脊椎手術に関連する臨床研修における 3D イメージング技術と問題ベースの学習モードの組み合わせの応用を研究する。
専門分野「臨床医学」を学ぶ5年間の学生計106名が研究対象者として選ばれ、2021年に徐州医科大学付属病院の整形外科でインターンシップを行う予定だ。これらの学生は、各グループに 53 人の学生が含まれる実験グループと対照グループにランダムに分けられました。実験グループは 3D イメージング技術と PBL 学習モードの組み合わせを使用し、対照グループは従来の学習方法を使用しました。トレーニング後、テストとアンケートを使用して 2 つのグループのトレーニングの有効性が比較されました。
実験グループの生徒の理論テストの合計点は、対照グループの生徒よりも高かった。2 つのグループの生徒は授業で独立して成績を評価しましたが、実験グループの生徒の成績は対照グループの生徒の成績よりも高かった (P < 0.05)。学習への関心、教室の雰囲気、教室での交流、教育への満足度は、対照群よりも実験群の生徒の方が高かった（P < 0.05）。
脊椎外科を教える際に 3D イメージング技術と PBL 学習モードを組み合わせることで、生徒の学習効率と興味を高め、生徒の臨床的思考の発達を促進できます。
近年、臨床知識や臨床技術の継続的な蓄積により、医学生から医師への移行期間を短縮し、優秀な研修医を早期に育成するにはどのような医学教育が有効であるかが課題となっています。大きな注目を集めた[1]。臨床実習は、医学生の臨床的思考と実践的な能力の開発における重要な段階です。特に、外科手術では、学生の実践的な能力と人体解剖学の知識に厳しい要件が課されます。
現在、学校や臨床医学では伝統的な講義スタイルが依然として主流です[2]。伝統的な教育方法は教師中心です。教師は教壇に立ち、教科書やマルチメディアカリキュラムなどの伝統的な教育方法を通じて生徒に知識を伝えます。コース全体は教師によって指導されます。学生は講義を聞くことが多く、自由な議論や質問の機会は限られています。その結果、このプロセスは教師側の一方的な教え込みとなり、生徒は受動的に状況を受け入れることになりがちです。したがって、教師は通常、指導の過程で、生徒の学習に対する熱意が高くなく、熱意も高くなく、効果が悪いことに気づきます。さらに、PPT、解剖学の教科書、写真などの 2D 画像を使用して脊椎の複雑な構造を明確に説明することは難しく、学生がこの知識を理解して習得することは容易ではありません[3]。
1969 年に、新しい教育方法である問題ベース学習 (PBL) がカナダのマクマスター大学医学部でテストされました。従来の教育方法とは異なり、PBL 学習プロセスは学習者を学習プロセスの中核部分として扱い、関連する質問をプロンプトとして使用して、学習者がグループ内で独自に学習、議論、共同作業を行い、受動的に質問を受け入れるのではなく、積極的に質問して答えを見つけることができるようにします。、5]。問題を分析して解決する過程で、生徒の自主学習と論理的思考の能力を開発します [6]。また、デジタル医療技術の発展により、臨床指導法も大幅に充実してきました。3D イメージング技術 (3DV) は、医療画像から生データを取得し、それを 3D 再構成用のモデリング ソフトウェアにインポートし、データを処理して 3D モデルを作成します。この方法は、従来の教育モデルの限界を克服し、さまざまな方法で生徒の注意を動員し、特に整形外科教育において、生徒が複雑な解剖学的構造を迅速に習得するのに役立ちます [7、8]。したがって、この記事では、これら 2 つの方法を組み合わせて、PBL と 3DV テクノロジーおよび従来の学習モードを組み合わせた場合の実際の応用における効果を研究します。結果は以下の通りです。
研究の対象は、2021年に当院脊椎外科に入学した学生106名で、乱数表を用いて各群53名ずつ実験群と対照群に分けた。実験グループは、年齢 21 ～ 23 歳、平均年齢 22.6±0.8 歳の男性 25 名と女性 28 名で構成されました。対照群には21～24歳の男性26名、女性27名が含まれ、平均年齢は22.6±0.9歳で、学生は全員インターンである。2 つのグループ間に年齢と性別に有意差はありませんでした (P>0.05)。
