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

この研究は、国立衛生研究所(NIH)の国立総合医学研究所(NIGMS)からの科学教育パートナーシップ賞(SEPA)の助成金#R25GM129617によってサポートされました。内容は著者の責任であり、必ずしも国立衛生研究所の公式見解を表すものではありません。UAMS医科大学の資金は、この研究で使用された機器の一部を購入するために使用されました(例:解剖学的視覚化テーブルと臨床超音波ラップトップデバイス)。

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

著者は開示する利益相反を持っていません。

著者の大学で利用可能なポータブルイメージング技術リソースを利用した連邦助成金によるSTEMアウトリーチ活動を使用して、中学生から高校生に対面式の小グループで実践的なSTEMセッションを提供しました。これらの取り組みは、アーカンソー州のSTEM分野に参入する学生の多様性を高めるように設計された、大学が後援するすでに豊富なK-12 STEMパイプライン活動と連携し、強化します。COVID-19のパンデミックに対応して生じたキャンパスアクセスの制限により、誰もが実践的なSTEM活動を仮想アウトリーチイベントとして再考することを余儀なくされました。STEM分野に学生を採用するための目標は、テクノロジーとの小グループでの実践的な相互作用が常に目標であるべきですが、仮想アウトリーチセッションの使用は、参加を拡大し、イメージングテクノロジーへのアクセスの隔たりを埋めるのに役立ちます。この研究の研究チームは、オンライン投稿、既存のコミュニティの連絡先、および大学の多様性担当オフィスとの協力を通じて、学生と教師を募集しただけです。
参加の拡大は、アーカンソー州のような農村州では特に重要です。医学部は、STEMの概念に関する教師と学生の知識を高めるために仮想アウトリーチ設定で使用できる最新のイメージングテクノロジーの重要なリソースです。このプロジェクトのSTEMアウトリーチチームは、教育活動専用の最先端の超音波およびCTイメージング機器(解剖学的視覚化テーブルなど)を入手するための多額の資金の大学投資の恩恵を受けました。連邦政府が資金提供する助成金は、EEG活動の局在化のイメージングを可能にするワイヤレスEEGヘッドセットおよび関連ソフトウェアパッケージの購入でこれらの技術を補完しました。解剖科学は、超音波やCTイメージングなどの最新のイメージングモダリティを使用して得られた画像を理解するための基礎を形成するため、モデルと解剖学的標本が各セッションに組み込まれました。このホワイトペーパーで概説されているプロトコルでは、いくつかの主要な追加の放送関連機器への最小限の投資で、学生を魅了し、引き付ける仮想のSTEMに焦点を当てたアウトリーチイベントで、これらのイメージングテクノロジーリソースのプロ並みのライブストリーミングがどのように可能になるかについて詳しく説明します。
高品質のビデオカメラ、一部のスイッチャー、アクセサリアイテムを購入し、他のラップトップコンピューターを入手できたことで、チームは仮想アウトリーチセッションに高品質のビデオフィードを提供することができました。この論文で説明されているプロトコルでは、アウトリーチセッションで6台の別々のカメラが使用されました(超音波スキャン用に3台、解剖学的標本とモデルステーション用に2台、解剖学的視覚化CTイメージングステーション用に1台)。特に生徒は教室のスマートボードやプロジェクタースクリーンでプレゼンテーションを見る可能性が高く、どちらも全体的な画質が低下する可能性があるため、高品質の伝送は学生の関心を維持するために重要です。照明は重要ですが、高品質のカメラを使用すると、追加の写真ライトが不要になる場合があります。
ビデオスイッチャーと複数のカメラは、PIP機能を可能にするため、システムの最も重要な部分です。内蔵のラップトップ コンピューターのビデオ カメラをビデオ スイッチャー入力に置き換えると、ビデオ プレゼンテーション ソフトウェアがプレゼンター カメラと共にこれらのテクノロジからのライブ入力で単に画面共有された場合よりも、画面の大部分がライブ ストリーミングに使用されるという利点があります。研究によると、講師の画像がスライドやその他のコンテンツと組み合わされたライブ合成ビデオ講義は、学生にとってより良い主観的体験をもたらすことが示されています31,32。別の高品質のモバイルマイクは聴覚体験を向上させ、プレゼンターが仮想セッションのブロードキャストに使用されている実際のラップトップから離れた距離でセッション中にステーションからステーションに移動する場合に必要になります。
