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Colmare il divario tecnologico nell'era COVID-19: utilizzare la sensibilizzazione virtuale per esporre gli studenti delle scuole medie e superiori alla tecnologia di imaging
In questo articolo
Riepilogo
Questo articolo presenta una panoramica di come la sensibilizzazione virtuale sincrona basata sul web può essere utilizzata per esporre gli studenti del 6 ° -12 ° grado a tecnologie di imaging avanzate come ultrasuoni, tomografia computerizzata ed elettroencefalografia. Il documento discute i metodi e le attrezzature necessarie per trasmettere in streaming sessioni educative integrate per un efficace coinvolgimento degli studenti in STEM.
Abstract
Aumentare la diversità degli studenti che scelgono carriere nei campi della scienza, della tecnologia, dell'ingegneria e della matematica (STEM) è un'area di intensa attenzione in tutti gli Stati Uniti, specialmente nella scuola materna fino ai programmi di pipeline focalizzati sul 12 ° grado (K-12) nelle scuole di medicina. Una forza lavoro STEM diversificata contribuisce a una migliore risoluzione dei problemi e all'equità nell'assistenza sanitaria. Due dei molti ostacoli principali per gli studenti rurali sono la mancanza di sufficienti modelli di ruolo STEM e l'accesso limitato alla tecnologia in classe. Le scuole di medicina spesso fungono da risorsa importante per gli studenti della comunità locale che possono facilmente accedere ai professionisti STEM e alla tecnologia moderna attraverso eventi sponsorizzati nel campus e sensibilizzazione STEM alle aule locali. Tuttavia, gli studenti delle minoranze sottorappresentate (URM) vivono spesso in zone socioeconomicamente in difficoltà di stati rurali come l'Arkansas, dove l'accesso ai modelli di ruolo e alla tecnologia STEM è limitato. L'apprendimento virtuale nell'era COVID-19 ha dimostrato che le risorse della tecnologia di imaging di una scuola di medicina possono essere sfruttate per raggiungere un pubblico più ampio, in particolare gli studenti che vivono in aree rurali lontane dal campus della scuola di medicina.
Introduzione
Esistono programmi di pipeline K-12 sponsorizzati dalla scuola medica per STEM perché la bassa rappresentanza da parte delle minoranze sottorappresentate (URM) nella professione medica rispecchia la mancanza di diversità in altri campi STEM. La mancanza di diversità tra i ricercatori e gli operatori sanitari può contribuire alle disparità sanitarie. Molti operatori sanitari non assomigliano ai pazienti che servono, il che può far sentire i pazienti esclusi1. A livello nazionale, gli URM rappresentano il 37% della popolazione degli Stati Uniti2, ma rappresentano solo il 7% -10% delle facoltà delle scuole professionali 3,4,5. La necessità di una forza lavoro sanitaria diversificata e culturalmente competente è di primaria importanza per identificare, affrontare e, infine, ridurre le disparità sanitarie. La diversità nelle professioni sanitarie può affrontare le disparità sanitarie attraverso la ricerca dedicata alle malattie con un impatto sproporzionato sulle minoranze razziali ed etniche e contribuendo ad aumentare il numero di medici disposti a servire in comunità tipicamente sottoservite6.
Ci sono una serie di fattori che impediscono agli studenti URM di iscriversi e completare con successo i gradi STEM. Queste barriere includono un piccolo pool di candidati a causa dei tassi ridotti di completamento della scuola superiore7, tassi di completamento significativamente più bassi delle major STEM al college e l'ottenimento di master avanzati o dottorati8, minore persistenza nella scuola 9,10 e tassi di laurea complessivi più bassi 11, ridotta esposizione a curricula di alto livello e insegnanti meno qualificati nelle loro comunità 12 , e persino le differenze negli stili di apprendimento preferiti a scuola (ad esempio, gli URM preferiscono attività pratiche in piccoli gruppi rispetto alle lezioni)13,14. È noto che i primi incontri educativi sono estremamente importanti nel plasmare le esperienze educative a lungo termine degli studenti URM, che in genere provengono da ambienti educativi che non supportano e sono persino indifferenti agli studenti delle minoranze. La maggior parte degli URM non ha un modello di ruolo STEM nella loro famiglia allargata o anche nella loro comunità locale. Studi recenti hanno indicato che l'esposizione precoce ai programmi di sensibilizzazione STEM è positivamente associata alla creazione di un'identità STEM e sembra stimolare l'interesse degli studenti per STEM15,16,17,18.
Come unico centro medico accademico allopatico nello stato rurale dell'Arkansas, che ha uno dei più alti tassi di povertà negli Stati Uniti 19, l'università dell'autore e la sua divisione di diversità, equità e inclusione ha, nel corso degli anni, stabilito una solida pipelineK-12 per supportare il reclutamento di URM nei suoi programmi. Il mentoring degli studenti in tenera età ha dimostrato di essere una strategia efficace negli sforzi di reclutamento, fidelizzazione e laurea. I programmi di pipeline presso le scuole universitarie di tutta la nazione hanno mostrato alcuni successi in questo senso (ad esempio, l'aumento delle popolazioni URM che fanno domanda per le scuole di medicina6). Anche i programmi di pipeline rivolti agli studenti delle scuole medie e superiori hanno mostrato alcuni primi segni di successo20,21,22. Gli sforzi di intervento precoce per stimolare l'interesse degli studenti per STEM possono portare alla diversità negli studenti interessati ai campi e alle carriere relativi alle STEM, il che può portare ad un aumento del numero e della diversità degli studenti delle scuole superiori che entrano al college, scelgono un maggiore STEM e perseguono una laurea in scienze biomediche e / o una laurea in professione sanitaria.
COVID-19 ha causato molte interruzioni all'istruzione K-12, comprese le restrizioni all'accesso alle strutture mediche del campus per gli studenti delle scuole medie e superiori e l'interruzione delle visite di sensibilizzazione di persona alle scuole locali. La pandemia ha costretto molti fornitori di sensibilizzazione STEM a reinventarsi da un design paradigmatico basato su approcci pratici e focalizzati per piccoli gruppi a uno che coinvolge la sensibilizzazione virtuale23,24,25. Le sfide che hanno accompagnato questo cambiamento includevano la perdita di interazioni personali, la perdita di interazione pratica con la tecnologia, la mancanza di capacità degli studenti di sperimentare una visita a un campus di una scuola di medicina e alle sue strutture di persona e l'affaticamento con le piattaforme di apprendimento online26. Queste sfide possono essere parzialmente compensate dalle opportunità di fornire sensibilizzazione virtuale, che includono la possibilità di ampliare la partecipazione e colmare il divario tecnologico esponendo gli studenti in tutto lo stato a sofisticate tecnologie di imaging non disponibili nelle loro classi.
Le scuole di medicina sono una risorsa importante per le tecnologie di imaging avanzate e altre tecnologie educative disponibili in commercio che vanno oltre il normale budget delle classi delle scuole medie e superiori. L'ecografia è un'eccellente modalità di imaging per gli studenti delle scuole medie e superiori perché consente di scrutare all'interno del corpo umano in tempo reale. Questo può essere molto coinvolgente per gli studenti, anche quando la presentazione è virtuale. Negli Stati Uniti, gli standard scientifici nazionali includono l'apprendimento delle proprietà delle onde nelle classi di scienze delle scuole medie e superiori26. Dimostrare gli ultrasuoni e il loro uso nell'imaging medico è un ottimo modo per legare la sessione di sensibilizzazione alle lezioni in classe. Niente può catturare l'attenzione degli studenti più della scansione dal vivo del corpo di una persona, specialmente qualcosa che si muove: il cuore, la contrazione di un muscolo o la peristalsi del tratto gastrointestinale. L'accesso alle tecnologie di imaging a raggi X e tomografia computerizzata (TC) per eventi di sensibilizzazione STEM non è possibile a causa dell'elevato costo delle apparecchiature, dei fitti programmi di utilizzo clinico e dei problemi di sicurezza.
Fortunatamente, ci sono diverse tabelle di imaging di visualizzazione anatomica che stanno diventando ampiamente disponibili come risorsa nei campus delle scuole di medicina28. Queste tabelle hanno database di immagini TC ottenute da pazienti umani reali che possono essere mostrate agli studenti, anche con capacità di ricostruzione 3D. Gli studenti delle scuole medie e superiori avranno anche familiarità con lo spettro elettromagnetico (ad esempio, raggi X, luce, infrarossi), che è incluso negli standard scientifici nazionali, quindi l'uso di questo tipo di tecnologia di imaging si lega di nuovo abbastanza bene a ciò che stanno imparando in classe. L'accesso alle apparecchiature di elettroencefalografia (EEG) di qualità medica da utilizzare in eventi virtuali di sensibilizzazione STEM è difficile anche nell'ambiente della scuola medica e richiederebbe personale qualificato per preparare il soggetto per la registrazione EEG. Le cuffie relativamente a basso costo e disponibili in commercio potrebbero non essere disponibili per le singole classi delle scuole medie o superiori, ma sono certamente nell'ambito di un budget di sensibilizzazione STEM per le scuole di medicina. Questi auricolari wireless disponibili in commercio richiedono un tempo minimo per la configurazione e offrono pacchetti software che consentono l'imaging visivo dell'attività EEG nel cervello, ideale per il pubblico target delle scuole medie e superiori che non ha familiarità con questa modalità di imaging dell'attività cerebrale.
Condurre efficaci sessioni virtuali di sensibilizzazione STEM richiede più di un computer portatile, una fotocamera e una piattaforma video basata sul web. Il computer desktop o laptop di base dovrà essere integrato con una varietà di altre apparecchiature per migliorare l'esperienza e fornire una trasmissione di alta qualità e dall'aspetto professionale. Questo documento descrive un approccio integrato a tre stazioni che è stato utilizzato per fornire attività di sensibilizzazione virtuali sincrone, basate sul web, che includono imaging avanzato come ultrasuoni e imaging TC, nonché la visualizzazione della localizzazione dell'attività EEG nel cervello.
