INTRODUCTION Simulation is a powerful training tool used to train healthcare professionals in a wide range of technical and non-technical skills by replacing direct contact with real patients with artificial models, allowing the reproduction of complex situations in a safe and reproducible environment. There are various simulation techniques that involve the use of devices that vary in fidelity to reality, such as high or low fidelity mannequins. Virtual simulation, in particular the most recently introduced virtual reality (VR) technology, has increasingly been used in medical education. With VR the user can be fully immersed in realistic clinical scenarios, can interact with virtual patients, and handle emergency situations in a controlled environment. However, it is not yet known what the best delivery methods are for this innovative type of simulation training modality. OBJECTIVES The objective of this study is to evaluate the effectiveness of two methods of delivering virtual reality (VR) simulations for pediatric emergency cases. METHODS The study participants were 120 first and second year residents in Pediatrics at the Department of Women's and Children's Health at the University of Padua. They were quasi-randomly divided into two groups: one group individually simulated two scenarios using VR and received automated assessment feedback from the virtual simulation software, while the other group underwent an individual VR simulation combined with a group-debriefing session facilitated by an expert faculty. The effectiveness was evaluated in terms of non-technical skills (assessed using the validated NOTECHS scale) and the time taken to perform stabilization interventions (measured as the time from the start of the scenario) in an emergency scenario similar to the one simulated in VR, but using a high-fidelity mannequin and managed by a team of 4 participants from the same randomization group. The primary study outcomes were evaluated by two blinded reviewers based on video recordings of the high-fidelity simulation scenarios. Perceived usefulness and ease of use of VR education were also measured using a standardized 7-level Likert scale questionnaire, and satisfaction with the project was assessed using a 5-level Likert scale. RESULTS The study included 113 participants, 52 in the intervention group (post-VR debriefing) and 61 in the control group (feedback provided by the automated report generated by the VR software used). The demographic and previous simulation experience characteristics were similar between the two groups. Non-technical skills measured by the NOTECHS scale were significantly better in the intervention group. The performance of stabilization interventions and the timing of their execution did not differ significantly between the two groups. The ease of use was generally rated as 5.0 (4.0 – 6.0), and it was similar between residents with less than 6 months of experience and those with 12 to 24 months of experience (5.0 (4.0 – 6.0) vs 5.0 (5.0 – 6.0), p=0.7792). The perceived usefulness was slightly lower statistically, but not significantly lower from an educational perspective, in trainees with less experience (6.0 (6.0 – 7.0) vs 7.0 (6.0 – 7.0), p=0.0124). Overall, satisfaction was very high (5.0 (4.0 - 5.0)). CONCLUSIONS Post-VR debriefing appears to improve only non-technical skills in advanced simulation management compared to automatic delivered feedback provided by the VR software, without affecting the performance and timing of stabilization interventions. Based on our results, debriefing could be be incorporated into pediatric emergency training programs using VR, depending on the objectives to be achieved in terms of learning of non-technical skills and clinical management. The perceived usefulness of this method is also high, while further strategies need to be developed to enhance its ease of use.

