Модули для самостоятельного обучения с использованием КТ-снимков для улучшения понимания студентами топографической анатомии

ДЛЯ КОРРЕСПОНДЕНЦИИ

Dr. Pananghat Achutha Kumar,

PSG Institute of Medical Sciences

and Research, Coimbatore

Address: Off Avanashi Road, Peelamedu, Coim-

batore, Tamil Nadu 641004, India

Telephone: +91 422 257 0170

E-mail: drpakumar@yahoo.com

Кумар П.А., Джоти Р., Мативанан Дх.

Модули для самостоятельного обучения с использованием КТ-снимков для улучшения понимания студентами топографической анатомии

Kumar P.A., Jothi R., Mathivanan Dh. Self-directed learning modules of CT scan images to improve students' perception of gross anatomy

Department of Anatomy, PSG Institute of Medical Sciences and Research, Coimbatore, Tamil Nadu, India

Background. A contemporary anatomy curriculum that aims to be clinically relevant requires medical students to be introduced to radiological anatomy in the preclinical years. Ideally, the curriculum should also support self-directed learning, a habit best instilled early. Based on these educational requirements, we designed an interesting and clinically-meaningful program of self-learning modules in radiological anatomy to augment students' learning of gross anatomy. The program is guided by current theories of learning, which emphasize an individualized learning pace for students. Methods. This program uses enlarged computerized tomography (CT) scan images and associated resource materials. Scans are posted on the first day of the week in a public area for students to review on their own time. On the second day penciled outlines of important structures are provided to help students identify structures, and students are encouraged to discuss the images with faculty. On the last day of the week the identity of the structures are revealed to students.

Results. An open-ended questionnaire used to evaluate the program revealed that 95.5% of students used the program and a great majority recommended the program should be continued for future students.

Факультет анатомии, Институт медицинских наук и исследований PSG, Коимбатур, Тамил-Наду, Индия

Актуальность. Современная учебная программа по анатомии, нацеленная на изучение клинически значимых проблем, на этапе доклинической подготовки предусматривает знакомство студентов с рентгенологической анатомией. В идеале учебная программа должна быть составлена таким образом, чтобы побуждать студентов к самостоятельной учебной работе и сформировать готовность к такому подходу у студентов нужно как можно раньше. Учитывая эти образовательные запросы, для расширения возможностей для обучения студентов топографической анатомии мы разработали интересную и клинически-ориентированную программу модулей самостоятельного обучения рентгенологической анатомии. Программа создана на основе современных теорий обучения, которые позволяют студентам проходить обучение в индивидуальном темпе. Методы. В данной программе используются увеличенные снимки, полученные с помощью компьютерной томографии (КТ), и соответствующие справочные материалы. В 1-й день учебной недели снимки размещают в зоне общественного пользования с тем, чтобы студенты могли ознакомиться с ними в удобное для них время. На 2-й день на стендах размещают контурные изображения важных структур, представленных на снимках, чтобы студенты могли определить эти структуры. Кроме того, им предлагают обсудить снимки с преподавателями. В последний день учебной недели студентам рассказывают, какие структуры изображены на снимках.

Результаты. Согласно результатам оценки программы с помощью анкеты, состоящей из вопросов открытого типа,

Discussion. The present program enhances learning of gross anatomical relations through having students use visual clues in logically interpreting unlabeled CT scans in an organized and sequential way. The program promotes self-directed learning. In addition to its use with preclinical students, the modules might also help students in the clinical phase of the curriculum bolster their knowledge of spatial anatomy.

Keywords

• CT images

• self-directed learning

• gross anatomy

участие в программе приняли 95,5% студентов, и подавляющее большинство из них рекомендовали применять программу для обучения следующих групп студентов. Обсуждение. Данная программа направлена на повышение понимания студентами связи между структурами топографической анатомии путем организованного и последовательного привлечения студентов к использованию визуальных подсказок при интерпретации неподписанных КТ-снимков. Программа способствует самостоятельной учебной работе. Помимо использования в доклинической подготовке студентов эти учебные модули могут быть полезны для закрепления знаний по пространственной анатомии на клиническом этапе обучения.