Protocollo
Questo studio è stato approvato dal comitato di revisione istituzionale come appartenente a una categoria di status "esente" e, in quanto tale, i dati di valutazione del programma raccolti dagli studenti e dagli insegnanti non hanno richiesto il consenso. Le registrazioni ecografiche ed elettroencefalografiche descritte di seguito sono state condotte su pazienti standardizzati (SP) con piena comprensione che questo faceva parte di un evento educativo di sensibilizzazione.
1. Posizionamento e connessioni delle apparecchiature
- Computer portatile broadcast
- Posizionare il computer portatile (Figura 1A, freccia rossa spessa). su un tavolo situato in posizione centrale che funge da stazione centrale dello studio di trasmissione. Collegare il caricabatterie del laptop a un limitatore di sovratensione in modo che il laptop sia completamente carico per l'intero evento di sensibilizzazione.
- Collegare il cavo USB (Universal Serial Bus) di un microfono a condensatore microfonico di alta qualità alla porta USB del laptop oppure, se necessario, utilizzare un extender USB multiporta.
- Commutatore video per la selezione dell'ingresso video e la funzionalità picture-in-picture (PIP)
- Collegare il cavo di alimentazione del commutatore video (Figura 1A, freccia verde spessa) a un limitatore di sovratensione e collegare l'altra estremità del cavo di alimentazione alla spina di "alimentazione" del commutatore video.
- Collegare il cavo USB alla porta di uscita USB dello switcher video e collegare l'altra estremità alla porta USB del laptop broadcast.
NOTA: l'uscita USB dello switcher video funge essenzialmente da webcam e deve essere riconosciuta come tale dalle piattaforme video basate sul Web. - Collegare il cavo Ethernet fornito dallo switcher video alla porta Ethernet dello switcher video. Collegare l'altra estremità del cavo a un adattatore da USB 3.0 a Gigabit Ethernet, quindi collegare l'estremità USB dell'adattatore a un'altra porta USB del laptop broadcast o utilizzare un extender USB multiporta, se necessario.
- Scarica il software di commutazione video sul laptop broadcast dedicato utilizzando il link fornito dall'azienda.
- Treppiedi e cappelliere per il montaggio di videocamere
- Posizionare un rig da studio modulare sopraelevato sopra la stazione anatomica dei campioni con un grande tavolo posizionato sotto (Figura 1B). Fissare e centrare un supporto per telecamera regolabile al carro aereo (Figura 1B, freccia rossa) in modo che sia posizionato centralmente sopra la stazione anatomica del campione. Montare una videocamera di alta qualità dotata di telecomando sul supporto della telecamera (Figura 1B, asterisco blu). Collegare il cavo di alimentazione della fotocamera alla porta di alimentazione della fotocamera.
- Posizionare strategicamente treppiedi robusti e regolabili nell'area di trasmissione (Figura 1A e Figura 1C, D, frecce blu). Posiziona una telecamera principale per una visione grandangolare in ogni stazione. Posizionare eventuali telecamere aggiuntive per la visione ravvicinata nelle varie stazioni (ad esempio, stazione a ultrasuoni per mostrare il posizionamento della sonda sul paziente standardizzato [SP]).
- Montare una videocamera di alta qualità su ciascun treppiede (Figura 1A e Figura 1C,D, asterischi blu). Collegare l'adattatore di alimentazione compatto a una presa vicina e l'altra estremità alla porta di ricarica della fotocamera. Fissare un paraluce per bloccare la luce diffusa dalle plafoniere.
NOTA: sebbene la maggior parte delle videocamere sia dotata di batterie, è consigliabile utilizzare cavi di alimentazione in modo che la fotocamera non perda inaspettatamente l'alimentazione durante una trasmissione. La capacità di controllo remoto della telecamera dall'alto consente una facile regolazione della funzione di zoom senza dover bloccare la visualizzazione dell'inserto del feed video live stando di fronte alla stazione anatomica del campione. Il relatore o un altro membro dello staff può regolare a distanza. - Collegare un cavo mini da HDMI a HDMI alla porta mini HDMI di ciascuna fotocamera. Collegare un'estremità di un cavo HDMI extra-lungo (ad esempio, lungo 15 piedi) al cavo mini HDMI. Posizionare i cavi HDMI in modo che corrano verso lo switcher video.
- Posiziona i cavi HDMI nella stanza per consentire un facile movimento e fissali sul pavimento per evitare di inciampare. Avvolgere i cavi HDMI e di alimentazione collegati alla telecamera montata sulla piattaforma aerea attorno alla struttura del rig in modo che non siano in vista della telecamera della stazione principale e non cadano durante la trasmissione.
- Switcher HDMI multiporta
- Collegare le videocamere selezionate per fornire feed video per il piccolo inserto in modalità PIP a uno switcher HDMI multiporta dotato di un telecomando (Figura 1A, sottile freccia verde).
NOTA: uno switcher HDMI multiporta sarà necessario se il numero di dispositivi di ingresso HDMI supera il massimo di quattro porte HDMI disponibili sullo switcher video. - Collegare l'uscita HDMI dello switcher HDMI multiporta a uno dei quattro ingressi HDMI principali sullo switcher video.
- Collegare le videocamere selezionate per fornire feed video per il piccolo inserto in modalità PIP a uno switcher HDMI multiporta dotato di un telecomando (Figura 1A, sottile freccia verde).
- Computer portatile secondario per presentazioni di diapositive e che funge da interfaccia wireless per il laptop EEG
- Collegare il computer portatile secondario (Figura 1A e Figura 1C, freccia rossa sottile) al caricabatterie e collegarlo al limitatore di sovratensione.
- Collegare un'estremità di un cavo HDMI alla porta HDMI del laptop e l'altra estremità a uno degli ingressi HDMI dello switcher video.
- Caricare un telecomando wireless e collegare il ricevitore USB a una delle porte USB del computer portatile secondario.
- Precaricare eventuali presentazioni sul desktop del portatile della presentazione.
NOTA: L'uso di "diapositive di benvenuto" personalizzate personalizzerà la presentazione virtuale.
- Monitor broadcast
- Posizionare strategicamente i computer portatili su una sedia/sgabello vicino a ciascuna stazione da utilizzare come monitor di trasmissione (Figura 1A-C, frecce gialle). Collegare il caricabatterie del laptop al limitatore di sovratensione.
NOTA: questi monitor sono necessari affinché il relatore possa osservare la trasmissione come qualsiasi partecipante. Questa capacità è particolarmente importante nella stazione anatomica dei campioni per poter regolare la posizione dei campioni sullo schermo. - Attivare la connettività Internet wireless del laptop in modo che sia pronto per l'uso.
- Posizionare strategicamente i computer portatili su una sedia/sgabello vicino a ciascuna stazione da utilizzare come monitor di trasmissione (Figura 1A-C, frecce gialle). Collegare il caricabatterie del laptop al limitatore di sovratensione.
- Configurazione della stazione di scansione ad ultrasuoni
- Posizionare un dispositivo portatile a ultrasuoni clinici e un carrello per laptop in una regione centrale della stazione dedicata agli ultrasuoni (Figura 1A, freccia viola). Collegare il cavo di alimentazione del dispositivo a ultrasuoni a un limitatore di sovratensione.
- Collegare un cavo HDMI alla porta HDMI del computer portatile a ultrasuoni e l'altra estremità all'ingresso HDMI di un dispositivo convertitore di segnale. Collegare un'estremità di un cavo HDMI all'uscita HDMI del convertitore e l'altra estremità allo switcher video o allo switcher HDMI.
- Impostare gli interruttori integrati del convertitore per riconfigurare l'uscita HDMI del laptop a ultrasuoni in modo che corrisponda ai requisiti di ingresso HDMI dello switcher video. In questo caso, le impostazioni erano 1,2,3,4,5,7 = On; 6,8 = Spento.
NOTA: le impostazioni del convertitore per marche specifiche di sistemi portatili a ultrasuoni potrebbero dover essere determinate tramite tentativi ed errori. - Se un pacchetto elettrocardiografico (ECG) è un'opzione disponibile per il dispositivo portatile a ultrasuoni (ad esempio, un'unità USB-ECG a tre derivazioni), collegare l'estremità USB al laptop a ultrasuoni. Posizionare i tre elettrodi a scatto ECG vicino al dispositivo pronti per l'applicazione all'SP.
- Posizionare strategicamente una barella paziente o un lettino da massaggio portatile in modo che si trovi ad angolo rispetto alla vista principale della telecamera dedicata alla stazione a ultrasuoni (US) (Figura 1A). Posizionare un copriletto sul tavolo e posizionare il cuscino paziente con il copricuscino all'estremità più vicina al carrello degli Stati Uniti. Posizionare una bottiglia di gel ad ultrasuoni e asciugamani di carta a portata di mano in modo che possano essere utilizzati per pulire comodamente il gel dall'SP.
- Configurazione della stazione della tabella di visualizzazione anatomica 3D
- Collegare il cavo di alimentazione del tavolo di visualizzazione anatomica a un limitatore di sovratensione e accendere il tavolo. Collegare il cavo Ethernet del computer del tavolo di visualizzazione anatomica a una spina Ethernet attiva montata a parete o registrare il tavolo in Internet wireless.
- Collegare un'estremità di un cavo HDMI extra-lungo (ad esempio, 15 piedi) alla tabella di visualizzazione anatomica e l'altra estremità a una delle porte HDMI dello switcher video o dello switcher HDMI.
- Accedere alla tabella di visualizzazione anatomica utilizzando le credenziali fornite dall'azienda. Precaricare uno dei casi TC rilevanti per la sessione pianificata (ad esempio, un caso di intervento chirurgico di bypass cardiaco) e posizionarlo a destra del centro in modo che non sia bloccato dal PIP.
- Configurazione della stazione elettroencefalografica
- Collegare il cavo del caricabatterie fornito con le cuffie EEG wireless all'auricolare e collegare l'altra estremità alla porta USB di un computer per caricare completamente l'auricolare. Collegare l'adattatore Bluetooth wireless alla porta USB del computer o utilizzare un adattatore USB per adattarsi al laptop.