INTRODUZIONE La simulazione è un potente strumento didattico utilizzato per addestrare e formare il personale sanitario in una vasta gamma di competenze tecniche e non tecniche sostituendo il contatto diretto con i pazienti reali con modelli artificiali, consentendo la riproduzione di situazioni complesse in un ambiente sicuro e riproducibile. Esistono diverse tecniche di simulazione che prevedono l’utilizzo di dispositivi più o meno fedeli alla realtà come manichini ad alta o bassa fedeltà. La simulazione virtuale, e in particolare la tecnologia della realtà virtuale (VR) di più recente introduzione, si sta progressivamente diffondendo nella formazione in sanità. Grazie alla VR, i discenti possono essere completamente immersi in scenari clinici realistici, interagire con pazienti virtuali e affrontare situazioni di emergenza in un ambiente controllato. Non è tuttavia noto quali siano le migliori modalità di erogazione di questo tipo di didattica innovativa. OBIETTIVI L'obiettivo dello studio è valutare l'efficacia di due metodi di erogazione di simulazioni in realtà virtuale (VR) per casi di emergenza pediatrica. METODI I partecipanti allo studio, 120 medici in formazione specialistica in Pediatria dei primi due anni del loro percorso presso il Dipartimento di Salute della Donna e del Bambino dell’Universita’ di Padova, sono stati suddivisi in modo quasi randomizzato in due gruppi: un gruppo che ha simulato individualmente due volte uno scenario tramite VR ricevendo una valutazione fornita in automatico dal software di simulazione virtuale; l’altro gruppo ha eseguito una simulazione VR individuale combinata con una sessione di debriefing di gruppo facilitata da un esperto. L’efficacia è stata valutata in termini di abilità non tecniche (valutate tramite scala validata NOTECHS) e tempi di esecuzione di interventi di stabilizzazione (valutati come tempi dall’inizio dello scenario) in uno scenario di emergenza analoga a quello simulato in VR, ma simulato con manichino ad alta fedeltà e gestito in team di 4 partecipanti, appartenenti allo stesso gruppo di randomizzazione. RISULTATI Lo studio ha incluso 113 partecipanti, 52 nel gruppo intervento (debriefing post VR) e 61 nel gruppo di controllo (feedback fornito dal report automatico prodotto dal software VR utilizzato). Le caratteristiche demografiche e di esperienza di simulazione precedente sono risultate omogenee tra i due gruppi. Le abilita’ non tecniche nella scala NOTECHS sono risultate significativamente migliori nel gruppo di intervento. Il completamento degli interventi di stabilizzazione e la loro tempistica di esecuzione non è risultata significativa tra i due gruppi. La facilita’ d’uso e’ risultata globalmente pari a 5.0 (4.0 – 6.0), simile tra i medici in formazione con esperienza formativa specialistica < 6 mesi e coloro con esperienza compresa tra i 12 e 24 mesi. L’utilita’ percepita e’ risultata lievemente inferiore dal punto di vista statistico, ma non rilevante dal punto di vista didattico, nei medici in formazione specialistica con minore esperienza. La soddisfazione è risultata globalmente molto elevata. CONCLUSIONI Il debriefing post VR sembra migliorare esclusivamente le abilita’ non tecniche nella gestione in simulazione avanzata, rispetto alla somministrazione autonoma con feedback fornito dal software, senza impatto sull’esecuzione e sui tempi degli interventi di stabilizzazione. Il debriefing potrà quindi essere inserito nei programmi di didattica sulle urgenze pediatriche con VR a seconda degli obiettivi da raggiungere rispetto all’apprendimento congiunto di abilita’ non tecniche e di gestione clinica. La simulazione in VR, anche come esperienza autonoma, per l’apprendimento della gestione di urgenze pediatriche risulta molto apprezzata dai medici in formazione specialistica in pediatria a diversi livelli di esperienza, nei primi due anni del percorso di formazione.

Valutazione di due modalità di didattica tramite realtà virtuale per la formazione sulle urgenze pediatriche

