelijk maken en een manier bieden voor het opbouwen van relaties tussen STEM-professionals en studenten 33,34,35.

Dit artikel heeft een overzicht gegeven van de apparatuur die nodig is om beeldvormingsbronnentechnologieën te gebruiken die mogelijk beschikbaar zijn in een medische schoolomgeving om virtuele technologiegerichte outreach-activiteiten te bieden om de interesse van studenten in STEM-velden te stimuleren. Een kleine investering in apparatuur, zoals een paar hoogwaardige 4K-camera's en andere accessoires, zoals de video-broadcast switcher, kan het interactieve gevoel van de presentaties effectief vergroten en leiden tot visueel aantrekkelijke virtuele presentaties die de betrokkenheid van studenten bevorderen. Het demonstreren van live echografie van een persoon, het roteren van 3D CT-reconstructies van het lichaam en het verstrekken van real-time EEG-registratie van hersenactiviteit helpen de STEM-interesses van middelbare en middelbare scholieren te stimuleren. Ze bieden ook manieren om verschillen in toegang tegen te gaan die plattelandsstudenten kunnen hebben voor middelen op een regionale medische school en voor het verlies van toegang voor alle studenten tijdens de COVID-19-pandemie-geassocieerde beperkingen.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben geen belangenconflicten te onthullen.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit onderzoek werd ondersteund door een Science Education Partnership Award (SEPA) subsidie van het National Institute for General Medical Sciences (NIGMS) van het National Institute of Health (NIH) onder toekenning # R25GM129617. De inhoud is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs de officiële standpunten van de National Institutes of Health. UAMS College of Medicine-fondsen werden gebruikt om een deel van de apparatuur te kopen die in deze studie werd gebruikt (bijvoorbeeld de anatomievisualisatietabel en het klinische echografie-laptopapparaat).

Materialen

```html

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
4-poorts HDMI switcher	Iogear	IOGHDSW4K4	https://www.bhphotovideo.com
4K videocamera	Canon VIXIA HDG50	CAHFG50	High quality 4K resolutie videocamera
Accessoire microfoon	Samson Meteor Mic
ATEM Mini Pro video switcher	Black Magic	BLSWATEMMP	https://www.blackmagicdesign.com
Ball hoofd cameramontage	Glide Gear	GG-33	https://www.bhphotovideo.com
Brain Viz software	Emotiv		https://www.emotiv.com
Dell laptopcomputer	Dell	13” Dell XPS laptop
Emotiv Pro software	Emotiv		https://www.emotiv.com
Excel (voor MAC)	Microsoft	v. 16.16.27	Dataanalyse
High Speed HDMI kabel met ethernet-15 voet	Pearstone	PEHDA-15	https://www.bhphotovideo.com
MacBook Air	Apple	13", 1.8 GHz Intel Core i5, 8 GB 1600 MHz DDR3	https://www.apple.com/macbook-air/
Mini UpDownCross converter	BlackMagicDesign	BLMCUDCHD	https://www.blackmagicdesign.com
mini HDMI naar HDMI converter	Liberty AV Solutions	AR-MCHM-HDF	https://www.bhphotovideo.com
Overhead camera/licht studio rig	Proaim	P-OHLR-01	https://www.bhphotovideo.com
PC laptop	Dell		https://www.dell.com
ProTeam massagetafel	Hausmann	7650
R Studio	R Studio PBC	2021.09.0	Dataanalyse
Afstandsbediening voor dia's	Logitech	Spotlight presentatie afstandsbediening
SECTRA tafel	Touch of Life Technologies		https://www.toltech.net; Cases [S003, 2099, U010)
schapen, varkens en koeien harten	Carolina Biological	Perfect Solution Preserved	https://www.carolina.com
TVN Viewer Software	GlavSoft LLC		Onderdeel van TightVNC
Ultrasone laptopapparaat	GE	NextGen LOGIQe laptop/wagen	https://logiq.gehealthcare.com
Universele verstelbare statief	Magnus	MAVT300
USB3.0 naar Gigabit Ethernet adapter	Insignia
draadloze controller	Canon	WL-D89
Draadloze EEG headset	Emotiv	EPOC X	https://www.emotiv.com
ECG pakket	GE	3-lead USB-ECG unit
ZOOM software	Zoom	versie 5.10.1	Zoom.us

