医学本科教育中的技术素养:美国医学院创新与技术项目的回顾与调查

简介

技术与医学的交叉不断改变了医疗保健服务[1-3.］．先进技术的医疗应用包括使用深度学习算法为诊断提供动力[4]，以自动机器人进行微创手术[5]，以及计算基因组学为个性化治疗计划提供信息[6］．2020年，COVID-19导致的社交距离限制催生了数字卫生领域前所未有的发展[7-9］．从视频咨询平台到家庭检测包和可穿戴传感器，患者越来越多地接触到数字化驱动的医疗保健模式[10，11］．患者可获得的个人健康数据的广度比以往任何时候都要大[12，13］．然而，医生越来越需要指导患者正确解读这些数据，并与患者沟通技术的相关影响。此外，医学中的技术素养，即对新技术如何工作以及如何将其整合到更以患者为中心和更有效的医疗保健提供系统的基本理解，可能允许与其他领域的专家进行更有效的跨学科合作，以创新的方式满足临床需求[14，15］．

无论医生个人的目标是什么，都应该在本科医学教育期间学习使用技术语言——在完成医学博士学位之前的最初几年的培训[16-18］．一些美国医学院已开始着手将科技融入医学教育[19-23］．然而，此前一项关于创新和创业方面的正式课程计划的研究表明，在应对这一挑战的机构中，缺乏任何正式的能力模型或框架[24］．从历史上看，医学院一直能够通过为培训中的学生提供新的知识领域来适应卫生保健劳动力的需求。例如，认识到病人的健康是更广泛的社会和环境背景的一部分，有助于将行为科学和社会科学整合到医学教育中。这些变化旨在使学生更好地理解流行病学、心理健康和健康的社会决定因素[25，26］．尽管像这样的集成仍在改进中，但它们可以提供一个实现框架，以供新课程的开发遵循。剩下的一个挑战将是就新兴技术的教学标准达成共识。关于临床应用和实施的讨论有些推测性，因为与医生习惯的相比，支持数据较少，并且需求因地点和专业而异。

医学教育历来必须在标准化的需要与独创性和多样化方法的好处之间取得平衡[27］．由于技术集成的新颖性，在了解已经尝试过的方法及其产生的结果之前，追求标准化可能还为时过早。在此，我们确定并分析了美国对抗疗法医学院的创新与技术(I&T)机会，并讨论了支持I&T课程未来发展的主题趋势。传统的创新和企业家精神的定义主要集中在商业和经济上，相比之下，我们专注于集成与创新。我们的分析为学习机会的不同形式提供了更广阔的视角，包括正式课程以及课外选修课和倡议。本研究旨在量化和详细说明美国医学院医学院学生现有的集成与测试机会，为未来的课程发展方向提供见解。

方法

数据收集过程包括公共互联网搜索和收集来自全国各地学生组织的调查反馈。调查于2020年6月进行，询问客观信息，包括俱乐部特征、活动类型和目标受众。

伦理批准

由于没有收集个人信息或意见，根据我们的机构审查委员会的协议，这项研究不符合人体受试者审查的要求。

现行项目回顾

网上搜寻所有获医学教育联络委员会认可的美国对抗疗法医学院[28，以确定所提供的任何相关课程和课外活动。关键搜索词是医学教育，技术，工程，创新创业，课程,学生活动/组织．入选标准被定义为(1)由医学院正式批准的项目(即已被学校管理部门和其他公共关联来源认可的项目)和(2)在其使命声明中至少提到以下1项的项目:(1)在医学中应用工程研究和现有技术或(2)在医学中发明和设计技术解决方案。排除标准包括没有重大技术或创新成分的项目。这些课程可能(1)主要关注其他主题，如商业、经济、领导力、卫生政策和卫生信息管理;(2)在选择的任何主题上都包含学术成分，但不提供对集成与测试的具体关注;(3)医学博士和哲学博士(MD-PhD)项目，需要经历单独的申请和录取过程。

