Summary
Denne artikel giver et overblik over, hvordan synkron webbaseret virtuelt opsøgende arbejde kan bruges til at udsætte elever i 6.-12. klasse for avancerede billeddannelsesteknologier som ultralyd, computertomografi og elektroencefalografi. Papiret diskuterer de metoder og udstyr, der er nødvendige for at livestreame integrerede uddannelsessessioner for effektivt studerendes engagement i STEM.
Abstract
At øge mangfoldigheden af studerende, der vælger karriere inden for videnskab, teknologi, teknik og matematik (STEM) felter er et område med intens fokus i hele USA, især i børnehave til 12. klasse (K-12) -fokuserede pipeline-programmer i medicinske skoler. En mangfoldig STEM-arbejdsstyrke bidrager til bedre problemløsning og lighed i sundhedsvæsenet. To af de mange store barrierer for studerende i landdistrikterne er manglen på tilstrækkelige STEM-rollemodeller og begrænset adgang til teknologi i klasseværelset. Medicinske skoler tjener ofte som en vigtig ressource for studerende i lokalsamfundet, der let kan få adgang til STEM-fagfolk og moderne teknologi gennem campus, sponsorerede begivenheder og STEM-opsøgende til de lokale klasseværelser. Imidlertid bor underrepræsenterede minoritetsstuderende (URM) ofte i socioøkonomisk nødlidende dele af landdistrikterne som Arkansas, hvor adgangen til STEM-rollemodeller og teknologi er begrænset. Virtuel læring i COVID-19-æraen har bevist, at billeddannelsesteknologiressourcerne på en medicinsk skole kan udnyttes til at nå et bredere publikum, især studerende, der bor i landdistrikter langt fra medicinsk skolecampus.
Introduction
Medicinsk skole-sponsorerede K-12-rørledningsprogrammer til STEM eksisterer, fordi den lave repræsentation af underrepræsenterede minoriteter (URM'er) i lægefaget afspejler manglen på mangfoldighed inden for andre STEM-felter. Manglen på mangfoldighed blandt forskere og sundhedspersonale kan bidrage til sundhedsforskelle. Mange sundhedspersonale ligner ikke de patienter, de betjener, hvilket kan få patienterne til at føle sig udelukket1. Nationalt repræsenterer URM'er 37% af den amerikanske befolkning2, men tegner sig kun for 7% -10% af professionelle skolefakulteter 3,4,5. Behovet for et mangfoldigt, kulturelt kompetent sundhedspersonale er af primær betydning for at identificere, adressere og i sidste ende reducere sundhedsforskelle. Mangfoldighed i sundhedsprofessionerne kan løse sundhedsforskelle gennem forskning dedikeret til sygdomme med en uforholdsmæssig stor indvirkning på racemæssige og etniske minoriteter og ved at hjælpe med at øge antallet af læger, der er villige til at tjene i typisk underforsynede samfund6.
Der er en række faktorer, der forhindrer URM-studerende i at tilmelde sig og gennemføre STEM-grader. Disse barrierer omfatter en lille ansøgerpulje på grund af reducerede færdiggørelsesgrader for gymnasiet7, betydeligt lavere gennemførelsesrater for STEM-majors på college og opnåelse af avancerede kandidat- eller ph.d.-grader8, mindre vedholdenhed i skolen 9,10 og lavere samlede gradueringsrater 11, reduceret eksponering for læseplaner på højt niveau og mindre kvalificerede lærere i deres samfund 12 og endda forskelle i foretrukne læringsstile i skolen (f.eks. URM'er foretrækker små grupper, praktiske aktiviteter vs. forelæsninger)13,14. Det er velkendt, at tidlige uddannelsesmøder er ekstremt vigtige for at forme de langsigtede uddannelsesmæssige oplevelser hos URM-studerende, der typisk kommer fra uddannelsesmiljøer, der ikke støtter og endda er ligeglade med minoritetsstuderende. De fleste URM'er har ikke en STEM-rollemodel i deres udvidede familie eller endda deres lokalsamfund. Nylige undersøgelser har vist, at tidlig eksponering for STEM-opsøgende programmer er positivt forbundet med etablering af en STEM-identitet og synes at stimulere studerendes interesse for STEM15,16,17,18.
Som det eneste allopatiske akademiske medicinske center i landstaten Arkansas, som har en af de højeste fattigdomsrater i USA19, har forfatterens universitet og dets division for mangfoldighed, lighed og inklusion gennem årene etableret en robust K-12-rørledning til støtte for rekruttering af URM'er til sine programmer. Mentoring af studerende i en tidlig alder har vist sig at være en effektiv strategi i rekruttering, fastholdelse og gradueringsindsats. Pipeline-programmer på grundskoler over hele landet har vist nogle succeser i denne henseende (f.eks. Øgede URM-populationer, der ansøger om medicinske skoler6). Pipeline-programmer rettet mod mellem- og gymnasieelever har også vist nogle tidlige tegn på succes20,21,22. Tidlig interventionsindsats for at stimulere studerendes interesse for STEM kan føre til mangfoldighed hos de studerende, der er interesseret i STEM-relaterede områder og karriere, hvilket kan føre til en stigning i antallet og mangfoldigheden af gymnasieelever, der går på college, vælger en STEM-major og forfølger en kandidatgrad i biomedicinsk videnskab og / eller en sundhedsfaglig grad.
COVID-19 har forårsaget mange forstyrrelser i K-12-uddannelse, herunder begrænsninger i adgangen til medicinske campusfaciliteter for mellem- og gymnasieelever og en afbrydelse af personlige opsøgende besøg på lokale skoler. Pandemien har tvunget mange STEM-opsøgende udbydere til at gentænke sig selv fra et paradigmedesign baseret på små grupper, praktiske, fokuserede tilgange til en, der involverer virtuel opsøgende23,24,25. De udfordringer, der fulgte med denne ændring, omfattede tabet af personlige interaktioner, tabet af praktisk interaktion med teknologi, manglen på studerendes evne til at opleve et besøg på en medicinsk skolecampus og dens faciliteter personligt og træthed med online læringsplatforme26. Disse udfordringer kan delvist opvejes af mulighederne for at levere virtuel opsøgende arbejde, som omfatter en chance for at udvide deltagelsen og bygge bro over den teknologiske kløft ved at udsætte studerende over hele staten for sofistikeret billeddannelsesteknologi, der ikke er tilgængelig i deres klasseværelser.
Medicinske skoler er en vigtig ressource for avancerede billeddannelsesteknologier og andre kommercielt tilgængelige uddannelsesteknologier, der ligger ud over det normale budget for mellem- og gymnasieklasser. Ultralyd er en fremragende billedbehandlingsmodalitet for mellem- og gymnasieelever, fordi det giver mulighed for at kigge inde i menneskekroppen i realtid. Dette kan være meget engagerende for studerende, selv når præsentationen er virtuel. I USA omfatter nationale videnskabsstandarder læring om bølgernes egenskaber i mellem- og gymnasieklasser26. Demonstration af ultralyd og dets anvendelse i medicinsk billeddannelse er en fantastisk måde at binde opsøgende session til klasseundervisning. Intet kan fange elevernes opmærksomhed mere end live scanning af en persons krop, især noget, der bevæger sig - hjertet, sammentrækningen af en muskel eller peristaltikken i mave-tarmkanalen. Adgang til røntgen- og computertomografi (CT) billeddannelsesteknologier til STEM-opsøgende begivenheder er ikke mulig på grund af de høje omkostninger ved udstyret, travle kliniske brugsplaner og sikkerhedsproblemer.
Heldigvis er der forskellige anatomivisualiseringsbilledtabeller, der bliver bredt tilgængelige som en ressource på medicinske campusser28. Disse tabeller har databaser med CT-billeder opnået fra rigtige menneskelige patienter, der kan vises til studerende, herunder med 3D-rekonstruktionskapacitet. Mellem- og gymnasieelever vil også være bekendt med det elektromagnetiske spektrum (f.eks. Røntgenstråler, lys, infrarød), som er inkluderet i de nationale videnskabsstandarder, så brugen af denne type billeddannelsesteknologi hænger igen ganske pænt ind i det, de lærer i klasseværelset. Adgang til elektroencefalografi (EEG) af medicinsk kvalitet (EEG) udstyr til brug i virtuelle STEM-opsøgende begivenheder er vanskelig selv i medicinsk skoleindstilling og ville kræve dygtigt personale til at forberede emnet til EEG-optagelse. Relativt billige, kommercielt tilgængelige headset er muligvis ikke tilgængelige for individuelle klasseværelser på mellem- eller gymnasiet, men er bestemt inden for rammerne af et STEM-opsøgende budget for medicinsk skole. Disse kommercielt tilgængelige trådløse headset kræver minimal tid til at konfigurere og tilbyde softwarepakker, der giver mulighed for visuel billeddannelse af EEG-aktiviteten i hjernen, hvilket er ideelt til mellem- og gymnasiemålgruppen, der ikke er bekendt med denne hjerneaktivitetsbilleddannelsesmodalitet.
Gennemførelse af effektive virtuelle STEM-opsøgende sessioner kræver mere end en bærbar computer, et kamera og en webbaseret videoplatform. Den grundlæggende stationære eller bærbare computer skal suppleres med en række andet udstyr for at forbedre oplevelsen og give en professionel udsendelse af høj kvalitet. Dette papir beskriver en integreret tre-station tilgang, der er blevet brugt til at levere synkrone, webbaserede, virtuelle opsøgende aktiviteter, der omfatter avanceret billeddannelse såsom ultralyd og CT-billeddannelse samt visualisering af EEG-aktivitetslokalisering i hjernen.
Protocol
Denne undersøgelse blev godkendt af det institutionelle gennemgangsudvalg som tilhørende en "fritaget" statuskategori, og som sådan krævede programevalueringsdata indsamlet fra studerende og lærere ikke samtykke. Ultralyds- og elektroencefalogramoptagelserne skitseret nedenfor blev udført på standardiserede patienter (SP'er) med fuld forståelse for, at dette var en del af en uddannelsesmæssig opsøgende begivenhed.