```

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Sullivan, L. W. Missing persons: Minorities in the health professions, a report of the Sullivan Commission on Diversity in the Health Workforce. Digital repository at the University of Maryland. , (2004).
QuickFacts, United States. United States Census Bureau. , Available from: https://www.census.gov/quickfacts/US (2022).
Diversity Facts and Figures 2019. The Association of American Medical Colleges. , Available from: https://www.aamc.org/data-reports/workforce/report/diversity-facts-figures (2019).
Institute of Medicine (US) Committee on Institutional and Policy-Level Strategies for Increasing the Diversity of the U.S. Healthcare Workforce. In the Nation's Compelling Interest: Ensuring Diversity in the Health-Care Workforce. Smedley, B. D., Butler, A. S., Bristow, L. R. , National Academies Press. Washington, DC. (2004).
IHS Markit Ltd. The complexities of physician supply and demand: Projections from 2018 to 2033. Association of American Medical Colleges. , Washington, DC. Available from: https://www.aamc.org/media/45976/download (2020).
Diversity in Medical Education: AAMC Facts & Figures 2016. American Association of Medical Colleges. , Washington, DC. Available from: https://www.aamcdiversityfactsandfigures2016.org (2016).
2010 Census Urban and Rural Classification and Urban Area Criteria. United States Census Bureau. , Available from: https://www.census.gov/programs-surveys/geography/guidance/geo-areas/urban-rural/2010-urban-rural.html (2021).
Kim, Y. Minorities in higher education. Twenty-fourth status report. 2011 supplement. American Council on Education. , Washington, DC. Available from: https://www.acenet.edu/Documents/Minorities-in-Higher-Education-Twenty-Fourth-Status-Report-2011-Supplement.pdf (2011).
Degrees of success: Bachelor's degree completion rates among initial STEM majors. Higher Education Research Institute. , Los Angeles, CA. Available from: https://heri.ucla.edu/nih/downloads/2010-Degrees-of-Success.pdf (2010).
Smith, T. Y. 1999-2000 SMET retention report: The retention and graduation rates of 1992-98 entering science, mathematics, engineering and technology majors in 119 colleges and universities. University of Oklahoma. , Norman, OK. Available from: https://www.worldcat.org/title/1999-2000-smet-retention-report-the-retention-and-graduation-rates-of-1992-98-entering-science-mathematics-engineering-and-technology-majors-in-119-colleges-and-universities/oclc/47033104 (2000).
Anderson, E., Kim, D. Increasing the success of minority students in science and technology. American Council on Education. , Washington, DC. Available from: https://www.acenet.edu/Documents/Increasing-the-Success-of-Minority-Students-in-Science-and-Technology-2006.pdf (2006).
Adelman, C. Answers in the Tool Box. Academic Intensity, Attendance Patterns, and Bachelor's Degree Attainment. U.S. Department of Education. , Washington, DC. (1999).
Bediako, M. R., McDermott, B. A., Bleich, M. E., Colliver, J. A. Ventures in education: A pipeline to medical education for minority and economically disadvantaged students. Academic Medicine. 71 (2), 190-192 (1996).
Taylor, V., Rust, G. S. The needs of students from diverse cultures. Academic Medicine. 74 (4), 302-304 (1999).
Cohen, S. M., Hazari, Z., Mahadeo, J., Sonnert, G., Sadler, P. M. Examining the effect of early STEM experiences as a form of STEM capital and identity capital on STEM identity: A gender study. Science Education. 105 (6), 1126-1150 (2021).
Garcia, J., et al. Building opportunities and overtures in science and technology: Establishing an early intervention, multi-level, continuous STEM pathway program. Journal of STEM Outreach. 4 (1), 1-10 (2021).
Maiorca, C. T., et al. Informal learning environments and impact on interest in STEM careers. International Journal of Science and Mathematics Education. 19, 45-64 (2020).