対象となる基準は次のとおりです。 (1) フルタイムの臨床学士課程 4 年生。(2) 自分の本当の気持ちをはっきりと表現できる生徒。(3) 本研究の全過程を理解し、自発的に参加し、同意書に署名できる学生。除外基準は以下のとおりです。 (1) 除外基準のいずれにも該当しない学生。(2) 自己の都合により本研修への参加を希望しない者。(3) PBL 指導経験のある学生。
生の CT データをシミュレーション ソフトウェアにインポートし、構築されたモデルを専用のトレーニング ソフトウェアにインポートして表示します。モデルは骨組織、椎間板、脊髄神経で構成されています（図1）。異なる部分は異なる色で表現され、モデルは必要に応じて拡大したり回転したりできます。この戦略の主な利点は、CT レイヤーをモデル上に配置でき、さまざまなパーツの透明度を調整してオクルージョンを効果的に回避できることです。
a 背面図と b 側面図。L1、L3とモデルの骨盤が透明になります。d CT 断面画像をモデルと結合した後、それを上下に移動して異なる CT 平面を設定できます。e サジタル CT 画像の結合モデルと、L1 および L3 を処理するための隠し命令の使用
研修の主な内容は以下の通りです。 1) 脊椎外科における一般的な疾患の診断と治療。2）脊椎の解剖学に関する知識、疾患の発生と発症についての思考と理解。3) 基礎知識を学ぶ操作ビデオ。従来の脊椎手術の段階、4) 脊椎手術における代表的な疾患の可視化、5) デニスの三柱脊椎理論、脊椎骨折の分類、腰椎ヘルニアの分類など、覚えておきたい古典的な理論知識。
実験グループ: PBL と 3D イメージング技術を組み合わせた教育方法です。この方法には次の側面が含まれます。１）脊椎外科の代表的な症例の準備：頚椎症、腰椎椎間板ヘルニア、錐体圧迫骨折の症例を症例ごとに異なる知識点を中心に解説します。症例、3D モデル、手術ビデオが授業の 1 週間前に学生に送信され、3D モデルを使用して解剖学的知識をテストすることが奨励されます。2) 事前準備: 授業の 10 分前に、生徒に特定の PBL 学習プロセスを紹介し、生徒が積極的に参加し、時間を最大限に活用し、課題を賢明に完了するように促します。グループ分けは参加者全員の同意を得た上で行いました。8～10人の学生を1グループに、自由にグループに分かれて、症例検索情報について考えたり、自習について考えたり、グループディスカッションに参加して答え合わせをし、最後に要点をまとめて体系的なデータを作成し、ディスカッションを記録します。グループディスカッションやプレゼンテーションを組織するグループリーダーとして、強力な組織力と表現力を持つ学生を選出します。3) 教師用ガイド: 教師はシミュレーション ソフトウェアを使用して、典型的な症例と組み合わせて脊椎の解剖学を説明し、学生がソフトウェアを積極的に使用して CT のズーム、回転、位置変更、組織の透明度の調整などの操作を実行できるようにします。病気の構造をより深く理解して記憶し、病気の発症、進行、経過における主な関連性について独自に考えることができるように支援します。4) 意見交換とディスカッション。授業前にリストされた質問に応じて、クラスディスカッションのためにスピーチを行い、十分なディスカッションの時間を経た後、各グループのリーダーにグループディスカッションの結果を報告してもらいます。この間、グループは質問したり、お互いに助け合ったりすることができますが、教師は生徒の思考スタイルやそれに関連する問題を注意深くリストアップして理解する必要があります。5) まとめ: 生徒について話し合った後、教師は生徒の成績についてコメントし、よくある質問や物議を醸す質問を要約して詳細に回答し、生徒が PBL 指導法に適応できるように今後の学習の方向性を概説します。
対照グループは従来の学習モードを使用し、授業前に教材をプレビューするように生徒に指示します。理論的な講義を行うために、教師はホワイトボード、マルチメディアカリキュラム、ビデオ教材、サンプルモデルなどの教材を使用し、また教材に応じた研修コースを編成します。カリキュラムの補足として、このプロセスは教科書の関連する問題点と重要なポイントに焦点を当てます。講義の後、教師は資料を要約し、生徒たちが関連知識を暗記し、理解するよう促しました。
