Evaluation eines strukturierten E‑Learning-basierten Ansatzes zur Vermittlung der CT-Anatomie der Nasennebenhöhlen bei Medizinstudierenden

Die Lehre der radiologischen Anatomie im Allgemeinen und der radiologischen Anatomie in der Computertomographie (CT-Anatomie) der Nasennebenhöhlen im Besonderen ist in vielen Ländern unzureichend [4, 8, 16]. Die Einführung in die Interpretation von Computertomographien (CT) erfolgt in der Regel im Rahmen der klinischen Tätigkeit von Medizinstudierenden und der Weiterbildungszeit. Die Deutsche Röntgengesellschaft hat auf nationaler Ebene ein Curriculum für die radiologische Lehre an deutschen medizinischen Fakultäten vorgeschlagen [3]. Für den Bereich der Nase und Nasennebenhöhlen beinhaltet dieses die wichtigsten anatomischen Strukturen und das Basiswissen über die häufigsten radiologischen Befunde traumatischer und entzündlicher Erkrankungen. Die European Society of Radiology hat wesentliche Inhalte für das Medizinstudium erarbeitet, um Standards in der radiologischen Lehre in Europa zu verbessern und zu vereinheitlichen. Bei Erkrankungen aus dem Hals‑, Nasen- und Ohrenbereich (HNO) sollten Erkrankungen der Nasennebenhöhlen abgedeckt werden [4]. Die European Society of Radiology hat zudem ein Statement zu neuen Lehrmethoden in der radiologischen Lehre herausgegeben [5]. Dieses empfiehlt die Integration von Methoden wie E‑Learning und problembasiertem Lernen zur Vermittlung radiologischer Lehrinhalte im Medizinstudium.

Die Radiologie scheint für neue Online-Lehrmethoden besonders geeignet. In Zeiten der Corona-Pandemie mit geschlossenen Universitäten und abgesagten Präsenzveranstaltungen sind Online-Lehrformate unverzichtbar. E‑Learning ist in der medizinischen Lehre weit verbreitet. Es erlaubt eine maximale Unabhängigkeit durch die flexible Organisation von Zeit und Raum. Die Lerninhalte können so oft wie nötig wiederholt werden. Studien konnten zeigen, dass E‑Learning genauso effektiv sein kann wie traditionelle Lehrmethoden und dass die radiologische Anatomie und Kenntnisse der Bildinterpretation durch E‑Learning erfolgreich vermittelt werden können [1, 6, 7, 18, 29].

Checklisten sind inzwischen auch in der Medizin weitverbreitet. Sie werden in allen medizinischen Bereichen eingesetzt und durch die Weltgesundheitsorganisation (WHO) unterstützt. Sie stellen einen effektiven und systematischen Ansatz zur Verbesserung der Patient(inn)ensicherheit in der Chirurgie dar [12, 27]. Checklisten werden zudem erfolgreich in der medizinischen Ausbildung eingesetzt, vor allem im Rahmen von leistungsbasierten Prüfungen, wie z. B. der objektiven strukturierten klinischen Untersuchung und der OSCE (Objective Structured Clinical Examination) [11, 15].

Es existieren Checklisten, die speziell für die Nasennebenhöhlenchirurgie entwickelt wurden [22‐25].

Die CLOSE-Kriterien zur Evaluation von CT-Bildern der Nasennebenhöhlen wurden erstmals von Weitzel et al. beschrieben [28]. Sie sind kurz und leicht zu reproduzieren. Es konnte gezeigt werden, dass die Identifikation anatomischer Strukturen und Normvarianten in CT-Bildern durch die strukturierte Beurteilung mittels dieser Kriterien verbessert werden kann [2, 9, 30].

Das Ziel dieser Studie ist es, folgende Hypothesen zu prüfen:

Zehn Studierende (4 männlich, 6 weiblich) wurden in die Studie eingeschlossen und nahmen an beiden Testsitzungen teil. Das durchschnittliche Alter der Studierenden betrug 25,4 Jahre. Jeder Studierende untersuchte 10 CT vor und nach der Einführung der CLOSE-Kriterien und füllte den Evaluationsbogen aus.

