Name: bridging the technology divide in the covid-19 era: using virtual outreach to expose middle and high school students to imaging technology
Uploaded: 2022-09-28T12:30:00
Duration: 9 min 55 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Bridging the Technology Divide in the COVID-19 Era: Using Virtual Outreach to Expose Middle and High School Students to Imaging Technology at JoVE.com

Diese Forschung wurde durch einen SEPA-Zuschuss (Science Education Partnership Award) des National Institute for General Medical Sciences (NIGMS) am National Institute of Health (NIH) unter der Auszeichnung # R25GM129617 unterstützt. Der Inhalt liegt in der alleinigen Verantwortung der Autoren und stellt nicht unbedingt die offiziellen Ansichten der National Institutes of Health dar. Die Mittel des UAMS College of Medicine wurden verwendet, um einige der in dieser Studie verwendeten Geräte zu kaufen (z. B. die Anatomie-Visualisierungstabelle und das klinische Ultraschall-Laptopgerät).

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Die Autoren haben keine Interessenkonflikte offenzulegen.

Von Bundeszuschüssen finanzierte STEM-Outreach-Aktivitäten, bei denen tragbare Bildgebungstechnologie-Ressourcen verwendet wurden, die an der Universität des Autors verfügbar sind, wurden verwendet, um persönliche MINT-Sitzungen in kleinen Gruppen für Schüler der Mittel- bis Oberstufe anzubieten. Diese Bemühungen stimmen mit den bereits reichen, von der Universität gesponserten K-12 STEM-Pipeline-Aktivitäten überein und stärken sie, die darauf abzielen, die Vielfalt der Studenten zu erhöhen, die in MINT-Bereiche in Arkansas eintreten. Die Zugangsbeschränkungen für den Campus, die als Reaktion auf die COVID-19-Pandemie entstanden, zwangen alle, praktische STEM-Aktivitäten als virtuelle Outreach-Veranstaltungen neu zu erfinden. Obwohl die praktische Interaktion in kleinen Gruppen mit Technologie immer das Ziel für die Rekrutierung von Schülern in STEM-Bereichen sein sollte, kann der Einsatz virtueller Outreach-Sitzungen dazu beitragen, die Teilnahme zu erweitern und die Kluft beim Zugang zu Bildgebungstechnologie zu überbrücken. Das Forschungsteam in dieser Studie rekrutierte einfach Studenten und Lehrer durch Online-Postings, bestehende Community-Kontakte und durch die Zusammenarbeit mit dem Büro für Diversity-Angelegenheiten der Universität.
Die Ausweitung der Beteiligung ist in einem ländlichen Staat wie Arkansas besonders wichtig. Medizinische Fakultäten sind eine wichtige Ressource für moderne Bildgebungstechnologie, die in virtuellen Outreach-Umgebungen eingesetzt werden kann, um das Wissen von Lehrern und Schülern über STEM-Konzepte zu erweitern. Das STEM-Outreach-Team in diesem Projekt profitierte von den Investitionen der Universität in beträchtliche Mittel, um modernste Ultraschall- und CT-Bildgebungsgeräte (z. B. den Anatomie-Visualisierungstisch) für Bildungsaktivitäten zu erhalten. Ein vom Bund finanzierter Zuschuss ergänzte diese Technologien durch den Kauf von drahtlosen EEG-Headsets und zugehörigen Softwarepaketen, die eine Bildgebung der Lokalisierung der EEG-Aktivität ermöglichen. Modelle und anatomische Proben wurden in jede Sitzung einbezogen, da die anatomischen Wissenschaften die Grundlage für das Verständnis der Bilder bilden, die mit modernen Bildgebungsmodalitäten wie Ultraschall und CT-Bildgebung erhalten wurden. Das in diesem Dokument beschriebene Protokoll enthält Details darüber, wie eine minimale Investition in einige wichtige, zusätzliche, rundfunkbezogene Geräte ein professionell aussehendes Livestreaming dieser Bildgebungstechnologieressourcen in virtuellen, MINT-fokussierten Outreach-Veranstaltungen ermöglicht, die die Schüler fesseln und engagieren.
Der Kauf von hochwertigen Videokameras, einigen Mischern und Zubehörartikeln sowie die Verfügbarkeit anderer Laptops ermöglichten es dem Team, qualitativ hochwertige Video-Feeds für virtuelle Outreach-Sitzungen bereitzustellen. In dem in diesem Artikel beschriebenen Protokoll wurden sechs separate Kameras in den Outreach-Sitzungen verwendet (drei für die Ultraschalluntersuchung, zwei für die anatomische Proben- und Modellstation und eine für die Anatomievisualisierungs-CT-Bildgebungsstation). Eine qualitativ hochwertige Übertragung ist wichtig, um das Interesse der Schüler aufrechtzuerhalten, zumal die Schüler die Präsentation wahrscheinlich auf ihrem Klassenzimmer-Smartboard oder Projektorbildschirm sehen werden, was wahrscheinlich zu einer Verschlechterung der Gesamtbildqualität führen wird. Beleuchtung ist wichtig, aber hochwertige Kameras können die Notwendigkeit zusätzlicher fotografischer Leuchten vermeiden.
Der Videomischer und mehrere Kameras sind die wichtigsten Teile des Systems, da sie die PIP-Fähigkeit ermöglichen. Das Ersetzen der eingebauten Laptop-Computer-Videokamera durch den Video-Switcher-Eingang bietet den Vorteil, dass ein größerer Teil des Bildschirms für das Livestreaming verwendet wird, als wenn die Videopräsentationssoftware einfach in einem Live-Input von diesen Technologien neben der Moderatorenkamera geteilt würde. Studien haben gezeigt, dass Live-Composite-Video-Vorlesungen, bei denen das Bild des Dozenten mit Folien oder anderen Inhalten kombiniert wird, zu einer besseren subjektiven Erfahrung für die Studenten führen31,32. Ein separates hochwertiges mobiles Mikrofon verbessert das Hörerlebnis und ist erforderlich, wenn sich der Moderator während der Sitzung in Entfernungen von dem eigentlichen Laptop, der zur Übertragung der virtuellen Sitzung verwendet wird, von Station zu Station bewegt.