研修内容に応じてクローズドブック試験を採用しました。客観的な質問は、長年にわたって医療従事者から寄せられた関連する質問から選択されています。主観的な問題は整形外科部門によって作成され、最終的には試験を受けない教員によって評価されます。学習に参加してください。テストの満点は 100 点で、内容は主に次の 2 つの部分で構成されます。 1) 生徒の知識要素の習熟度を主にテストする客観的な問題 (主に多肢選択問題) (合計スコアの 50%) ;２）主観問題（症例分析問題）は、学生による疾患の体系的な理解と分析が中心であり、総得点の50％を占めます。
コースの最後には、2 部構成の 9 つの質問からなるアンケートが提示されました。設問の主な内容は表の項目に対応しており、これらの項目について 10 点満点、1 点以上で解答しなければなりません。スコアが高いほど、学生の満足度が高いことを示します。表 2 の質問は、PBL 学習モードと 3DV 学習モードの組み合わせが、学生が複雑な専門知識を理解するのに役立つかどうかに関するものです。表 3 の項目は、両方の学習モードに対する生徒の満足度を反映しています。
すべてのデータは SPSS 25 ソフトウェアを使用して分析されました。試験結果は平均 ± 標準偏差 (x ± s) として表されました。定量的データは一元配置分散分析によって分析され、定性的データはχ2 検定によって分析され、多重比較にはボンフェローニの補正が使用されました。有意差 (P<0.05)。
2 つのグループの統計分析の結果、対照グループの生徒の客観的な質問 (多肢選択問題) のスコアは実験グループの生徒のスコアよりも有意に高かった (P < 0.05)。対照グループの生徒の割合は、実験グループの生徒よりも有意に高かった(P < 0.05)。実験グループの生徒の主観的な質問（事例分析の質問）のスコアは、対照グループの生徒のスコアよりも有意に高かった（P < 0.01）。表を参照。1.
すべての授業後に匿名のアンケートが配布されました。アンケートは計106枚配布し、そのうち106枚が回収され、回収率は100.0％でした。すべてのフォームが完了しました。専門知識の保有度について両グループの学生にアンケート調査を行った結果を比較すると、実験グループの学生は脊椎手術の主要な段階、計画知識、古典的疾患分類などを脊椎手術に関する知識・技術の習得に十分に習得していることがわかった。 。表 2 に示すように、その差は統計的に有意でした (P<0.05)。
2 つのグループ間の教育満足度に関するアンケートへの回答の比較: 学習への関心、教室の雰囲気、教室での交流、教育への満足度の点で、実験グループの生徒は対照グループの生徒よりも高いスコアを獲得しました。この差は統計的に有意でした (P<0.05)。詳細を表 3 に示します。
特に21世紀に入り、科学技術の蓄積と発展に伴い、病院における臨床業務はますます複雑化しています。医学生が臨床業務に迅速に適応し、社会の利益のために質の高い医療人材を育成できるようにするために、従来の教化と統一された学習方法では実際の臨床問題を解決することが困難に直面しています。私の国の伝統的な医学教育モデルには、教室内に大量の情報があり、環境要件が低く、基本的に理論コースを教えるニーズを満たすことができる教育的知識システムという利点があります[9]。しかし、この形式の教育は、理論と実践の間のギャップ、学生の学習に対する自発性と熱意の低下、臨床現場での複雑な疾患を包括的に分析する能力の低下につながりやすいため、高等医学の要件を満たすことができません。教育。近年、我が国の脊椎外科のレベルは急速に向上しており、脊椎外科の教育は新たな課題に直面しています。医学生の研修中、外科の中で最も難しいのは整形外科、特に脊椎外科です。知識ポイントは比較的些細なもので、脊椎の変形や感染症だけでなく、怪我や骨腫瘍にも関係します。