1. Udstyrets positionering og tilslutninger
- Udsend bærbar computer
- Placer den bærbare computer (figur 1A, tyk rød pil). på et centralt placeret bord, der fungerer som Broadcast Studio Central Station. Sæt opladeren på den bærbare computer i en overspændingsbeskytter, så den bærbare computer er fuldt opladet til hele opsøgende begivenhed.
- Sæt USB-kablet (universal serial bus) i en mikrofonkondensatormikrofon af høj kvalitet i USB-porten på den bærbare computer, eller brug en multiport USB-forlænger, hvis det er nødvendigt.
- Video switcher til valg af videoindgang og PIP-funktion (picture-in-picture)
- Sæt strømkablet på videoomskifteren (figur 1A, tyk grøn pil) i en overspændingsbeskytter, og fastgør den anden ende af strømkablet til "strøm" -stikket på videoomskifteren.
- Sæt USB-kablet i "USB out" -porten på videoomskifteren, og sæt den anden ende i USB-porten på den udsendte bærbare computer.
BEMÆRK: USB-udgangen fra videoskifteren fungerer i det væsentlige som et webcam og skal genkendes som sådan af webbaserede videoplatforme. - Sæt det videoomskifter-medfølgende Ethernet-kabel i Ethernet-porten på videoomskifteren. Sæt den anden ende af kablet i en USB3.0 til Gigabit Ethernet-adapter, og sæt derefter USB-enden af adapteren i en anden USB-port på den udsendte bærbare computer, eller brug en multiport USB-forlænger, hvis det er nødvendigt.
- Download video switcher-softwaren på den dedikerede broadcast-bærbare computer ved hjælp af linket fra virksomheden.
- Stativer og overliggende rig til montering af videokamera
- Placer en modulær studierig over den anatomiske prøvestation med et stort bord placeret nedenunder (figur 1B). Fastgør og centrer et justerbart kamerabeslag til overliggende rig (figur 1B, rød pil), så det er centralt placeret over den anatomiske prøvestation. Monter et videokamera i høj kvalitet udstyret med fjernbetjening på kameraholderen (figur 1B, blå stjerne). Sæt kameraets strømkabel i kameraets strømport.
- Placer robuste, justerbare stativer strategisk i udsendelsesområdet (figur 1A og figur 1C, D, blå pile). Placer et hovedkamera til vidvinkelvisninger på hver station. Placer eventuelle ekstra kameraer til nærbilleder på de forskellige stationer (f.eks. ultralydsstation for at vise sondeplacering på den standardiserede patient [SP]).
- Monter et videokamera af høj kvalitet på hvert stativ (figur 1A og figur 1C, D, blå stjerner). Sæt den kompakte strømadapter i en stikkontakt i nærheden, og den anden ende i kameraets opladningsport. Fastgør en linsehætte for at blokere vildfarent lys fra loftslamper.
BEMÆRK: Selvom de fleste videokameraer leveres med batteripakker, er det klogere at bruge strømkabler, så kameraet ikke uventet mister strøm under en udsendelse. Fjernbetjeningsfunktionen på overheadkameraet giver mulighed for nem justering af zoomfunktionen uden at skulle blokere live video feed indsatsvisningen ved at stå foran den anatomiske prøvestation. Præsentationsværten eller en anden medarbejder kan justere på afstand. - Sæt et mini HDMI til HDMI-kabel i mini HDMI-porten på hvert kamera. Sæt den ene ende af et ekstra langt HDMI-kabel (f.eks. 15 fod langt) i mini HDMI-kablet. Placer HDMI-kablerne, så de kan køre mod videoomskifteren.
- Placer HDMI-kablerne i rummet for at muliggøre nem bevægelse, og tape dem fast på gulvet for at forhindre, at de snubler. Pak HDMI- og strømkablerne, der er fastgjort til kameraet, monteret på overheadriggen rundt om rigstrukturen, så de ikke er i udsigt til hovedstationens kamera og ikke falder ned under udsendelsen.
- Multiport HDMI-switcher
- Tilslut de videokameraer, der er valgt til at levere videofeed til den lille indsats i PIP-tilstand, til en multiport HDMI-switcher udstyret med en fjernbetjening (figur 1A, tynd grøn pil).
BEMÆRK: En multiport HDMI-switcher er nødvendig, hvis antallet af HDMI-indgangsenheder overstiger de maksimale fire HDMI-porte, der er tilgængelige på videoomskifteren. - Tilslut output HDMI fra multiport HDMI-switcheren til en af de fire vigtigste HDMI-indgange på videoomskifteren.
- Tilslut de videokameraer, der er valgt til at levere videofeed til den lille indsats i PIP-tilstand, til en multiport HDMI-switcher udstyret med en fjernbetjening (figur 1A, tynd grøn pil).
- Sekundær bærbar computer til diaspræsentationer og fungerer som den trådløse grænseflade til EEG-bærbar computer
- Tilslut den sekundære bærbare computer (figur 1A og figur 1C, tynd rød pil) til dens strømoplader, og sæt denne i overspændingsbeskytteren.
- Tilslut den ene ende af et HDMI-kabel til HDMI-porten på den bærbare computer og den anden ende til en af HDMI-indgangene på videoomskifteren.
- Oplad en trådløs fjernbetjening, og sæt USB-modtageren i en af USB-portene på den sekundære bærbare computer.
- Forudindlæs eventuelle diaspræsentationer på skrivebordet på præsentationens bærbare computer.
BEMÆRK: Brug af tilpassede "velkomstdias" vil personliggøre den virtuelle præsentation.
- Broadcast-skærme
- Placer bærbare computere strategisk på en stol/skammel i nærheden af hver station, der skal bruges som udsendelsesskærme (figur 1A-C, gule pile). Sæt den bærbare oplader i overspændingsbeskytteren.
BEMÆRK: Disse skærme er nødvendige, så præsentanten kan observere udsendelsen ligesom enhver deltager. Denne evne er især vigtig på den anatomiske prøvestation for at kunne justere placeringen af prøverne på skærmen. - Aktiver den trådløse internetforbindelse på den bærbare computer, så den er klar til brug.
- Placer bærbare computere strategisk på en stol/skammel i nærheden af hver station, der skal bruges som udsendelsesskærme (figur 1A-C, gule pile). Sæt den bærbare oplader i overspændingsbeskytteren.
- Opsætning af ultralydsscanningsstation
- Placer en klinisk ultralyd bærbar enhed og en bærbar vogn i en central region af ultralyd dedikeret station (figur 1A, lilla pil). Sæt netledningen på ultralydsenheden i en overspændingsbeskytter.
- Tilslut et HDMI-kabel til HDMI-porten på ultralydscomputeren og den anden ende til HDMI-indgangen på en signalkonverterenhed. Tilslut den ene ende af et HDMI-kabel til HDMI-udgangen på konverteren og den anden ende til videoomskifteren eller HDMI-switcheren.
- Indstil konverterens indbyggede kontakter for at omkonfigurere HDMI-udgangen på ultralydslaptopen til at matche HDMI-indgangskravene til videoomskifteren. I dette tilfælde var indstillingerne 1,2,3,4,5,7 = Til; 6,8 = Fra.
BEMÆRK: Konverteringsindstillinger for specifikke mærker af ultralyd bærbare systemer skal muligvis bestemmes gennem forsøg og fejl. - Hvis en elektrokardiografisk (EKG) -pakke er en tilgængelig mulighed for ultralydslaptopenheden (f.eks. En USB-EKG-enhed med tre ledninger), skal du tilslutte USB-enden til ultralydslaptopen. Placer de tre EKG-snapelektroder i nærheden af enheden, der er klar til at blive påført SP.
- Placer en patientbåre eller et bærbart massagebord strategisk, så det ligger i en vinkel i forhold til kameraets hovedbillede dedikeret til ultralydsstationen (US) (figur 1A). Placer et sengetæppe på bordet, og placer patientpuden med pudebetrækket i enden tættest på den amerikanske vogn. Placer en flaske ultralydsgel og papirhåndklæder inden for rækkevidde, så de kan bruges til bekvemt at tørre gelen af SP.
- Opsætning af 3D-anatomivisualiseringstabelstation
- Sæt strømkablet til anatomivisualiseringstabellen i en overspændingsbeskytter, og tænd for bordet. Sæt ethernet-kablet på anatomivisualiseringstabelcomputeren i et vægmonteret, aktivt Ethernet-stik, eller log bordet på trådløst internet.
- Sæt den ene ende af et ekstra langt HDMI-kabel (f.eks. 15 fod) i anatomivisualiseringstabellen og den anden ende i en af HDMI-portene på videoomskifteren eller HDMI-switcheren.
- Log ind på anatomivisualiseringstabellen ved hjælp af de legitimationsoplysninger, der leveres af virksomheden. Indlæs et af de relevante CT-tilfælde til den planlagte session (f.eks. En sag om bypass-operation i hjertet), og placer den til højre for midten, så den ikke blokeres af PIP-indsatsen.
- Opsætning af elektroencefalografisk station
- Sæt opladerkablet, der følger med de trådløse EEG-headset, i headsettet, og sæt den anden ende i USB-porten på en computer for at oplade headsettet helt. Sæt den trådløse Bluetooth-adapter i computerens USB-port, eller brug en USB-adapter, der passer til den bærbare computer.
- Når headsettet er fuldt opladet, skal du indsætte skumhætterne i hver af de 14 ledninger på EEG-headsettet og anvende et par dråber saltvandsdråbeløsninger på hver ledning. Placer headsettet på SP'ens hoved, og juster placeringen af ledningerne som anvist af headsettets instruktioner. Tænd headsettet ved hjælp af knappen på headsettet.