Ein medizinischer Ultraschall-Laptop mit HDMI-Ausgang ist erforderlich, um ein qualitativ hochwertiges Bild für die Übertragung der virtuellen Videoplattform bereitzustellen. Kommerziell erhältliche 3D-Anatomie-Bildgebungstabellen, wie sie im vorliegenden Protokoll verwendet werden, sind eine großartige Ressource, die an vielen medizinischen Fakultäten verfügbar ist, aber außerhalb der Reichweite der meisten Mittelschulen und Gymnasien liegt. Die in diesem Protokoll verwendete Tabelle verfügt über ein virtuelles VH-Dissektorprogramm (nicht in diesem Artikel beschrieben), das 3D- und Querschnittsansichten der Anatomie ermöglicht, die nützlich sind, um den Schülern einen Bezugspunkt für das Verständnis der Anatomie zu bieten, die durch Ultraschall und CT-Bildgebung gezeigt wird. Die Anatomie-Visualisierungstabelle ist mit einem Bildungsportal verbunden, das Hunderte von Fällen von CT- und MRT-Scans von echten Patienten enthält, was einen perfekten klinischen Fokus für Studenten bietet. Dies ermöglicht es den Vortragenden, die CT-Bildgebung der Körperorgane mit der US-Bildgebung und anatomischen Probendemonstrationen derselben Organe zu verknüpfen. Zum Beispiel wird die Verwendung der CT-Ansichten des Herzens in verschiedenen Ebenen den Schülern helfen, ein 3D-Bild des Herzens und seiner Beziehung zu anderen Organen wie der Lunge mental zu konstruieren. Wenn Sie den Schülern Zugang zu einer kommentierten Liste kostenloser Online-CT-Bildgebungsressourcen bieten, haben sie die Möglichkeit, sich nach der Sitzung wieder selbstständig mit der Technologie zu beschäftigen.
Eine der wichtigsten Ressourcen einer medizinischen Fakultät sind ihre Fakultät und Studenten, die als professionelle MINT-Vorbilder dienen können. Die Verfügbarkeit der Fakultät für MINT-Outreach-Veranstaltungen ist angesichts der anhaltenden konkurrierenden Bedürfnisse auf einem Campus der medizinischen Fakultät immer ein Problem. Ein Kader der Kernfakultät bildet die Basis des STEM-Outreach-Teams, aber dieses Team umfasst manchmal auch Near-Peer-Moderatoren, wenn möglich (z. B. Abbildung 3). Obwohl eine Person möglicherweise die gesamte virtuelle Übertragung mit zeitweiligen Unterbrechungen bewältigen kann, um die Kamerawinkel und Videomischereinstellungen zu ändern, ist es vorzuziehen, einen engagierten Mitarbeiter zu haben, der das Video-Switcher- und Videoplattform-Broadcast-Programm verwaltet, wodurch sich der Moderator auf den virtuellen Outreach-Inhalt konzentrieren kann. Der Rollenwechsel ist hinter den Kulissen leicht zu bewerkstelligen, wenn die zusammenfassenden Folien an die Teilnehmer gesendet werden. Es wird dringend empfohlen, dass eine dritte Person die Chatleiste überwacht, wenn sich die Schüler einzeln für die Outreach-Sitzung anmelden. Jemanden zu haben, dessen Rolle einfach darin besteht, die Chatleiste zu überwachen und einzelne Fragen zu beantworten oder die Übertragung zu unterbrechen, um anonyme Fragen zu stellen, ist sehr hilfreich, um ruhige Schüler zu engagieren. Insbesondere Schüler der Mittel- und Oberstufe möchten möglicherweise keine Fragen in großen Gruppen stellen, insbesondere in einer möglicherweise unpersönlichen virtuellen Umgebung. Eine freundliche Nachricht, die zu Beginn der Sitzung vom Monitor der Chatleiste an alle Teilnehmer gesendet wird, schafft einen sicheren Ort, an dem die Schüler Fragen stellen können. Der Chatbar-Monitor kann sich sogar aus der Ferne anmelden, um Staus im Senderaum zu reduzieren.
Eine der größten Herausforderungen bei der erfolgreichen Durchführung einer virtuellen Outreach-Sitzung ist der Mangel an persönlichen Interaktionen und die Fähigkeit, das Interesse der Schüler anhand ihrer Gesichter zu messen. Es braucht Zeit, bis sich der Moderator daran gewöhnt hat, die Teilnehmer nicht zu sehen, da die Monitore dazu da sind, dem Moderator das Sendebild und nicht der Gruppe der teilnehmenden Zuschauer zur Verfügung zu stellen. Der Moderator muss sich darauf verlassen, dass die Mitarbeiter hinter den Kulissen die Sitzung überwachen, um ein Gefühl für das Engagement der Schüler zu bekommen und was möglicherweise für das nächste Mal geändert werden muss. Der Erfolg bei der Erregung der Aufmerksamkeit der Schüler zeigt sich, wenn sie sich in ihren Stühlen nach vorne lehnen, um scheinbar eine bessere Sicht zu bekommen. Das zeitweilige Stellen nach Fragen aus dem Publikum (z. B. direkt nach den Folien der Bahnhofszusammenfassung) gibt den Schülern Zeit, das gerade Gelernte zu verarbeiten und zu reflektieren. Die in diesem Papier bereitgestellten Schülerkommentare und Lehrerbewertungsdaten unterstützen die Schlussfolgerung, dass diese Art von virtuellen Outreach-Sitzungen die Schüler effektiv neuen STEM- und Bildgebungstechnologieinhalten aussetzt und den Schülern eine positive Lernumgebung bietet. Diese Ergebnisse stimmen mit den Ergebnissen anderer Studien überein, die berichten, dass virtuelle Outreach-Programme, die während der Pandemie durchgeführt werden, Schüler genauso einbeziehen können wie persönliche Aktivitäten, eine größere Teilnahme von Schülern an STEM-Anreicherungsprogrammen ermöglichen und einen Weg zum Aufbau von Beziehungen zwischen STEM-Fachleuten und Studenten bieten33,34,35.
Dieses Papier hat einen Überblick über die Ausrüstung gegeben, die benötigt wird, um bildgebende Ressourcentechnologien zu verwenden, die in einer medizinischen Fakultät verfügbar sein können, um virtuelle technologieorientierte Outreach-Aktivitäten anzubieten, um das Interesse der Schüler an STEM-Bereichen zu wecken. Eine kleine Investition in Ausrüstung, wie ein paar hochwertige 4K-Kameras, und andere Zubehörteile, wie der Video-Broadcast-Mischer, kann das interaktive Gefühl der Präsentationen effektiv erhöhen und zu visuell ansprechenden virtuellen Präsentationen führen, die das Engagement der Schüler fördern. Die Demonstration von Live-Ultraschalluntersuchungen einer Person, rotierende 3D-CT-Rekonstruktionen des Körpers und die Bereitstellung von Echtzeit-EEG-Aufzeichnungen der Gehirnaktivität tragen dazu bei, die STEM-Interessen von Schülern der Mittel- und Oberstufe zu wecken. Sie bieten auch Möglichkeiten, dem unterschiedlichen Zugang ländlicher Studenten zu Ressourcen an einer regionalen medizinischen Fakultät und dem Verlust des Zugangs aller Studierenden während der mit der COVID-19-Pandemie verbundenen Einschränkungen entgegenzuwirken.