Ключевые слова

• КТ-снимки

• самостоятельное обучение

• топографическая анатомия

Актуальность

В последние годы мы являемся свидетелями изменений, которые претерпевает программа преподавания анатомии студентам медицинских специальностей в ответ на вызовы, обусловленные развитием медицинской науки [1]. По всему миру разрабатываются новые стратегии преподавания, направленные на модернизацию учебной программы по анатомии [2]. Многие высшие учебные заведения предложили дополнить традиционный подход к преподаванию эффективными учебно-методическими пособиями, призванными ориентировать учебную программу на клиническую практику и тем самым обеспечить более качественную подготовку молодых студентов к медицинской практике. Учитывая значительную роль использования полученных радиологическими методами изображений в процессе освоения необходимых навыков и знаний в области клинической анатомии, все активнее высказываются предложения об их использовании для закрепления знаний по

анатомии [3—5]. Такие изменения, помимо отражения общих тенденций в медицинском образовании, отвечают национальным запросам в этой области.

В Индии продолжительность обучения по программе высшего медицинского образования составляет 4,5 года, или 9 семестров, и 1 год обязательной циклической интернатуры. На первом году обучения, прежде чем перейти к изучению клинических дисциплин, студенты осваивают доклинические дисциплины: патологическую анатомию и микробиологию. Радиологию традиционно преподают на предпоследнем (IV курсе), после чего на последнем году обучения студенты проходят циклы клинической подготовки. Методы радиологических исследований рекомендуется преподавать на этапе доклинической подготовки, поскольку будущие врачи в своей последующей практике чаще всего будут сталкиваться с анатомией именно через визуализационные исследования [3—5].

Регуляторные органы, в частности Медицинский совет Индии (MCI), и ме-

дицинские университеты подчеркнули необходимость использования снимков, полученных методом компьютерной томографии (КТ), в рамках учебной программы по доклинической подготовке. MCI недавно опубликовал заявление, в котором вновь подтвердил необходимость подобной модификации учебной программы I курса обучения бакалавров медицины и хирургии [6]. Для эффективного использования радиологических снимков в практике преподавания пространственной анатомии стандартные КТ-снимки не подходят — они очень малы (всего 70x70 мм). Даже несмотря на то что эту проблему можно решить за счет увеличения цифровых изображений, к нашим условиям такой вариант не применим, поскольку не у всех студентов есть доступ к сети Интернет. Еще один вариант закрепления знаний по пространственным анатомическим связям — это посмертная КТ-визуализация (PMCT) трупов после вскрытия студентами, однако оказалось, что полученные таким образом изображения имеют недостаточно высокую четкость и точность [7, 8].

Наша школа искала простой, но эффективный метод применения радиологических снимков в доклинической подготовке студентов, чтобы помочь им освоить пространственную анатомию более интересным, содержательным и клинически ориентированным способом. Мы стремились к созданию условий для самостоятельного обучения студентов, поскольку это очень важный инструмент в подготовке будущих врачей [9]. Программа, которую мы разработали, создана на базе теории преподавания, предложенной Honey и Mumford, и основной акцент в ней сделан на формирование условий для обучения студента в индивидуальном темпе [10].

Методы Дизайн программы

Подготовка справочного материала

Мы использовали КТ-снимки пациентов, у которых отсутствовали очевидные структурные патологии в тех частях организма, на примере которых у студентов формируется четкое представление о пространственных связях между важными морфологическими структурами в различных участках тела. Эти изображения были извлечены из Системы хранения и обмена изображениями (PACS) больницы PSG Hospitals в г. Коимбатур (Индия). Изображения в аксиальной, фронтальной и сагиттальной плоскостях, полученные по стандартной методике с помощью аппарата "Siemens SOMATOM Definition Edge", были отредактированы с помощью диагностического программного обеспечения для точной ориентации и качественного отображения тканей в разных плоскостях. Изображения были получены без указания имени, возраста и пола пациента, а также технических данных об уровне радиологического воздействия во избежание затененности изображения и с целью анонимности пациентов. В учебных целях мы использовали цифровые изображения, напечатанные на пленке Kodak Dry размером 9—6 дюймов на принтере Dry View 6850. Цифровые исходники этого учебного материала были записаны на CD-диск и помещены на хранение в качестве материала для электронного курса обучения.