仮想ビデオプラットフォームブロードキャストに高品質の画像を提供するには、HDMI出力を備えた医療用超音波ラップトップが必要です。本プロトコルで使用されているような市販の3D解剖学的イメージングテーブルは、多くの医学部で利用できる優れたリソースですが、ほとんどの中学校や高校では手の届かないところにあります。このプロトコルで使用される表には、解剖学の3Dおよび断面図を可能にする仮想VHディセクタプログラム(この論文では説明されていません)があり、超音波およびCTイメージングによって示される解剖学的構造を理解するための基準点を学生に提供するのに役立ちます。解剖学的視覚化テーブルは、実際の患者からの数百例のCTおよびMRIスキャンを含む教育ポータルに接続されており、学生に完璧な臨床焦点を提供します。これにより、プレゼンターは、身体臓器のCTイメージングを、同じ臓器の米国イメージングおよび解剖学的標本のデモンストレーションと結び付けることができます。たとえば、さまざまな平面で心臓のCTビューを使用すると、生徒は心臓の3D画像と肺などの他の臓器との関係を精神的に構築するのに役立ちます。無料のオンラインCTイメージングリソースの注釈付きリストへのアクセスを学生に提供することで、セッション後に自分でテクノロジーに再び取り組む方法が提供されます。
医学部のより重要なリソースの1つは、プロのSTEMロールモデルとして役立つことができるその教員と学生です。STEMアウトリーチイベントのための教員の利用可能性は、医学部のキャンパスで進行中の競合するニーズを考えると、常に問題です。コア教員の幹部がSTEMアウトリーチチームの基礎を形成しますが、このチームには、可能な場合はピアに近いプレゼンターも含まれる場合があります(図 3など)。カメラアングルやビデオスイッチャーの設定を変更するために断続的に中断することで、1人の人が仮想放送全体を処理できる可能性がありますが、プレゼンターが仮想アウトリーチコンテンツに集中できるように、ビデオスイッチャーとビデオプラットフォーム放送プログラムを処理する専任のスタッフが1人いることが望ましいです。役割の切り替えは、要約スライドが参加者にブロードキャストされている舞台裏で簡単に実行できます。学生がアウトリーチセッションに個別にサインインしている場合は、第三者がチャットバーを監視することを強くお勧めします。チャットバーを監視して個々の質問に答えたり、ブロードキャストを中断して匿名の質問をしたりする役割を持つ人がいることは、静かな学生を引き付けるのに非常に役立ちます。特に中高生は、大規模なグループ設定、特に非個人的な仮想環境になる可能性のある場所で質問をしたくない場合があります。チャットバーモニターによってセッションの開始時にすべての参加者に送信されるフレンドリーなメッセージは、学生が質問するための安全な場所を確立します。チャットバーモニターは、放送室の混雑を軽減するためにリモートでログオンすることもできます。
仮想アウトリーチセッションを成功させるための主要な課題の1つは、個人的な相互作用の欠如と、顔を見て学生の関心を測定する能力です。モニターは参加者の視聴者のグループではなく、プレゼンターに放送画像を提供するためであるため、プレゼンターが参加者を見ないことに慣れるまでに時間がかかります。プレゼンターは、舞台裏のスタッフに頼ってセッションを監視し、学生の関与のレベルと次回のために何を変更する必要があるかを理解する必要があります。生徒の注意を引くことに成功したことは、生徒が椅子に前かがみになって見やすくなったときに明らかです。断続的に聴衆からの質問をする(たとえば、ステーションの概要スライドの直後)ことで、生徒は今学んだことを処理して振り返る時間を確保できます。このホワイトペーパーで提供された学生のコメントと教師の評価データは、これらのタイプの仮想アウトリーチセッションが、学生を新しいSTEMおよびイメージングテクノロジーコンテンツにさらし、学生に前向きな学習環境を提供するのに効果的であるという結論を支持しています。これらの調査結果は、パンデミック時に実施された仮想アウトリーチプログラムが、対面活動と同じくらい学生を引き付け、STEMエンリッチメントプログラムへの学生のより多くの参加を可能にし、STEM専門家と学生との関係を構築するための道を提供することができると報告している他の研究の結果と一致しています33,34,35。
このホワイトペーパーでは、医学部の設定で利用できる可能性のあるイメージングリソーステクノロジーを使用して、STEM分野への学生の関心を刺激するための仮想テクノロジーに焦点を当てたアウトリーチ活動を提供するために必要な機器の概要を説明しました。いくつかの高品質4Kカメラなどの機器や、ビデオ放送スイッチャーなどの他のアクセサリアイテムへのわずかな投資は、プレゼンテーションのインタラクティブな感触を効果的に高め、学生の関与を促進する視覚的に心地よい仮想プレゼンテーションにつながる可能性があります。人のライブ超音波スキャンのデモンストレーション、身体の回転3D CT再構成、および脳活動のリアルタイムEEG記録の提供は、中高生のSTEMへの関心を刺激するのに役立ちます。また、地方の学生が地域の医学部のリソースや、COVID-19パンデミック関連の制限中にすべての学生がアクセスを失った場合のアクセスの違いを打ち消す方法も提供します。