Von der medizinischen Fakultät gesponserte K-12-Pipeline-Programme für MINT existieren, weil die geringe Vertretung unterrepräsentierter Minderheiten (URMs) in der Ärzteschaft den Mangel an Vielfalt in anderen STEM-Bereichen widerspiegelt. Die mangelnde Vielfalt zwischen Forschern und Angehörigen der Gesundheitsberufe kann zu gesundheitlichen Ungleichheiten beitragen. Viele Mitarbeiter im Gesundheitswesen ähneln nicht den Patienten, denen sie dienen, was dazu führen kann, dass sich die Patienten ausgeschlossen fühlen1. Auf nationaler Ebene repräsentieren URMs 37% der US-Bevölkerung2, machen aber nur 7%-10% der Berufsschulfakultätenaus 3,4,5. Der Bedarf an einer vielfältigen, kulturell kompetenten Belegschaft im Gesundheitswesen ist von größter Bedeutung, um gesundheitliche Ungleichheiten zu identifizieren, anzugehen und schließlich zu verringern. Vielfalt in den Gesundheitsberufen kann gesundheitliche Ungleichheiten durch Forschung zu Krankheiten mit unverhältnismäßigen Auswirkungen auf rassische und ethnische Minderheiten und durch einen Beitrag zur Erhöhung der Zahl der Ärzte angehen, die bereit sind, in typischerweise unterversorgten Gemeinschaften zu dienen6.
Es gibt eine Reihe von Faktoren, die URM-Studenten daran hindern, sich für MINT-Abschlüsse einzuschreiben und diese erfolgreich abzuschließen. Zu diesen Hindernissen gehören ein kleiner Bewerberpool aufgrund reduzierter Abschlussquoten der High School7, signifikant niedrigere Abschlussquoten von MINT-Majors am College und der Erlangung fortgeschrittener Master- oder Doktorgrade8, weniger Persistenz in der Schule 9,10 und niedrigere Gesamtabschlussquoten 11, geringere Exposition gegenüber hochrangigen Lehrplänen und weniger qualifizierte Lehrer in ihren Gemeinden 12 und sogar Unterschiede in den bevorzugten Lernstilen in der Schule (z. B. bevorzugen URMs praktische Aktivitäten in kleinen Gruppen gegenüber Vorlesungen)13,14. Es ist bekannt, dass frühe pädagogische Begegnungen äußerst wichtig sind, um die langfristigen Bildungserfahrungen von URM-Studenten zu gestalten, die typischerweise aus Bildungsumgebungen kommen, die Minderheitenschüler nicht unterstützen und ihnen sogar gleichgültig sind. Die meisten URMs haben kein STEM-Vorbild in ihrer Großfamilie oder sogar in ihrer lokalen Gemeinschaft. Jüngste Studien haben gezeigt, dass eine frühe Exposition gegenüber STEM-Outreach-Programmen positiv mit der Etablierung einer STEM-Identität verbunden ist und das Interesse der Schüler an STEM15,16,17,18 zu wecken scheint.
Als einziges allopathisches akademisches medizinisches Zentrum im ländlichen Bundesstaat Arkansas, der eine der höchsten Armutsraten in den USAaufweist 19, hat die Universität des Autors und ihre Abteilung für Vielfalt, Gerechtigkeit und Inklusion im Laufe der Jahre eine robuste K-12-Pipeline aufgebaut, um die Rekrutierung von URMs in ihre Programme zu unterstützen. Das Mentoring von Studenten in einem frühen Alter hat sich als effektive Strategie bei der Rekrutierung, Bindung und Abschlussbemühungen erwiesen. Pipeline-Programme an Bachelor-Schulen im ganzen Land haben in dieser Hinsicht einige Erfolge gezeigt (z. B. erhöhte URM-Populationen, die sich für medizinische Fakultäten bewerben6). Pipeline-Programme, die sich an Schüler der Mittel- und Oberstufe richten, haben ebenfalls einige frühe Anzeichen von Erfolg gezeigt20,21,22. Frühinterventionsbemühungen zur Stimulierung des Interesses der Schüler an MINT können zu einer Vielfalt bei den Schülern führen, die sich für MINT-bezogene Bereiche und Karrieren interessieren, was zu einer Zunahme der Anzahl und Vielfalt von Gymnasiasten führen kann, die das College betreten, ein STEM-Hauptfach wählen und einen Hochschulabschluss in biomedizinischen Wissenschaften und / oder einen Abschluss in Gesundheitsberufen anstreben.
COVID-19 hat viele Störungen in der K-12-Ausbildung verursacht, einschließlich Beschränkungen des Zugangs zu medizinischen Campuseinrichtungen für Schüler der Mittel- und Oberstufe und eine Unterbrechung der persönlichen Besuche in lokalen Schulen. Die Pandemie hat viele STEM-Outreach-Anbieter gezwungen, sich von einem Paradigma-Design, das auf kleinen, praktischen, fokussierten Ansätzen basiert, zu einem zu überdenken, das virtuelle Öffentlichkeitsarbeit beinhaltet23,24,25. Zu den Herausforderungen, die mit dieser Veränderung einhergingen, gehörten der Verlust persönlicher Interaktionen, der Verlust der praktischen Interaktion mit Technologie, die mangelnde Fähigkeit der Studenten, einen Besuch auf einem Campus der medizinischen Fakultät und seiner Einrichtungen persönlich zu erleben, und die Ermüdung mit Online-Lernplattformen26. Diese Herausforderungen können teilweise durch die Möglichkeiten der Bereitstellung virtueller Öffentlichkeitsarbeit ausgeglichen werden, zu denen auch die Möglichkeit gehört, die Teilnahme zu erweitern und die technologische Kluft zu überbrücken, indem Schüler im ganzen Bundesstaat ausgefeilter Bildgebungstechnologie ausgesetzt werden, die in ihren Klassenzimmern nicht verfügbar ist.
Medizinische Fakultäten sind eine wichtige Ressource für fortschrittliche Bildgebungstechnologien und andere kommerziell verfügbare Bildungstechnologien, die über das normale Budget von Klassenzimmern der Mittel- und Oberstufe hinausgehen. Ultraschall ist eine ausgezeichnete Bildgebungsmodalität für Schüler der Mittel- und Oberstufe, da er den Blick in den menschlichen Körper in Echtzeit ermöglicht. Dies kann für Studenten sehr ansprechend sein, auch wenn die Präsentation virtuell ist. In den USA gehört zu den nationalen wissenschaftlichen Standards das Erlernen der Eigenschaften von Wellen in den naturwissenschaftlichen Klassen der Mittel- und Oberstufe26. Die Demonstration von Ultraschall und seiner Verwendung in der medizinischen Bildgebung ist eine großartige Möglichkeit, die Outreach-Sitzung mit dem Unterricht zu verbinden. Nichts kann die Aufmerksamkeit der Schüler mehr auf sich ziehen als das Live-Scannen des Körpers einer Person, insbesondere etwas, das sich bewegt - das Herz, die Kontraktion eines Muskels oder die Peristaltik des Magen-Darm-Traktes. Der Zugang zu Röntgen- und Computertomographie-Bildgebungstechnologien (CT) für STEM-Outreach-Veranstaltungen ist aufgrund der hohen Kosten der Ausrüstung, der vollen klinischen Einsatzpläne und der Sicherheitsprobleme nicht möglich.
