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在美国,每年大约有30万人遭受心脏骤停(SCA)。尽管美国心脏协会每年培训超过1200万非专业人员进行心肺复苏术,但只有不到30%的院外受害者接受了心肺复苏术。心肺复苏术教育需要新的学习方法,特别是在学校。大型多人虚拟世界(MMVW)为严肃游戏提供了平台,这些游戏很有希望利用当今年轻人(即数字原生一代)的计算机能力来学习方法。
我们的主要目的是评估在MMVM中使用虚拟形象进行高中生心肺复苏训练的可行性。我们还分析了经验、自我效能和对训练反应的专注度。
在这项前瞻性的国际合作研究中,电子学习方法被用于瑞典和美国的高中生。一个软件游戏平台被修改为在紧急医疗情况下训练的严肃游戏。使用MMVW技术,3人一组的参与者参与虚拟世界的场景,学习如何治疗心脏骤停的受害者。每一种情况后都进行了简短的汇报。共36名高中生(瑞典,n=12;美国(n=24)参加了。评估他们的自我效能和注意力(任务动机)。一份离职问卷被用来征求对这种类型的培训的经验和态度。在瑞典学生中,随访6个月后进行。根据分布,
参与者喜欢训练,并报告了训练带来的自我感知的好处。自我效能的平均评分从5.8/7 (SD 0.72)增加到6.5/7 (SD 0.57),
通过使用在线mmvw,心肺复苏术的团队训练对于这个国际高中生群体(瑞典和美国)是可行和可靠的。据报道,这些青少年的赞赏水平很高,他们的自我效能感显著提高。所描述的训练是学习心肺复苏术团队合作的一种新颖而有趣的方式,将来可以与精神运动技能训练相结合。
心脏骤停是最常见的死亡原因之一[
人们需要易于交付、所需物质资源少、具有高度吸引力的方法。尽管指导方针和培训方法都很简单,但长期留存率是培训的一个理想目标。为了寻找新的和更有效的心肺复苏训练解决方案,在过去十年中提出了几种可供选择的交付方法[
大型多人虚拟世界(MMVW)技术起源于用于娱乐的电脑游戏和视频游戏。自20世纪90年代以来,电子游戏已被用于包括医学在内的各个领域的教育目的。这些应用已被命名
在最近的一项研究中,我们发现一种用于心肺复苏训练的MMVW严肃游戏对医学生来说是可行的。虽然没有证据表明心肺复苏术过程的刺激回忆,但参与者在训练期间表现出热情,并报告说注意力有所提高。此外,参与者的自我效能在训练后有所提高[
信息和计算机技术(ICT)正日益融入年轻一代的日常生活。有人认为这对学习有影响。
通过使用刻意练习模型[
该研究在两个研究地点均经机构审查委员会批准后进行。在获得知情同意后,12名来自瑞典哈丁高中自然科学课程的高中生和24名来自美国加利福尼亚州伍德赛德高中的高中生被招募并在自愿的基础上注册。招募工作由他们的老师进行,并通过有关研究的公告进行征集。在实践之前,所有学生都在过去六个月内在各自的学校参加了强制性的常规CPR培训。所有研究参与者的人口统计数据显示在
来自瑞典和美国的参与高中学生的人口统计数据(N=36)。
特征 | 国家,n (%) | ||
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瑞典 |
美国 |
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女 | 5 (42) | 15 (62) |
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男性 | 7 (58) | 9 (38) |
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10 | 12 (100) | 23 (96) |
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11 | 0 | 1 (4) |
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一个月不到一次 | 5 (42) | 5 (21) |
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每隔一周 | 2 (17) | 11 (46) |
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每周一次 | 1 (8) | 5 (21) |
