Using a 360° Virtual Reality or 2D Video to Learn History Taking and Physical Examination Skills for Undergraduate Medical Students: Pilot Randomized Controlled Trial
Authors of this article: Yi-Ping Chao 1, 2 ; Hai-Hua Chuang 3, 4 ; Li-Jen Hsin 4, 5 Chung-Jan Kang 4, 5 ; Tuan-Jen Fang 4, 5 ; Hsueh-Yu Li 4, 5 ; Chung-Guei Huang 6, 7 ; Terry B J Kuo 8 ; Cheryl C H Yang 8 Hsin-Yih Shyu 4, 9 ; Shu-Ling Wang 4, 10 ; Liang-Yu Shyu 11 ; Li-Ang Lee 4, 5, 8
背景
コンピテンシーベースの医学教育には多面的な評価システムが必要である。シミュレーションは、安全な環境でのその場限りの学習と評価を提供する。360°VRビデオは，学習者を励ますための高い真正性と忠実性を提供できる。認知的負荷理論の要素に対応したインストラクショナルデザインの実践は，学習成果を向上させるために重要である。360°VR動画学習時の認知的負荷の推定が課題である。VRイマージョン中に自律神経機能が変化することがある
360°バーチャルリアリティ（VR）や2Dビデオを使った学習は、複雑な医学教育課題を学ぶための代替手段となる。しかし，異なる教材が，病歴聴取や身体診察（H&P）のスキルを学ぶ際の認知負荷推定値，心拍変動（HRV），成果，経験に及ぼす影響をどのように評価するのがベストなのか，現在のところコンセンサスは得られていない。
目的
本研究の目的は、H&Pスキルの学習における認知負荷推定値とHRVの変化を通じて、学習教材（すなわち、VRまたは2Dビデオ）が学習成果と経験にどのような影響を与えるかを調査することである。
方法
この試験的なシステムデザイン研究には、教育機関の病院で学ぶ32名の学部医学生が参加した。学生は、年齢、性別、認知スタイルを一致させた上で、360°VRビデオ群と2Dビデオ群に1対1で無作為に割り当てられた。両ビデオの内容は、視覚的角度と自己決定に関して異なっていました。学習成果は、Milestone報告書を用いて評価した。主観的および客観的な認知的負荷は、Paas認知的負荷尺度、米国航空宇宙局タスク負荷指数、二次タスク反応時間を用いて推定した。心臓の自律機能は、HRV測定により評価した。学習経験は，AttrakDiff2質問票と定性的なフィードバックを用いて評価した。統計的有意性は、両面P値<.01で認められた。
結果
32名の参加者全員が意図した介入を受けた。サンプルは男性20名（63％）、女性12名（38％）で構成され、年齢の中央値は24（IQR 23-25）歳であった。360°VRビデオ群は、2Dビデオ群よりもマイルストーンレベルが高かったようだ（P=.04）。360°VRビデオグループの10分目の反応時間は、2Dビデオグループよりも有意に高かった（P<.001）。全体のコホートを対象とした多重ロジスティック回帰モデルによると，360°VRビデオモジュールは，10分目の反応時間が3.6秒以上（指数B=18.8，95%CI 3.2-110.8，P=.001），マイルストーンレベルが3以上（指数B=15.0，95%CI 2.3-99.6，P=.005）であることと独立した正の相関関係があった．しかし、10分目の反応時間が3.6秒以上であっても、Milestoneのレベルが3以上であることとは関係がなかった。5分目から10分目の間の低周波と高周波の比率が1.43以上であることは、ビデオモジュールを調整した後、ヘドニック刺激スコアが2.0以上であることと逆相関しているようであった（exp B=0.14, 95% CI 0.03-0.68; P=.015）。主な質的フィードバックでは、360°VRビデオモジュールは楽しいが軽いめまいを起こしたのに対し、2Dビデオモジュールは簡単だが退屈だった。
結論
360°VRビデオ学習は、2Dビデオ学習と比較して、2次タスク反応時間が長くなるにもかかわらず、H&Pパフォーマンスが向上する可能性が示唆されました。さらに、LF/HF比の増加はビデオ学習の受容性の低下と関連していた。定性的評価では、360°VRビデオと2Dビデオの間には様々な利点と欠点があることが示された。その結果、学生は2Dビデオ学習よりも360°VRビデオの没入感に合わせるために、より多くの認知資源を消費しているようであった。医学生は、360°VRビデオモジュールで学習する際、認知的に過負荷になることなく、減少した認知的予備力に対応するために精神的効率を調整することができた。本研究は、ビデオ学習におけるマルチモーダルな認知負荷推定とHRV測定のユビキタスかつ多様な役割が、統合的なCBMEカリキュラムの一部として機能する可能性を示しています。他のパフォーマンスに与える影響を評価するには、さらなる研究が必要です。