Glücklicherweise gibt es verschiedene Anatomie-Visualisierungs-Bildgebungstabellen, die als Ressource auf dem Campus der medizinischen Fakultät weit verbreitet sind28. Diese Tabellen enthalten Datenbanken mit CT-Bildern von echten menschlichen Patienten, die den Schülern gezeigt werden können, auch mit 3D-Rekonstruktionsfähigkeit. Schüler der Mittel- und Oberstufe werden auch mit dem elektromagnetischen Spektrum (z. B. Röntgenstrahlen, Licht, Infrarot) vertraut sein, das in den nationalen Wissenschaftsstandards enthalten ist, so dass der Einsatz dieser Art von Bildgebungstechnologie wieder recht gut zu dem passt, was sie im Klassenzimmer lernen. Der Zugang zu Elektroenzephalografie-Geräten (EEG) in medizinischer Qualität für den Einsatz bei virtuellen STEM-Outreach-Veranstaltungen ist selbst in der medizinischen Fakultät schwierig und würde qualifiziertes Personal erfordern, um das Thema für die EEG-Aufzeichnung vorzubereiten. Relativ kostengünstige, kommerziell erhältliche Headsets sind möglicherweise nicht für einzelne Klassenzimmer der Mittel- oder Oberstufe verfügbar, liegen aber sicherlich im Bereich eines MINT-Outreach-Budgets einer medizinischen Fakultät. Diese kommerziell erhältlichen drahtlosen Headsets benötigen nur minimale Zeit für die Einrichtung und bieten Softwarepakete, die eine visuelle Darstellung der EEG-Aktivität im Gehirn ermöglichen, was ideal für die Zielgruppe der Mittel- und Oberstufe ist, die mit dieser Bildgebungsmodalität der Gehirnaktivität nicht vertraut ist.
Die Durchführung effektiver virtueller STEM-Outreach-Sitzungen erfordert mehr als einen Laptop, eine Kamera und eine webbasierte Videoplattform. Der grundlegende Desktop- oder Laptop-Computer muss mit einer Vielzahl anderer Geräte ergänzt werden, um das Erlebnis zu verbessern und eine qualitativ hochwertige, professionell aussehende Übertragung zu bieten. Dieses Papier beschreibt einen integrierten Drei-Stationen-Ansatz, der verwendet wurde, um synchrone, webbasierte, virtuelle Outreach-Aktivitäten bereitzustellen, die fortschrittliche Bildgebung wie Ultraschall und CT-Bildgebung sowie die Visualisierung der EEG-Aktivitätslokalisierung im Gehirn umfassen.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>4-port HDMI switcher</td>
			<td>Iogear</td>
			<td>IOGHDSW4K4</td>
			<td>https://www.bhphotovideo.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4K video camera</td>
			<td>Canon VIXIA HDG50</td>
			<td>CAHFG50</td>
			<td>High quality 4K resolution video camera</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accessory microphone</td>
			<td>Samson Meteor Mic</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ATEM Mini Pro video switcher</td>
			<td>Black Magic</td>
			<td>BLSWATEMMP</td>
			<td>https://www.blackmagicdesign.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ball head camera mount</td>
			<td>Glide Gear</td>
			<td>GG-33</td>
			<td>https://www.bhphotovideo.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brain Viz software</td>
			<td>Emotiv</td>
			<td></td>
			<td>https://www.emotiv.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dell laptop computer</td>
			<td>Dell</td>
			<td>13&#8221; Dell XPS laptop</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Emotiv Pro software</td>
			<td>Emotiv</td>
			<td></td>
			<td>https://www.emotiv.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Excel (for MAC)</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>v. 16.16.27</td>
			<td>Data analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Speed HDMI cable with ethernet-15 foot</td>
			<td>Pearstone</td>
			<td>PEHDA-15</td>
			<td>https://www.bhphotovideo.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MacBook Air</td>
			<td>Apple</td>
			<td>13&#34;, 1.8 GHz Intel Core i5, 8 GB 1600 MHz DDR3</td>
			<td>https://www.apple.com/macbook-air/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mini UpDownCross converter</td>
			<td>BlackMagicDesign</td>
			<td>BLMCUDCHD</td>
			<td>https://www.blackmagicdesign.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mini HDMI to HDMI converter</td>
			<td>Liberty AV Solutions</td>
			<td>AR-MCHM-HDF</td>
			<td>https://www.bhphotovideo.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Overhead camera/light studio rig</td>
			<td>Proaim</td>
			<td>P-OHLR-01</td>
			<td>https://www.bhphotovideo.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PC laptop</td>
			<td>Dell</td>
			<td></td>
			<td>https://www.dell.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ProTeam massage table</td>
			<td>Hausmann</td>
			<td>7650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>R Studio</td>
			<td>R Studio PBC</td>
			<td>2021.09.0</td>
			<td>Data analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Remote slide advancer</td>
			<td>Logitech</td>
			<td>Spotlight presentation remote</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SECTRA table</td>
			<td>Touch of Life Technologies</td>
			<td></td>
			<td>https://www.toltech.net; Cases [S003, 2099, U010)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sheep, pig, and cow hearts</td>
			<td>Carolina Biological</td>
			<td>Perfect Solution Preserved</td>
			<td>https://www.carolina.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TVN Viewer Software</td>
			<td>GlavSoft LLC</td>
			<td></td>
			<td>Part of TightVNC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound laptop device</td>
			<td>GE</td>
			<td>NextGen LOGIQe laptop/cart</td>
			<td>https://logiq.gehealthcare.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal adjustable tripod</td>
			<td>Magnus</td>
			<td>MAVT300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB3.0 to Gigabit Ethernet adapter</td>
			<td>Insignia</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>wireless controller</td>
			<td>Canon</td>
			<td>WL-D89</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wireless EEG headset</td>
			<td>Emotiv</td>
			<td>EPOC X</td>
			<td>https://www.emotiv.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ECG package</td>
			<td>GE</td>
			<td>3 lead USB-ECG unit</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ZOOM software</td>
			<td>Zoom</td>
			<td>version 5.10.1</td>
			<td>Zoom.us</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