- Tænd for den EEG-dedikerede computer, og aktiver den trådløse EEG-headsetsoftware. Vælg den tilgængelige headsetenhed, vælg tilslut, og følg instruktionerne i softwaren, indtil alle lysene er grønne på headsetbilledet, hvilket indikerer korrekt kontakt mellem alle 14 ledninger. Klik på linket til software til trådløst headset øverst til venstre i vinduet for at skifte skærm til live EEG-optagelser. Juster indstillingerne efter behov.
- Aktiver EEG-hjernevisualiseringssoftwaren. Vælg det samme tilgængelige headset, og vælg tilslut. Klik på ikonet placeret i den nederste ramme af vinduet, og vælg den overliggende stationære visning af hjernen.
- Reducer størrelsen på hjernevisualiserings- og EEG-softwarevinduerne, så hver optager halvdelen af skrivebordet på den bærbare skærm.
- Slå skærmdeling til for den dedikerede EEG-bærbare computer (f.eks. Systemindstillinger | Deling | Skærmdeling TIL [med alle brugere valgt]).
- Tilslut både de EEG-dedikerede og dias-dedikerede bærbare computere til det samme trådløse netværk. På den dias-dedikerede bærbare computer skal du installere og aktivere fjernskrivebordsfremvisersoftwaren ved at klikke på det relevante ikon på skrivebordet. Opret forbindelse til den EEG-dedikerede bærbare computer ved at indtaste dens navn eller IP-adresse i feltet Remote Host , og klik derefter på Opret forbindelse. Log ind på den EEG-dedikerede bærbare computer ved hjælp af den delte skærm, der vises på den dias-dedikerede bærbare computer.
2. Test af de webbaserede videoplatformsudsendelsesindstillinger, videoudstyr og softwareforbindelser
- Udsend bærbar computer
- Åbn det webbaserede videoplatformsprogram på den udsendte bærbare computer, og start en ny mødesession .
- Klik på pilen til højre for Mute-ikonet nederst til venstre på videoplatformens programskærmkant. Under listen Vælg en mikrofon skal du vælge tilbehørsmikrofonen. Tryk på testhøjttaleren og mikrofonvalget for at teste lyden og lyden i lydniveauer.
- Klik på pilen til højre for Stop video ikon nederst på videoplatformens programskærmkant. Under listen Vælg et kamera skal du vælge den videokilde, der er angivet som 1920 x 1080_60,00 fps.
BEMÆRK: Videoomskifterindgangen til den bærbare computer vises som to separate lister (den ene ved 60 billeder / s og den anden ved 30 billeder / s). - Vælg rullemenuen Stop video | video indstillinger. Under kameraindstillinger skal du fjerne markeringen af spejl min video.
- Klik på deltagerknappen placeret på den nederste kant af videoplatformsprogrammet, og klik derefter på invitationsknappen nederst i højre panel. Kopiér det 11-cifrede mødenummer og det 6-cifrede mødeadgangskodenummer, som skal bruges i trin 2.3.1.
- Videokameraer
- Test hovedkameraets visninger på hver station ved at trykke på den tilsvarende knap på videoomskifteren eller multiport HDMI-switcheren. Sørg for, at alt er centreret i hver visning.
- Test PIP-opsætningen for hvert kamera, der er angivet som et PIP-kamera, ved at vælge kameraet på videoskifteren og vælge PIP-tilstand på enheden. Tryk på PIP-knappen på videoomskifteren for at aktivere PIP-tilstand.
- Test den trådløse fjernbetjening for at bekræfte, at det er nemt at skifte mellem kameraerne eller andre inputenheder, der er tilsluttet multiport HDMI-switcheren.
- Overvåg bærbare computere
- Aktiver det webbaserede videoplatformsprogram på hver skærm-bærbar computer. Indtast mødeinvitationsnummeret , og tryk på enter; Indtast adgangskodenummeret , og tryk på Enter. Luk det vindue, der beder om at deltage i lyd, men deltag ikke i lyd for at undgå lydfeedback.
- Vælg rullemenuen Stop video | video indstillinger. Under kameraindstillinger skal du fjerne markeringen af spejl min video.
BEMÆRK: Skærmen til den anatomiske prøvestation med overheadkameraet skal have indstillinger, der matcher indstillingerne for den udsendte bærbare computer for at sikre, at prøvens retning er den samme for præsentanten som for eleverne. - Klik på skærmikonet i videoplatformsprogrammet, og omdøb de bærbare computere til Monitor #1 og Monitor #2, så deltagerne ved, at det ikke er en anden deltager.
- Vælg Højttalervisning | Fuld skærm. Fastgør højttalervisning. Reducer indsatsen ved at trykke på den første knap. Flyt dette ud til siden af skærmen, så det ikke blokerer nogen visning.
- Præsentation bærbar computer og fjernbetjening
- Tænd for den dias-dedikerede bærbare computer. Skift vinduesindstillingerne for at duplikere skærmen (dvs. Windows-indstillinger | system | flere skærme | duplikere disse skærme).
- Aktiver diaspræsentationsprogrammet, og indlæs en testfil. Vælg diasshowikonet , og test fjerndiasfremrykkeren for at kontrollere, om det fungerer, hvorfra præsentanten står under sessionen.
- Indstillinger for softwarestyring af videoswitcher
- Opret et rutediagram for sessionen, der indeholder en liste over billeder med den angivne kameravisning, dens kilde til videofeed, og om den vil omfatte PIP-tilstand. Sørg for, at listen indeholder den nøjagtige placering af indsatsen, afhængigt af hvilken kilde der fylder hoveddelen af skærmen (dvs. forskudt til venstre eller øverste venstre hjørne) (se f.eks. skærmbillederne i figur 2A-I).
- Aktivér videoomskiftersoftwarekontrollen på den udsendte bærbare computer. Klik på rullemenuen for makroer. Flyt pop op-vinduet ud til siden (se figur 1D, enkelt gul stjerne).
- Klik på oprettelsesknappen i makro-popup-vinduet. Klik på den første tomme plads i panelet, og klik derefter på knappen + . Indtast et navn til dette første skud , og klik derefter på optageknappen .
- På videoomskiftersoftwarens kontrolpanel skal du vælge programknappen for det relevante kamera (f.eks. CAM1 eller CAM4). Hvis skuddet ikke har en PIP, skal du gå til trin 2.5.7.
- Hvis billedet har PIP-tilstanden aktiv, skal du klikke på ON AIR-knappen i afsnittet Næste overgang . På højre side af skærmen skal du gå til Upstream Key 1-sektionen og klikke på fanen DVE . Vælg kameraet i den indsatte visning af PIP-tilstand som fyldkilde.
- Skift størrelsen på den indsatte visning ved at indtaste x- og y-positionerne og -størrelserne. Bekræft placeringen af indsatsen i videoplatformsprogrammets udsendelsesvindue.
BEMÆRK: Hvis du klikker på X eller Y i enten sektionen Position eller Størrelsesetiket og flytter musen til venstre eller højre, rulles gennem indstillingerne. - Klik på makro popup vindue og tryk på den lille røde knap for at stoppe optagelsen.
- Gentag trin 2.5.3-2.5.7 for at oprette separate makroer for hvert billede i rutediagrammet, der blev oprettet i trin 2.5.1 (se f.eks. skærmbilledet vist i figur 1D).
BEMÆRK: Videoskifteren tilbyder forskellige videoeffekter til overgange og lavere tredjedele muligheder for overlejringer. Kun de grundlæggende handlinger for PIP-tilstand er beskrevet i denne protokol. - Klik på rullemenuen Filer øverst på skærmen, og vælg Gem som. Indtast et navn til filindstillingerne.
- Standardiseret patient
- Placer den skjorteløse, mandlige SP på bordet. Placer hjerte-ultralydssonden på brystvæggen i venstre 3. eller 4. interkostale parasternale rum med markøren peget mod højre skulder. Juster sonden, indtil der opnås et parasternalt langaksebillede af hjertet, der viser venstre atrium, venstre ventrikel og aortaudstrømningskanal og tilhørende ventiler (f.eks. Figur 2E).
- Fastgør EKG-puderne til SP (dvs. en over højre kraveben, en over venstre kraveben og en på venstre side af den nederste bagagerum). Fastgør EKG-ledningerne til puderne, og test for at sikre, at der vises en stabil EKG-bølgeform på ultralyds-laptopenheden.
3. Live video platform broadcast session opsætning
- Kontrol af udstyr
- Start videoplatformens udsendelsessession, hvis link blev sendt ud til deltagerne. Kontroller hurtigt mikrofonen som i trin 2.1.2.
- Gentag trin 2.3.1-2.3.4 ovenfor for at konfigurere skærmens bærbare computere.
- Hvis der er en medarbejder, der fungerer som chatbarmonitor, skal du få dem til at sende en velkomstbesked til deltagerne i chatlinjen, der beder dem om at sende anonyme spørgsmål til dem, så de kan dele dem.
BEMÆRK: Dette er kun nødvendigt, hvis eleverne er individuelt logget ind på sessionen og kan stille spørgsmål anonymt. Anonymitet kan hjælpe mellem- til gymnasieelever, der måske ikke ønsker at stille spørgsmål højt i en virtuel indstilling. - Råde deltagerne til at skifte til højttalertilstand for at få den bedste oplevelse.
- Start videoskiftersoftwarekontrolprogrammet, klik på rullemenuen Filer | Gendan, og vælg det filnavn, der blev gemt i trin 2.5.9. Klik på gendannelsesknappen nederst på den nye popup-skærm. Klik på rullemenuen Makro, og flyt popup-menuen til siden. Klik på RUN-knappen i makromenuen, og vælg det første skud fra makromenuen.
- Flyt videoomskiftersoftwareskærmen til bunden, men lad nogle af de øverste hvide kanter være tilgængelige for at klikke på, når det er nødvendigt (se figur 1D).
