Geïntegreerde basiswetenschap binnen het instructieontwerp van patroonherkenningstraining (AISC-ISF)

Achtergrond:

Ervoor zorgen dat geneeskundestudenten en beginnende artsen goede diagnostici worden, blijft de kern van het medisch onderwijs. Al meer dan zes decennia hebben academici en clinici gezocht naar inzicht in de meest succesvolle strategieën voor diagnostisch redeneren en hoe toekomstige artsen in deze strategieën kunnen worden opgeleid. Uit onderzoek is gebleken dat de meeste diagnostici een mix toepassen van patroonherkenning, deductief achterwaarts redeneren, d.w.z. zoeken naar symptomen of tekenen die een voorlopige diagnose rechtvaardigen, en inductief voorwaarts redeneren, d.w.z. het analyseren van de meest waarschijnlijke diagnose op basis van tekenen en symptomen. Er zijn aanwijzingen dat beginnende clinici meer geneigd zijn tot opzettelijke deductieve en inductieve diagnostische redeneringsstrategieën, terwijl ervaren clinici over het algemeen meer vertrouwen op patroonherkenning. In tegenstelling tot nieuwelingen stellen experts de meest waarschijnlijke diagnose doorgaans vast op basis van patroonherkenning, gevolgd door opzettelijke en vaak onbewuste deductieve redeneringen, gericht op het rechtvaardigen of uitsluiten van de vastgestelde voorlopige diagnose(n). De dual-process-theorie biedt een verklaring voor deze redeneringsstrategie in twee stappen, waarbij de menselijke cognitie in twee systemen wordt verdeeld; het intuïtieve systeem 1 (patroonherkenning) en het opzettelijke en analytische deductieve / inductieve systeem 2. Patroonherkenning (systeem 1) is onmiddellijk, vaak zeer nauwkeurig en vereist minuscule middelen, hoewel er veel kritiek op is gekomen omdat het vatbaar is voor onbewuste heuristische vooroordelen. De opzettelijke processen van systeem 2 zijn langzamer en vereisen aanzienlijk meer cognitieve bronnen dan processen van systeem 1. Systeem 2-processen worden over het algemeen beschouwd als minder vatbaar voor onbewuste vooroordelen, hoewel verschillende bevindingen anders suggereren. De meeste mensen geven er de voorkeur aan om waar mogelijk het efficiënte en niet-inspannende systeem 1 toe te passen, en alleen actieve systeem 2-processen wanneer dit absoluut noodzakelijk is. Helaas is patroonherkenning (systeem 1) in een diagnostische setting afhankelijk van domeinspecifieke ervaring, die over het algemeen niet beschikbaar is voor beginnende artsen die daarom vertrouwen op de aanzienlijk veeleisendere systeem 2-operaties tijdens diagnostiek. Verschillende auteurs stellen dat opvoeders indien mogelijk moeten overwegen om patroonherkenning te onderwijzen of te promoten, omdat dit nauwkeurige, efficiënte en minder veeleisende diagnostiek mogelijk maakt. Realistische en uitgebreide patroonherkenningstraining is mogelijk binnen medische specialismen die voornamelijk steunen op visuele verwerking, zoals pathologie, radiologie en dermatologie. Grote case-bibliotheken met geannoteerde röntgenfoto's, pathologie-dia's of dermoscopische beelden kunnen direct beschikbaar worden gemaakt om te oefenen, waardoor studenten sterke mentale representaties van de relevante differentiële diagnoses kunnen krijgen voordat ze aan hun klinische carrière beginnen. Er is uitgebreide literatuur over hoe de ontwikkeling van sterke mentale representaties kan worden bevorderd door training in patroonherkenning. Hoewel identificatie van botbreuktypes, cellulaire afwijkingen en huidaandoeningen belangrijk is, is aanvullende kennisontsluiting en -verwerking noodzakelijk om patiënten het juiste behandelingsregime te bieden. Kunstmatige intelligentie en getrainde duiven (ja, duiven) gaan indrukwekkend goed om met beelddiagnostiek, waarbij verschillende