bridging the technology divide in the covid-19 era: using virtual outreach to expose middle and high school students to imaging technology

Die Erhöhung der Vielfalt von Schülern, die sich für eine Karriere in den Bereichen Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik (STEM) entscheiden, ist ein Schwerpunkt in den USA, insbesondere im Kindergarten bis zur 12. Klasse (K-12) fokussierten Pipeline-Programmen an medizinischen Fakultäten. Eine vielfältige MINT-Belegschaft trägt zu einer besseren Problemlösung und Chancengleichheit im Gesundheitswesen bei. Zwei der vielen großen Hindernisse für ländliche Schüler sind der Mangel an ausreichenden MINT-Vorbildern und der eingeschränkte Zugang zu Technologie im Klassenzimmer. Medizinische Fakultäten dienen oft als wichtige Ressource für Studenten in der lokalen Gemeinschaft, die durch Veranstaltungen auf dem Campus, gesponserte Veranstaltungen und STEM-Kontakte zu den örtlichen Klassenzimmern leicht Zugang zu STEM-Fachleuten und moderner Technologie erhalten. Unterrepräsentierte Minderheitenschüler (URM) leben jedoch oft in sozioökonomisch benachteiligten Teilen ländlicher Staaten wie Arkansas, wo der Zugang zu MINT-Vorbildern und -Technologien begrenzt ist. Virtuelles Lernen in der COVID-19-Ära hat bewiesen, dass die Ressourcen der Bildgebungstechnologie einer medizinischen Fakultät genutzt werden können, um ein breiteres Publikum zu erreichen, insbesondere Studenten, die in ländlichen Gebieten weit vom Campus der medizinischen Fakultät entfernt leben.