医学部が後援するSTEMのK-12パイプラインプログラムは、医療専門家における過小評価マイノリティ(URM)による代表の低さが、他のSTEM分野の多様性の欠如を反映しているためです。研究者と医療専門家の間の多様性の欠如は、健康格差の一因となる可能性があります。多くの医療従事者は、彼らがサービスを提供する患者に似ていないため、患者は排除されていると感じる可能性があります1。全国的に、URMは米国の人口の37%を占めています2が、専門学校の学部の7%〜10%しか占めていません3,4,5。多様で文化的に有能な医療従事者の必要性は、健康格差を特定し、対処し、最終的には縮小する上で最も重要です。医療専門職の多様性は、人種的および民族的マイノリティに不釣り合いな影響を与える病気に特化した研究を通じて、また一般的にサービスの行き届いていないコミュニティで奉仕することをいとわない医師の数を増やすのを助けることによって、健康格差に対処することができます6。
URMの学生がSTEMの学位に登録して正常に完了することを妨げる要因はいくつかあります。これらの障壁には、高校の修了率の低下による応募者プールの少なさが含まれます7、大学でのSTEM専攻の修了率の大幅な低下と高度な修士号または博士号の取得8、学校での粘り強さの低下9,10および全体的な卒業率の低下11、高レベルのカリキュラムへの露出の減少、およびコミュニティの資格の低い教師12、さらには学校での好ましい学習スタイルの違い(たとえば、URMは小グループの実践的な活動と講義を好む)13,14。早期の教育的出会いは、通常、マイノリティの学生を支援せず、さらには無関心な教育環境から来るURM学生の長期的な教育経験を形作る上で非常に重要であることはよく知られています。ほとんどのURMは、拡大家族や地域社会にさえSTEMロールモデルを持っていません。最近の研究では、STEMアウトリーチプログラムへの早期の露出は、STEMアイデンティティの確立と正の関連があり、STEM15,16,17,18への学生の関心を刺激するようです。
米国19で最も高い貧困率の1つであるアーカンソー州の農村州で唯一のアロパシー学術医療センターとして、著者の大学とその多様性、公平性、包括性の部門は、長年にわたって、プログラムへのURMの採用をサポートするための堅牢なK-12パイプラインを確立してきました。幼い頃に学生を指導することは、採用、維持、卒業の取り組みにおいて効果的な戦略であることが示されています。全国の学部でのパイプラインプログラムは、この点でいくつかの成功を示しています(たとえば、医学部に出願するURM人口の増加6)。中高生を対象としたパイプラインプログラムも、成功の初期の兆候を示しています20,21,22。STEMへの学生の関心を刺激するための早期介入の取り組みは、STEM関連の分野やキャリアに関心のある学生の多様性につながる可能性があり、大学に入学し、STEM専攻を選択し、生物医科学の大学院の学位および/または医療専門職の学位を取得する高校生の数と多様性の増加につながる可能性があります。
COVID-19は、中高生の医療キャンパス施設へのアクセスの制限や地元の学校への直接のアウトリーチ訪問の中断など、K-12教育に多くの混乱を引き起こしました。パンデミックにより、多くのSTEMアウトリーチプロバイダーは、小グループの実践的で焦点を絞ったアプローチに基づくパラダイム設計から、仮想アウトリーチ23,24,25を含むパラダイム設計に再考することを余儀なくされました。この変化に伴う課題には、個人的な相互作用の喪失、テクノロジーとの実践的な相互作用の喪失、医学部のキャンパスとその施設への訪問を直接体験する学生の能力の欠如、およびオンライン学習プラットフォームへの疲労が含まれていました26。これらの課題は、参加を拡大し、州全体の学生を教室では利用できない高度な画像技術にさらすことで技術的な格差を埋める機会を含む、仮想アウトリーチを提供する機会によって部分的に相殺できます。
医学部は、中学校や高校の教室の通常の予算を超える高度な画像技術やその他の市販の教育技術のための重要なリソースです。超音波は、人体の内部をリアルタイムで覗き込むことができるため、中高生にとって優れたイメージングモダリティです。これは、プレゼンテーションが仮想であっても、学生にとって非常に魅力的です。米国では、国の科学基準には、中学校と高校の科学の授業で波の特性について学ぶことが含まれています26。超音波とその医用画像での使用を実証することは、アウトリーチセッションを教室でのレッスンに結び付けるための優れた方法です。人の体、特に動いているもの、つまり心臓、筋肉の収縮、胃腸管の蠕動運動のライブスキャンほど学生の注意を引くことはできません。STEMアウトリーチイベントのためのX線およびコンピューター断層撮影(CT)イメージング技術へのアクセスは、機器の高コスト、忙しい臨床使用スケジュール、および安全性の問題のために不可能です。
幸いなことに、医学部のキャンパス28のリソースとして広く利用可能になりつつあるさまざまな解剖学的視覚化イメージングテーブルがあります。これらのテーブルには、実際の人間の患者から取得したCT画像のデータベースがあり、3D再構成機能を含め、学生に見せることができます。中高生は、国の科学基準に含まれている電磁スペクトル(X線、光、赤外線など)にも精通しているため、このタイプのイメージング技術の使用は、教室で学んでいることと非常にうまく結びついています。仮想STEMアウトリーチイベントで使用するための医療品質の脳波(EEG)機器へのアクセスは、医学部の設定でも困難であり、EEG記録のために被験者を準備するには熟練したスタッフが必要になります。比較的低コストの市販のヘッドセットは、個々の中学校や高校の教室では利用できない場合がありますが、医学部のSTEMアウトリーチ予算の範囲内であることは確かです。これらの市販のワイヤレスヘッドセットは、脳内のEEG活動の視覚イメージングを可能にするソフトウェアパッケージのセットアップと提供に最小限の時間しか必要とせず、この脳活動イメージングモダリティに慣れていない中高生のターゲットオーディエンスに最適です。
効果的な仮想STEMアウトリーチセッションを実施するには、ラップトップコンピューター、カメラ、およびWebベースのビデオプラットフォーム以上のものが必要です。基本的なデスクトップまたはラップトップコンピューターには、エクスペリエンスを向上させ、高品質でプロ並みのブロードキャストを提供するために、他のさまざまな機器を追加する必要があります。この論文では、超音波やCTイメージングなどの高度なイメージングや、脳内のEEG活動の局在化の視覚化を含む、同期したWebベースの仮想アウトリーチ活動を提供するために使用されてきた統合3ステーションアプローチについて説明します。