Для того чтобы студенты могли ознакомиться с изображениями, мы поместили их на освещенные безбликовыми флуоресцентными лампами деревянные стенды с несколькими экранами за матовым сте-

Рис. 1. Система просмотра: показаны увеличенные КТ-снимки и их контурные изображения. Контурные изображения представлены на отдельной панели непосредственно под соответствующими КТ-снимками

клом; подобный принцип используется в многокадровых негатоскопах (рис. 1). Изображения можно вставить за стекло и зафиксировать их.

Программа

Начальный комплект изображений из серии снимков изучаемой области тела был представлен на стенде в 1-й день недели. На 2-й день в окошках непосредственно под первым комплектом снимков были размещены их контурные изображения. Конкретные структуры были отмечены на контурных изображениях соответствующими номерами (рис. 2). Студенты могли рассматривать эти изображения в учебные часы, им предлагали проана-

лизировать представленные структуры и их взаимосвязи в удобное для них время (рис. 3). Их попросили определить, какие структуры изображены на снимках, и записать ответы на конкретные вопросы: «Где данная структура оканчивается?» или «От чего эта структура отходит?». Правильные ответы вывешивали в последний учебный день недели, чтобы студенты могли самостоятельно оценить, насколько верно они определили изображенные структуры и правильно ответили на вопросы. Студентам предлагали обсудить представленный материал с преподавателями и завершить процесс самостоятельного обучения. В последующие недели на стендах размещали новые комплекты снимков. Полная система изображений была размещена в лаборатории топогра-

Рис. 2. Контурное изображение КТ-снимков: крупный план контурного изображения КТ-снимка, числами отмечены структуры, подлежащие идентификации

фической анатомии, где студенты проводили основную часть аудиторного времени в рамках курса анатомии. Благодаря дизайну программы у студентов была возможность изучить представленный материал поэтапно, самостоятельно и в удобном для них темпе.

На этапе разработки первоначальной концепции данной программы КТ-снимки в электронном виде были еще недоступны. Для отображения изображений бумажные копии КТ-снимков нужно было отсканировать, увеличить до желаемого размера и распечатать в фотостудии. Возможность распе-

чатать изображения в высоком разрешении из электронных версий КТ-снимков упростила процесс. Аналогичным образом проблема выбора системы для одновременного проецирования снимков и их контурных изображений была решена путем создания простой системы (рис. 1), которую можно изготовить в условиях любого стационара. Изготовление увеличенной печатной копии КТ/МРТ-снимков стоит 800 рупий (~15 долл. США). В общей сложности мы использовали 6 блоков для демонстрации изображений, каждый стоимостью 10 тыс. рупий (~155 долл. США за блок).

Оценка программы учащимися

Проект утвержден Комитетом по этике соответствующего учреждения (№ 14/044). Программа была одобрена студентами, которые приняли добровольное участие в опросе и ответили на открытые вопросы о программе. Были зарегистрированы и проанализированы наблюдения 143 респондентов при общем числе студентов в группе 150 человек. Студентов просили рассказать, как часто они пользовались данным учебным модулем и что они знали о методике самостоятельного обучения. Им также предлагали прокомментировать программу.

Результаты

Согласно результатам анализа, 96% студентов поняли концепцию самостоятельного обучения и одобрили использование соответствующих модулей (SLM). 8 из 10 студентов (82%) пользовались SLM в рамках курса по топографической анатомии для изучения пространственной ана-

томии, однако частота использования SLM варьировала от ежедневного (43%) до время от времени (8%). Вообще не использовали данный модуль только 3% студентов. Почти все студенты (96%) рекомендовали SLM в качестве метода обучения последующих групп студентов. Комментарии 14% студентов включали следующие общие характеристики программы: «отлично», «нестандартно» и «интересно». Многие сообщили о своем желании чаще использовать подобные изображения при изучении анатомии. Некоторые высказывались в пользу применения таких модулей для оценки знаний студентов в рамках итогового экзамена в университете.