- Una volta che l'auricolare è completamente carico, inserire i tappi di schiuma in ciascuno dei 14 cavi sulla cuffia EEG e applicare alcune gocce di soluzioni di collirio salino a ciascun elettrocatetere. Posizionare l'auricolare sulla testa dell'SP e regolare la posizione dei cavi come indicato dalle istruzioni dell'auricolare. Accendere l'auricolare utilizzando il pulsante sull'auricolare.
- Accendere il computer dedicato all'EEG e attivare il software dell'auricolare EEG wireless. Selezionare il dispositivo auricolare disponibile, scegliere Connetti e seguire le istruzioni nel software fino a quando tutte le spie sono verdi sull'immagine dell'auricolare, indicando il contatto corretto di tutti i 14 cavi. Fare clic sul collegamento del software dell'auricolare wireless nella parte superiore sinistra della finestra per passare dalle schermate alle registrazioni EEG dal vivo. Regolare le impostazioni in base alle esigenze.
- Attivare il software di visualizzazione cerebrale EEG. Selezionare lo stesso auricolare disponibile e scegliere Connetti. Fare clic sull'icona situata nella cornice inferiore della finestra e selezionare la vista stazionaria dall'alto del cervello.
- Riduci le dimensioni della visualizzazione cerebrale e delle finestre del software EEG in modo che ciascuna occupi metà del desktop sullo schermo del laptop.
- Attivare la condivisione dello schermo per il laptop dedicato EEG (ad esempio, Preferenze di Sistema | Condivisione | Condivisione schermo ON [con tutti gli utenti selezionati]).
- Collegare sia i laptop dedicati all'EEG che quelli dedicati alle diapositive alla stessa rete wireless. Sul laptop dedicato alle diapositive, installare e attivare il software di visualizzazione desktop remoto facendo clic sull'icona appropriata sul desktop. Connettersi al laptop dedicato all'EEG inserendo il suo nome o indirizzo IP nella casella Remote Host e quindi fare clic su Connetti. Accedere al portatile dedicato all'EEG utilizzando la schermata condivisa visualizzata sul portatile dedicato alle diapositive.
2. Test delle impostazioni di trasmissione della piattaforma video basata sul Web, delle apparecchiature video e delle connessioni software
- Trasmissione portatile
- Aprire il programma della piattaforma video basata sul Web sul portatile broadcast e avviare una nuova sessione di riunione .
- Fare clic sulla freccia a destra dell'icona Disattiva audio in basso a sinistra del bordo della schermata del programma della piattaforma video. Nell'elenco Seleziona un microfono, scegli il microfono accessorio. Premere l'altoparlante di prova e la scelta del microfono per testare l'uscita audio e l'audio nei livelli sonori.
- Fare clic sulla freccia a destra dell'icona Stop Video nella parte inferiore del bordo della schermata del programma della piattaforma video. Nell'elenco Selezionare una videocamera, scegliere la sorgente video elencata come 1920 x 1080_60.00fps.
NOTA: l'ingresso del commutatore video per il laptop verrà visualizzato come due elenchi separati (uno a 60 fotogrammi/s e l'altro a 30 fotogrammi/s). - Selezionare il menu a discesa Interrompi video | Impostazioni video. In Impostazioni fotocamera , deseleziona Esegui riproduzione video personale.
- Fare clic sul pulsante dei partecipanti situato sul bordo inferiore del programma della piattaforma video, quindi fare clic sul pulsante di invito nella parte inferiore del pannello di destra. Copiare il numero della riunione a 11 cifre e il numero del codice di accesso della riunione a 6 cifre, che saranno necessari nel passaggio 2.3.1.
- Videocamere
- Testare le viste principali della telecamera in ciascuna stazione premendo il pulsante corrispondente sullo switcher video o sullo switcher HDMI multiporta. Assicurati che tutto sia centrato in ogni vista.
- Verificare la configurazione PIP per ogni telecamera designata come telecamera PIP selezionando la videocamera sul commutatore video e selezionando la modalità PIP sul dispositivo. Premere il pulsante PIP sullo switcher video per attivare la modalità PIP .
- Testare il telecomando wireless per verificare la facilità di commutazione tra le telecamere o altri dispositivi di ingresso collegati allo switcher HDMI multiporta.
- Monitorare i computer portatili
- Attivare il programma della piattaforma video basata sul Web su ciascun monitor portatile. Inserisci il numero di invito alla riunione e premi invio; Inserisci il numero del passcode e premi Invio. Chiudi la finestra che chiede di unire l'audio ma non di unire l'audio per evitare il feedback audio.
- Selezionare il menu a discesa Interrompi video | Impostazioni video . In Impostazioni fotocamera , deseleziona Esegui riproduzione video personale.
NOTA: il monitor per la stazione del campione anatomico con la telecamera dall'alto deve avere impostazioni che corrispondano alle impostazioni della videocamera portatile broadcast per garantire che l'orientamento del campione sia lo stesso per il relatore e per gli studenti. - Fare clic sull'icona del monitor nel programma della piattaforma video e rinominare i laptop come Monitor #1 e Monitor #2 in modo che i partecipanti sappiano che non si tratta di un altro partecipante.
- Selezionare la vista Altoparlante | Schermo intero. Vista altoparlante pin. Riduci l'inserto premendo il primo pulsante. Spostalo sul lato dello schermo in modo che non blocchi alcuna visualizzazione.
- Presentazione laptop e telecomando
- Accendi il portatile dedicato alle diapositive. Modificare le impostazioni della finestra per duplicare lo schermo (ad esempio, le impostazioni di Windows | sistema | più display | duplicare questi display).
- Attivare il programma di presentazione delle diapositive e caricare un file di test. Seleziona l'icona della presentazione e prova l'avanzamento della diapositiva remota per verificare se funziona da dove si troverà il relatore durante la sessione.
- Impostazioni di controllo del software della commutazione video
- Creare un diagramma di flusso per la sessione che includa un elenco di scatti con la vista della videocamera specificata, la relativa origine di feed video e se includerà la modalità PIP. Assicurarsi che l'elenco includa l'esatta posizione del riquadro a seconda della sorgente che riempie la parte principale dello schermo (ad esempio, spostata nell'angolo sinistro o superiore sinistro) (ad esempio, vedere gli screenshot nella Figura 2A-I).
- Attivare il controllo del software della commutazione video sul laptop broadcast. Fare clic sul menu a discesa per Macro. Spostare la finestra popup lateralmente (vedere la Figura 1D, asterisco giallo singolo).
- Fare clic sul pulsante Crea nella finestra popup macro. Fare clic sul primo slot vuoto nel pannello e quindi fare clic sul pulsante + . Digitare un nome per questo primo scatto e quindi fare clic sul pulsante di registrazione .
- Sul pannello di controllo del software del commutatore video , selezionare il pulsante Programma per la telecamera appropriata (ad esempio, CAM1 o CAM4). Se il colpo non ha un PIP, andare al passaggio 2.5.7.
- Se lo scatto ha la modalità PIP attiva, fate clic sul pulsante ON AIR nella sezione Transizione successiva . Sul lato destro dello schermo, vai alla sezione Upstream Key 1 e fai clic sulla scheda DVE . Selezionare la fotocamera nella vista inserita della modalità PIP come sorgente di riempimento.
- Modificare le dimensioni della visualizzazione inserita digitando le posizioni e le dimensioni x e y. Confermare la posizione dell'inserto nella finestra di trasmissione del programma della piattaforma video.
NOTA: facendo clic sulla X o Y nella sezione Etichetta Posizione o Taglia e spostando il mouse a sinistra o a destra, le impostazioni verranno scorrete. - Fare clic sulla finestra popup Macro e premere il piccolo pulsante rosso per interrompere la registrazione.
- Ripetere i passaggi 2.5.3-2.5.7 per creare macro separate per ogni ripresa nel diagramma di flusso creato nel passaggio 2.5.1 (ad esempio, vedere lo screenshot mostrato nella Figura 1D).
NOTA: lo switcher video offre vari effetti video per le transizioni e opzioni di terzi inferiori per le sovrapposizioni. In questo protocollo sono descritte solo le operazioni di base per la modalità PIP. - Fare clic sul menu a discesa File nella parte superiore dello schermo e scegliere Salva con nome. Digitare un nome per le impostazioni del file.
- Paziente standardizzato
- Posiziona l'SP maschio a torso nudo sul tavolo. Posizionare la sonda ecografica cardiaca sulla parete toracica nel 3 ° o 4 ° spazio parasternale intercostale sinistro con il marcatore puntato verso la spalla destra. Regolare la sonda fino ad ottenere una vista parasternale dell'asse lungo del cuore che dimostri l'atrio sinistro, il ventricolo sinistro e il tratto di efflusso aortico e le valvole associate (ad esempio, Figura 2E).
- Attaccare i pad ECG all'SP (cioè uno sopra la clavicola destra, uno sopra la clavicola sinistra e uno sul lato sinistro del tronco inferiore). Collegare i cavi ECG ai pad e verificare che sul dispositivo portatile a ultrasuoni appaia una forma d'onda ECG stabile.
3. Configurazione della sessione di trasmissione della piattaforma video in diretta
- Controllo dell'attrezzatura
- Avviare la sessione di trasmissione della piattaforma video il cui link è stato inviato ai partecipanti. Controllare rapidamente il microfono come al punto 2.1.2.
- Ripetere i passaggi 2.3.1-2.3.4 sopra riportati per configurare i laptop monitor.
- Se c'è un membro dello staff che funge da monitor della barra di chat, invitalo a inviare un messaggio di benvenuto ai partecipanti nella barra di chat dicendo loro di inviare loro eventuali domande anonime in modo che possano condividerle.
NOTA: Questo è necessario solo se gli studenti hanno effettuato l'accesso individuale alla sessione e possono porre domande in modo anonimo. L'anonimato può aiutare gli studenti delle scuole medie e superiori che potrebbero non voler fare domande ad alta voce in un ambiente virtuale. - Consiglia ai partecipanti di passare alla modalità altoparlante per ottenere la migliore esperienza.