BEMÆRK: Hvis du klikker på vinduet med videoplatformsudsendelsessoftware, forsvinder MACRO-popup'en, men den vises igen efter at have klikket på videoskiftersoftwarekontrolvinduet. Dette skal udføres, når du kontrollerer chatbarfunktionen. - Start optagelse på videoplatformens softwareprogram for at optage opsøgende session. Vælg posten til dette computervalg .
BEMÆRK: Når optagelsen er stoppet, og programmet er afsluttet, vises et popup-vindue, der angiver, at softwaren konverterer den optagede video. Dette kan tage noget tid afhængigt af længden af den virtuelle opsøgende session.
- Anatomisk prøvespecifikt indhold
- Hjerte prøve station
- Brug fåre-, svine- og kohjerteprøver til at demonstrere forskelle i hjertestørrelser og den relative størrelse af det menneskelige hjerte (dvs. mellem fåre- og svinehjerter) (se f.eks. Figur 1B). Demonstrer perikardialsækken i en fårprøve og hjertets overfladeanatomi ved hjælp af svinehjerter.
BEMÆRK: Menneskelige kadaverhjerter kan bruges i disse demonstrationer, hvis de er alderssvarende for målgruppen (f.eks. gymnasieelever). - Identificer de vigtigste blodkar, der kommer ind og forlader hjertet ved hjælp af en hjertemodel (figur 3A). Demonstrer placeringen af kranspulsårerne og diskuter, hvordan blokering kan forårsage et hjerteanfald.
- Demonstrer hjertets indre anatomifunktioner (figur 2B). Peg på de fire kamre og ventiler, og nævn deres envejsfunktion medieret af trykændringer ikke elektrisk aktivitet (figur 3A). Påpeg de iboende pacemakerceller i hjertevæggene ved hjælp af en hjertemodel.
- Nævn de forskellige tykkelser af ventrikulære vægge og tal om hypertrofi i hjertet, når det skal arbejde hårdere (fx under langvarig hypertension). Påpeg interventrikulær væg og diskuter babyer, der fødes med et hul i deres hjerte (dvs. i interatrial eller interventrikulær septum).
- Brug fåre-, svine- og kohjerteprøver til at demonstrere forskelle i hjertestørrelser og den relative størrelse af det menneskelige hjerte (dvs. mellem fåre- og svinehjerter) (se f.eks. Figur 1B). Demonstrer perikardialsækken i en fårprøve og hjertets overfladeanatomi ved hjælp af svinehjerter.
- Hjerneprøve station
- Brug en model til at diskutere de to hovedcelletyper, der udgør nervevævet i hjernen (f.eks. Neuroner og glia). Diskuter funktionen af dendritter versus axoner, hvordan neuroner forbinder hinanden ved en synaps, og at dette er en elektrokemisk proces, hvordan glia vikles rundt om axoner for at danne myelin, og at multipel sklerose er en sygdom, der fører til demyelinering.
- Demonstrer de største dele af den menneskelige hjerne (dvs. cerebrale halvkugler, cerebellum, hjernestamme) og kontrast til rygmarven. Påpeg de store sprækker og gyri- og sulci-landemærker, der karakteriserer overfladen af hjernehalvdelene, såsom den langsgående fissur, der adskiller de to hjernehalvdele (figur 3B, rød pil) og den centrale sulcus, der adskiller den primære motoriske cortex og sensoriske cortex (figur 3B, gul pil). Diskuter lokaliseringen af funktion i de forskellige lapper og det somatotopiske arrangement af den primære motoriske og sensoriske cortex. Diskuter krympningen af gyri i hjernen hos Alzheimers patienter.
- Demonstrer de vigtigste strukturer i en midterlinje i hjernen (fx corpus callosum, thalamus, hypothalamus) og i koronale sektioner af hjernestammen og forhjernen. Påpeg det pigmenterede udseende af substantia nigra og dets betydning i Parkinsons sygdom. Identificer dele af det ventrikulære system og relatere dette til en ventrikulær fuldstøbt model.
- Hjerte prøve station
- Ultralydsstation indhold
- Grundlæggende om ultralyd
- Forklar, hvordan ultralyd har en frekvens, der er højere end hvad mennesker kan høre. Forklar, hvordan sonderne er kilden til lyden, og at hastigheden bestemmes af det medium, den bevæger sig igennem. Forklar, at amerikanske enheder antager, at lydens hastighed i kroppen er 1.540 m / s, men at forskellige strukturer i kroppen har forskellige ledningshastigheder. Forklar, at et ekko i ultralyd produceres, når lyden bevæger sig fra et medium til et andet og møder modstand.
- Orienter eleverne for at forstå, at toppen af ultralydsbilledet er tættest på sonden placeret på brystet. Demonstrer B-tilstandsbilleddannelse af hjertet i forskellige synsplaner (f.eks. Parasternal lang akse og parasternal kort akse) og peg på kamre og ventiler. Demonstrer farvetilstand til billeddannelse af blodstrømmen gennem hjertet og forklar, at rød betyder bevægelse mod sonden og blå bevægelse væk fra sonden.
- I hjertets parasternale lange aksebillede (f.eks. Figur 2E) identificeres mitralventilen, som regulerer blodstrømmen fra venstre atrium ind i venstre ventrikel under diastol, og aortaklappen, som regulerer blodstrømmen fra venstre ventrikel ud til aorta under systole. Vis, hvordan mitralklappen veksler med aortaklappen, og nævn, at den alternative lukning af ventilerne producerer hjerteslagets lub-dub, der høres med et stetoskop.
- I hjertets korte aksebillede skal du identificere det cirkulære udseende af venstre ventrikel og semilunarformen af højre ventrikel. Vinkel sonden for at visualisere aortaklappen med det omvendte Mercedes Benz-skilt.
- Grundlæggende om ultralyd
- Computertomografi (CT) stationsindhold
- Forklar, hvordan CT-scannere sender røntgenstråler gennem patienten på en spiralformet måde, der giver mulighed for 3D-rekonstruktion i ethvert fly. Brug et etui til at forklare udseendet af knogler og metal (dvs. hvid) versus væske (grå) og luft (sort) på CT-billeder.
- Vælg multiplanar rekonstruktion (MPR) tilstand på anatomi visualiseringstabellen (dvs. klik på det blå mand ikon | Mpr) og vælg hvert af de tre store fly, der derefter vises i et panel på venstre side. Dobbelttryk på billedet for at indlæse det på hovedskærmen, og dobbelttryk derefter igen for at reducere det. Demonstrer, hvordan billederne scanner gennem kroppen i forskellige synsplaner (f.eks. Koronal, sagittal, tværgående).
- For CT-billeddannelse af hjertet skal du demonstrere den relative størrelse af et hjerte i normal størrelse sammenlignet med lungerne (f.eks. Tredjedelsregel). Identificer hjertets fire kamre, følg aorta ud af venstre ventrikel, og identificer derefter de vigtigste grene af aortabuen. Vis et eksempel på et forstørret hjerte med en implanteret pacemaker (f.eks. figur 2G). Brug denne sag til at demonstrere et forstørret hjerte, der optager det meste af venstre side af brystkassen.
- Vis et eksempel på en patient, der har gennemgået åben hjerteoperation, som det fremgår af tilstedeværelsen af metaltråde, der holder brystbenet sammen. Vælg det gemte ikon for at demonstrere den okkluderede højre kranspulsåre og identificere og følge koronararteriens bypasstransplantater (en til højre og to til venstre), der stammer fra aorta og rejser til hjertet (se figur 3C).
- Elektroencefalografi station indhold
- Vis det trådløse headset på en SP (indsat, figur 3D, gul stjerne). Påpeg de 14 forskellige ledninger (7 på hver side), der er placeret over specifikke lober i hjernen. Diskuter, hvordan den elektriske aktivitet af neuroner og glia i de forskellige lapper rejser gennem knoglen til overfladeelektroderne på huden.
- Skru op for tærsklen på softwaren for at demonstrere, at hele hjernen er aktiv. Reducer tærsklen for EEG-bølgerne i den trådløse EEG-software for at demonstrere lokalisering af zoner med høj aktivitet inden for specifikke lapper (f.eks. frontallap og parietallob) (figur 3D, venstre panel). Overvåg ændringerne i aktivitet i forskellige lapper for at demonstrere, at der er generelle aktivitetsmønstre, men at de ikke gentages hver gang.
- Diskuter, hvordan EEG-aktivitet består af forskellige bølger med specifikke frekvenser. Brug skyderne i vinduet med hjernevisualiseringssoftware til at isolere specifikke bølgeformer (f.eks. Alfabølger og betabølger). Få SP til at tygge for at demonstrere bevægelsesartefakter af EEG-optagelse eller lukke øjnene for at demonstrere stigningen i alfabølgeaktivitet. Diskuter brugen af EEG-registrering i kliniske omgivelser (f.eks. epilepsi eller søvnundersøgelser).
Representative Results
Et formelt dedikeret rum til virtuelle udsendelser er ikke absolut påkrævet og er begrænset af tæt adgang til billeddannelsesteknologien. Figur 1 viser et midlertidigt udsendelsesstudie med alt det udstyr, der er beskrevet i denne protokol (figur 1A-D). Hovedopsætningen er placeret i et rum, der huser anatomivisualiseringstabellen (figur 1C) og inkluderer ultralyds-bærbar enhed (figur 1A), og den tilstødende gang bruges til opsætning af den anatomiske prøvestation for at muliggøre samling af overheadkamerariggen (figur 1B).
Figur 2 indeholder eksempler på videorammesekvenser fra en af de hjertefokuserede, virtuelle opsøgende sessioner for at demonstrere de typer skærmformatering, der bruges til at gøre præsentationen visuelt tiltalende og forbedre læringen. Indledende oplysninger (f.eks. et velkomstdias, tilskudsstøtte, personaleintroduktioner, en kort sessionsoversigt) vises i et dias med en live-præsentationsvært placeret ud til siden (f.eks. figur 2A, I). Dette gør det muligt at skelne præsentationen fra almindelige diaspræsentationer, men opretholder videoplatformens softwarefunktion til at se højttaleren.
