[论文解读] RETAIN: a Neonatal Resuscitation Trainer Built in an Undergraduate Video-Game Class

Vadim Bulitko, Jessica Hong+5 more|arXiv (Cornell University)|Jul 3, 2015

Simulation-Based Education in Healthcare参考文献 28被引用 8

一句话总结

RETAIN 是由本科生在单学期课程中开发的一款低成本、基于视频游戏的新生儿复苏训练工具，采用人工智能驱动的非玩家角色模拟逼真的复苏场景。该游戏使新生儿复苏技能的练习更加便捷、可重复且富有吸引力，早期评估显示医学专家对其高度参与感和逼真度给予积极评价。

ABSTRACT

Approximately ten percent of newborns require some help with their breathing at birth. About one percent require extensive assistance at birth which needs to be administered by trained personnel. Neonatal resuscitation is taught through a simulation based training program in North America. Such a training methodology is cost and resource intensive which reduces its availability thereby adversely impacting skill acquisition and retention. We implement and present RETAIN (REsuscitation TrAIning for Neonatal residents) -- a video game to complement the existing neonatal training. Being a video game, RETAIN runs on ubiquitous off-the-shelf hardware and can be easily accessed by trainees almost anywhere at their convenience. Thus we expect RETAIN to help trainees retain and retrain their resuscitation skills. We also report on how RETAIN was developed by an interdisciplinary team of six undergraduate students as a three-month term project for a second year university course.

研究动机与目标

• 解决新生儿复苏事件发生频率低、高风险，且因缺乏模拟设施而难以训练的问题。
• 开发一种低成本、可及的替代方案，用于传统基于模拟的医学教育（SBME）中的新生儿复苏训练。
• 探索在学术环境中使用视频游戏开发来创建临床相关、互动性强的训练工具的可行性。
• 通过基于计算机的模拟实现重复、无风险且富有吸引力的练习，以增强技能保留。
• 提供一个可扩展、可定制的训练平台，支持个性化学习和绩效反馈。

提出的方法

• 使用 Aurora Toolset 开发 RETAIN 作为一款视频游戏，该工具集已针对医学模拟进行改造，而非其原始的 RPG 用途。
• 实施人工智能驱动的非玩家角色（NPC），以模拟患者反应，并指导学员在复苏场景中的互动。
• 设计游戏机制以匹配现实世界中的新生儿复苏指南，包括气道管理、通气和药物给药。
• 整合语音旁白和视觉反馈，以增强游戏过程中的真实感和情感投入。
• 使用在线协作工具（Google Apps、Trello、Skype、Facebook）协调由六名来自不同学术背景的本科生组成的跨学科团队。
• 通过导师、助教、同龄人和医学专家的迭代测试，不断优化游戏玩法和临床准确性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在单学期的本科课程中开发的视频游戏是否能有效模拟新生儿复苏训练的关键方面？
• RQ2 在高风险医学情境下，基于游戏的模拟在多大程度上促进了参与度和感知真实感？
• RQ3 与传统 SBME 相比，低成本、可及的视频游戏在支持技能保留和刻意练习方面的有效性如何？
• RQ4 非专家背景的跨学科学生团队是否能成功开发出具有临床准确性的训练工具？
• RQ5 在严肃医学训练应用中使用游戏开发平台时，面临的主要挑战和经验教训是什么？

主要发现

• RETAIN 成功利用为医学训练改造的游戏引擎模拟了核心新生儿复苏操作，证明了在非医学开发环境下的可行性。
• 该游戏获得由专业游戏开发者和学者组成的评审团（包括 AAA 行业专业人士）颁发的奖项，评审者表示游戏的情感张力出乎意料，甚至感到压力。
• 新生儿科医生评价该游戏具有临床有效性，认为其有效捕捉了真实复苏场景中的戏剧性、紧迫感和学习潜力。
• 尽管开发时间仅为三个月，且开发团队成员均无游戏开发或医学模拟经验，该游戏仍实现了高度参与感和感知真实感。
• 早期评估表明，该游戏支持刻意练习，可作为传统基于模拟训练的有力补充。
• 开发过程揭示，跨学科协作和在线工具在管理多样化团队成员和紧迫截止日期方面至关重要。