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Title (eng)
Differences in visual behavior and cognitive load between experts and novices in medical emergency simulation
Author
Christoph Plank
Degree supervisor
Vanessa Yue Fei Leung
Degree supervisor
Roman Schmied
Description (deu)
Background: Medical simulation training has been shown to improve learning of medical professionals and outcome of patients. Research has thus long been trying to improve training even further to maximize this effect. With the advent of new technologies, such as eye tracking and biosignal measurement, this was taken to a more sophisticated level, providing insights into not only subjective experiences of trainees but also objectively measurable reactions of the body and mind. Aim: This thesis aimed to evaluate visual behavior and cognitive load in a group of medical experts and novices during a simulated resuscitation scenario, and to provide a sample size estimate for future research and to assess feasibility of such an approach. Methods: 7 novices and 5 experts – were included in this trial and underwent a standardized simulation scenario. Eye tracking glasses, a galvanic skin response (GSR) sensor and an electrocardiogram (ECG) chest strap were used to collect data. Additionally, NASA TLX and PAAS cognitive load questionnaires were completed by the participants after completion of simulation training. Data were then extracted and analyzed regarding visual behavior and cognitive load, comparing objective parameters such as velocity of eye movement and heart rate variability (HRV), with subjective experiences collected using the questionnaires mentioned above. Additionally, feasibility of this multi-sensor approach was also assessed, and sample size calculation was performed. Outcome: Besides small differences, e.g. in duration of fixation during some parts of the scenario, visual behavior in general appeared mostly similar in both groups. HRV parameters and questionnaire results also did not differ greatly, suggesting a similar cognitive load. Differences were mostly found within groups during different parts of the simulation scenario, e.g. in HRV or saccadic velocity. Regarding study size, a size of N = 34 was estimated to provide sufficient power for statistical testing. The used multisensory approach was highly feasible and well accepted by probands, apart from GSR measurement due to strong motion artifacts. Conclusion: A multisensor approach like in this work is highly feasible to collect data on cognitive load and visual behavior. Experts in a field do not necessarily seem to have a lower cognitive load. A study size of 34 participants was estimated to provide sufficient power for statistical testing.
Description (eng)
Hintergrund: Medizinisches Simulationstraining verbessert nachweislich die Prognose von PatientInnen. Durch den Einsatz moderner Technologien wie Eye- Tracking und Biosignalmessungen können nun auch objektive physiologische Reaktionen erfasst werden. Ziel: Ziel dieser Pilotstudie war es, das visuelle Verhalten und die kognitive Arbeitslast von medizinischen ExpertInnen und weniger erfahrenen MedizinerInnen während eines simulierten Notfallszenarios zu untersuchen. Zudem wurde eine Fallzahl für weiterführende Studien errechnet sowie die Machbarkeit dieser Methodik überprüft. Methodik: Zwölf ProbandInnen – sieben ExpertInnen und fünf Neulinge – durchliefen ein Simulationsszenario, ausgestattet mit Eye-Tracking-Brillen, Sensoren zur Hautwiderstandsmessung und einem EKG-Brustgurt. Zusätzlich füllten sie Fragebögen zur subjektiven kognitiven Belastung aus. Die Daten des Blickverhaltens und der Herzfrequenz wurden zwischen den Gruppen und mit den subjektiven Angaben verglichen. Die Machbarkeit wurde ebenfalls mittels Fragebögen evaluiert. Ergebnis: Es wurden kaum Unterschiede – mit Ausnahme zum Beispiel im Bereich der visuellen Fixationsdauer – im Blickverhalten zwischen ExpertInnen und Neulingen festgestellt. Diese traten eher innerhalb der Gruppen zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf, beispielsweise in der Herzfrequenzvariabilität oder der Sakkadengeschwindigkeit. Auch die kognitive Belastung, gemessen durch Herzfrequenzvariabilität und Fragebögen, war ähnlich. Für weiterführende Studien wurde eine Stichprobengröße von 34 Teilnehmenden ermittelt. Der Multisensoransatz wurde durchweg positiv aufgenommen. Conclusio: ExpertInnen und Neulinge unterscheiden sich nicht zwangsläufig in ihrem Blickverhalten und der kognitiven Last während eines Simulationstrainings. Zumindest 34 Personen sollten in eine weiterführende Studie eingeschlossen werden. Der hier verwendete Multisensoransatz wurde sehr gut angenommen.
Type (eng)
other
Language
[eng]
Persistent identifier
https://phaidra.ustp.at/o:5953
License
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