<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

科学、技術、工学、数学(STEM)分野でのキャリアを選択する学生の多様性を高めることは、米国全土、特に幼稚園から12年生(K-12)に焦点を当てた医学部のパイプラインプログラムにおいて、非常に焦点が当てられている分野です。多様なSTEM労働力は、ヘルスケアにおける問題解決と公平性の向上に貢献します。地方の学生にとっての大きな障壁の2つは、十分なSTEMロールモデルの欠如と、教室でのテクノロジーへのアクセスの制限です。医学部は、キャンパス内、スポンサー付きのイベント、地元の教室へのSTEMアウトリーチを通じて、STEMの専門家や最新のテクノロジーに簡単にアクセスできる地域社会の学生にとって重要なリソースとして機能することがよくあります。ただし、過小評価されているマイノリティ(URM)の学生は、STEMロールモデルとテクノロジーへのアクセスが制限されているアーカンソー州などの農村州の社会経済的に困窮している地域に住んでいることがよくあります。COVID-19時代の仮想学習は、医学部のイメージング技術リソースを利用して、より多くの聴衆、特に医学部のキャンパスから遠く離れた農村地域に住む学生に到達できることを証明しています。

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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

この記事では、同期Webベースの仮想アウトリーチを使用して、6年生から12年生の生徒を超音波、コンピューター断層撮影、脳波などの高度な画像技術にさらす方法の概要を説明します。このホワイトペーパーでは、STEMへの効果的な学生の関与のために統合された教育セッションをライブストリーミングするために必要な方法と機器について説明します。