学生主导活动调查

公共数据的初始抽象表明，缺乏关于学生领导的集成与测试组织和活动的有组织的和公开的信息。我们使用基于网络的Typeform (Typeform SL)程序为学生群体设计了一份简短的、包含9个问题的调查。该调查以电子方式发送给所有联系信息公开的学校附属的集成与测试小组。调查共包含8个问题，询问了(1)成立年份，(2)主题重点，(3)目标受众，(4)提供的活动，(5)参与者投票率。收集的回答只包含客观信息，不涉及主观数据。记录的数据安全地存储在从Typeform导出的受保护的电子表格中。

数据分析

数据分析包括来自互联网搜索的汇总数据和完整的调查回复。对符合纳入和排除标准的项目进行分析，并根据项目特点将其分为6类。项目的地理位置因区域关系而被注意。调查结果和来自俱乐部网站或学校学生活动网站的公开信息被综合起来。进行了专题分析，并包括关于每个项目的以下信息:自成立以来的年份、使命、目标受众、事件和活动，以及医学生的投票率。采用SPSS version 26 (IBM Corporation) for macOS软件对调查数据进行统计分析。对学生主导的倡议和其他课程机会之间的任何关联进行了独立性卡方检验。

结果

现行项目回顾

我们对现有课程的调查发现，不同程度的课程整合、不同的持续时间和目标受众。共有69所不同学校的103个项目被确定至少有一个项目符合我们的纳入和排除标准。此外，根据这些项目的管理和学生参与程度确定了6类(表1)．按地理区域进一步分析方案(图1而且表2)．可供选择的项目数量与医学院数量之比最高的地区是东北部(32个项目与36所学校;比例:0.89)和西部(24所学校有16个项目;比率:0.67)。项目密度最高的区域细分是新英格兰(10所学校有13个项目;比率:1.30)。德克萨斯州提供的项目最多(12所学校有8个项目;比例:0.67)，其次是加利福尼亚州(7个项目:13所学校;比例:0.54)和纽约(15所学校有7个项目;比率:0.47)。 Interestingly, 16 states were identified as having 0 I&T programs available to students at their medical schools, and 14 of these states have only 1 or 2 allopathic medical schools. Further, 12 states offer more than 3 programs, with Rhode Island having the greatest number of programs per medical school (3:1 ratio).

学生主导的俱乐部和倡议是学生最常见的机会类型，占总项目的44.7%(46/103)。课程轨道或专业领域是第二常见的类型(21/ 103,20.4%)，其次是跨学科合作(14/ 103,13.6%)，相关领域的双学位课程(12/ 103,11.7%)和非学分选修课程(6/ 103,5.8%)。值得注意的是，有4个4年制综合课程的特殊课程(4/103,3.9%)。表3显示跨学科合作是唯一一种与学生倡议的存在显著相关的项目类型(P=措施;χ²₁＝10.6)。

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学生主导活动调查

调查结果摘要

在总共46个学生团体中，33个团体有公开的联系方式，并被邀请通过电子邮件完成调查。我们记录了15次完成，表明有效率为45%(15/33)。研究结果总结在多媒体附件1．

成立年龄

调查的结果和公开的信息共得出了26个已知的建国年份。在26个学生主导的项目中，20个(77%)是在2016年或之后成立的，8个(31%)是在2018年或之后成立的。图2说明了这些计划的按时间顺序增长。

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任务

在完成回复的15家受访机构中，学生群体的目标包括“在医疗保健领域创业和经营企业”(13/15,87%)、“医疗设备”(12/15,80%)、“帮助学生应对将想法带到市场的挑战”(11/15,73%)和“数字健康”(10/15,67%)。俱乐部使命宣言的文字云显示了这一点技术(39)实例,创新(38例)，和医学(30个例子)是最常被提及的词语(多媒体附件2)．