Roncoroni, J., Hernandez-Julian, R., Hendrix, T., Whitaker, S. W. Breaking barriers: Evaluating a pilot STEM intervention for Latinx children of Spanish-speaking families. Journal of Science Education and Technology. 30, 719-731 (2021).
Talk Poverty: Arkansas 2018. Center for American Progress. , Available from: https://talkpoverty.org/state-year-report/arkansas-2018-report/ (2018).
Chiappinelli, K. B., et al. Evaluation to improve a high school summer science outreach program. Journal of Microbiology & Biology Education. 17 (2), 225-236 (2016).
Danner, O. K., et al. Hospital-based, multidisciplinary, youth mentoring and medical exposure program positively influences and reinforces health care career choice: "The Reach One Each One Program early Experience". American Journal of Surgery. 213 (4), 611-616 (2017).
Derck, J., Zahn, K., Finks, J. F., Mand, S., Sandhu, G. Doctors of tomorrow: An innovative curriculum connecting underrepresented minority high school students to medical school. Education for Health. 29 (3), 259-265 (2016).
Fung, E. B., et al. Success of distance learning 2020 COVID-19 restrictions: A report from five STEM training programs for underrepresented high school and undergraduate learners. Journal of STEM Outreach. 4 (3), 1-11 (2021).
Selveraj, A., Vishnu, R., Nithin, K. A., Benson, N., Mathew, A. J. Effect of pandemic based online education on teaching and learning system. International Journal of Education Development. 85, 102444(2021).
Ufnar, J., Shepherd, V. L., Chester, A. A survey of STEM outreach programs during COVID-19 pandemic. Journal of STEM Outreach. 4 (2), 1-13 (2021).
Fauville, G., Luo, M., Queiroz, A. C. M., Ballenson, J. N., Hancock, J. Zoom exhaustion & fatigue scale. Computers in Human Behavior Reports. 4, 100119(2021).
Next Generation Science Standards. , Available from: https://www.nextgenscience.org (2022).
SECTRA table. First-class touch and visualization. SECTRA. , Available from: https://medical.sectra.com/product/sectra-terminals/ (2022).
34;Take Your Child to Work Day - Are you Moving Fast Enough?", "Heart presentation". National Institute of General Medical Sciences. YouTube. , Available from: https://youtu.be/3JcZs4vsgW8 (2021).
34;Take Your Child to Work Day - Are you Moving Fast Enough?", "Brain presentation". National Institute of General Medical Sciences. YouTube. , Available from: https://youtu.be/p1zFfzzEqqQ (2021).
Rosenthal, S., Walker, Z. Experiencing live composite video lectures: Comparison with traditional lectures and common video lecture methods. International Journal for the Scholarship of Teaching and Learning. 14 (1), 8(2020).
Pi, Z., Hong, J., Yang, J. Does Instructor's image size in video lectures affect learning outcomes. Journal of Computer Assisted Learning. 33 (4), 347-354 (2017).
Padma, T. V. How COVID changed schools outreach. Nature. 594, 289-291 (2021).
Moreno, N. P., et al. What the pandemic experience taught us about STEM higher education-school partnerships. Journal of STEM Outreach. 4 (2), 1-8 (2021).
Michel, B. C., Fulp, S., Drayton, D., White, K. B. Best practices to support early-stage career URM students with virtual enhancements to in-person experiential learning. Journal of STEM Outreach. 4 (3), 1-12 (2021).

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Virtuele STEM outreach leerlingen in de onderbouw van het voortgezet onderwijs toegang tot technologie onderwijs in landelijke gebieden EEG registratie echografie CT beeldvorming anatomische visualisatie

De technologische kloof overbruggen in het COVID-19-tijdperk: virtual outreach gebruiken om middelbare en middelbare scholieren bloot te stellen aan beeldvormingstechnologie

In dit artikel

Samenvatting

Samenvatting

Inleiding

Protocol

Resultaten

Discussie

Openbaarmakingen

Dankbetuigingen

Materialen

Referenties

Herprints en machtigingen

Trefwoorden

Gerelateerde artikelen