Данная программа получила одобрение и искреннюю поддержку со стороны декана факультета, который утвердил ее финансирование и реализацию в качестве модуля самостоятельной учебной работы в рамках доклинической подготовки студентов.

Обсуждение

Современному врачу больше не нужно применять знания внутренней анатомии человека в зале для вскрытий, патолого-анатомической лаборатории и даже во время выполнения хирургических процедур. Чаще всего эти знания требуются при интерпретации радиологических снимков [9]. Благодаря современным технологическим достижениям радиологическая визуализация предлагает уникальные возможности по совершенствованию диагностических методик. Студенты медицинских специальностей должны иметь достаточно высокий уровень подготовки для использования такой визуализационной среды в своей врачебной практике [10, 11]. Таким об-

разом, обучение студентов первых курсов базовым знаниям о радиологических методах становится обязательной тенденцией в новых учебных планах. Кроме того, установлено, что использование КТ-снимков на курсах по анатомии по мере обучения повышает у студентов уверенность при выявлении анатомических структур и определении клинической значимости различных анатомических деталей [4—6]. А также это способствует формированию у студентов мотивации и понимания деталей [5].

При интерпретации радиологических снимков механически заученной информации недостаточно, необходимо логическое мышление и умение устанавливать причинно-следственные связи. Наша программа, в которой для организованного и последовательного выявления пространственных связей между структурами головного мозга используются неподписанные КТ-снимки, доказала свою эффективность в изучении связей между структурами топографической анатомии.

Постепенная структурная доработка учебного модуля, созданного на основе неподписанных КТ-снимков, помогла студентам логически освоить 3D-анатомию. Для выявления структур необходимо внимание к деталям на изображении, возможно, анализ КТ-снимков и попытка различить на них анатомические структуры развивают у студентов наблюдательность, и об этом уже сообщалось ранее [12]. Кроме того, опубликованы данные о том, что ключевой фактор длительного сохранения каких-либо фактов в памяти — их многократное упоминание в процессе обучения [13]. Можно предположить, что размещение изображений и связанных с ними учебных материалов на видном месте способствовало тому, что студенты неоднократно

просматривали его и тем самым более активно участвовали в процессе обучения.

Демонстрация учебного материала в открытом доступе наряду с указаниями изучать пространственную анатомию по этим снимкам, как правило, способствует самостоятельному обучению студентов [14—17]. Поскольку студенты признали эффективность этого модуля в качестве учебного инструмента, возможно, они одобрят применение аналогичных программ на следующих клинических курсах обучения и благодаря этому окажутся готовы к самостоятельному обучению на протяжении всей своей профессиональной деятельности.

Нашу программу можно дополнить другими элементами, добавить структурированные вопросы об анатомических объектах, для решения которых требуются навыки аналитической работы. Такой формат можно применять в рамках анализа небольшой клинической ситуации. После расширения программа будет включать задания на выявление структур и выяснение фактических данных о выявленной структуре, а также определение степени ее клинической значимости. Таким образом, модули доклинической подготовки приобретают клиническую ориентированность и помогают, помимо формирования базовых знаний об анатомии, выработать у студентов клинические навыки.

К тому же КТ-снимки и сопутствующие материалы могут быть использованы в качестве простого инструмента оценки знаний студентов. Можно попросить студентов определить конкретные структуры на КТ-снимке и задать несколько вопросов об этой структуру в рамках проверки знаний. Программа может быть перенесена на простую в использовании и обслуживании цифровую платформу.

Заявление о согласии пациентов

Авторы подтверждают, что получили согласие у всех задействованных пациентов. Подписывая соответствующую форму, пациент дал согласие на публикацию своих снимков и других клинических данных в научном издании. Пациенты понимают, что их имена и инициалы не буду опубликованы, что все необходимые меры по сохранению конфиденциальности их персональных данных приняты, но полная анонимность гарантирована быть не может.