活动及活动

由生物技术和卫生行业代表或教师和医生演讲者主持的讲座是学生团体最常见的活动形式(13/ 15,87%)。其他常见的活动包括“与其他学科的学校合作”(11/15,73%)和“为学生提供机会和资源”(11/15,73%)。

投票率及观众

在15家接受调查的组织中，12家(80%)表示有10人经常参加活动。在这12组中，5组(42%)报告出席人数在26至50人之间，1组(8%)报告出席人数在51至75人之间。事件主要针对临床前阶段的医科学生(13/15组，87%)和研究生(10/15组，67%)。少数组织(群体:5/ 15,33%)直接聘用实习医学生、住院医师、主治医师和工程教员。“学生的职业道路探索”是唯一一种与>每次活动26名学生的高投票率显著相关的活动类型(P= .03点;优势比0.38,95% CI 0.15 ~ 0.92)。

讨论

集成与测试项目的现状

我们发现在本研究期间，共有103个官方批准的I&T项目可供医学生使用。这些课程横跨6个层次的课程整合，从学生主导的倡议到全面整合的医学博士学位课程。从地理上看，每所学校的项目最集中的地区是东北部和西部地区，特别是在医学院数量众多、与科技行业高度接触的州。29］．enmed是一个完全整合项目的例子，它是德克萨斯农工大学工程学院、医学院和休斯顿卫理dist医院的三方合作项目，在四年的医学博士学位课程中，将医疗技术领域的研究人员、合作者和行业合作伙伴的“创新轮转”整合在一起。30.］．然而，完全的课程整合并不常见。大多数确定的项目是由学生发起的(46/103,44.7%)。从2015年到2019年，这些倡议的数量呈指数级增长，增幅超过400%(6组到26组)。大多数学生群体强调了卫生保健创业(13/15,87%)和医疗设备(12/15,80%)的主题重点，这些主题最常得到行业代表和教师演讲者举办的活动的支持。此外，40%(6/15)的学生团体报告有>26名参与者，显示出相对于全国平均班级规模的高学生群体参与度[31］．

行动呼吁:医科学生对集成与技术的兴趣增加

新一代的医学生对医学的技术进步有着浓厚的兴趣，并认为这些领域的发展对未来的临床实践至关重要[32］．先前的调查研究表明，医学生和住院医生对医疗技术和信息学有浓厚的兴趣[33]，尤其是有意从事外科专业的人士[34］．在另一项调查研究中，MacNevin等人[35的调查显示，79.2%的二年级医学生已经“做好了技术准备”，这表明他们倾向于使用新技术。然而，大多数学生并没有接受这方面的正规教育或培训[36］．我们的研究结果表明，学生们正在积极主动地填补各自学校未满足的需求，这突出了发展基于知识的教育项目的重要性，这是我们呼吁教育改革的一部分[37］．

现有的文献证明了学生主导的倡议的好处和挑战。有证据表明，学生开办的选修课和期刊俱乐部产生了积极的短期结果[38-40];然而，医学院需要更多地关注为学生提供适当的技能和资源，以实现持久的进步[41］．学生领导的团体面临的一个主要挑战是在连续的学年之间招募和过渡领导，这导致了每年所提供的活动的连续性差距。医学院管理部门对学生领导的小组承担更多责任，并引入支持跨学科合作的结构，可以解决这种缺乏连续性的问题。事实上，我们的分析显示，学生所在机构内的跨学科合作与学生主导活动的投票率之间存在显著相关性(P=措施)。当学生能够与具有互补技能的同事(如工程和商业技能)合作时，他们可能会更容易从事项目，并考虑未来将创新融入他们的医疗事业[42-44］．这进一步强调了行政主动性在支持学生兴趣和活动方面的重要性。