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Bridging the Technology Divide in the COVID-19 Era: Using Virtual Outreach to Expose Middle and High School Students to Imaging Technology

Dieser Artikel gibt einen Überblick darüber, wie synchrone webbasierte virtuelle Reichweite verwendet werden kann, um Schüler der 6. bis 12. Klasse fortschrittlichen Bildgebungstechnologien wie Ultraschall, Computertomographie und Elektroenzephalographie auszusetzen. Das Papier diskutiert die Methoden und Geräte, die für das Livestreamen integrierter Bildungssitzungen für ein effektives Engagement der Schüler in MINT erforderlich sind.

Überbrückung der Technologiekluft in der COVID-19-Ära: Nutzung virtueller Öffentlichkeitsarbeit, um Schüler der Mittel- und Oberstufe der Bildgebungstechnologie auszusetzen

Increasing the diversity of students choosing careers in science, technology, engineering, and mathematics (STEM) fields is an area of intense focus ...

Professionelles Live-Streaming moderner Bildgebungstechnologien durch virtuelle Präsentationen kann dazu beitragen, das Interesse der Schüler an einer MINT-Karriere zu fördern und gleichzeitig einen wichtigen Zugang zu STEM-Vorbildern zu ermöglichen. Virtuelle Öffentlichkeitsarbeit, die sich auf Bildgebungstechnologien konzentriert, kann die Technologielücke für Studenten in ländlichen Gebieten effektiv schließen. Es kann auch dazu beitragen, die Anzahl der Schüler zu erhöhen, die an MINT-bezogenen Bereichen teilnehmen.Der integrierte Ansatz, der in unseren virtuellen MINT-Outreach-Präsentationen verwendet wird, könnte als erstes Rekrutierungsinstrument für unterversorgte Bevölkerungsgruppen übernommen werden, was zur Diversifizierung der STEM-Pipeline beitragen könnte. Ein Videomischer ist ein Schlüsselgerät für dieses Protokoll. Stecken Sie das USB-Kabel in den USB-Ausgang des Videomischers und das andere Ende in den USB-Anschluss des Broadcast-Laptops.Stecken Sie das mit dem Videomischer gelieferte Ethernet-Kabel in den Ethernet-Anschluss des Videomischers. Stecken Sie das andere Ende des Kabels in einen USB 3.0-auf-Gigabit-Ethernet-Adapter. Stecken Sie dann das USB-Ende des Adapters in einen anderen USB-Anschluss des Broadcast-Laptops.Schließen Sie die HDMI-Ausgänge der Videokameras, die ausgewählt wurden, um den kleinen Einsatz im Bild-in-Bild- oder PIP-Modus bereitzustellen, an einen HDMI-Umschalter mit mehreren Anschlüssen an, der mit einer Fernbedienung ausgestattet ist. Schließen Sie ein HDMI-Kabel an den HDMI-Anschluss des Ultraschall-Laptops und das andere Ende an den HDMI-Eingang eines einzelnen Konvertergeräts an. Verbinden Sie ein Ende eines HDMI-Kabels mit dem HDMI-Ausgang des Konverters und das andere Ende mit dem Videomischer oder HDMI-Umschalter.Stellen Sie die integrierten Schalter des Konverters ein, um den HDMI-Ausgang des Ultraschall-Laptops an die HDMI-Eingangsanforderungen des Videomischers anzupassen. Um eine 3D-Anatomie-Visualisierungstischstation einzurichten, stecken Sie ein Ende eines extra langen HDMI-Kabels in den Anatomie-Visualisierungstisch und das andere Ende in einen der HDMI-Anschlüsse des Video-Umschalters oder des HDMI-Umschalters. Um die elektroenzephalographische Station einzurichten, schließen Sie den drahtlosen Bluetooth-Adapter an den USB-Anschluss des Computers an.Führen Sie die Schaumstoffkappen in jede der 14 Elektroden des EEG-Headsets ein und tragen Sie einige Tropfen Kochsalzlösung auf jede Leitung auf. Positionieren Sie das Headset auf dem Kopf des standardisierten Patienten oder SP und passen Sie die Position der Elektroden gemäß den Anweisungen des Headsets an. Schalten Sie anschließend den EEG-dedizierten Computer ein und aktivieren Sie die drahtlose EEG-Headset-Software.Wählen Sie das verfügbare Headset-Gerät aus. Wählen Sie Verbinden und befolgen Sie die Anweisungen, bis alle Leuchten auf dem Headset-Bild grün leuchten, um den richtigen Kontakt aller 14 Kabel anzuzeigen. Klicken Sie dann auf den Link zur drahtlosen Headset-Software oben links im Fenster, um den Bildschirm zu den Live-EEG-Aufnahmen zu wechseln.Die Wellenlänge jeder der 14 Leitungen wird nun auf dem Bildschirm angezeigt. Aktivieren Sie dann die EEG-Gehirnvisualisierungssoftware gemäß den im Manuskript beschriebenen Schritten. Aktivieren Sie die Video-Switcher-Softwaresteuerung auf dem Broadcast-Laptop und klicken Sie auf das Pulldown-Menü für Makros.Klicken Sie im Makro-Popup-Fenster auf die Schaltfläche "Erstellen". Klicken Sie dann auf den ersten leeren Slot im Panel, gefolgt von der Plus-Schaltfläche. Geben Sie einen Namen für diese erste Aufnahme ein und klicken Sie auf die Aufnahmeschaltfläche.Wenn die Aufnahme einen aktiven PIP-Modus hat, klicken Sie im nächsten Übergangsabschnitt auf die On-Air-Schaltfläche. Gehen Sie dann auf der rechten Seite des Bildschirms zum Abschnitt Upstream Key 1" und klicken Sie auf die Registerkarte DVE. Wählen Sie die Kamera in der Einschubansicht des PIP-Modus als Füllquelle aus.