auteurs een nauwkeurigheid rapporteren die vergelijkbaar is met die van deskundige clinici. In tegenstelling tot deskundige clinici zijn machines en duiven momenteel echter niet in staat om een ​​of meer complexe vooraf gecompileerde diagnosespecifieke scripts of schema's uit het langetermijngeheugen op te halen op basis van subtiele diagnostische aanwijzingen, gevolgd door een opzettelijke analyse van de meest waarschijnlijke diagnose en passende behandelingsactie. . Ziektescripttheorie probeert deze ongelooflijke geheugenophaal- en verwerkingsoperatie uit te leggen door middel van een eenvoudig raamwerk. Ziektescripts worden gedefinieerd als mentale representaties of schema's van een ziekte of ziekte die voorwaarden bevatten, d.w.z. demografische gegevens en medische geschiedenis, gevolgen, d.w.z. de symptomen en presentaties van de ziekte/ziekte, en fouten, d.w.z. de biomedische verklaring voor gevolgen en voorwaarden. . Wanneer een ervaren arts een bepaald patroon van voorwaarden, gevolgen en fouten herkent, activeert en haalt het een of meer ziektescripts uit het langetermijngeheugen, waardoor alle kennis die in dat script is opgeslagen, wordt ontgrendeld, inclusief de fysiologie van de ziekte en onderling gerelateerde scripts ( differentiële diagnoses). Er is weinig bekend over de vorming en consolidatie van ziektescripts tijdens medische en klinische training, maar er is steeds meer bewijs dat pleit voor het combineren van de onderliggende fysiologie en anatomie (fouten) met demografische gegevens (mogelijke omstandigheden) en symptomen (gevolgen) binnen het instructiemateriaal van educatieve interventies in de geneeskunde. Een onderliggend conceptueel begrip van de causale mechanismen van de medische aandoening lijkt stagiairs te helpen hun ziektescripts te consolideren en met elkaar te verbinden, wat resulteert in snellere en nauwkeurigere activering en gebruik van scripts. Wanneer causale mechanismen of "de biomedische wetenschap" worden opgenomen in standaard instructieontwerpen voor interne geneeskunde, die de klinische manifestatie van de ziekte bevatten, presteren studenten aanzienlijk beter, vooral bij uitgestelde tests en transfertests. Soortgelijke positieve effecten op diagnostische prestaties zijn waargenomen wanneer "uitgebreide" wetenschappelijke basisbeschrijvingen die de onderliggende sociologische en gedragsmatige causale mechanismen verklaren, worden geïntegreerd in het instructieontwerp voor complexe medische aandoeningen die een combinatie van sociale, somatische en psychologische problemen omvatten. De onmiddellijke en behouden diagnostische prestatie en kennisoverdracht van de student verbetert als biomechanische visuele analogieën van de causale mechanismen worden geïntroduceerd binnen de beschrijving van de causale mechanismen. Het positieve effect van de integratie van biomedische wetenschap kan het beste worden benut wanneer het wordt vermengd met klassieke curricula die klinische manifestaties van ziekten beschrijven. De positieve effecten van klassieke leerboekdiagnostiek op schriftelijke casussen vertalen zich ook naar visuele diagnostiek, b.v. tandheelkundige radiologie, en de onderliggende conceptuele kennis van procedurele vaardigheden, b.v. lumbaalpunctie. Het integreren van de causale verklaringen voor visuele criteria die worden gebruikt in visuele diagnostiek, verhoogt zowel de directe als de lange termijn diagnostische prestaties van studenten. De verbetering van de diagnostische prestaties die verband houden met de integratie van de biomedische wetenschap is veerkrachtig gebleken tegen compromissen tussen snelheid en nauwkeurigheid, wat aangeeft dat een sterke weergave van "fouten" in een ziektescript het vermogen van