COVID-19時代のテクノロジーデバイドを埋める:バーチャルアウトリーチを使用して中高生をイメージングテクノロジーにさらす

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

仮想プレゼンテーションによる最新のイメージングテクノロジーのプロ品質のライブストリーミングは、STEMロールモデルへの重要なアクセスを提供しながら、STEMキャリアへの学生の関心を促進するのに役立ちます。イメージング技術に焦点を当てた仮想アウトリーチは、農村地域の学生の技術ギャップを効果的に埋めることができます。また、STEM関連分野に参加する学生の数を増やすことにも貢献できます。仮想STEMアウトリーチプレゼンテーションで使用される統合アプローチは、サービスの行き届いていない人々の最初の採用ツールとして採用でき、STEMパイプラインの多様化に役立つ可能性があります。ビデオスイッチャーは、このプロトコルの重要な機器です。USBケーブルをビデオスイッチャーのUSB出力ポートに接続し、もう一方の端をブロードキャストラップトップのUSBポートに接続します。ビデオスイッチャー付属のイーサネットケーブルをビデオスイッチャーのイーサネットポートに差し込みます。ケーブルのもう一方の端を USB 3.0 - ギガビット イーサネット アダプタに差し込みます。次に、アダプターのUSB側をブロードキャストラップトップの別のUSBポートに接続します。ピクチャーインピクチャーまたはPIPモードの小さなはめ込みを提供するために選択したビデオカメラのHDMI出力を、リモコンを備えたマルチポートHDMIスイッチャーに接続します。HDMIケーブルを超音波ラップトップのHDMIポートに接続し、もう一方の端を単一のコンバーターデバイスのHDMI入力に接続します。HDMIケーブルの一方の端をコンバーターのHDMI出力に接続し、もう一方の端をビデオスイッチャーまたはHDMIスイッチャーに接続します。コンバーターの内蔵スイッチを設定して、ビデオスイッチャーのHDMI入力要件に一致するように超音波ラップトップのHDMI出力を再構成します。3D解剖学的視覚化テーブルステーションをセットアップするには、非常に長いHDMIケーブルの一方の端を解剖学的視覚化テーブルに接続し、もう一方の端をビデオスイッチャーまたはHDMIスイッチャーのHDMIポートの1つに接続します。脳波ステーションをセットアップするには、ワイヤレスBluetoothアダプターをコンピューターのUSBポートに接続します。フォームキャップをEEGヘッドセットの14本のリードのそれぞれに挿入し、各リードに数滴の生理食塩水点眼液を塗布します。ヘッドセットを標準化された患者またはSPの頭に配置し、ヘッドセットの指示に従ってリードの位置を調整します。次に、EEG専用コンピューターの電源を入れ、ワイヤレスEEGヘッドセットソフトウェアをアクティブにします。使用可能なヘッドセットデバイスを選択します。[接続] を選択し、ヘッドセット イメージのすべてのライトが緑色になり、14 個のリード線すべてが正しく接触していることを示すまで指示に従います。次に、ウィンドウの左上にあるワイヤレスヘッドセットソフトウェアのリンクをクリックして、画面をライブEEG記録に切り替えます。14本のリード線のそれぞれの波長が画面に表示されます。次に、原稿に記載されている手順に従って、EEG脳視覚化ソフトウェアをアクティブにします。ブロードキャストラップトップでビデオスイッチャーソフトウェアコントロールをアクティブにし、マクロのプルダウンメニューをクリックします。マクロポップアップウィンドウの[作成]ボタンをクリックします。次に、パネルの最初の空のスロットをクリックし、続いてプラスボタンをクリックします。