- Avviare il programma di controllo del software di commutazione video, fare clic sul menu a discesa File | Ripristina e seleziona il nome del file salvato nel passaggio 2.5.9. Fare clic sul pulsante di ripristino nella parte inferiore della nuova schermata popup. Fare clic sul menu a discesa Macro e spostare il menu a comparsa verso il lato. Fare clic sul pulsante Esegui nel menu macro e selezionare il primo colpo dal menu macro.
- Spostare la schermata del software dello switcher video verso il basso, ma lasciare parte del bordo bianco superiore disponibile su cui fare clic quando necessario (vedere la Figura 1D).
NOTA: facendo clic sulla finestra del software di trasmissione della piattaforma video, il popup MACRO scomparirà, ma riapparirà dopo aver fatto clic sulla finestra di controllo del software del commutatore video. Questo dovrà essere eseguito quando si controlla la funzione della barra di chat. - Avviare la registrazione sul programma software della piattaforma video per registrare la sessione di sensibilizzazione. Selezionare il record per questa scelta del computer .
NOTA: Dopo che la registrazione è stata interrotta e il programma è stato chiuso, verrà visualizzata una finestra popup che indica che il software sta convertendo il video registrato. Questo potrebbe richiedere del tempo a seconda della durata della sessione di sensibilizzazione virtuale.
- Contenuto anatomico specifico del campione
- Stazione di campioni di cuore
- Utilizzare campioni di cuore di pecora, maiale e mucca per dimostrare le differenze nelle dimensioni del cuore e nella dimensione relativa del cuore umano (ad esempio, tra cuori di pecora e di maiale) (ad esempio, vedere la Figura 1B). Dimostrare il sacco pericardico in un esemplare di pecora e l'anatomia superficiale del cuore usando cuori di maiale.
NOTA: i cuori cadaverici umani possono essere utilizzati in queste dimostrazioni se adatti all'età del pubblico di destinazione (ad esempio, studenti delle scuole superiori di livello superiore). - Identificare i principali vasi sanguigni che entrano ed escono dal cuore utilizzando un modello cardiaco (Figura 3A). Dimostrare la posizione delle arterie coronarie e discutere come il blocco può causare un attacco di cuore.
- Dimostrare le caratteristiche anatomiche interne del cuore (Figura 2B). Indicare le quattro camere e valvole e menzionare la loro funzione unidirezionale mediata da variazioni di pressione e non di attività elettrica (Figura 3A). Indica le cellule intrinseche del pacemaker nelle pareti cardiache usando un modello cardiaco.
- Menzionare i diversi spessori delle pareti ventricolari e parlare di ipertrofia del cuore quando deve lavorare di più (ad esempio, durante l'ipertensione prolungata). Indica la parete interventricolare e parla dei bambini che nascono con un buco nel cuore (cioè nel setto interatriale o interventricolare).
- Utilizzare campioni di cuore di pecora, maiale e mucca per dimostrare le differenze nelle dimensioni del cuore e nella dimensione relativa del cuore umano (ad esempio, tra cuori di pecora e di maiale) (ad esempio, vedere la Figura 1B). Dimostrare il sacco pericardico in un esemplare di pecora e l'anatomia superficiale del cuore usando cuori di maiale.
- Stazione del campione cerebrale
- Utilizzare un modello per discutere i due principali tipi di cellule che compongono il tessuto nervoso nel cervello (ad esempio, neuroni e glia). Discutere la funzione dei dendriti rispetto agli assoni, come i neuroni si connettono tra loro in una sinapsi e che questo è un processo elettrochimico, come la glia avvolge gli assoni per formare la mielina e che la sclerosi multipla è una malattia che porta alla demielinizzazione.
- Dimostrare le principali porzioni del cervello umano (cioè emisferi cerebrali, cervelletto, tronco cerebrale) e il contrasto con il midollo spinale. Indicare le principali fessure e punti di riferimento di giri e solchi che caratterizzano la superficie degli emisferi cerebrali, come la fessura longitudinale che separa i due emisferi cerebrali (Figura 3B, freccia rossa) e il solco centrale che separa la corteccia motoria primaria e la corteccia sensoriale (Figura 3B, freccia gialla). Discutere la localizzazione della funzione nei vari lobi e la disposizione somatotopica della corteccia motoria e sensoriale primaria. Discutere il restringimento del giro nel cervello dei malati di Alzheimer.
- Dimostrare le strutture principali in una sezione mediana del cervello (ad esempio, corpo calloso, talamo, ipotalamo) e nelle sezioni coronali del tronco cerebrale e del proencefalo. Sottolinea l'aspetto pigmentato della substantia nigra e la sua importanza nella malattia di Parkinson. Identificare parti del sistema ventricolare e metterlo in relazione con un modello ventricolare completamente ingessato.
- Stazione di campioni di cuore
- Contenuto della stazione a ultrasuoni
- Nozioni di base sugli ultrasuoni
- Spiega come gli ultrasuoni hanno una frequenza superiore a quella che gli esseri umani possono sentire. Spiega in che modo le sonde sono la fonte del suono e che la velocità è determinata dal mezzo che sta attraversando. Spiega che i dispositivi statunitensi presumono che la velocità del suono nel corpo sia di 1.540 m/s ma che strutture diverse nel corpo abbiano velocità di conduzione diverse. Spiega che un'eco negli ultrasuoni viene prodotta quando il suono viaggia da un mezzo all'altro e incontra resistenza.
- Orientare gli studenti per capire che la parte superiore dell'immagine ecografica è più vicina alla sonda posta sul torace. Dimostrare l'imaging in modalità B del cuore in vari piani visivi (ad esempio, asse lungo parasternale e asse corto parasternale) e indicare le camere e le valvole. Dimostrare la modalità colore per visualizzare il flusso di sangue attraverso il cuore e spiegare che rosso significa movimento verso la sonda e movimento blu lontano dalla sonda.
- Nella vista dell'asse lungo parasternale del cuore (ad esempio, Figura 2E), identificare la valvola mitrale, che regola il flusso di sangue dall'atrio sinistro al ventricolo sinistro durante la diastole, e la valvola aortica, che regola il flusso di sangue dal ventricolo sinistro all'aorta durante la sistole. Mostra come la valvola mitrale si alterna con la valvola aortica e menziona che la chiusura alternata delle valvole produce il lub-dub del battito cardiaco udito con uno stetoscopio.
- Nella vista dell'asse corto del cuore, identificare l'aspetto circolare del ventricolo sinistro e la forma semilunare del ventricolo destro. Inclinare la sonda per visualizzare la valvola aortica con il segno Mercedes Benz invertito.
- Nozioni di base sugli ultrasuoni
- Contenuto della stazione di tomografia computerizzata (CT)
- Spiegare come gli scanner CT inviano raggi X attraverso il paziente in modo a spirale consentendo la ricostruzione 3D su qualsiasi piano. Usa un caso per spiegare l'aspetto dell'osso e del metallo (cioè bianco) rispetto al fluido (grigio) e all'aria (nero) sulle immagini TC.
- Selezionare la modalità di ricostruzione multiplanare (MPR) sulla tabella di visualizzazione anatomica (ad esempio, fare clic sull'icona dell'uomo blu | MPR) e scegli ciascuno dei tre piani principali che appariranno in un pannello sul lato sinistro. Tocca due volte l'immagine per caricarla nella schermata principale, quindi tocca di nuovo due volte per ridurla. Dimostrare come le immagini scansionano il corpo in diversi piani visivi (ad esempio, coronale, sagittale, trasversale).
- Per l'imaging TC del cuore, dimostrare la dimensione relativa di un cuore di dimensioni normali rispetto ai polmoni (ad esempio, regola dei terzi). Identificare le quattro camere del cuore, seguire l'aorta fuori dal ventricolo sinistro, quindi identificare i rami principali dell'arco aortico. Mostra un esempio di un cuore allargato con un pacemaker impiantato (ad esempio, Figura 2G). Usa questo caso per dimostrare un cuore allargato che occupa la maggior parte del lato sinistro del torace.
- Mostra un esempio di un paziente che ha subito un intervento chirurgico a cuore aperto, come evidenziato dalla presenza di fili metallici che tengono insieme lo sterno. Selezionare l'icona salvata per dimostrare l'arteria coronaria destra occlusa e identificare e seguire gli innesti di bypass coronarico (uno a destra e due a sinistra) che derivano dall'aorta e viaggiano verso il cuore (vedere Figura 3C).
- Contenuto della stazione di elettroencefalografia
- Visualizzare l'headset wireless su un SP (riquadro, Figura 3D, asterisco giallo). Indica i 14 diversi elettrocateteri (7 su ciascun lato) che sono posizionati su specifici lobi del cervello. Discutere di come l'attività elettrica dei neuroni e della glia nei vari lobi viaggia attraverso l'osso fino agli elettrodi di superficie sulla pelle.
- Alza la soglia del software per dimostrare che l'intero cervello è attivo. Ridurre la soglia delle onde EEG nel software EEG wireless per dimostrare la localizzazione di zone ad alta attività all'interno di lobi specifici (ad esempio, lobo frontale e lobo parietale) (Figura 3D, pannello di sinistra). Monitorare i cambiamenti di attività nei vari lobi per dimostrare che ci sono modelli generali di attività ma che non sono ripetitivi ogni volta.
- Discutere di come l'attività EEG consiste in diverse onde con frequenze specifiche. Utilizzare i cursori sulla finestra del software di visualizzazione del cervello per isolare forme d'onda specifiche (ad esempio, onde alfa e onde beta). Chiedi all'SP di masticare per dimostrare artefatti di movimento della registrazione EEG o chiudi gli occhi per dimostrare l'aumento dell'attività delle onde alfa. Discutere gli usi della registrazione EEG in un contesto clinico (ad esempio, studi sull'epilessia o sul sonno).