これらの概念は抽象的で複雑なだけでなく、解剖学、病理学、画像処理、生体力学、その他の分野と密接に関連しているため、その内容を理解したり覚えたりすることが困難になります。同時に、脊椎外科の多くの分野は急速に発展しており、既存の教科書に含まれる知識は時代遅れになっており、教師が教えるのが困難になっています。したがって、伝統的な教育方法を変更し、国際研究の最新の発展を取り入れることで、関連する理論的知識の教育を実践的なものにし、生徒の論理的思考能力を向上させ、生徒の批判的思考を促すことができます。現代の医学知識の境界と限界を探求し、伝統的な障壁を克服するために、現在の学習プロセスにおけるこれらの欠点に早急に対処する必要があります[10]。
PBL 学習モデルは、学習者中心の学習方法です。発見的で自主的な学習と対話的なディスカッションを通じて、生徒は熱意を完全に解き放ち、知識を受動的に受け入れることから教師の指導に積極的に参加することができます。講義ベースの学習モードと比較して、PBL 学習モードに参加する学生は、教科書、インターネット、ソフトウェアを使用して質問に対する答えを検索し、独自に考え、グループ環境で関連するトピックについて話し合うのに十分な時間があります。この方法は、生徒が自主的に考え、問題を分析し、解決する能力を開発します [11]。自由なディスカッションの過程で、異なる学生が同じ問題についてさまざまなアイデアを持つことができるため、学生は自分の考えを広げるためのプラットフォームを得ることができます。継続的な思考を通じて創造的思考と論理的推論能力を育成し、クラスメート間のコミュニケーションを通じて口頭表現能力とチームスピリットを育成します[12]。最も重要なことは、PBL を教えることで、生徒は関連する知識を分析、整理、適用する方法を理解し、正しい指導方法を習得し、総合的な能力を向上させることができるようになります [13]。研究の過程で、学生は教科書で退屈な専門的な医療概念を理解するよりも、3D 画像ソフトウェアの使い方を学ぶことに興味があることがわかりました。そのため、この研究では、実験グループの学生は学習への参加意欲が高い傾向がありました。プロセス。対照群よりも優れています。教師は生徒が大胆に発言し、生徒の主題への認識を高め、ディスカッションへの参加への関心を刺激するように奨励する必要があります。テスト結果は、機械的記憶の知識によれば、実験グループの生徒の成績が対照グループよりも低いことを示していますが、臨床例の分析では、関連する知識の複雑な適用が必要です。実験グループの生徒の成績は対照グループよりもはるかに優れており、これは 3DV と対照グループの関係を強調しています。伝統医学を組み合わせる利点。PBL 指導法は、生徒の総合的な能力を開発することを目的としています。
解剖学の教育は脊椎外科の臨床教育の中心です。脊椎の構造が複雑であり、手術には脊髄、脊髄神経、血管などの重要な組織が関与するため、学生は学習するために空間的想像力をもつ必要があります。従来は教科書のイラストやビデオなどの平面的な画像を用いて知識を説明していましたが、これだけの量があるにも関わらず、生徒には直観的かつ立体的な感覚が備わっておらず、理解が困難でした。脊椎神経と椎体部分の関係など、脊椎の比較的複雑な生理学的および病理学的特徴を考慮して、頸椎骨折の特徴付けと分類などのいくつかの重要かつ困難な点について説明します。多くの学生は、脊椎手術の内容は比較的抽象的であり、勉強中に十分に理解することができず、学んだ知識は授業後すぐに忘れてしまい、実際の仕事での困難につながると報告しました。
3D 視覚化テクノロジーを使用して、著者は、さまざまな部分がさまざまな色で表される鮮明な 3D 画像を生徒に提示します。回転、拡大縮小、透明度などの操作により、脊椎モデルと CT 画像をレイヤーで表示できます。椎体の解剖学的特徴を明確に観察できるだけでなく、学生の退屈な脊椎 CT 画像を取得したいという欲求も刺激されます。ビジュアライゼーション分野の知識をさらに強化します。過去に使用されていたモデルや教育ツールとは異なり、透明処理機能は咬合の問題を効果的に解決でき、学生、特に初心者にとって微細な解剖学的構造と複雑な神経方向を観察するのにさらに便利です。