未来发展方向:挑战与命题

外部支持的地理障碍

我们的审查确定了在美国对抗疗法医学院实施以信息技术为重点的举措的几个挑战。我们的地理分析将现有项目的密度与其与生物技术中心的距离联系起来，这表明区域经济因素和外部支持的可用性可能与学生和教师对I&T成果的接触有关，进一步鼓励了兴趣和投资[45］．然而，生物技术创业水平低的地区可能会产生较少的医生，他们有能力利用新的临床发展，导致未来医疗服务的差异，并表明在这些地区发展I&T举措的重要性。在考虑将技术概念引入医学教育时，McCoy等人[46建议区分医生在日常实践中必须知道的信息和他们在创新发展中应该知道的信息;这些努力的课程组成部分应该针对前者，而强大的课外活动应该针对后者。考虑到课程在全国各地的地理分布，设备精良、资源丰富的机构可以作为支持和建模课程开发和开发最佳实践的例子。

课程发展需求评估

这篇评论指出，提供给学生的机会类型存在很大差异。因此，更好地理解每种方法的有效性和缺点对于获得更好的结果非常重要，正如Chan和Zary先前提出的[47在他们关于在医学教育中实施人工智能的综述中。梯队等[48]还建议实施新的课程和轮岗、导师制度，并邀请专家进入医学院。对项目结果的严格评估，比如学生对医疗技术概念的熟悉程度，或者由学生和医生驱动的发明和来自积极主动的机构的初创企业的潜在增长，可能是有价值的下游终点。对执业医师创新者的需求进行分析，可能会导致在正式课程中定义能力方面建立一个更平衡的基础，以及增加学生的兴趣。在此期间，提供跟踪课程或辅助学位和证书可能有助于向最终的课程改革过渡。49］．将新技术引入日常课堂和临床环境，可以帮助学生熟悉新的操作技能，并培养他们对创新设计和解决问题的欣赏能力[50，51］．

未来的研究可能受益于使用美国医学院协会课程报告和事实数据集的数据。前者可以深入了解哪些学校目前正在进行课程改革，哪些能力标准在这些改革中得到了更大的优先考虑，以及哪些类型的教学方法正在应用于实施这些改革。FACTS数据可以深入了解医学院申请人和预科生的背景，这可能有助于确定具有工程或商业背景的学生比例的增加是否与我们研究中报道的学生主导活动的快速增加有关。

限制

这项研究显示出一些局限性。首先，它依赖于公开的信息。由于倡议的创建和在网络上的正式宣传之间可能存在延迟，以及某些类型的倡议固有的隐私性质，我们的研究可能错过了更多近期的努力。这可能导致低估了最近成立的项目，尤其是那些网站更新不频繁的学校的项目。然而，我们的方法的一个好处是，我们能够提供一个更准确的表示，未来的学员和合作者如何能够发现项目，因为他们通常局限于公开可用的信息。未来的研究可以对各个医学院进行调查，以获得每所学校提供的集成与技术项目数量的更准确统计。此外，建立一个关于机会和联合会议的集中数据库，可以促进医学教育界的更大发现。

第二个限制是通过公开的联系信息调查学生组织的挑战。在某些情况下，公开的联系信息是不可用的或过时的，导致46个确定的项目中只有33个被发送了调查，并导致了我们的调查回复率。与所有调查研究一样，我们的研究也适用于选择题的概括性和不灵活性。我们的调查可能偏向于更活跃的学生组织，他们公开提供联系信息，并定期回复询问。不活跃的学生组织可能有低水平的学生参与和很少有组织的活动;因此，这些组织在我们的结果中可能代表性不足。未来的研究可能会通过聘请医学院活动协调员来缓解这个问题，他们可能会提供更多关于俱乐部不活动的最新联系信息和状态信息。

结论

新技术和创新正在改变医学和临床护理。在医学院努力让学生接触技术和创新，将使学生为不断变化的医疗实践环境做好准备。我们对现有机会的审查表明，向培训生介绍医疗集成与技术的兴趣日益增长，同时也表明目前在整合正式课程变化方面面临挑战。当前和切实可行的未来方向包括提高当前和未来机会的可见性，在学校之间实现更大的合作，建立一个国家能力课程，以及一个集中的平台，感兴趣的学生和教育工作者可以用来分享经验。