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每周几次 | 2 (17) | 2 (8) |
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每一天 | 2 (17) | 1 (4) |
这项研究是合作计划和实施的,尽管它没有在完全相同的时间实施。根据之前的工作,一个虚拟世界平台与院前CPR团队培训能力联合开发(Forterra系统公司,圣马特奥,CA,美国;OLIVE游戏开发平台现在是SAIC的财产,McLean, VA, USA)。虚拟世界环境是根据现实世界的例子量身定制的。在虚拟世界中,每个参与者都有一个由电脑鼠标和键盘控制的化身。参与者可以通过麦克风和耳机进行实时交流(
中显示了该协议的概述
在CPR场景中,参与者以3名学生为一组进行混合训练。在瑞典研究组中,心肺复苏术在4个场景中进行,其中第一个被视为熟悉场景。在美国组中,对虚拟世界的熟悉包括指导练习,心肺复苏在3个场景中进行了训练。培训课程的总时间(包括数据收集)为90至120分钟。
受训者被指示接近他们在虚拟世界中目睹的受害者(由教练控制的化身),采取正确的诊断步骤,并根据美国心脏协会2005年的指导方针,共同执行与基本成人生命支持相关的认知和程序措施。
最初计划在这两个地方进行后续研究,但由于很难重新组建研究小组,在美国不得不放弃。在瑞典研究组中,可以使用前瞻性测试-再测试探索性设计。这包括第一次训练后6个月(177-203天)的第二次训练。根据文献,我们选择6个月作为两次培训之间的间隔时间[
虚拟世界中对受害者进行胸外按压的头像截图(停车场场景)。
虚拟世界(教室场景)中的虚拟角色在与救护人员交谈时对受害者进行胸外按压的截图。
研究设计。
自我效能,基于班杜拉社会认知理论的建构[
在同一项研究中[
所有个人对培训可行性的看法都在培训结束后发放的退出问卷中进行了评估。这包括对虚拟世界的感知沉浸程度、涉及技术方面的问题(即技术困难、易用性)以及培训的有用性。这些评估采用5级李克特量表进行。关于自信的控制性问题,瑞典参与者也被问及这种培训模式是否可以在未来的教育中发挥作用;两个问题均采用李克特5级量表。
在退出问卷中,瑞典参与者被要求具体评论场景的优势和劣势。意义-承载单位[
尽管自我效能感信念对人类行为有着强大的影响[
我们假设高度的精神紧张可能是另一个可能危及自我效能感的因素。只有在瑞典亚组中,在每次会议的第一、第二和第四种场景后,可以自我评估精神压力。精神压力用Borgs ' CR10量表测量(0 =完全没有精神压力;10 =精神高度紧张)每次治疗后[
只有单一数据缺失的参与者被排除在特定的分析之外。时间相关数据(浓度)采用重复测量分析,变量间依赖关系采用回归分析。专注力与自我效能的相关性,采用Spearman等级相关(ρ)。使用Mann-Whitney检验或Student进行统计比较
瑞典和美国的汇总数据作为一组进行分析,但两组间浓度差异较大。
瑞典研究组的消极参与模式出现在第1阶段(平均5.4,SD 1.1)和第2阶段(平均5.4,SD 1.1)。在美国研究组中,平均值为3.4(标准差为0.3)。两组间差异显著(
与训练前相比,训练后自我效能感显著提高(
总体而言,注意力(任务动机)水平处于中高水平。然而,美国组的结果明显高于瑞典组(
在训练前和训练后,自我效能感与注意力正相关(训练前的自我效能感和第一种情况下的注意力:ρ = 0.49,
研究小组的自我效能。最左边的两个方格表示训练前和训练后的自我效能感(N = 36)。The two right-most boxes (striped) refer to the second session during the Swedish part of the study (n = 12). The box-blot illustrates 25th and 75th percentiles with median value as a solid line inside the plot and whiskers showing 10th and 90th percentiles (outliers marked outside this). Significance (P <.05) between the measurements is denoted with an asterisk (*).