Anatomiske prøvedemonstrationer bruger en lille præsentationsindsats i øverste venstre hjørne og overheadkameraet som hovedskærm (figur 2B). Dette giver præsentanten mulighed for at tale direkte til publikum, mens han demonstrerer specifikke strukturer i et nærbillede. Nøglepunktoversigtsdias vises som et simpelt dias alene, som gør det muligt for personalet at bevæge sig problemfrit bag kulisserne fra en station til en anden (figur 2C, F, H) og hjælper eleverne med at styrke de vigtigste take-home-meddelelser. De strategisk placerede skærme giver personalet mulighed for at læse resuméet under overgangen. Den oprindelige ultralydsvisning inkluderer kun en vidvinkelvisning, så præsentanten kan introducere SP, demonstrere ultralydslaptopkonfigurationen og introducere ultralyd og hvordan de amerikanske sonder fungerer (figur 2D).
Et indlæg, der viser et nærbillede af SP, er inkluderet i den live amerikanske scanning, da det hjælper eleverne med at integrere det, de ser, med, hvor sonden placeres (figur 2E). Dette er afgørende for USA, da små bevægelser af sonden på SP (f.eks. roterende, glidende eller lystfisker sonden) vil ændre det resulterende billede. En indsats bruges også, når anatomivisualiseringstabellen demonstreres, fordi det at se bordmanipulationen er nøglen til at orientere eleverne og forstå, hvad der vises på 3D-rekonstruktionerne (figur 2G). Dette er ekstremt vigtigt, når næsten jævnaldrende præsentanter (f.eks. Gymnasieelever og universitetsstuderende) bruges, så mellem- og gymnasieelever kan forestille sig, at de en dag kan manipulere teknologien.
Tabel 1 viser specifikationerne for videoomskiftersoftwarens kontrolnøgleindstilling, der er brugt til at generere de forskellige rammer, der er vist i figur 2. Tabellen angiver navnene på hver brugerdefineret softknap, hvilket kamera der aktiveres til hovedskærmen, hvilket kamera der bruges til PIP-visningen, og størrelsen og placeringen af PIP-indsatsen. Disse indstillinger er dem, der genereres i trin 2.5.1-2.5.8, der er angivet i protokollen.
Tabel 2 viser de produktionsnotater bag kulisserne, der bruges af den medarbejder, der administrerer udsendelsen, til at vide, hvornår man manuelt skal vælge det rigtige kamera og fremme diasene for at gøre sig klar til det næste skud. Selvom videoskifteren muliggør glatte overgange mellem optagelser, skal nogen stadig foretage nogle valg bag kulisserne for at få udsendelsen til at se problemfri ud. Derudover, selv med videoomskifteren og multiport HDMI-switcheren, skal HDMI-indgangene fra ultralyd laptop HDMI-indgangen og anatomivisualiseringstabellen HDMI-indgang skiftes manuelt. Dette kan gøres, mens du projicerer et amerikansk resumé.
Hvis en anden videoomskifter er tilgængelig, kan HDMI-indgangene til ultralyds- og anatomivisualiseringstabellen tilsluttes den anden videoomskifter, og dens udgang tilsluttes HDMI-porten, der normalt deles af de to enheder på hovedvideoomskifteren. I dette tilfælde ændrer et simpelt tryk på en knap på den anden videoskifter indgangen til hovedvideoskifteren uden at skulle udskifte HDMI-kabler. Den lette ved denne ordning er muligvis ikke den ekstra omkostning værd, hvis budgettet er begrænset. Alternativt kan en anden multiport HDMI-switcher bruges.
De sammensatte billeder vist i figur 3 giver eksempler på brugen af nær-peer-oplægsholdere i hjerte- og hjernefokuserede opsøgende sessioner. Brugen af hjertemodeller og prøver (indsat) er vist i figur 3A. Anvendelsen af humane kadaverhjerneprøver og -modeller (indsats) er vist i figur 3B. Figur 3 viser en 3D-rekonstruktion af en CT-scanning hos en patient med en okkluderet højre kranspulsåre (figur 3C, rød pil) og en koronararterie bypass-graft (figur 3C, sort pil). Brugen af trådløs EEG-registrering af hjerneaktivitet i en SP er vist i figur 3D, herunder de rå EEG-optagelser (højre panel) og softwarevisualiseringen af EEG-aktiviteten i hjernen (venstre panel). Rekrutteringen af næsten jævnaldrende STEM-rollemodeller er noget, der skal overvejes, når man sender til mellem- og gymnasieelever. Nær-peer high school-præsentanter, der tilhører STEM-opsøgende team i denne undersøgelse, blev brugt til at være vært for virtuelle opsøgende sessioner for børn af personale, der arbejder hos et amerikansk føderalt agentur under deres sponsorerede "Take Your Child to Work Day" (en 30 minutters session på hjertet29 og en 60 minutters session på hjernen30).
Den tre-station integrerede tilgang, der blev brugt i de beskrevne opsøgende præsentationer, giver variation til sessionerne og opretholder elevernes opmærksomhed, mens de bruger en webbaseret virtuel videolæringsplatform. Endnu vigtigere er det, at alle tre billeddannelsesmetoder, der er anført i protokollen, kræver, at de studerende sætter scenen ved at gennemgå nogle af de grundlæggende anatomier i den respektive region (dvs. hjerte eller hjerne). Virtuelle præsentationer kan let skræddersys til målgruppens specifikke alder og interesse. Protokollen, der er skitseret i dette papir, er blevet brugt til at levere virtuelle teknologifokuserede STEM-opsøgende præsentationer til en række mellem- og gymnasiepublikum samt lærere i hele staten. En prøveliste over disse sessioner findes i tabel 3.
For at evaluere effektiviteten af de virtuelle opsøgende præsentationer blev lærerne bedt om deres opfattelse af værdien af sessionerne. De ni lærere, der svarede, repræsenterer klasser, der tilsammen udgjorde ~ 150 gymnasieelever. Lærerne blev sendt via e-mail og bedt om at evaluere otte udsagn om de virtuelle opsøgende sessioner ved hjælp af en 5-punkts Likert-skala (se tabel 4). Dataene blev indsamlet og statistisk analyseret. En t-test med en prøve (tohalet) blev brugt til at bestemme, om evalueringssvarene var signifikant forskellige fra et forventet neutralt punkt på skalaen (3, hverken enige eller uenige) og til at bestemme signifikansen (p-værdi) for hver erklæring, herunder øvre og nedre 95% konfidensintervaller. Svarhyppigheden fremgår af tabel 4.
Lærerevalueringerne viste, at disse virtuelle sessioner var en værdifuld brug af klassetiden (p < .05), og at eleverne efter lærernes mening lærte noget om STEM eller teknologi under de virtuelle sessioner (p < .01). Lærerne var meget enige i udsagnet om, at de ville anbefale de virtuelle opsøgende sessioner til andre lærere (p < .001) og ville invitere teamet til at gennemføre endnu en virtuel opsøgende session (p < .05). Tilsammen bekræfter dataene fra disse første seks udsagn, at tilgangen ser ud til at være lovende at give et positivt læringsmiljø for studerende, på trods af at den er virtuel. De sidste to spørgsmål stillede om niveauet af engagement fra de studerende, der deltog i sessionen enten personligt eller virtuelt.
De neutrale lærerevalueringsdata (dvs. ingen signifikant højere eller lavere respons sammenlignet med det neutrale punkt) indikerede, at eleverne i deres klasser ikke var fuldt engagerede i de virtuelle opsøgende sessioner. Fraværet af en betydelig stigning i denne kategori af spørgsmål var ikke uventet, da praktiske aktiviteter engagerer eleverne mere end nogen virtuel aktivitet. Den opfattede værdi af sessionerne af lærerne kombineret med fraværet af en betydelig negativ evaluering for elevernes engagement understøtter brugen af disse typer virtuelle opsøgende sessioner, når personlige, praktiske sessioner ikke er mulige.
Tabel 5 viser eksempler på kommentarer fra studerende i videoplatformens chatlinje om, hvad de lærte under de virtuelle sessioner på hjertet eller hjernen. Oplægsholderen beder typisk klassen om at give eksempler på fem ting, som de lærte i sessionen, som de ikke vidste, før de loggede ind på den virtuelle session. Disse kommentarer indikerede, at eleverne var opmærksomme under opsøgende arbejde, og at de lærte relevant indhold og bekræftede de overordnede positive lærerevalueringer.