Risultati
Uno spazio formale dedicato per le trasmissioni virtuali non è assolutamente richiesto ed è limitato da uno stretto accesso alla tecnologia di imaging. La Figura 1 mostra uno studio di trasmissione improvvisato con tutte le apparecchiature descritte in questo protocollo (Figura 1A-D). La configurazione principale si trova in una stanza che ospita il tavolo di visualizzazione anatomica (Figura 1C) e include il dispositivo portatile a ultrasuoni (Figura 1A), e il corridoio adiacente viene utilizzato per l'installazione della stazione di campionamento anatomico per consentire l'assemblaggio del rig della telecamera aerea (Figura 1B).
La Figura 2 include sequenze di fotogrammi video di esempio da una delle sessioni di sensibilizzazione virtuale incentrate sul cuore per dimostrare i tipi di formattazione dello schermo utilizzati per rendere la presentazione visivamente accattivante e migliorare l'apprendimento. Le informazioni introduttive (ad esempio, una diapositiva di benvenuto, il supporto per le sovvenzioni, le presentazioni del personale, una breve struttura della sessione) sono mostrate in una diapositiva con un inserto del relatore dal vivo posizionato a lato (ad esempio, Figura 2A, I). Ciò consente di distinguere la presentazione dalle normali presentazioni di diapositive, ma mantiene la funzione software della piattaforma video di vedere l'oratore.
Le dimostrazioni anatomiche dei campioni utilizzano un piccolo inserto del presentatore nell'angolo in alto a sinistra e la telecamera dall'alto come schermata principale (Figura 2B). Ciò consente al presentatore di parlare direttamente al pubblico mentre mostra strutture specifiche in una vista ravvicinata. Le diapositive di riepilogo dei punti chiave sono mostrate come una semplice diapositiva da sola, che consente al personale di spostarsi senza soluzione di continuità dietro le quinte da una stazione all'altra (Figura 2C, F, H) e aiuta gli studenti a consolidare i principali messaggi da portare a casa. I monitor posizionati strategicamente consentono al personale di leggere la diapositiva di riepilogo durante la transizione. La vista ecografica iniziale include solo una vista grandangolare in modo che il presentatore possa introdurre l'SP, dimostrare la configurazione del laptop a ultrasuoni e introdurre gli ultrasuoni e come funzionano le sonde statunitensi (Figura 2D).
Un inserto che mostra un primo piano dell'SP è incluso nella scansione US dal vivo poiché aiuta gli studenti a integrare ciò che stanno vedendo con dove viene posizionata la sonda (Figura 2E). Questo è fondamentale per gli Stati Uniti poiché lievi movimenti della sonda sull'SP (ad esempio, rotazione, scorrimento o angolazione della sonda) cambieranno l'immagine risultante. Un inserto viene utilizzato anche quando viene dimostrata la tabella di visualizzazione anatomica perché vedere la manipolazione della tabella è la chiave per orientare gli studenti e capire cosa viene mostrato nelle ricostruzioni 3D (Figura 2G). Questo è estremamente importante quando vengono utilizzati presentatori quasi coetanei (ad esempio, studenti delle scuole superiori e universitari) in modo che gli studenti delle scuole medie e superiori possano immaginare di essere un giorno in grado di manipolare la tecnologia.
Nella Tabella 1 sono elencate le specifiche di impostazione dei tasti di controllo del software della commutazione video utilizzate per generare i vari fotogrammi mostrati nella Figura 2. La tabella indica i nomi di ciascun pulsante soft definito dall'utente, quale telecamera è attivata per la schermata principale, quale telecamera viene utilizzata per la visualizzazione PIP e le dimensioni e la posizione del riquadro PIP. Queste impostazioni sono quelle generate nei passaggi 2.5.1-2.5.8 elencati nel protocollo.
La tabella 2 elenca le note di produzione dietro le quinte utilizzate dal membro dello staff che gestisce la trasmissione per sapere quando selezionare manualmente la telecamera corretta e far avanzare le diapositive per prepararsi per la ripresa successiva. Sebbene lo switcher video consenta transizioni fluide tra le riprese, qualcuno deve ancora effettuare alcune selezioni dietro le quinte per rendere la trasmissione senza soluzione di continuità. Inoltre, anche con lo switcher video e lo switcher HDMI multiporta, gli ingressi HDMI dall'ingresso HDMI del laptop a ultrasuoni e l'ingresso HDMI della tabella di visualizzazione anatomica devono essere commutati manualmente. Questo può essere fatto mentre si proietta una diapositiva riassuntiva degli Stati Uniti.
Se è disponibile un secondo switcher video, gli ingressi HDMI della tabella di visualizzazione a ultrasuoni e anatomia possono essere collegati al secondo switcher video e la sua uscita collegata alla porta HDMI normalmente condivisa dai due dispositivi sullo switcher video principale. In questo caso, una semplice pressione del pulsante sul secondo commutatore video cambia l'ingresso allo switcher video principale senza dover sostituire i cavi HDMI. La facilità di questa disposizione potrebbe non valere il costo aggiuntivo se il budget è limitato. In alternativa, è possibile utilizzare un secondo switcher HDMI multiporta.
Le immagini composite mostrate nella Figura 3 forniscono esempi dell'uso di relatori quasi coetanei nelle sessioni di sensibilizzazione incentrate sul cuore e sul cervello. L'uso di modelli cardiaci e campioni (riquadro) è mostrato nella Figura 3A. L'uso di campioni e modelli di cervello cadaverico umano (riquadro) è mostrato nella Figura 3B. La Figura 3 mostra una ricostruzione 3D di una TAC in un paziente con un'arteria coronaria destra occlusa (Figura 3C, freccia rossa) e un innesto di bypass coronarico (Figura 3C, freccia nera). L'uso della registrazione EEG wireless dell'attività cerebrale in un SP è mostrato in Figura 3D, comprese le registrazioni EEG grezze (pannello di destra) e la visualizzazione software dell'attività EEG nel cervello (pannello di sinistra). Il reclutamento di modelli di ruolo STEM quasi coetanei è qualcosa che deve essere considerato quando si trasmette agli studenti delle scuole medie e superiori. I presentatori delle scuole superiori quasi coetanei appartenenti al team di sensibilizzazione STEM in questo studio sono stati utilizzati per ospitare sessioni di sensibilizzazione virtuali per i figli del personale che lavora presso un'agenzia federale degli Stati Uniti durante il loro sponsorizzato "Take Your Child to Work Day" (una sessione di 30 minuti sul cuore29 e una sessione di 60 minuti sul cervello30).
L'approccio integrato a tre stazioni utilizzato nelle presentazioni di sensibilizzazione descritte fornisce varietà alle sessioni e mantiene l'attenzione degli studenti durante l'utilizzo di una piattaforma di apprendimento video virtuale basata sul web. Ancora più importante, tutte e tre le modalità di imaging elencate nel protocollo richiedono di preparare il terreno per gli studenti rivedendo alcune delle anatomie di base della rispettiva regione (cioè cuore o cervello). Le presentazioni virtuali possono essere facilmente adattate all'età e agli interessi specifici del pubblico di destinazione. Il protocollo delineato in questo documento è stato utilizzato per fornire presentazioni di sensibilizzazione STEM incentrate sulla tecnologia virtuale per una varietà di pubblico delle scuole medie e superiori, nonché insegnanti, in tutto lo stato. Un esempio di elenco di queste sessioni è fornito nella Tabella 3.
Per valutare l'efficacia delle presentazioni di sensibilizzazione virtuale, agli insegnanti è stata chiesta la loro percezione del valore delle sessioni. I nove insegnanti che hanno risposto rappresentano classi che insieme totalizzano ~ 150 studenti delle scuole superiori. Agli insegnanti sono stati inviati sondaggi via e-mail e chiesto di valutare otto affermazioni sulle sessioni di sensibilizzazione virtuale utilizzando una scala Likert a 5 punti (vedi Tabella 4). I dati sono stati raccolti e analizzati statisticamente. Un test t a un campione (a due code) è stato utilizzato per determinare se le risposte di valutazione erano significativamente diverse da un punto neutro atteso della scala (3, né d'accordo né in disaccordo) e per determinare la significatività (valore p) per ciascuna affermazione, compresi gli intervalli di confidenza superiore e inferiore al 95%. La frequenza delle risposte è inclusa nella tabella 4.
Le valutazioni degli insegnanti hanno indicato che queste sessioni virtuali erano un uso prezioso del tempo di lezione (p < .05) e che gli studenti, secondo il parere degli insegnanti, hanno imparato qualcosa su STEM o tecnologia durante le sessioni virtuali (p < .01). Gli insegnanti erano fortemente d'accordo con la dichiarazione che avrebbero raccomandato le sessioni di sensibilizzazione virtuale ad altri insegnanti (p < .001) e avrebbero invitato il team a condurre un'altra sessione di sensibilizzazione virtuale (p < .05). Insieme, i dati di queste prime sei affermazioni confermano che l'approccio sembra essere promettente per fornire un ambiente di apprendimento positivo per gli studenti, nonostante sia virtuale. Le ultime due domande riguardavano il livello di coinvolgimento degli studenti che partecipavano alla sessione di persona o virtualmente.
I dati di valutazione neutrale degli insegnanti (cioè, nessuna risposta significativamente più alta o più bassa rispetto al punto neutro) hanno indicato che gli studenti nelle loro classi non erano pienamente coinvolti dalle sessioni di sensibilizzazione virtuale. L'assenza di un aumento significativo in questa categoria di domande non è stata inaspettata poiché le attività pratiche coinvolgono gli studenti più di qualsiasi attività virtuale. Il valore percepito delle sessioni da parte degli insegnanti, unito all'assenza di una valutazione negativa significativa per il coinvolgimento degli studenti, supporta l'uso di questi tipi di sessioni di sensibilizzazione virtuale quando le sessioni pratiche di persona non sono possibili.
La tabella 5 elenca esempi dei commenti forniti dagli studenti nella barra di chat della piattaforma video su ciò che hanno imparato durante le sessioni virtuali sul cuore o sul cervello. Il relatore in genere chiede alla classe di fornire esempi di cinque cose apprese nella sessione che non sapevano prima di accedere alla sessione virtuale. Questi commenti hanno indicato che gli studenti stavano prestando attenzione durante la sensibilizzazione e che stavano imparando contenuti pertinenti e hanno confermato le valutazioni complessivamente positive degli insegnanti.