DAL SANTO, FRANCESCO
2022/2023

Abstract

INTRODUCTION Simulation is a powerful training tool used to train healthcare professionals in a wide range of technical and non-technical skills by replacing direct contact with real patients with artificial models, allowing the reproduction of complex situations in a safe and reproducible environment. There are various simulation techniques that involve the use of devices that vary in fidelity to reality, such as high or low fidelity mannequins. Virtual simulation, in particular the most recently introduced virtual reality (VR) technology, has increasingly been used in medical education. With VR the user can be fully immersed in realistic clinical scenarios, can interact with virtual patients, and handle emergency situations in a controlled environment. However, it is not yet known what the best delivery methods are for this innovative type of simulation training modality. OBJECTIVES The objective of this study is to evaluate the effectiveness of two methods of delivering virtual reality (VR) simulations for pediatric emergency cases. METHODS The study participants were 120 first and second year residents in Pediatrics at the Department of Women's and Children's Health at the University of Padua. They were quasi-randomly divided into two groups: one group individually simulated two scenarios using VR and received automated assessment feedback from the virtual simulation software, while the other group underwent an individual VR simulation combined with a group-debriefing session facilitated by an expert faculty. The effectiveness was evaluated in terms of non-technical skills (assessed using the validated NOTECHS scale) and the time taken to perform stabilization interventions (measured as the time from the start of the scenario) in an emergency scenario similar to the one simulated in VR, but using a high-fidelity mannequin and managed by a team of 4 participants from the same randomization group. The primary study outcomes were evaluated by two blinded reviewers based on video recordings of the high-fidelity simulation scenarios. Perceived usefulness and ease of use of VR education were also measured using a standardized 7-level Likert scale questionnaire, and satisfaction with the project was assessed using a 5-level Likert scale. RESULTS The study included 113 participants, 52 in the intervention group (post-VR debriefing) and 61 in the control group (feedback provided by the automated report generated by the VR software used). The demographic and previous simulation experience characteristics were similar between the two groups. Non-technical skills measured by the NOTECHS scale were significantly better in the intervention group. The performance of stabilization interventions and the timing of their execution did not differ significantly between the two groups. The ease of use was generally rated as 5.0 (4.0 – 6.0), and it was similar between residents with less than 6 months of experience and those with 12 to 24 months of experience (5.0 (4.0 – 6.0) vs 5.0 (5.0 – 6.0), p=0.7792). The perceived usefulness was slightly lower statistically, but not significantly lower from an educational perspective, in trainees with less experience (6.0 (6.0 – 7.0) vs 7.0 (6.0 – 7.0), p=0.0124). Overall, satisfaction was very high (5.0 (4.0 - 5.0)). CONCLUSIONS Post-VR debriefing appears to improve only non-technical skills in advanced simulation management compared to automatic delivered feedback provided by the VR software, without affecting the performance and timing of stabilization interventions. Based on our results, debriefing could be be incorporated into pediatric emergency training programs using VR, depending on the objectives to be achieved in terms of learning of non-technical skills and clinical management. The perceived usefulness of this method is also high, while further strategies need to be developed to enhance its ease of use.
2022
Assessment of two virtual reality teaching modalities for training on pediatric emergencies
INTRODUZIONE La simulazione è un potente strumento didattico utilizzato per addestrare e formare il personale sanitario in una vasta gamma di competenze tecniche e non tecniche sostituendo il contatto diretto con i pazienti reali con modelli artificiali, consentendo la riproduzione di situazioni complesse in un ambiente sicuro e riproducibile. Esistono diverse tecniche di simulazione che prevedono l’utilizzo di dispositivi più o meno fedeli alla realtà come manichini ad alta o bassa fedeltà. La simulazione virtuale, e in particolare la tecnologia della realtà virtuale (VR) di più recente introduzione, si sta progressivamente diffondendo nella formazione in sanità. Grazie alla VR, i discenti possono essere completamente immersi in scenari clinici realistici, interagire con pazienti virtuali e affrontare situazioni di emergenza in un ambiente controllato. Non è tuttavia noto quali siano le migliori modalità di erogazione di questo tipo di didattica innovativa. OBIETTIVI L'obiettivo dello studio è valutare l'efficacia di due metodi di erogazione di simulazioni in realtà virtuale (VR) per casi di emergenza pediatrica. METODI I partecipanti allo studio, 120 medici in formazione specialistica in Pediatria dei primi due anni del loro percorso presso il Dipartimento di Salute della Donna e del Bambino dell’Universita’ di Padova, sono stati suddivisi in modo quasi randomizzato in due gruppi: un gruppo che ha simulato individualmente due volte uno scenario tramite VR ricevendo una valutazione fornita in automatico dal software di simulazione virtuale; l’altro gruppo ha eseguito una simulazione VR individuale combinata con una sessione di debriefing di gruppo facilitata da un esperto. L’efficacia è stata valutata in termini di abilità non tecniche (valutate tramite scala validata NOTECHS) e tempi di esecuzione di interventi di stabilizzazione (valutati come tempi dall’inizio dello scenario) in uno scenario di emergenza analoga a quello simulato in VR, ma simulato con manichino ad alta fedeltà e gestito in team di 4 partecipanti, appartenenti allo stesso gruppo di randomizzazione. RISULTATI Lo studio ha incluso 113 partecipanti, 52 nel gruppo intervento (debriefing post VR) e 61 nel gruppo di controllo (feedback fornito dal report automatico prodotto dal software VR utilizzato). Le caratteristiche demografiche e di esperienza di simulazione precedente sono risultate omogenee tra i due gruppi. Le abilita’ non tecniche nella scala NOTECHS sono risultate significativamente migliori nel gruppo di intervento. Il completamento degli interventi di stabilizzazione e la loro tempistica di esecuzione non è risultata significativa tra i due gruppi. La facilita’ d’uso e’ risultata globalmente pari a 5.0 (4.0 – 6.0), simile tra i medici in formazione con esperienza formativa specialistica < 6 mesi e coloro con esperienza compresa tra i 12 e 24 mesi. L’utilita’ percepita e’ risultata lievemente inferiore dal punto di vista statistico, ma non rilevante dal punto di vista didattico, nei medici in formazione specialistica con minore esperienza. La soddisfazione è risultata globalmente molto elevata. CONCLUSIONI Il debriefing post VR sembra migliorare esclusivamente le abilita’ non tecniche nella gestione in simulazione avanzata, rispetto alla somministrazione autonoma con feedback fornito dal software, senza impatto sull’esecuzione e sui tempi degli interventi di stabilizzazione. Il debriefing potrà quindi essere inserito nei programmi di didattica sulle urgenze pediatriche con VR a seconda degli obiettivi da raggiungere rispetto all’apprendimento congiunto di abilita’ non tecniche e di gestione clinica. La simulazione in VR, anche come esperienza autonoma, per l’apprendimento della gestione di urgenze pediatriche risulta molto apprezzata dai medici in formazione specialistica in pediatria a diversi livelli di esperienza, nei primi due anni del percorso di formazione.
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