Ändern Sie die Größe der Einschubansicht, indem Sie die X- und Y-Positionen und -Größen eingeben. Klicken Sie auf das Makro-Popup-Fenster und drücken Sie die kleine rote Schaltfläche, um die Aufnahme zu stoppen. Für die Ultraschallbildgebung orientieren Sie den Schüler, um zu verstehen, dass die Oberseite des Ultraschallbildes der Sonde auf der Brust am nächsten ist.Demonstrieren Sie die B-Modus-Bildgebung des Herzens in verschiedenen Sichtebenen und zeigen Sie auf die Kammern und Klappen. Demonstrieren Sie den Farbmodus für die Darstellung des Blutflusses durch das Herz und erklären Sie, dass Rot die Bewegung in Richtung der Sonde anzeigt, während Blau die Bewegung weg von der Sonde anzeigt. Als nächstes verwenden Sie für Computertomographie oder CT-Station-Inhalte einen Fall, um das Auftreten von Knochen und Metall im Vergleich zu Flüssigkeit und Luft auf CT-Bildern zu erklären.Für die CT-Bildgebung des Herzens zeigen Sie die relative Größe eines normal großen Herzens im Vergleich zur Lunge. Identifizieren Sie die vier Kammern des Herzens in Queransicht. In einer Frontalansicht folgen Sie der Aorta aus dem linken Ventrikel.Identifizieren Sie dann die Hauptäste des Aortenbogens und folgen Sie der Aorta in den Bauch. Zeigen Sie ein Beispiel eines vergrößerten Herzens mit einem implantierten Herzschrittmacher. Verwenden Sie diesen Fall, um ein vergrößertes Herz zu demonstrieren, das den größten Teil der linken Seite des Thorax einnimmt.Folgen Sie dem Schrittmacherdraht führt ins Herz. Als nächstes zeigen Sie ein Beispiel eines Patienten, der sich einer Operation am offenen Herzen unterzogen hat, was durch Metalldrähte belegt wird, die das Brustbein zusammenhalten. Wählen Sie das gespeicherte Symbol aus, um die verschlossene rechte Koronararterie anzuzeigen.Dann identifizieren und folgen Sie den Koronararterien-Bypass-Transplantaten, die aus der Aorta entstehen, und reisen zum Herzen. Für den Inhalt der Elektroenzephalografiestation zeigen Sie das kabellose Headset auf einem SP. Weisen Sie auf die 14 verschiedenen Leitungen hin, die über bestimmten Lappen des Gehirns positioniert sind. Drehen Sie die Schwelle der Software an, um zu zeigen, dass das gesamte Gehirn aktiv ist.Reduzieren Sie den Schwellenwert der EEG-Wellen in der drahtlosen EEG-Software, um die Lokalisierung von Zonen mit hoher Aktivität innerhalb bestimmter Lappen wie Frontal- und Parietallappen zu demonstrieren. Bitten Sie den SP zu kauen, um Bewegungsartefakte in der EEG-Aufzeichnung zu demonstrieren. Wenn Sie dann isolierte Alphawellen betrachten, bitten Sie den SP, die Augen zu schließen, um die Zunahme der Alphawellenaktivität zu demonstrieren.Beispiel-Videobilder aus einer herzorientierten virtuellen Outreach-Sitzung, die in dieser Studie beschrieben werden, sind hier gezeigt. Die zusammengesetzten Bilder liefern Beispiele für den Einsatz von Near-Peer-Moderatoren in den auf Herz und Gehirn fokussierten Outreach-Sitzungen. Die 3D-Rekonstruktion eines CT-Scans bei einem Patienten mit einer verschlossenen rechten Koronararterie und einem Koronararterien-Bypass-Transplantat wird gezeigt.Die Verwendung der drahtlosen EEG-Aufzeichnung der Gehirnaktivität, einschließlich der rohen EEG-Aufzeichnungen und der Softwarevisualisierung der EEG-Aktivität im Gehirn werden gezeigt. Virtuelle MINT-Outreach-Präsentationen und die Bewertung der virtuellen Outreach-Sitzungen für Zielgruppe und Lehrer sind hier ebenfalls aufgeführt. Moderne Bildgebungsmodalitäten tragen dazu bei, das Verständnis der Schüler für die Anatomie zu stärken.Das Aufzeigen von Strukturen durch Bilder hilft, die Schüler in Bezug auf die grundlegende Anatomie zu orientieren. Die Integration moderner Bildgebungsmodalitätsdemonstrationen bietet Flexibilität, um virtuelle Outreach-Präsentationen auf klassenspezifischen Ebenen für eine nahtlose Integration in den bestehenden Lehrplan in Klassenzimmern der Mittel- und Oberstufe anzupassen.