Благодарность

Авторы статьи благодарят доктора B. Devanand, профессора и руководителя факультета радиологии, A. Rahamathullah и J. Abubakker Sithik. Технических специалистов в области лучевых исследований, а также больницу PSG Hospitals за помощь в обработке КТ-снимков.

Сведения об авторах

Факультет анатомии, Институт медицинских наук и исследований PSG, Коимбатор, Тамил-Наду, Индия:

Панангат Акута Кумар (Pananghat Achutha Kumar) — доктор медицины, доктор наук

E-mail: drpakumar@yahoo.com

Ramakrishnan Jothi (Рамакришна Джоти) — ассистент

Дхармалингам Мативанан (Dharmalingam Mathivanan) — доктор медицины, адъюнкт-профессор

^HTepaTypa/Reíerenees

1. Drake R.L. A retrospective and prospective look at medical education in the United States: Trends shaping anatomical sciences education // J. Anat. 2014. Vol. 224. P. 256-260.

2. Turney B.W. Anatomy in a modern medical curriculum // Ann. R. Coll. Surg. Engl. 2007. Vol. 89. P. 104-107.

3. Squire L.F., Novelline R.A. Radiology should be a required part of the medical school curriculum // Radiology. 1985. Vol. 156. P. 243-244.

4. Drake R.L., Pawlina W. The American Association of anatomists celebrates 125 years // Anat. Sci. Educ. 2013. Vol. 6. P. 1-2.

5. Machado J.A., Barbosa J.M., Ferreira M.A. Student perspectives of imaging anatomy in undergraduate medical education // Anat. Sci. Educ. 2013. Vol. 6. P. 163-169.

6. Medical Council of India. Vision 2015, 2011. URL: http:// www.mciindia.org/tools/announcement/MCI_ booklet.pdf.

7. Bohl M., Francois W., Gest T. Self-guided clinical cases for medical students based on postmortem CT scans of cadavers // Clin. Anat. 2011. Vol. 24. P. 655-663.

8. Slon V., Hershkovitz I., May H. The value of cadaver CT scans in gross anatomy laboratory // Anat. Sci. Educ. 2014. Vol. 7. P. 80-82.

9. Gunderman R.B., Siddiqui A.R., Heitkamp D.E., Kipfer H.D. The vital role of radiology in the medical school curriculum // AJR Am. J. Roentgenol. 2003. Vol. 180. P. 1239-1242.

10. Mumford A. Putting learning styles to work. Action Learning Work. Aldershot : Gower, 1997. P. 121-135.

11. Rogers L.F. Imaging literacy: A laudable goal in the education of medical students // AJR Am. J. Roentgenol. 2003. Vol. 180. P. 1201.

12. Phillips A., Smith S., Ross C, Straus C. Improved understanding of human anatomy through self-guided radiological anatomy modules // Acad. Radiol. 2012. Vol. 19. P. 902-907.

13. McKimm J., Swanwick T. Assessing learning needs // Br. J. Hosp. Med. (Lond.). 2009. Vol. 70. P. 348-351.

14. Karpicke J., Roediger H. 3rd. Repeated retrieval during learning is the key to long-term retention // J. Mem. Lang. 2007. Vol. 57. P. 151-162.

15. Marcos P., Arroyo-Jimenez M., Artacho-Perula E., Martinez-Marcos A. et al. Self-directed learning in the Gross Anatomy medical curriculum // Eur. J. Anat. 2004. Vol. 8. P. 147-153.

16. Patterson C., Crooks D., Lunyk-Child O. A new perspective on competencies for self-directed learning // J. Nurs. Educ. 2002. Vol. 41. P. 25-31.

17. Premkumar K., Pahwa P., Banerjee A., Baptiste K. et al. Does medical training promote or deter self-directed learning? A longitudinal mixed-methods study // Acad. Med. 2013. Vol. 88. P. 1754-1764.