Figur 1: Provisorisk udsendelsesstudie med alt det angivne udstyr. (A) Visning af den udsendte bærbare computer (tyk rød pil), bærbar diaspræsentation (tynd rød pil), videoomskifter (tyk grøn pil), HDMI multiport (tynd grøn pil), stativer (blå pile) og monterede videokameraer (blå stjerner) og ultralyd bærbar computer (lilla pil). Kameraet nær den udsendte bærbare computer er rettet mod gangen for at fange præsentanten på den anatomiske prøvestation. Stativet og kameraet på venstre side af billedet giver hovedkameravisningen til ultralydsstationen, mens kameraerne placeret ved hovedet og foden af massagebordet bruges til at give nærbilleder af SP under ultralydsscanning. Den bærbare computer betegnet med den gule pil repræsenterer udsendelsesmonitoren til ultralydsstationen. (B) Visning af den anatomiske prøvestation med hjerteprøver og en hjertemodel placeret på bordet og den overliggende kamerarig med kamerabeslag (rød pil) og videokamera (blå stjerne) placeret over bordet. Den bærbare computer, der tjener som skærm til denne station, er betegnet med den gule pil. (C) Visning af CT-billedstationen med den lodret orienterede anatomivisualiseringstabel (yderst til højre i billedet). Stativet (blå pil) og videokameraet (blå stjerne) til venstre for billedet er hovedkameravisningen for CT-billedstationen. Præsentanten på anatomivisualiseringsbordstationen kan simpelthen se den vigtigste udsendte bærbare computer (tyk rød pil) eller diaspræsentationsbærbar computer (tynd rød pil) placeret på bordet. Den bærbare computer (gul pil) placeret på afføringen til højre for billedet er skærmen til præsentanten på ultralydsstationen. (D) Skærmbillede af den udsendte bærbare computer under en live-udsendelsesvisning af ultralydsstationen med et stativ (blå pil) og monteret videokamera (blå stjerne) placeret ved foden af massagebordet. Videoomskiftersoftwarekontrolvinduet (dobbelt gule stjerner) flyttes ud af vejen til bunden af skærmen. Pop op-vinduet makro (enkelt gul stjerne med makroknapperne placeret til højre for skærmen). Forkortelser: SP = standardiseret patient; CT = computertomografi. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 2: Eksempel på videorammer fra en hjertefokuseret virtuel opsøgende session . (A) Eksempel på indledende dias med live indsat visning fra kamera #1. (B) Anatomisk prøve og modelstation med overhead kameravisning og live indsat visning fra kamera #2. Hjerteprøven er blevet åbnet for at demonstrere det indre af højre ventrikel. (C) Hjerteanatomi nøglepunktoversigt dias. (D) Ultralydsbilledstation med live view fra kamera #3. (E) Ultralydsstation med live indsat visning fra kamera # 2 og ultralyd laptop video output. Scanningen er en parasternal lang aksescanning af hjertet, der viser venstre atrium, venstre ventrikel, højre ventrikel og aorta. (F) Ultralydsbilleddannelsesnøglepunktsoversigt. (G) CT-billedstation med live indsat visning fra kamera # 4 og anatomi visualisering tabel video output. Scanningen viser et forstørret hjerte (gul stjerne) og den reducerede størrelse af venstre lunge sammenlignet med højre lunge. (H) CT-billeddannelsesnøglepunktoversigt. (I) Afsluttende spørgsmål fra publikums dias med live indsat visning fra kamera #1. Forkortelse: CT = computertomografi; RV = højre ventrikel; LA = venstre atrium; LV = venstre ventrikel; RV = højre ventrikel; A = aorta; LL = venstre lunge; RL = højre lunge. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 3: Brug af nærstuderende i hjerte- og hjernepræsentationer. Tre nær-peer-studerende vises, når de præsenterer en virtuel opsøgende session på anatomistationen (indsats A, B) og anatomivisualisering CT-billeddannelsesstation (indsats C). En af disse næsten jævnaldrende præsentanter fungerede som SP på EEG-stationen (indsat D). Hovedbilleder: (A) Hjertemodel, der bruges til at demonstrere de forskellige dele af hjertet, herunder højre atrium, lungestamme, højre ventrikel, venstre atrium, venstre ventrikel og aorta. (B) Anatomisk prøvestation, der viser en hel menneskelig kadaverisk bevaret hjerne og placeringen af langsgående sprække (rød pil), central sulcus (gul pil), frontallap, parietallob og occipital lobe. (C) CT-billeddannelse ved hjælp af anatomivisualiseringstabellen, der viser et eksempel på en hjertescanning med koronararterie bypassoperation med en okkluderet højre kranspulsåre (rød pil) og bypass-graftbeholderen (sort pil). (D) Sammensat skærmbillede, der viser EEG-optagelse i en SP ved hjælp af et trådløst EEG-headset (gul stjerne, indsat panel), EEG-optagelser fra headsettets 14 ledninger (højre panel) og hjernevisualiseringssoftwarerekonstruktion med et overlegent billede af hjernen, der lokaliserer EEG-aktiviteten (venstre panel) i venstre eller højre halvdel af hjernen. Frontallappen er placeret øverst i billedet. Forkortelser: CT = computertomografi; EEG = elektroencefalogram; FL = frontallap; SP = standardiseret patient; RA = højre atrium; PT = lungestamme; RV = højre ventrikel; LA = venstre atrium; LV = venstre ventrikel; A = aorta; FL = frontallap; PL = parietal lap; OL = occipital lobe. Klik her for at se en større version af denne figur.
| Knappen Makro blødt panel # | Navn på gemt makroknap | Nøgleindstillinger på ATEM Mini Pro |
| 1 | IntroSlides-indsats | Kamera 4; I æteren; Cam 2 DVE; X position = -7,3; Y-position = 0,3; X størrelse = 0,49; Y-størrelse = 0,49 |
| 2 | Anatomi-indsat | Kamera 1; I æteren; Cam 2 DVE; X position = -10,2; Y-position = 5; X størrelse = 0,38; Y størrelse = 0,38 |
| 3 | Anat-ResuméSlide | Kamera 4 |
| 4 | US-Intro-noinset | Kamera 2 |
| 5 | USA-indsat | Cam 3; I æteren; Cam 2 DVE; X position = -10,2; Y-position = 5; X størrelse = 0,38; Y størrelse = 0,38 |
| 6 | US-ResuméSlide | Kamera 4 |
| 7 | CT-indsats | Cam 3; I æteren; Cam 2 DVE; X position = -10,2; Y-position = 5; X størrelse = 0,38; Y størrelse = 0,38 |
| 8 | CT-resuméSlide | Kamera 4 |
| 9 | Indlæg med spørgsmål | Kamera 4; I æteren; Cam 2 DVE; X position = -7,3; Y-position = 0,3; X størrelse = 0,49; Y-størrelse = 0,49 sek. |
Tabel 1: Eksempler på indstillinger for softwarestyring af videoswitche, der bruges til at oprette de hjertevideorammer, der er vist i figur 2. Tabellen viser de enkelte makro soft panel knapper, de tilsvarende knapnavne og nøgleindstillingerne på den virtuelle switcher software til at aktivere forskellige digitale videoeffekter. Forkortelser: CT = computertomografi; US = ultralyd; DVE = digitale videoeffekter.
| Skudt sekvens # | Valg af panelpanel med bløde knapper | Yderligere handling for at forberede sig på næste skud |
| 1 | Begynd med IntroSlides-indsats | [Præsentationsværten går videre med dias med fjernbetjening] |
| 2 | Skift til Anatomi-indsats | Tryk på Kamera 2 på fjernbetjenings- og forhåndsdias |
| 3 | Skift til Anat-SummarySlide | Pressekamera 1 på fjernbetjeningen |
| 4 | Skift til US-Intro-noinset | Avancerede dias |
| 5 | Skift til US-indsats | Pressekamera 3 på fjernbetjeningen |
| 6 | Skift til US-SummarySlide | pressekamera 4 på fjernbetjeningen, og udskift derefter USA med SECTRA HDMI-kabel på ATEM |
| 7 | Skift til CT-indsats | Avancerede dias |
| 8 | Skift til CT-SummarySlide | Pressekamera 1 på fjernbetjeningen |
| 9 | Skift til Spørgsmål-indsatte og avancerede dias |
Tabel 2: Prøveudsendelsesskudrekord for hjertepræsentationen. Tabellen viser skudsekvensen, valg af softpanel-knap og yderligere handlinger, der kræves for at forberede det næste billede i den virtuelle udsendelse. Forkortelser: CT = computertomografi; US = ultralyd.
| Gruppe Beskrivelse # | Elevens karakter | Virtuelt opsøgende emne | Stationer |
| Mellemskole PreAP videnskabsklasse | 8 | Ultralyd og infrarød billeddannelse | Måling af lydens hastighed og infrarød billeddannelse |
| Sommer Science STEM-messe | 6. - 8. | Skelet demonstration | Anatomisk prøvestation |
| Ugentlig anatomi og teknologi interaktiv - sommerprogram 2020, 2021 | 6. til 12. | Hjerte | Hjerteanatomi, USA af hjerte, CT-billeddannelse af hjertet |
| Ugentlig anatomi og teknologi interaktiv - sommerprogram 2020, 2021 | 6. til 12. | Lunge | Lungeanatomi, USA af åndedrætssystemet, CT-billeddannelse af åndedrætssystemet |
| Ugentlig anatomi og teknologi interaktiv - sommerprogram 2020, 2021 | 6. til 12. | Hjerne/CNS | Hjerne- og rygmarvsanatomi, amerikanske nerver, CT-billeddannelse af kranium og hjerne. |
| Ugentlig anatomi og teknologi interaktiv - sommerprogram 2020, 2021 | 6. til 12. | USA af regioner i hele kroppen | Ultralydsstation |
| Ugentlig anatomi og teknologi interaktiv - sommerprogram 2020, 2021 | 6. til 12. | CT-billeddannelse af regioner i hele kroppen | SECTRA station |
| Naturfagsklasse i gymnasiet | 9 | Hjerte | Hjerteanatomi, USA af hjerte, CT-billeddannelse af hjertet |
| Naturfagsklasse i gymnasiet | 9 | Hjerne | Hjernens anatomi, CT/MR-billeddannelse af kranium og hjerne, EEG-optagelse af live SP |
| Student Athlete STEM Academy (SASA) - Sommerprogram | 9. - 12. | Muskler, sener, led, skelet, hjerte, hjerne, kranium | Model- og skeletdemonstrationer, amerikansk billeddannelse af almindelige sportsskadesteder, CT-billeddannelse af almindelige MSK-skader, hjerteanatomi |
| Sundhedsprofessioner rekrutterings- og eksponeringsprogram (HPREP) | 9. - 12. | Hjerte | Hjerteanatomi, USA af hjerte, CT-billeddannelse af hjertet |
| Gymnasieklasser i landdistrikterne | 9.-10. | Hjerte | Hjerteanatomi, USA af hjerte, CT-billeddannelse af hjertet |
| Gymnasieklasser i landdistrikterne | 9.-10. | Hjerne og CNS | Hjernens anatomi, CT-billeddannelse af kranium og hjerne |
| American Heart Association "Sweethearts" Program | 10 | Hjerte | Hjerteanatomi, live amerikansk scanning af SP-hjerte, EKG-optagelse af hjertepacemakeraktivitet, CT-billeddannelse af hjertet |
| Kræftprogram - Sommer (gymnasium og college) | 11. og 12. og college | Gennemgang af kræfttyper, histologi og patologi | Anatomi af større organer påvirket af kræft, USA og CT billeddannelse af disse organer, virtuel histopatologi af kræft i disse organer |
| Arkansas Videnskabsfestival | åben for alle interesserede karakterer | hjerte | anatomi, USA, CT |
Tabel 3: Virtuelle STEM-opsøgende præsentationer og målgruppe. Tabellen viser beskrivelser af repræsentative elevgrupper, der er nået gennem opsøgende sessioner, deres klassetrin, hovedemnet for det opsøgende arbejde og de forskellige stationer, der indgår i det opsøgende arbejde. Forkortelser: CT = computertomografi; US = ultralyd; STEM = videnskab, teknologi, teknik og matematik; CNS = centralnervesystemet; EEG = elektroencefalogram; MR = magnetisk resonansbilleddannelse; EKG = elektrokardiogram. # Nogle elevgrupper blev rekrutteret direkte gennem kendte kontakter, mens andre blev rekrutteret via webstedsopslag.