Research

JoVE Journal

Medicine

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Mit Continuous Data Tracking-Technologie, um die Einhaltung Übung bei pulmonaler Rehabilitation Studieren

Pulmonary rehabilitation (PR) is an important component in the management of respiratory diseases. The effectiveness of PR is dependent upon adherence to ...

Early Detection of Drug-Induced Renal Hemodynamic Dysfunction Using Sonographic Technology in Rats

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The kidney normally functions to maintain hemodynamic homeostasis and is a major site of damage caused by drug toxicity. Drug-induced nephrotoxicity is ...

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Transplantation von Schwann-Zellen im Inneren PVDF-TrFE Conduits, durchtrennten Ratte Rückenmark Stümpfe zur Förderung der Axon Regeneration über die Lücke zu überbrücken

Among various models for spinal cord injury in rats, the contusion model is the most often used because it is the most common type of human spinal cord ...

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Stabilized Longitudinal In Vivo Cellular-Level Visualization of the Pancreas in a Murine Model with a Pancreatic Intravital Imaging Window

Stabilized Longitudinal In Vivo Cellular-Level Visualization of the Pancreas in a Murine Model with a Pancreatic Intravital Imaging Window

Stabilisierte longitudinale In Vivo Visualisierung der Bauchspeicheldrüse auf zellulärer Ebene in einem Murinenmodell mit einem Pankreas-Intravital-Bildgebungsfenster

Direct in vivo cellular-resolution imaging of the pancreas in a live small animal model has been technically challenging. A recent intravital imaging ...

Robot-assisted Total Mesorectal Excision and Lateral Pelvic Lymph Node Dissection for Locally Advanced Middle-low Rectal Cancer

Robotergestützte totale mesorektale Exzision und laterale Beckenlymphknotendissektion bei lokal fortgeschrittenem mittel-niedrigem Rektumkarzinom

Since their approval for clinical use, da Vinci surgical robots have shown great advantages in gastrointestinal surgical operations, especially in complex ...

Dynamic Monitoring of Seroconversion using a Multianalyte Immunobead Assay for Covid-19

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Comparing Objective Conjunctival Hyperemia Grading and the Ocular Surface Disease Index Score in Dry Eye Syndrome During COVID-19

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