学生は自分のコンピュータを持っていれば自由に仕事をすることができ、それに伴う費用もほとんどかかりません。この方法は、2D 画像を使用した従来のトレーニングに代わる理想的な方法です [14]。この研究では、対照群の方が客観的な質問に対してより良い成績を収めており、講義指導モデルが完全に否定されるわけではなく、脊椎外科の臨床指導において依然として一定の価値があることを示しています。この発見をきっかけに、教育効果を最大化するために、さまざまな種類の試験やさまざまなレベルの生徒を対象として、従来の学習モードと 3D 視覚化技術で強化された PBL 学習モードを組み合わせるかどうかを検討するようになりました。ただし、これら 2 つのアプローチを組み合わせることができるかどうか、またどのように組み合わせることができるか、また学生がそのような組み合わせを受け入れるかどうかは不明であり、それが今後の研究の方向性となる可能性があります。この研究はまた、学生が新しい教育モデルに参加することを認識した後にアンケートに回答する場合に生じる可能性のある確証バイアスなど、特定の欠点にも直面しています。この教育実験は脊椎外科の文脈でのみ実施されており、すべての外科分野の教育に適用できる場合はさらなるテストが必要です。
私たちは、3D イメージング技術と PBL トレーニング モードを組み合わせて、従来のトレーニング モードと教育ツールの限界を克服し、脊椎外科の臨床試験トレーニングにおけるこの組み合わせの実用化を研究しています。テスト結果から判断すると、実験グループの生徒の主観的なテスト結果は対照グループの生徒よりも優れており（P < 0.05）、実験グループの生徒の専門知識と授業に対する満足度は良好でした。実験グループの学生よりも優れています。対照群(P<0.05)。アンケート調査の結果は対照群よりも良好であった(P<0.05)。したがって、私たちの実験では、PBL と 3DV テクノロジーの組み合わせが、学生が臨床的思考を実践し、専門知識を習得し、学習への関心を高めるのに役立つことが確認されました。
PBL と 3DV テクノロジーを組み合わせることで、脊椎外科分野における医学生の臨床実習の効率を効果的に向上させ、学生の学習効率と興味を高め、学生の臨床的思考の発展に役立ちます。3D イメージング技術は解剖学の教育に大きな利点があり、全体的な教育効果は従来の教育モードよりも優れています。
現在の研究で使用および/または分析されたデータセットは、合理的な要求に応じて各著者から入手できます。データセットをリポジトリにアップロードする倫理的な許可がありません。すべての研究データは機密保持のため匿名化されていることに注意してください。
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著者全員が研究のコンセプトとデザインに貢献しました。資料の準備、データ収集、分析は Sun Maji、Chu Fuchao、Feng Yuan によって行われました。原稿の初稿は Gao Chunjiu によって書かれ、すべての著者が原稿の以前のバージョンにコメントを付けました。著者は最終原稿を読んで承認しました。
この研究は徐州医科大学付属病院倫理委員会（XYFY2017-JS029-01）によって承認されました。すべての参加者は研究前にインフォームドコンセントを取得しており、すべての被験者は健康な成人であり、研究はヘルシンキ宣言に違反していませんでした。すべての方法が関連するガイドラインおよび規制に従って実行されていることを確認してください。
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Sun Ming、Chu Fang、Gao Cheng 他脊椎手術の教育における問題ベースの学習モデルと組み合わせた 3D イメージング、BMC Medical Education 22、840 (2022)。https://doi.org/10.1186/s12909-022-03931-5
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投稿時間: 2023 年 9 月 4 日