Figura 1: Studio di trasmissione improvvisato con tutte le attrezzature elencate. (A) Vista del portatile broadcast (freccia rossa spessa), laptop per presentazioni diapositive (freccia rossa sottile), commutatore video (freccia verde spessa), HDMI multiporta (freccia verde sottile), treppiedi (frecce blu) e videocamere montate (asterischi blu) e laptop a ultrasuoni (freccia viola). La telecamera vicino al laptop della trasmissione è puntata verso il corridoio per catturare il presentatore alla stazione dei campioni anatomici. Il treppiede e la fotocamera sul lato sinistro della foto forniscono la vista principale della fotocamera per la stazione a ultrasuoni, mentre le telecamere posizionate sulla testa e ai piedi del lettino da massaggio vengono utilizzate per fornire viste ravvicinate dell'SP durante la scansione ad ultrasuoni. Il portatile indicato con la freccia gialla rappresenta il monitor di trasmissione per la stazione a ultrasuoni. (B) Vista della stazione anatomica dei campioni con campioni di cuore e un modello di cuore situata sul tavolo e dell'impianto di ripresa della telecamera sopraelevata con il suo supporto per telecamera (freccia rossa) e videocamera (asterisco blu) situato sopra il tavolo. Il computer portatile che funge da monitor per questa stazione è indicato dalla freccia gialla. (C) Vista della stazione di imaging TC con la tabella di visualizzazione anatomica orientata verticalmente (lato all'estrema destra dell'immagine). Il treppiede (freccia blu) e la videocamera (asterisco blu) a sinistra dell'immagine sono la vista principale della telecamera per la stazione di imaging CT. Il presentatore della stazione del tavolo di visualizzazione anatomica può semplicemente guardare il laptop della trasmissione principale (freccia rossa spessa) o il laptop della presentazione delle diapositive (freccia rossa sottile) situato sul tavolo. Il portatile (freccia gialla) posizionato sullo sgabello a destra dell'immagine è il monitor per il presentatore presso la stazione ecografica. (D) Screenshot del computer portatile trasmesso durante una visione in diretta della stazione a ultrasuoni con un treppiede (freccia blu) e una videocamera montata (asterisco blu) situata ai piedi del lettino da massaggio. La finestra di controllo del software del commutatore video (doppio asterisco giallo) viene spostata nella parte inferiore dello schermo. La finestra popup macro (singolo asterisco giallo con i pulsanti macro posizionati a destra dello schermo). Abbreviazioni: SP = paziente standardizzato; CT = tomografia computerizzata. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 2: Fotogrammi video di esempio da una sessione di sensibilizzazione virtuale incentrata sul cuore . (A) Esempio di diapositive introduttive con vista dal vivo dalla telecamera #1. (B) Campione anatomico e stazione modello con vista dall'alto della telecamera e vista dal vivo dalla telecamera #2. Il campione di cuore è stato aperto per dimostrare l'interno del ventricolo destro. (C) Diapositiva riassuntiva del punto chiave dell'anatomia del cuore. (D) Stazione di imaging ad ultrasuoni con vista dal vivo dalla telecamera #3. (E) Stazione ad ultrasuoni con vista dal vivo dalla telecamera #2 e uscita video portatile ad ultrasuoni. La scansione è una scansione parasternale dell'asse lungo del cuore che mostra l'atrio sinistro, il ventricolo sinistro, il ventricolo destro e l'aorta. (F) Vetrino di riepilogo del punto chiave dell'imaging ad ultrasuoni. (G) Stazione di imaging CT con vista dal vivo dalla telecamera #4 e uscita video del tavolo di visualizzazione anatomica. La scansione mostra un cuore allargato (asterisco giallo) e le dimensioni ridotte del polmone sinistro rispetto al polmone destro. (H) Diapositiva di riepilogo del punto chiave dell'imaging CT. (I) Domande conclusive dalla diapositiva del pubblico con vista dal vivo dalla telecamera #1. Abbreviazione: CT = tomografia computerizzata; RV = ventricolo destro; LA = atrio sinistro; LV = ventricolo sinistro; RV = ventricolo destro; A = aorta; LL = polmone sinistro; RL = polmone destro. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 3: Utilizzo di studenti quasi coetanei nelle presentazioni di cuore e cervello. Tre studenti quasi coetanei vengono mostrati mentre presentano una sessione di sensibilizzazione virtuale presso la stazione di anatomia (inserti A, B) e la stazione di imaging CT di visualizzazione anatomica (riquadro C). Uno di questi presentatori quasi coetanei ha servito come SP presso la stazione EEG (riquadro D). Immagini principali: (A) Modello cardiaco utilizzato per dimostrare le varie parti del cuore, tra cui l'atrio destro, il tronco polmonare, il ventricolo destro, l'atrio sinistro, il ventricolo sinistro e l'aorta. (B) Stazione anatomica del campione che mostra un intero cervello umano conservato cadaverico e le posizioni della fessura longitudinale (freccia rossa), del solco centrale (freccia gialla), del lobo frontale, del lobo parietale e del lobo occipitale. (C) Imaging TC utilizzando la tabella di visualizzazione anatomica che mostra un esempio di una scansione cardiaca con chirurgia di bypass coronarico con un'arteria coronaria destra occlusa (freccia rossa) e il vaso dell'innesto di bypass (freccia nera). (D) Immagine dello schermo composito che mostra la registrazione EEG in un SP utilizzando un auricolare EEG wireless (asterisco giallo, pannello inserito), registrazioni EEG dai 14 cavi dell'auricolare (pannello di destra) e ricostruzione del software di visualizzazione del cervello con una visione superiore del cervello che localizza l'attività EEG (pannello di sinistra) nella metà sinistra o destra del cervello. Il lobo frontale è posizionato nella parte superiore dell'immagine. Abbreviazioni: CT = tomografia computerizzata; EEG = elettroencefalogramma; FL = lobo frontale; SP = paziente standardizzato; RA = atrio destro; PT = tronco polmonare; RV = ventricolo destro; LA = atrio sinistro; LV = ventricolo sinistro; A = aorta; FL = lobo frontale; PL = lobo parietale; OL = lobo occipitale. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
| Pulsante Macro Soft Panel # | Nome pulsante macro salvato | Impostazioni dei tasti su ATEM Mini Pro |
| 1 | IntroSlides-inserto | Cam 4; In diretta; Cam 2 DVE; Posizione X = -7,3; Posizione Y = 0,3; X dimensione = 0,49; Y dimensione = 0,49 |
| 2 | Inserto anatomico | Cam 1; In diretta; Cam 2 DVE; Posizione X = -10,2; Posizione Y = 5; X dimensione = 0,38; Dimensione Y = 0,38 |
| 3 | Anat-RiassuntoDiapositiva | Cam 4 |
| 4 | US-Intro-noinset | Cam 2 |
| 5 | Inserto negli Stati Uniti | Cam 3; In diretta; Cam 2 DVE; Posizione X = -10,2; Posizione Y = 5; X dimensione = 0,38; Dimensione Y = 0,38 |
| 6 | US-SummarySlide | Cam 4 |
| 7 | Inserto CT | Cam 3; In diretta; Cam 2 DVE; Posizione X = -10,2; Posizione Y = 5; X dimensione = 0,38; Dimensione Y = 0,38 |
| 8 | CT-RiepilogoDiapositiva | Cam 4 |
| 9 | Inserto delle domande | Cam 4; In diretta; Cam 2 DVE; Posizione X = -7,3; Posizione Y = 0,3; X dimensione = 0,49; Dimensione Y = 0.49s |
Tabella 1: Impostazioni di controllo del software della commutazione video di esempio utilizzate per creare i fotogrammi video cardiaci mostrate nella Figura 2. La tabella elenca i singoli pulsanti macro soft panel, i nomi dei pulsanti corrispondenti e le impostazioni dei tasti sul software dello switcher virtuale per abilitare vari effetti video digitali. Abbreviazioni: CT = tomografia computerizzata; US = ultrasuoni; DVE = effetti video digitali.
| Sequenza di ripresa # | Selezione del pannello pulsanti soft | Azione aggiuntiva per prepararsi al prossimo scatto |
| 1 | Inizia con IntroSlides-inset | [Il relatore avanza le diapositive con il telecomando] |
| 2 | Passa all'inserto Anatomia | Premere la fotocamera 2 su diapositive remote e avanzate |
| 3 | Passa ad Anat-SummarySlide | Premere la fotocamera 1 sul telecomando |
| 4 | Passa a US-Intro-noinset | diapositive avanzate |
| 5 | Passare a US-inset | Premere la fotocamera 3 sul telecomando |
| 6 | Passa a US-SummarySlide | premere la fotocamera 4 sul telecomando, quindi sostituire US con il cavo HDMI SECTRA su ATEM |
| 7 | Passare al CT-inplacement | diapositive avanzate |
| 8 | Passare a CT-SummarySlide | Premere la fotocamera 1 sul telecomando |
| 9 | Passare alle diapositive Inserimento delle domande e delle diapositive avanzate |
Tabella 2: Esempio di registrazione del colpo di trasmissione per la presentazione del cuore. La tabella elenca la sequenza di riprese, la selezione del pulsante del pannello morbido e le azioni aggiuntive necessarie per prepararsi alla ripresa successiva nella trasmissione virtuale. Abbreviazioni: CT = tomografia computerizzata; US = ultrasuoni.