diagnostici vergroot om het script snel en nauwkeurig te activeren. Hoewel fundamentele wetenschappelijke verklaringen zich lijken te vertalen in de verschillende medische modaliteiten, is het belangrijk op te merken dat visuele diagnostiek aanzienlijk verschilt van de overige diagnostische modaliteiten. Wanneer ervaren dermatologen een huidlaesie onderzoeken, vormen ze onmiddellijk een globale indruk en genereren ze een of meer voorlopige diagnoses die meestal zeer nauwkeurig zijn. Vervolgens passen ze een achterwaartse redeneerstrategie toe om te proberen kenmerken te vinden die hun voorlopige diagnose rechtvaardigen of verwerpen. De globale indruk is het resultaat van intuïtieve systeem 1-operaties, terwijl de opzettelijke analyse van differentiële diagnoses en het zoeken naar kenmerken opzettelijke systeem 2-operaties zijn. Hoewel experts van overige klinische specialiteiten zoals internisten, neurologen en cardiologen sterk afhankelijk zijn van patroonherkenning, zijn hun beoordelingen gebaseerd op invoer (symptomen, medische geschiedenis, laboratoriumtests, enz.) die opzettelijk zijn verzameld, waardoor een grotere mate van systeem 2-processen vereist is. vroeg in het diagnostisch redeneerproces. Onderzoekers theoretiseren dat dit verschil in het "tijdstip" waarop patroonherkenning door de verschillende diagnostische specialismen wordt gebruikt, tot uiting moet komen in de opleiding van de verschillende specialismen. Op basis van deze reflecties zou de optimale educatieve interventie voor clinici die voornamelijk afhankelijk zijn van visuele verwerking (dermatologie, pathologie en radiologie) een casusgebaseerde training moeten zijn met directe visuele feedback gekoppeld aan een curriculum met een beknopt en relevant instructieontwerp. De eerder genoemde studies laten zien dat het integreren van basiswetenschap binnen een dergelijk instructieontwerp de diagnostische nauwkeurigheid en de overdracht van kennis naar vergelijkbare ziektecategorieën verbetert. Eerdere onderzoeken naar visuele diagnostiek hebben echter niet kunnen vaststellen of verbeterde prestaties na de integratie van basiswetenschappen de patroonherkenning van clinici, de doelbewuste zoekstrategie voor kenmerken of beide verbeteren. De educatieve interventies binnen deze onderzoeken waren kort en omvatten minder dan 3 trainingscasussen per diagnose, wat de onderzoekers van dit onderzoek als laag beschouwen met betrekking tot de vorming van mentale representaties voor de visuele classificatie van ziekten (patroonherkenning). Ten slotte hebben eerdere studies niet gekeken naar het effect van integratie van basiswetenschap binnen het instructieontwerp van trainingsinterventies voor visuele diagnostiek en het effect ervan op leergedrag (totale duur en het aantal keren toegang tot instructiemateriaal), leercurven (vorming van mentale representaties) en het ophalen van vaardigheden/kennis. Onderzoekers veronderstellen dat de introductie van wetenschappelijke basisverklaringen binnen het instructieontwerp van case-based training in visuele diagnostiek de leercurves, het behoud en het terughalen van kennis/vaardigheden van studenten na een uitspoelperiode zal verbeteren. Voor zover wij weten, zijn er geen eerdere studies die het effect uitwerken van het integreren van biomedische verklaringen voor visuele criteria in een langdurige case-based educatieve interventie gericht op het trainen van patroonherkenningsvaardigheden van studenten.Erkennend dat leren kan verschillen wanneer men zich richt op beginnende en meer gevorderde leerlingen en dat onmiddellijke prestaties niet altijd leerresultaten op lange termijn voorspellen, is dit een belangrijke leemte in het onderzoek die moet worden opgevuld.