退出问卷包含了参与者对虚拟世界技术方面的体验以及他们对MMVW CPR团队培训的看法。参与者的评分显示培训后信心有了显著变化(
36名参与者中的28人(78%)同意MMVW经历改变了他们对应对医疗紧急情况的感觉或看法,研究组之间没有任何差异(
离职问卷调查参与者对培训的看法和态度,基于5点李克特型量表。
出口的问题 | 瑞典集团 |
美国集团, |
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会话1 |
会话2 |
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你觉得你真的在那里吗?b | 4.0 (3.5 - -4.5) | 4.0 (3.0 - -4.0) | 4.0 (4.0 - -4.0) |
你遇到过技术上的困难吗?b | 2.0 (1.5 - -2.5) | 2.0 (1.0 - -2.5) | 2.0 (2.0 - -3.0) |
控制你的角色有多容易?c | 4.0 (3.5 - -4.5) | 4.0 (3.5 - -5.0) | 4.0 (4.0 - -5.0) |
学习如何应对医疗紧急情况?d | - - - - - - | 4.5 (4.0 - -5.0) | 4.0 (4.0 - -5.0) |
你认为这种模拟训练在未来的教育中会有一席之地吗?e | 5.0 (4.0 - -5.0) | 5.0 (5.0 - -5.0) | - - - - - - |
在今天的会议之前,对医疗紧急情况的反应有多自信?f | - - - - - - | 4.0 (3.0 - -4.0) | 2.5 (2.0 - -3.0) |
今天的疗程结束后,你对紧急医疗情况的反应有信心吗?f | - - - - - - | 4.2 (4.0 - -5.0) | 4.0 (4.0 - -4.5) |
一个IQR:四分位间距;-:没有提问。
b1 =一点也不;5 =所有的时间。
c1 =从未学过;5 =非常简单。
d1 =没用;5 =非常有用。
e1 =一点也不;5 =是的,绝对的。
f1 =不自信;5 .极度自信。
瑞典参与者(n=12)回答了模拟场景的优点和缺点。
类别 | n (%) | |
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合适、现实的环境 | 9 (28) |
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反复练习和学习的好方法 | 8 (25) |
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必须适应变化的环境 | 2 (6) |
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团队合作方面的培训 | 7 (22) |
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总体来说是好的 | 6 (19) |
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太简单的任务,需要更多的选择 | 10 (30) |
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缺乏现实主义和丰富的环境 | 8 (24) |
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技术问题 | 9 (27) |
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需要熟悉 | 6 (18) |
关于培训如何改变参与者(n=36)对应对医疗紧急情况的感受或看法的陈述(参与者可以给出几个答案)。
类别 | n (%) |
在CPR团队中工作更好 | 11 (26) |
增强了对这种紧急情况的信心 | 20 (47) |
更好的CPR知识 | 12 (28) |
在这项可行性研究中,我们的目标是有选择地分析年轻的外行团队,化身为化身,如何在虚拟世界中做出反应和互动,以教授如何适当地应对需要心肺复苏的医疗紧急情况。我们的研究样本是国际环境下的高中生。在这项研究中,我们改进并使用了一个虚拟世界,用于先前在医学生中研究的CPR团队训练[
学生自我效能感的增强有两个重要的含义。首先,它说明了学员的信念(即所需技能的控制水平提高了)。我们将这一发现与退出问卷中关于参与者自信心的对照问题进行了三角对比,这些问题也因为训练而增加了。其次,对于心肺复苏术的团队合作来说,这可能是特别重要的,它表明受训者实际上会在真实世界的心肺复苏术事件中感到更有准备。这一假设应该在未来的研究中得到验证。
我们发现自我效能感与注意力(作为训练任务中动机的一个指标)呈正相关,这与Bandura的[
一个重要的方面是虚拟世界训练的真实感和存在感。当然,参与者可能会觉得训练环境很尴尬,并体验到与现实世界缺乏相似之处。在过去的几年中,虚拟世界训练已广泛用于精神病学的网络治疗,其中这些方面是至关重要的。这一领域的研究表明,这种类型的训练具有沉浸式和积极参与的潜力[