この最初のショットの名前を入力し、記録ボタンをクリックします。ショットにアクティブなPIPモードがある場合は、次のトランジションセクションのオンエアボタンをクリックします。次に、画面の右側で、[アップストリームキー1"セクションに移動し、[DVE]タブをクリックします。PIP モードの差し込みビューでカメラをフィル ソースとして選択します。差し込みビューのサイズを変更するには、X と Y の位置とサイズを入力します。マクロポップアップウィンドウをクリックし、小さな赤いボタンを押して録音を停止します。超音波画像の場合、超音波画像の上部が胸部に配置されたプローブに最も近いことを理解するように生徒に向きを変えます。さまざまな視野で心臓のBモードイメージングを実演し、チャンバーとバルブを指摘します。心臓を通る血流を画像化するためのカラーモードを示し、赤はプローブに向かう動きを示し、青はプローブから離れる動きを示すことを説明します。次に、コンピュータ断層撮影またはCTステーションのコンテンツの場合、ケースを使用して、CT画像の骨と金属対流体と空気の外観を説明します。心臓のCT画像では、肺と比較した正常サイズの心臓の相対的なサイズを示します。横方向の図で心臓の4つの部屋を特定します。正面図では、左心室から大動脈をたどります。次に、大動脈弓の主要な枝を特定し、大動脈をたどって腹部に入ります。ペースメーカーを植え込んだ心臓の肥大の例を示す。このケースを使用して、胸郭の左側の大部分を占める肥大した心臓を示します。ペースメーカーワイヤーのリード線を心臓にたどります。次に、胸骨を一緒に保持する金属線によって証明されるように、開心術を受けた患者の例を示します。保存されたアイコンを選択して、閉塞した右冠状動脈を示します。次に、大動脈から発生する冠状動脈バイパスグラフトを特定して追跡し、心臓に移動します。脳波検査ステーションのコンテンツについては、SPでワイヤレスヘッドセットを表示します。脳の特定の葉に配置されている14の異なるリードを指摘します。ソフトウェアのしきい値を上げて、脳全体がアクティブであることを実証します。ワイヤレスEEGソフトウェアのEEG波の閾値を下げて、前頭葉や頭頂葉などの特定の葉内の高活動ゾーンの局在化を実証します。SPに噛んでもらい、EEG記録の動きのアーティファクトを示します。次に、孤立したアルファ波を見ながら、SPに目を閉じてもらい、アルファ波の活動の増加を示します。この研究で説明されている心臓に焦点を当てた仮想アウトリーチセッションのサンプルビデオフレームがここに示されています。合成画像は、心臓と脳に焦点を当てたアウトリーチセッションでのニアピアプレゼンターの使用例を提供します。右冠状動脈が閉塞し、冠状動脈バイパスグラフトを有する患者におけるCTスキャンの3D再構成が示されている。生のEEG記録および脳内のEEG活動のソフトウェア視覚化を含む、脳活動の無線EEG記録の使用が示されている。仮想STEMアウトリーチプレゼンテーションと、仮想アウトリーチセッションのターゲットオーディエンスと教師の評価もここにリストされています。現代のイメージングモダリティは、解剖学に対する学生の理解を強化するのに役立ちます。画像を介して構造を指摘することは、基本的な解剖学に関して学生を方向付けるのに役立ちます。最新のイメージングモダリティデモンストレーションを組み込むことで、学年固有のレベルで仮想アウトリーチプレゼンテーションを柔軟に調整して、中学校および高校の教室の既存のカリキュラムにシームレスに統合できます。

Research

JoVE Journal

Medicine

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