| Descrizione del gruppo # | Voto degli studenti | Argomento di sensibilizzazione virtuale | Stazioni |
| Corso di scienze PreAP per la scuola media | 8 | Ultrasuoni e imaging a infrarossi | Misurazione della velocità del suono e dell'imaging a infrarossi |
| Fiera estiva della scienza STEM | 6° - 8° | Dimostrazione scheletrica | Stazione di campioni anatomici |
| Anatomia settimanale e tecnologia interattiva - Programma estivo 2020, 2021 | Dal 6° al 12° | Cuore | Anatomia del cuore, US del cuore, imaging TC del cuore |
| Anatomia settimanale e tecnologia interattiva - Programma estivo 2020, 2021 | Dal 6° al 12° | Polmone | Anatomia polmonare, US dell'apparato respiratorio, TC imaging dell'apparato respiratorio |
| Anatomia settimanale e tecnologia interattiva - Programma estivo 2020, 2021 | Dal 6° al 12° | Cervello/SNC | Anatomia del cervello e del midollo spinale, nervi statunitensi, imaging TC del cranio e del cervello. |
| Anatomia settimanale e tecnologia interattiva - Programma estivo 2020, 2021 | Dal 6° al 12° | Stati Uniti delle regioni in tutto il corpo | Stazione ad ultrasuoni |
| Anatomia settimanale e tecnologia interattiva - Programma estivo 2020, 2021 | Dal 6° al 12° | Imaging TC di regioni in tutto il corpo | Stazione SECTRA |
| Classe di scienze delle scuole superiori | nono | Cuore | Anatomia del cuore, US del cuore, imaging TC del cuore |
| Classe di scienze delle scuole superiori | nono | Cervello | Anatomia cerebrale, imaging TC/MRI del cranio e del cervello, registrazione EEG di SP dal vivo |
| Student Athlete STEM Academy (SASA) - Programma estivo | 9 - 12 | Muscoli, tendini, articolazioni, scheletro, cuore, cervello, cranio | Dimostrazioni di modelli e scheletri, imaging statunitense di siti di lesioni sportive comuni, imaging TC di lesioni MSK comuni, anatomia cardiaca |
| Programma di reclutamento ed esposizione delle professioni sanitarie (HPREP) | 9 - 12 | Cuore | Anatomia del cuore, US del cuore, imaging TC del cuore |
| Classi di scienze delle scuole superiori del distretto scolastico rurale | 9-10 | Cuore | Anatomia del cuore, US del cuore, imaging TC del cuore |
| Classi di scienze delle scuole superiori del distretto scolastico rurale | 9-10 | Cervello e SNC | Anatomia del cervello, imaging TC del cranio e del cervello |
| Programma "Sweethearts" dell'American Heart Association | 10º | Cuore | Anatomia cardiaca, scansione US dal vivo del cuore SP, registrazione ECG dell'attività del pacemaker cardiaco, imaging TC del cuore |
| Programma contro il cancro – Estate (scuola superiore e college) | 11 ° e 12 ° e college | Revisione dei tipi di cancro, istologia e patologia | Anatomia dei principali organi colpiti dal cancro, US e TC imaging di questi organi, istopatologia virtuale del cancro in questi organi |
| Festival della scienza dell'Arkansas | Aperto a tutti i gradi interessati | cuore | anatomia, Stati Uniti, CT |
Tabella 3: Presentazioni di sensibilizzazione STEM virtuale e pubblico di destinazione. La tabella elenca le descrizioni dei gruppi di studenti rappresentativi raggiunti attraverso sessioni di sensibilizzazione, i loro livelli di grado, l'argomento principale della sensibilizzazione e le varie stazioni incluse nella divulgazione. Abbreviazioni: CT = tomografia computerizzata; US = ultrasuoni; STEM = scienza, tecnologia, ingegneria e matematica; SNC = sistema nervoso centrale; EEG = elettroencefalogramma; MRI = risonanza magnetica; ECG = elettrocardiogramma. # Alcuni gruppi di studenti sono stati reclutati direttamente attraverso contatti noti, mentre altri sono stati reclutati tramite post sul sito web.
| Un campione t test (a due code) | ||||||||||
| Risposta Likert (Frequenza) # | Valutazione media | Deviazione standard | t | Df | p-valore | IC 95% (inferiore, superiore) | ||||
| Credo che questa visita di sensibilizzazione in classe virtuale sia stata un uso prezioso del tempo di lezione | 1(0), 2(2), 3(0), 4(0), 5(7) | 4.33 | 1.32 | 3.024 | 8 | .017 * | 3.316, 5.350 | |||
| L'argomento è stato presentato ad un livello appropriato per i miei studenti | 1(0), 2(0), 3(0), 4(4), 5(5) | 4.56 | 0.53 | 8.854 | 8 | .000*** | 4.150, 4.961 | |||
| Consiglierei questa sessione di sensibilizzazione ad altri insegnanti | 1(0), 2(0), 3(2), 4(1), 5(6) | 4.44 | 0.88 | 4.913 | 8 | .001 ** | 3.767, 5.122 | |||
| Accoglierei con favore il team di ArkanSONO per condurre sessioni di sensibilizzazione virtuale l'anno prossimo nelle mie classi | 1(0), 2(2), 3(0), 4(0), 5(7) | 4.33 | 1.32 | 3.024 | 8 | .017 * | 3.316, 5.350 | |||
| Credo che i miei studenti abbiano imparato nuovi contenuti STEM in questa sessione | 1(0), 2(0), 3(2), 4(2), 5(5) | 4.33 | 0.87 | 4.619 | 8 | .002 ** | 3.668, 4.999 | |||
| Credo che i miei studenti abbiano imparato qualcosa sulla tecnologia in questa sessione | 1(0), 2(0), 3(2), 4(2), 5(5) | 4.33 | 0.87 | 4.619 | 8 | .002 ** | 3.668, 4.999 | |||
| I miei studenti in classe erano impegnati in questa attività | 1(0), 2(4), 3(0), 4(3), 5(2) | 3.33 | 1.32 | 0.756 | 8 | .471 | 2.316, 4.350 | |||
| I miei studenti online erano coinvolti in questa attività | 1(2), 2(2), 3(1), 4(2), 5(2) | 3.00 | 1.58 | 0.000 | 8 | 1.00 | 1.784, 4.215 | |||
| # Scala Likert a 5 punti | * p<.05 | |||||||||
| ** p<.01 | ||||||||||
| S<.001 | ||||||||||
Tabella 4: Valutazione degli insegnanti delle sessioni di sensibilizzazione virtuale. La tabella elenca le risposte degli insegnanti a otto diverse domande di valutazione del programma utilizzando una scala Likert a 5 punti e l'analisi statistica delle risposte. Abbreviazioni: STEM = scienza, tecnologia, ingegneria e matematica; df = gradi di libertà; CI = intervallo di confidenza.
| Heart Session Commenti | Ho imparato a conoscere le diverse camere del cuore, anche sui ventricoli, ho anche imparato come funziona un'ecografia. | |||||
| Ho imparato come identificare il sacco pericardico con gli ultrasuoni e possibilmente cosa aspettarmi con il sanguinamento | ||||||
| Non sapevo che gli ultrasuoni potessero essere utilizzati su diverse parti del corpo diverse dalla cavità addominale. | ||||||
| Ho imparato che il suono del tuo cuore che batte è l'apertura e la chiusura delle valvole | ||||||
| Non sapevo come l'urina passasse attraverso la vescica | ||||||
| Gli ultrasuoni usano le onde sonore per vedere le strutture del corpo, pensavo fosse come una radiografia. | ||||||
| Ho imparato cosa cercare e cosa apparivano effettivamente le cose con un'ecografia. | ||||||
| Non sapevo che si potesse vedere come tutti i muscoli si muovono sull'ecografia | ||||||
| Che aspetto ha l'osso su un'ecografia e che un'ecografia utilizza onde sonore. | ||||||
| Prima di questo zoom non conoscevo lo scopo del gel | ||||||
| Sapevo che i raggi X non erano sicuri, ma non sapevo che gli ultrasuoni sono sicuri! | ||||||
| Commenti sulla sessione cerebrale | Ho imparato quanto sia diverso il cervello di un malato di Alzheimer rispetto al nostro. | |||||
| Non sapevo che i sintomi dell'ictus variano a seconda di quale parte del cervello è interessata. | ||||||
| Non sapevo che si potesse mettere un EEG sulla testa e vedere l'attività cerebrale! È stato fantastico! | ||||||
| Non sapevo che la corteccia frontale non si sviluppasse completamente fino a quando una persona non ha circa 20 anni. | ||||||
| Non sapevo che potessimo vedere l'attività del cervello con un auricolare, penso che sia davvero bello pensare all'Alzheimer che fa restringere il giroscopio. | ||||||
| Non mi rendevo conto che i teschi dei bambini non si fondevano completamente fino a quando non crescevano. | ||||||
| Ho imparato a conoscere gli effetti degli aneurismi | ||||||
| Ho imparato che il cervello ha due strati che lo proteggono | ||||||
| Il tuo cervello può sembrare diverso e avere un sacco di solchi da alcune malattie cerebrali e alcune funzioni che hanno | ||||||
| Ho imparato come gli elettrodi leggono il movimento nel cervello. | ||||||
| Ho imparato che CT è un modale 3D per vedere maggiori dettagli | ||||||
| Ho imparato che se sei dominante con la mano destra, allora usi il cervello sinistro | ||||||
Tabella 5: Commenti degli studenti: cosa hai imparato oggi? La tabella fornisce commenti rappresentativi degli studenti su ciò che hanno imparato in sessioni di sensibilizzazione del cervello e del cuore condotte separatamente. I commenti degli studenti sono stati copiati dalla barra di chat al termine della sessione di sensibilizzazione virtuale.
Discussione
Le attività di sensibilizzazione STEM finanziate dalla Federal Grant che utilizzano le risorse della tecnologia di imaging portatile disponibili presso l'università dell'autore sono state utilizzate per fornire sessioni STEM pratiche di persona, in piccoli gruppi, per studenti delle scuole medie e superiori. Questi sforzi si allineano e rafforzano le già ricche attività della pipeline K-12 STEM sponsorizzate dall'università che sono progettate per aumentare la diversità degli studenti che entrano nei campi STEM in Arkansas. Le restrizioni all'accesso al campus sorte in risposta alla pandemia di COVID-19 hanno costretto tutti a reimmaginare le attività pratiche STEM come eventi di sensibilizzazione virtuali. Sebbene l'interazione pratica di piccoli gruppi con la tecnologia dovrebbe sempre essere l'obiettivo per reclutare studenti nei campi STEM, l'uso di sessioni di sensibilizzazione virtuali può aiutare ad ampliare la partecipazione e colmare il divario nell'accesso alla tecnologia di imaging. Il team di ricerca in questo studio ha semplicemente reclutato studenti e insegnanti attraverso post online, contatti comunitari esistenti e lavorando con l'ufficio per gli affari della diversità dell'Università.