Onderzoeksvraag:

Wat is het effect van het integreren van biomedische causale verklaringen van visuele criteria in een groep medische studenten met een beperkte dermatologische opleiding tijdens een langdurig case-based huidkankertrainingsprogramma in visuele patroonherkenning in vergelijking met een identiek instructieontwerp zonder biomedische verklaringen? Welke invloed heeft de verplaatsing van de cognitieve hulpbronnen van leerlingen van het oefenen van patroonherkenning naar het begrijpen van het patroon op hun leergedrag, leercurve (nauwkeurigheid en tijd per diagnose) en het terughalen van patroonherkenningsvaardigheden na een wash-outperiode?

Methode:

De studie zal worden uitgevoerd als een gerandomiseerde gecontroleerde studie met een allocatieverhouding van 1:1. Ingeschreven deelnemers moeten actief ingeschreven zijn aan de Faculteit der Gezondheids- en Medische Wetenschappen, Universiteit van Kopenhagen, en geslaagd zijn voor examens in elementaire histopathologie en cellulaire fysiologie. Uitsluitingscriteria zijn eerdere opleidingen in dermoscopie of huidkankerdiagnostiek in het algemeen. Er worden minimaal 60 studenten geworven. Alle deelnemers moeten een mobiele applicatie (Dermloop) downloaden met het educatieve materiaal. Tijdens het aanmelden wordt de deelnemers gevraagd informatie over hun demografische gegevens in te vullen, een zescijferige proefcode in te voeren en een digitale toestemming te ondertekenen. Na registratie worden deelnemers automatisch willekeurig toegewezen aan de basiswetenschap of kenmerkgroep. Tijdens het onderzoek doorlopen alle deelnemers vier stappen (zie figuur):

1. Voortest
2. Digitale trainingssessie in diagnostiek van huidkanker concentreerde zich op zeven differentiële diagnoses (nevi, melanoom, seborrheic keratoses/solar lentigo, basaalcelcarcinoom, dermatofibromen en vasculaire laesies) die 7 dagen besloeg. Het instructiemateriaal verschilt tussen de twee onderzoeksgroepen. De basiswetenschappelijke groep heeft toegang tot modules die de kenmerkende visuele criteria voor elke diagnose en hun onderliggende histopathologische oorzaak beschrijven. De kenmerkgroep leest identieke beschrijvingen van de visuele criteria zonder uitleg van de onderliggende causale mechanismen.
3. Omscholingssessie
4. Retentie test

Voortest:

De pre-test bestaat uit 12 willekeurig geselecteerde items (generaliseerbaarheidscoëfficiënt van 0,7) uit een testitembibliotheek (n=25 items) met bewezen validiteitsbewijs voor huidkankerdiagnostiek.

Digitale trainingssessie:

De sessie bestaat uit een introductie en presentatie van zes diagnoses (naevi, melanoom, seborrheic keratosen/solar lentigo, basaalcelcarcinoom, dermatofibromen en vasculaire laesies).

Inleiding De inleiding bevat een korte schriftelijke inleiding over de diagnostiek van huidkanker en de zes diagnoses die in de educatieve interventie worden opgenomen. Deelnemers wordt gevraagd kort de verschillende dermoscopische criteria door te lezen die kenmerkend zijn voor de zeven diagnoses.

Case-based praktijk

Deelnemers wordt gevraagd om binnen 7 dagen op 500 huidlaesies te oefenen. De training bestaat uit quizzen met directe feedback. Deelnemers wordt gevraagd huidlaesies te diagnosticeren op basis van de leeftijd en het geslacht van de patiënt, een klinisch beeld, een dermoscopisch beeld en de locatie van de huidlaesie. Deelnemers krijgen direct feedback na hun diagnosekeuze. De feedback bestaat uit hun diagnose, de juiste diagnose, toegang tot het instructieontwerp van beide diagnoses en de mogelijkheid om te schakelen tussen de afbeeldingen en de locatie. Elke quiz is 10 gevallen lang en de verdeling van diagnoses is willekeurig over elke quiz, maar met een algemene verdeling over 100 gevallen van:

Diagnose distributie:

Melanoom 20% Nevi 20% Seb. K./ Lentigo Solaris 20% Dermatofibroom 10% Basaalcelcarcinoom 10% Hemangioom 10% Plaveiselcelcarcinoom. 10%

Omscholingssessie:

Na de uitwasperiode van 14 dagen wordt alle deelnemers gevraagd om toegang te krijgen tot de applicatie en binnen twee dagen nog eens 100 cases te oefenen.

Retentietest:

Zeven dagen na afloop van de omscholingssessie wordt deelnemers gevraagd een retentietest af te leggen. De retentietest bestaat uit 12 willekeurig geselecteerde items (generaliseerbaarheidscoëfficiënt van 0,7) uit dezelfde testitembibliotheek (n=25 items) die voor de pre-test is gebruikt.

Primaire resultaten:

Helling en plateau (indien bereikt) van de initiële leercurve (nauwkeurigheid en tijd per diagnose) Helling en plateau (indien bereikt) van een secundaire leercurve (nauwkeurigheid en tijd per diagnose) na een wash-outperiode

Secundaire uitkomst:

Tijd besteed aan het lezen van instructiemateriaal Aantal keren dat het instructiemateriaal is geopend Verandering in prestatie van pre-test naar retentietest.