| En prøve t test (tohalet) | ||||||||||
| Likert Response (Hyppighed) # | Gennemsnitlig evaluering | Standardafvigelse | t | Df | p-værdi | 95% CI (nedre, øvre) | ||||
| Jeg tror, at dette virtuelle klasseværelsesopsøgende besøg var en værdifuld brug af klassetid | 1(0), 2(2), 3(0), 4(0), 5(7) | 4.33 | 1.32 | 3.024 | 8 | .017 * | 3.316, 5.350 | |||
| Emnet blev præsenteret på et passende niveau for mine studerende | 1(0), 2(0), 3(0), 4(4), 5(5) | 4.56 | 0.53 | 8.854 | 8 | .000*** | 4.150, 4.961 | |||
| Jeg vil anbefale denne opsøgende session til andre lærere | 1(0), 2(0), 3(2), 4(1), 5(6) | 4.44 | 0.88 | 4.913 | 8 | .001 ** | 3.767, 5.122 | |||
| Jeg vil byde ArkanSONO-teamet velkommen til at gennemføre virtuelle opsøgende sessioner næste år i mine klasser | 1(0), 2(2), 3(0), 4(0), 5(7) | 4.33 | 1.32 | 3.024 | 8 | .017 * | 3.316, 5.350 | |||
| Jeg tror, at mine elever lærte nyt STEM-indhold i denne session | 1(0), 2(0), 3(2), 4(2), 5(5) | 4.33 | 0.87 | 4.619 | 8 | .002 ** | 3.668, 4.999 | |||
| Jeg tror, at mine elever lærte noget om teknologi i denne session | 1(0), 2(0), 3(2), 4(2), 5(5) | 4.33 | 0.87 | 4.619 | 8 | .002 ** | 3.668, 4.999 | |||
| Mine elever i klassen var engageret i denne aktivitet | 1(0), 2(4), 3(0), 4(3), 5(2) | 3.33 | 1.32 | 0.756 | 8 | .471 | 2.316, 4.350 | |||
| Mine online studerende var engageret i denne aktivitet | 1(2), 2(2), 3(1), 4(2), 5(2) | 3.00 | 1.58 | 0.000 | 8 | 1.00 | 1.784, 4.215 | |||
| # 5-punkts Likert-skala | * s<.05 | |||||||||
| ** s<.01 | ||||||||||
| s<.001 | ||||||||||
Tabel 4: Lærerevaluering af de virtuelle opsøgende sessioner. Tabellen viser lærernes svar på otte forskellige programevalueringsspørgsmål ved hjælp af en 5-punkts Likert-skala og den statistiske analyse af svarene. Forkortelser: STEM = videnskab, teknologi, teknik og matematik; df = frihedsgrader; CI = konfidensinterval.
| Kommentarer til hjertesession | Jeg lærte om hjertets forskellige kamre, også om ventrikler, også jeg lærte, hvordan en ultralyd virker. | |||||
| Jeg lærte at identificere perikardialsækken med ultralyd og muligvis hvad man kan forvente med blødning | ||||||
| Jeg vidste ikke, at ultralyd kunne bruges på andre dele af kroppen end bughulen | ||||||
| Jeg lærte, at lyden af dit hjerte, der slår, er ventilerne, der åbner og lukker | ||||||
| Jeg vidste ikke, hvordan urin gik gennem blæren | ||||||
| Ultralyd bruger lydbølger til at se strukturer i kroppen, jeg troede, det var som en røntgenstråle. | ||||||
| Jeg lærte, hvad jeg skulle kigge efter, og hvad tingene faktisk så ud med en ultralyd. | ||||||
| Jeg vidste ikke, at man kunne se, hvordan alle musklerne bevæger sig på ultralydet | ||||||
| Hvordan knogle ser ud på en ultralyd, og at en ultralyd bruger lydbølger. | ||||||
| Før denne zoom kendte jeg ikke formålet med gelen | ||||||
| Jeg vidste, at røntgenstråler ikke var sikre, men jeg vidste ikke, at ultralyd er sikre! | ||||||
| Hjernesession Kommentarer | Jeg lærte, hvor anderledes en Alzheimer-patients hjerne ser ud end vores | |||||
| Jeg vidste ikke, at slagtilfælde symptomer varierer afhængigt af hvilken del af hjernen der er påvirket. | ||||||
| Jeg vidste ikke, at du kunne sætte et EEG på hovedet og se hjerneaktiviteten! Det var super fedt! | ||||||
| Jeg vidste ikke, at frontal cortex ikke udviklede sig fuldt ud, før en person er i slutningen af 20'erne | ||||||
| Jeg vidste ikke, at vi kunne se hjernens aktivitet med et headset, jeg synes, det er virkelig sejt at tænke på Alzheimers får gyrien til at krympe | ||||||
| Jeg var ikke klar over, at babyer kranier ikke smeltede helt sammen, før de voksede op. | ||||||
| Jeg lærte om virkningerne af aneurismer | ||||||
| Jeg lærte, at hjernen har to lag, der beskytter den | ||||||
| Din hjerne kan se anderledes ud og have en masse riller fra visse sygdomme hjerner og nogle funktioner, de har | ||||||
| Jeg lærte, hvordan elektroderne aflæste bevægelsen i hjernen. | ||||||
| Jeg lærte, at CT er en 3D-modal for at se flere detaljer | ||||||
| Jeg lærte, at hvis du er højre hånd dominerende, så bruger du din venstre hjernehalvdel | ||||||
Tabel 5: Elevkommentarer - Hvad lærte du i dag? Tabellen giver repræsentative studerendes kommentarer til, hvad de lærte i separat gennemførte hjerne- og hjerteopsøgende sessioner. De studerendes kommentarer blev kopieret fra chatlinjen ved afslutningen af den virtuelle opsøgende session.
Discussion
Føderale tilskudsfinansierede STEM-opsøgende aktiviteter ved hjælp af bærbare billedteknologiressourcer, der er tilgængelige på forfatterens universitet, blev brugt til at levere personlige, små grupper, praktiske STEM-sessioner til mellem- til gymnasieelever. Disse bestræbelser er i overensstemmelse med og styrker de allerede rige, universitetssponsorerede K-12 STEM-rørledningsaktiviteter, der er designet til at øge mangfoldigheden af studerende, der kommer ind i STEM-felter i Arkansas. Begrænsningerne for adgang til campus, der opstod som reaktion på COVID-19-pandemien, tvang alle til at nytænke praktiske STEM-aktiviteter som virtuelle opsøgende begivenheder. Selvom små grupper, praktisk interaktion med teknologi altid bør være målet for rekruttering af studerende til STEM-felter, kan brugen af virtuelle opsøgende sessioner bidrage til at udvide deltagelsen og bygge bro over kløften i adgangen til billedteknologi. Forskerholdet i denne undersøgelse rekrutterede simpelthen studerende og lærere gennem online-indlæg, eksisterende samfundskontakter og ved at arbejde med universitetets mangfoldighedskontor.
Udvidelse af deltagelsen er især vigtig i en landlig stat som Arkansas. Medicinske skoler er en vigtig ressource for moderne billeddannelsesteknologi, der kan bruges i virtuelle opsøgende indstillinger for at øge lærerens og elevernes viden om STEM-koncepter. STEM-opsøgende team i dette projekt nød godt af universitetsinvesteringer af betydelige midler til at opnå avanceret ultralyds- og CT-billeddannelsesudstyr (f.eks. Anatomivisualiseringstabellen) dedikeret til uddannelsesaktiviteter. Et føderalt finansieret tilskud supplerede disse teknologier med køb af trådløse EEG-headset og tilhørende softwarepakker, der giver mulighed for billeddannelse af lokalisering af EEG-aktivitet. Modeller og anatomiske prøver blev indarbejdet i hver session, da de anatomiske videnskaber danner grundlaget for at forstå de billeder, der er opnået ved hjælp af moderne billeddannelsesmetoder som ultralyd og CT-billeddannelse. Protokollen, der er skitseret i dette papir, giver detaljer om, hvordan en minimal investering i noget vigtigt, ekstra, udsendelsesrelateret udstyr vil muliggøre professionelt udseende livestreaming af disse billedteknologiressourcer i virtuelle, STEM-fokuserede opsøgende begivenheder, der vil fange og engagere studerende.
Købet af videokameraer af høj kvalitet, nogle switchere og tilbehørsartikler og tilgængeligheden af andre bærbare computere gjorde det muligt for teamet at levere videofeeds af høj kvalitet til virtuelle opsøgende sessioner. I protokollen beskrevet i dette papir blev seks separate kameraer brugt i opsøgende sessioner (tre til ultralydsscanning, to til den anatomiske prøve og modelstation og en til anatomivisualiseringen CT-billeddannelsesstation). En transmission af høj kvalitet er vigtig for at opretholde elevernes interesse, især da eleverne sandsynligvis vil se præsentationen på deres klasseværelses smartboard eller projektorskærm, som begge sandsynligvis vil resultere i en forringelse af den samlede billedkvalitet. Belysning er vigtig, men kameraer af høj kvalitet kan undgå behovet for yderligere fotografiske lys.