虽然心肺复苏术培训的需求是普遍的,但不同的国家和文化对电脑使用习惯、教学方法和对电子学习的态度有很大差异[
两国在培训期间个人经验的主要差异在于集中度,总体而言,美国样本的水平要高得多。在这一群体中,人们与信息技术相关的消极参与模式也相当低。这种对培训方法态度的差异,表明美国样本对ICT持更放松和开放的态度,反映了参与低频电脑游戏活动的参与者比例较小,这可能解释了注意力的一些差异。另一个合理的解释可能是,当时的教育软件比较发达和稳定,技术和教育支持也比较容易获得。在美国培训期间,开发人员和技术专家随时都在场。
个人评论表明,MMVW团队CPR培训因其团队性和易于反复练习从而获得更好的知识和信心而受到赞赏。另一方面,在瑞典参与者中,有人认为任务太简单,互动的选择太少。这些迹象值得进一步调查。严肃游戏的一个吸引人的特点是它们能够改变难度级别,让用户保持高度的沉浸感——这些评论表明,在这些方面可以完成更多工作,可能会导致更高的注意力。
这两组的结果与我们在研究一组医学生时的发现是一致的[
在设计CPR训练方法时,重要的问题是成本和适应性[
在社会上,在突发医疗紧急情况下采取行动取决于旁观者的警惕性。为所有公民提供这一领域的最新教育和培训的问题是巨大的。通过经常性培训来解决留用问题可能更具挑战性。尽管有证据表明学龄儿童在接受常规训练后记忆力良好[
如今,以人体模型为基础的心肺复苏术训练已成为常态。这种培训有几个缺点(例如,可获得性、成本、学员的参与度、缺乏团队方面的内容以及长期效力低)。其中一些问题可以通过使用MMVW CPR团队培训来解决。此外,这种培训的独特性不仅在于互动和传播的媒介不同,而且还在于在“现场”环境中进行心肺复苏培训的可能性,在这种环境中,医疗紧急情况被置于背景中。此外,与标准CPR培训相比,虚拟环境、救援人员数量以及难度和复杂性的灵活性都有所增加。另一方面,使用虚拟世界进行培训产生了新的需求,例如计算机硬件和互联网连接,学员的计算机技能,以及学习软件和熟悉虚拟环境的时间。
当前的教学训练理念提倡在基础训练中将复杂任务划分为其所包含部分的训练[
这项研究的主要目标不是验证或测试一个特定的虚拟世界,而是探索概念和研究可行性方面。尽管以人体模型为基础的训练仍然是学习心肺复苏术基本精神运动技能的主流方法,但这项研究证明了MMVW对于情境和基于团队的学习的潜在附加价值,在这种学习中,外行能够练习适当应对不同医疗紧急情况所需的一系列动作。虚拟世界训练最明显的优势之一是它几乎无穷无尽的可变性。虚拟环境、设备和情境的变化为实践各种医疗任务创造了潜在的手段,其中许多在现实世界中通常难以实践。
这项工作的局限性是样本量。原计划在美国进行的后续研究由于退出率接近50%而被放弃。发生这种情况是因为后续研究必须安排在下一学年进行。学生们要么离开了该地区,要么换了学校,要么在不允许他们缺席的课堂上,这就妨碍了他们参与后续研究。它当然把重点转向进行多国实地研究的困难,在这些研究中,由于文化和课程环境限制了对最初议定书的遵守。在今后的研究中,必须与学校管理人员和工作人员密切合作,认真解决这个问题。我们的目的是在心肺复苏培训是他们正常课程的一部分的时候研究这些样本。此外,这项研究是在位于两个高收入西方国家的学校进行的。虽然我们在这两个国家的结果中发现了相同的模式,但如果研究更多的群体(即不同的文化和年龄),这些结果将更容易推广。未来的研究应调查培训后的心肺复苏术保留和转移到真实世界的心肺复苏术。 Also, more data on the teachers’ perceptions are warranted.
这项可行性研究的数据支持使用mmvw教授高中生对需要心肺复苏团队合作的医疗紧急情况做出适当反应。它是可行的,可靠的,并且为瑞典和美国的数字原住民所喜欢。这项研究证明了MMVW在情境学习中的潜在附加价值,在这种学习中,年轻的外行能够练习适当应对不同医疗紧急情况所需的一系列行动。
即使在高中和CPR训练领域对新的训练方法有很大的需求,MMVW严肃游戏也必须仔细研究,不仅从学生的角度,而且从教师和组织的角度,以澄清实施所需要的挑战和需求。
心肺复苏术
信息与计算机技术
四分位范围
大型多人虚拟世界
心脏骤停
我们要感谢Parvati Dev之前在斯坦福峰会上;高级医学模拟与培训中心的Carl-Johan Wallin;卡罗林斯卡大学医院生物医学技术部Christopher Medin;卡尔Stengård, Huddinge高中;以及之前在加州圣马特奥Forterra公司工作的Arnold Hendrick和Laura Kusumoto,感谢他们在研究计划以及软件开发和支持方面的宝贵贡献。此外,我们要感谢加利福尼亚州伍德赛德高中的Laura Peridikomatis,她使这些研究成为可能。此外,我们感谢斯德哥尔摩皇家理工学院的Per Näsman在统计方法和分析方面的帮助。这项研究完全由瓦伦堡全球学习网络(WGLN)、斯德哥尔摩郡议会和瑞典北部欧盟研究计划目标1资助。
WLH和LFT是瓦伦堡基金的主要研究人员,该基金资助Forterra Systems公司开发本研究中使用的虚拟环境。该基金还向WLH和Patricia Youngblood支付了她们在SUMMIT Stanford的一小部分工资。