Ampliare la partecipazione è particolarmente importante in uno stato rurale come l'Arkansas. Le scuole di medicina sono una risorsa importante per la moderna tecnologia di imaging che può essere utilizzata in contesti di sensibilizzazione virtuale per aumentare la conoscenza degli insegnanti e degli studenti dei concetti STEM. Il team di sensibilizzazione STEM in questo progetto ha beneficiato di investimenti universitari di fondi significativi per ottenere apparecchiature di imaging ecografico e TC all'avanguardia (ad esempio, la tabella di visualizzazione anatomica) dedicate alle attività educative. Una sovvenzione finanziata a livello federale ha integrato queste tecnologie con l'acquisto di cuffie EEG wireless e pacchetti software associati che consentono l'imaging della localizzazione dell'attività EEG. Modelli e campioni anatomici sono stati incorporati in ogni sessione poiché le scienze anatomiche costituiscono la base per la comprensione delle immagini ottenute utilizzando moderne modalità di imaging come l'ecografia e l'imaging TC. Il protocollo delineato in questo documento fornisce dettagli su come un investimento minimo in alcune apparecchiature chiave, aggiuntive e correlate alla trasmissione consentirà lo streaming live dall'aspetto professionale di queste risorse tecnologiche di imaging in eventi di sensibilizzazione virtuali incentrati su STEM che cattureranno e coinvolgeranno gli studenti.
L'acquisto di videocamere di alta qualità, alcuni switcher e accessori e la disponibilità di altri computer portatili hanno permesso al team di fornire feed video di alta qualità per sessioni di sensibilizzazione virtuale. Nel protocollo descritto in questo documento, sono state utilizzate sei telecamere separate nelle sessioni di sensibilizzazione (tre per la scansione ecografica, due per il campione anatomico e la stazione modello e una per la stazione di imaging CT di visualizzazione anatomica). Una trasmissione di alta qualità è importante per mantenere l'interesse degli studenti, soprattutto perché gli studenti probabilmente guarderanno la presentazione sulla lavagna intelligente della classe o sullo schermo del proiettore, entrambi i quali probabilmente si tradurranno in un decremento della qualità complessiva dell'immagine. L'illuminazione è importante, ma le fotocamere di alta qualità possono ovviare alla necessità di luci fotografiche aggiuntive.
Lo switcher video e le telecamere multiple sono i pezzi più essenziali del sistema poiché consentono la capacità PIP. La sostituzione della videocamera integrata del computer portatile con l'ingresso del commutatore video offre il vantaggio che una porzione maggiore dello schermo viene utilizzata per il livestreaming rispetto a quanto si verificherebbe se il software di presentazione video fosse semplicemente condiviso sullo schermo in un input live da queste tecnologie insieme alla videocamera del presentatore. Gli studi hanno dimostrato che le lezioni video live-composite in cui l'immagine del docente è combinata con diapositive o altri contenuti si traducono in una migliore esperienza soggettiva per gli studenti31,32. Un microfono mobile separato di alta qualità migliorerà l'esperienza uditiva e sarà necessario se il presentatore si sposta da una stazione all'altra durante la sessione a distanze lontane dal laptop effettivo utilizzato per trasmettere la sessione virtuale.
È necessario un laptop medicale a ultrasuoni con uscita HDMI per fornire un'immagine di alta qualità per la trasmissione della piattaforma video virtuale. Le tabelle di imaging anatomico 3D disponibili in commercio come quella utilizzata nel presente protocollo sono una grande risorsa disponibile in molte scuole di medicina, ma sono al di fuori della portata della maggior parte delle scuole medie e superiori. La tabella utilizzata in questo protocollo ha un programma di dissettore VH virtuale (non descritto in questo articolo) che consente viste 3D e trasversali dell'anatomia, utili a fornire agli studenti un punto di riferimento per la comprensione dell'anatomia che verrà mostrata attraverso l'ecografia e l'imaging TC. La tabella di visualizzazione anatomica è collegata a un portale educativo contenente centinaia di casi di scansioni TC e MRI di pazienti reali, che fornisce un focus clinico perfetto per gli studenti. Ciò consente ai presentatori di collegare l'imaging TC degli organi del corpo con l'imaging statunitense e le dimostrazioni anatomiche dei campioni degli stessi organi. Ad esempio, l'utilizzo delle viste TC del cuore in diversi piani aiuterà gli studenti a costruire mentalmente un'immagine 3D del cuore e della sua relazione con altri organi come i polmoni. Fornire agli studenti l'accesso a un elenco annotato di risorse di imaging CT online gratuite fornirà loro un modo per impegnarsi nuovamente da soli con la tecnologia dopo la sessione.
Una delle risorse più importanti di una scuola di medicina sono i suoi docenti e studenti, che possono servire come modelli di ruolo professionali STEM. La disponibilità della facoltà per gli eventi di sensibilizzazione STEM è sempre un problema date le esigenze concorrenti in corso in un campus della scuola di medicina. Un quadro della facoltà principale costituisce la base del team di sensibilizzazione STEM, ma questo team a volte include anche presentatori quasi peer quando possibile (ad esempio, Figura 3). Sebbene una persona possa potenzialmente gestire l'intera trasmissione virtuale con interruzioni intermittenti per modificare le angolazioni della telecamera e le impostazioni del commutatore video, è preferibile avere un membro dello staff dedicato per gestire il commutatore video e il programma di trasmissione della piattaforma video, che consente al presentatore di concentrarsi sul contenuto di sensibilizzazione virtuale. Lo scambio di ruoli è facile da realizzare dietro le quinte quando le diapositive di riepilogo vengono trasmesse ai partecipanti. Si consiglia vivamente a una terza persona di monitorare la barra di chat se gli studenti accedono individualmente alla sessione di sensibilizzazione. Avere qualcuno il cui ruolo è semplicemente quello di monitorare la barra della chat e rispondere a singole domande o interrompere la trasmissione per porre domande anonime è molto utile per coinvolgere studenti tranquilli. Gli studenti delle scuole medie e superiori, in particolare, potrebbero non voler porre domande in contesti di grandi gruppi, specialmente in quello che può essere un ambiente virtuale impersonale. Un messaggio amichevole inviato a tutti i partecipanti all'inizio della sessione dal monitor della barra di chat stabilisce un luogo sicuro in cui gli studenti possono porre domande. Il monitor della barra di chat può anche accedere in remoto per ridurre la congestione nella sala di trasmissione.
Una delle maggiori sfide per condurre con successo una sessione di sensibilizzazione virtuale è la mancanza di interazioni personali e la capacità di valutare l'interesse degli studenti vedendo i loro volti. Ci vuole tempo perché il presentatore si abitui a non vedere i partecipanti poiché i monitor sono lì per fornire al presentatore l'immagine trasmessa e non al gruppo di spettatori partecipanti. Il presentatore deve fare affidamento sullo staff dietro le quinte per monitorare la sessione per avere un'idea del livello di coinvolgimento degli studenti e di ciò che potrebbe essere necessario modificare per la prossima volta. Il successo nel catturare l'attenzione degli studenti è evidente quando si sporgono in avanti sulle loro sedie per ottenere apparentemente una visione migliore. Chiedere domande in modo intermittente al pubblico (ad esempio, subito dopo le diapositive di riepilogo della stazione) consente agli studenti di elaborare e riflettere su ciò che hanno appena imparato. I commenti degli studenti e i dati di valutazione degli insegnanti forniti in questo documento supportano la conclusione che questi tipi di sessioni di sensibilizzazione virtuale sono efficaci nell'esporre gli studenti a nuovi contenuti STEM e di tecnologia di imaging e forniscono agli studenti un ambiente di apprendimento positivo. Questi risultati sono in accordo con i risultati di altri studi, che riportano che i programmi di sensibilizzazione virtuale condotti durante la pandemia possono coinvolgere gli studenti tanto quanto le attività di persona, consentire una maggiore partecipazione degli studenti ai programmi di arricchimento STEM e fornire una strada per costruire relazioni tra professionisti STEM e studenti33,34,35.
Questo documento ha fornito una descrizione delle attrezzature necessarie per utilizzare le tecnologie di risorse di imaging che possono essere disponibili in un ambiente scolastico medico per fornire attività di sensibilizzazione incentrate sulla tecnologia virtuale per stimolare l'interesse degli studenti nei campi STEM. Un piccolo investimento in attrezzature, come alcune telecamere 4K di alta qualità e altri accessori, come lo switcher di trasmissione video, può aumentare efficacemente la sensazione interattiva delle presentazioni e portare a presentazioni virtuali visivamente piacevoli che promuovono il coinvolgimento degli studenti. Dimostrare la scansione ecografica dal vivo di una persona, ruotare le ricostruzioni TC 3D del corpo e fornire la registrazione EEG in tempo reale dell'attività cerebrale aiuta a stimolare gli interessi STEM degli studenti delle scuole medie e superiori. Forniscono inoltre modi per contrastare le differenze di accesso che gli studenti rurali possono avere per le risorse in una scuola medica regionale e per la perdita di accesso da parte di tutti gli studenti durante le restrizioni associate alla pandemia COVID-19.
Divulgazioni
Gli autori non hanno conflitti di interesse da rivelare.
Riconoscimenti
Questa ricerca è stata supportata da una sovvenzione Science Education Partnership Award (SEPA) del National Institute for General Medical Sciences (NIGMS) presso il National Institute of Health (NIH) con il premio # R25GM129617. Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresenta necessariamente il punto di vista ufficiale del National Institutes of Health. I fondi dell'UAMS College of Medicine sono stati utilizzati per acquistare alcune delle attrezzature utilizzate in questo studio (ad esempio, la tabella di visualizzazione anatomica e il dispositivo portatile ad ultrasuoni clinici).
Materiali
| 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 |
Riferimenti
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