Videoskifteren og flere kameraer er de mest vigtige dele af systemet, da de giver mulighed for PIP-funktionen. Udskiftning af det indbyggede bærbare computervideokamera med videoomskifterindgangen giver den fordel, at en større del af skærmen bruges til livestreaming, end det ville ske, hvis videopræsentationssoftwaren simpelthen blev skærmdelt i et live input fra disse teknologier sammen med præsentantkameraet. Undersøgelser har vist, at live-sammensatte videoforelæsninger, hvor underviserens billede kombineres med dias eller andet indhold, resulterer i en bedre subjektiv oplevelse for de studerende31,32. En separat mobilmikrofon af høj kvalitet forbedrer den auditive oplevelse og vil være påkrævet, hvis præsentanten bevæger sig fra station til station under sessionen i afstande fjernt fra den faktiske bærbare computer, der bruges til at udsende den virtuelle session.
En medicinsk ultralydsbærbar computer med HDMI-udgang er påkrævet for at give et billede i høj kvalitet til den virtuelle videoplatformsudsendelse. Kommercielt tilgængelige 3D-anatomibilleddannelsestabeller som den, der anvendes i den nuværende protokol, er en stor ressource, der er tilgængelig på mange medicinske skoler, men er uden for rækkevidde af de fleste mellemskoler og gymnasier. Tabellen, der bruges i denne protokol, har et virtuelt VH-dissektorprogram (ikke beskrevet i dette papir), der giver mulighed for 3D- og tværsnitsbilleder af anatomi, som er nyttige til at give eleverne et referencepunkt til forståelse af anatomien, der vil blive vist gennem ultralyd og CT-billeddannelse. Anatomivisualiseringstabellen er forbundet til en uddannelsesportal, der indeholder hundredvis af tilfælde af CT- og MR-scanninger fra rigtige patienter, hvilket giver et perfekt klinisk fokus for studerende. Dette gør det muligt for præsentanterne at binde CT-billeddannelsen af kroppens organer med de amerikanske billeddannelser og anatomiske prøvedemonstrationer af de samme organer. For eksempel vil brug af CT-visninger af hjertet i forskellige planer hjælpe eleverne mentalt med at konstruere et 3D-billede af hjertet og dets forhold til andre organer som lungerne. At give eleverne adgang til en kommenteret liste over gratis, online CT-billeddannelsesressourcer vil give dem en måde at engagere sig igen på egen hånd med teknologien efter sessionen.
En af de vigtigere ressourcer på en medicinsk skole er dets fakultet og studerende, som kan fungere som professionelle STEM-rollemodeller. Tilgængeligheden af fakultetet til STEM-opsøgende begivenheder er altid et problem i betragtning af de igangværende konkurrerende behov på en medicinsk skole campus. En kadre af kernefakultetet danner grundlaget for STEM-opsøgende team, men dette team inkluderer undertiden også nær-peer-præsentanter, når det er muligt (f.eks. Figur 3). Selvom en person potentielt kan håndtere hele den virtuelle udsendelse med intermitterende afbrydelser for at ændre kameravinklerne og videoomskifterindstillingerne, foretrækkes det at have en dedikeret medarbejder til at håndtere videoskifteren og videoplatformens udsendelsesprogram, som gør det muligt for præsentanten at fokusere på det virtuelle opsøgende indhold. Rolleskiftet er let at udføre bag kulisserne, når de sammenfattende dias udsendes til deltagerne. Det anbefales stærkt, at en tredje person overvåger chatlinjen, hvis eleverne individuelt logger ind på den opsøgende session. At have en person, hvis rolle simpelthen er at overvåge chatlinjen og besvare individuelle spørgsmål eller afbryde udsendelsen for at stille anonyme spørgsmål, er meget nyttigt at engagere stille studerende. Især mellem- og gymnasieelever ønsker måske ikke at stille spørgsmål i store gruppeindstillinger, især i hvad der kan være et upersonligt virtuelt miljø. En venlig besked sendt til alle deltagere i begyndelsen af sessionen af chatbarmonitoren etablerer et sikkert sted for studerende at stille spørgsmål. Chatbarskærmen kan endda logge på eksternt for at reducere overbelastning i udsendelsesrummet.
En af de største udfordringer for at gennemføre en virtuel opsøgende session er manglen på personlige interaktioner og evnen til at måle elevernes interesse ved at se deres ansigter. Det tager tid for præsentanten at vænne sig til ikke at se deltagerne, da skærmene er der for at give præsentanten udsendelsesbilledet og ikke gruppen af deltagende seere. Præsentanten skal stole på, at personalet bag kulisserne overvåger sessionen for at få en fornemmelse af niveauet af studerendes engagement, og hvad der muligvis skal ændres til næste gang. Succes med at fange elevernes opmærksomhed er tydelig, når de læner sig frem i deres stole for tilsyneladende at få et bedre udsyn. Med mellemrum at stille spørgsmål fra publikum (f.eks. lige efter stationsoversigtsbillederne) giver eleverne tid til at behandle og reflektere over det, de lige har lært. De studerendes kommentarer og lærerevalueringsdata i dette papir understøtter konklusionen om, at disse typer virtuelle opsøgende sessioner er effektive til at udsætte eleverne for nyt STEM- og billedteknologiindhold og give eleverne et positivt læringsmiljø. Disse resultater er i overensstemmelse med resultaterne af andre undersøgelser, der rapporterer, at virtuelle opsøgende programmer, der udføres under pandemien, kan engagere studerende lige så meget som personlige aktiviteter, give mulighed for større deltagelse af studerende i STEM-berigelsesprogrammer og give en mulighed for at opbygge relationer mellem STEM-fagfolk og studerende33,34,35.
Dette papir har givet en oversigt over det udstyr, der er nødvendigt for at bruge billeddannelsesressourceteknologier, der kan være tilgængelige i en medicinsk skoleindstilling for at levere virtuelle teknologifokuserede opsøgende aktiviteter for at stimulere studerendes interesse for STEM-felter. En lille investering i udstyr, såsom et par 4K-kameraer af høj kvalitet og andre tilbehørsgenstande, såsom videoudsendelsesomskifteren, kan effektivt øge præsentationernes interaktive følelse og føre til visuelt tiltalende virtuelle præsentationer, der fremmer studerendes engagement. Demonstration af live ultralydsscanning af en person, roterende 3D CT-rekonstruktioner af kroppen og levering af EEG-optagelse i realtid af hjerneaktivitet hjælper med at stimulere STEM-interesserne hos mellem- og gymnasieelever. De giver også måder at modvirke forskelle i adgang, som studerende i landdistrikterne kan have til ressourcer på en regional medicinsk skole og for tab af adgang for alle studerende under COVID-19-pandemirelaterede begrænsninger.
Disclosures
Forfatterne har ingen interessekonflikter at oplyse.
Acknowledgments
Denne forskning blev støttet af et Science Education Partnership Award (SEPA) tilskud fra National Institute for General Medical Sciences (NIGMS) ved National Institute of Health (NIH) under pris # R25GM129617. Indholdet er udelukkende forfatternes ansvar og repræsenterer ikke nødvendigvis de officielle synspunkter fra National Institutes of Health. UAMS College of Medicine-midler blev brugt til at købe noget af det udstyr, der blev brugt i denne undersøgelse (f.eks. Anatomivisualiseringstabellen og den kliniske ultralydsbærbare enhed).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 4-port HDMI switcher | Iogear | IOGHDSW4K4 | https://www.bhphotovideo.com |
| 4K video camera | Canon VIXIA HDG50 | CAHFG50 | High quality 4K resolution video camera |
| Accessory microphone | Samson Meteor Mic | ||
| ATEM Mini Pro video switcher | Black Magic | BLSWATEMMP | https://www.blackmagicdesign.com |
| Ball head camera mount | Glide Gear | GG-33 | https://www.bhphotovideo.com |
| Brain Viz software | Emotiv | https://www.emotiv.com | |
| Dell laptop computer | Dell | 13” Dell XPS laptop | |
| Emotiv Pro software | Emotiv | https://www.emotiv.com | |
| Excel (for MAC) | Microsoft | v. 16.16.27 | Data analysis |
| High Speed HDMI cable with ethernet-15 foot | 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 to HDMI converter | Liberty AV Solutions | AR-MCHM-HDF | https://www.bhphotovideo.com |
| Overhead camera/light studio rig | Proaim | P-OHLR-01 | https://www.bhphotovideo.com |
| PC laptop | Dell | https://www.dell.com | |
| ProTeam massage table | Hausmann | 7650 | |
| R Studio | R Studio PBC | 2021.09.0 | Data analysis |
| Remote slide advancer | Logitech | Spotlight presentation remote | |
| SECTRA table | Touch of Life Technologies | https://www.toltech.net; Cases [S003, 2099, U010) | |
| sheep, pig, and cow hearts | Carolina Biological | Perfect Solution Preserved | https://www.carolina.com |
| TVN Viewer Software | GlavSoft LLC | Part of TightVNC | |
| Ultrasound laptop device | GE | NextGen LOGIQe laptop/cart | https://logiq.gehealthcare.com |
| Universal adjustable tripod | Magnus | MAVT300 | |
| USB3.0 to Gigabit Ethernet adapter | Insignia | ||
| wireless controller | Canon | WL-D89 | |
| Wireless EEG headset | Emotiv | EPOC X | https://www.emotiv.com |
| ECG package | GE | 3 lead USB-ECG unit | |
| ZOOM software | Zoom | version 5.10.1 | Zoom.us |
References
- 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).