Insgesamt wurden während der ersten Sitzung 33,3 % der anatomischen Normvarianten von der Gesamtgruppe richtig erkannt (Min. 5,6 %, Max. 55,6 %). Nach der Einführung der CLOSE-Kriterien wurden 61,1 % der anatomischen Normvarianten von der Gesamtgruppe der Studierenden korrekt identifiziert (Min. 38,9 %, Max. 88,9 %) (Abb. 2). Nach der Einführung der CLOSE-Kriterien verbesserte sich die Erkennung anatomischer Normvarianten signifikant (p < 0,0001).

Die Ergebnisse der einzelnen CLOSE-Kriterien sind in Abb. 2 dargestellt. Es zeigte sich eine signifikante Verbesserung für C (Lamina cribrosa), S (Keilbeinhöhle) und E (A. ethmoidalis anterior). Die größte prozentuale Verbesserung zeigte sich für anatomische Varianten der A. ethmoidalis anterior.

Die Ergebnisse der subjektiven Evaluation sind in Tab. 2 zusammengefasst. Alle Studierende fanden die CLOSE-Kriterien sinnvoll, und 70 % gaben an, dass sie sicherstellen, dass sie sich genug Zeit für die Beurteilung der CT-Bilder nehmen. 90 % der Studierenden stimmten vollkommen zu, und 10 % stimmten eingeschränkt zu, dass sie die Kriterien sicherer im Umgang mit der Anatomie und CT-Bildern der Nasennebenhöhlen machen. Die Hälfte der Studierenden stimmte vollkommen zu, und die andere Hälfte stimmte eingeschränkt zu, dass das E‑Learning eine angemessene Einführung in das Thema darstellt. Die Tab. 2 zeigt die Ergebnisse der Evaluation für alle Einzelfragen mit Mittelwerten und Standardabweichung.

Die CT-Anatomie ist kein integraler Bestandteil des Medizinstudiums in Deutschland und vielen anderen Ländern [8, 16]. Die meisten Studierenden besitzen am Ende ihres Studiums nur wenig Vorwissen und Erfahrung in der Interpretation von CT-Bildern und insbesondere der CT-Anatomie der Nasennebenhöhlen. Die Kenntnis der CT-Anatomie ist Voraussetzung für die Erkennung und Interpretation krankhafter Veränderungen.

Verschiedene Studien beurteilen die Eignung des E‑Learnings für die Vermittlung radiologischer Kenntnisse. Die meisten untersuchen die Interpretation von einfachen Röntgenbildern, z. B. des Thorax. Sie konnten zeigen, dass die Interpretationsfähigkeiten verbessert werden können und dass die Studierenden das E‑Learning für ein adäquates Medium hielten, um den Lerninhalt zu vermitteln [18, 21, 29]. Nur wenige Studien zeigen positive Resultate für komplexere radiologische Bildgebungstechniken wie Notfall-CT des Gehirns und PET-CT der Lunge bei Tumoren [6, 7]. Die vorliegende Studie beurteilt die Interpretation von CT-Bildern der Nasennebenhöhlen. Diese ist komplexer als die Beurteilung einfacher zweidimensionaler Röntgenbilder, da durch das Durchscrollen der Bilder in verschiedenen Ebenen eine dritte Dimension hinzugefügt wird. Zusätzlich untersuchen die meisten verfügbaren Studien die Fähigkeit, pathologische Befunde zu erkennen. Diese Studie untersucht die Erkennung anatomischer Normvarianten. Sie sind weniger offensichtlich als pathologische Befunde und so schwieriger zu identifizieren.

In der ersten Sitzung erkannten die Studierenden 33,3 % der anatomischen Normvarianten in den vorgelegten CT-Bildern. Diese Rate ist bereits höher als bei Assistenzärzt(inn)e(n) in einer Studie von Error et al. und einer vorangegangenen Studie unserer Arbeitsgruppe [2, 9]. Unter Kenntnis der curricularen Lehrinhalte sind die Vorkenntnisse der Studierenden dieser Studie als gering einzustufen. Für die Beurteilung einiger Normvarianten ist die Interpretation mehrerer Ebenen notwendig. Die Studierenden konnten die Lerninhalte aus zweidimensionalen Beispielbildern des E‑Learnings auf bewegte Bilder in verschiedenen Ebenen in der CT übertragen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das E‑Learning geeignet scheint, auch komplexe Inhalte wie die CT-Anatomie vermitteln zu können.

Das Fehlen von IT-Kenntnissen wurde kontrovers als Hindernis für den Erfolg des E‑Learnings in der Lehre im Gesundheitswesen bzw. der HNO identifiziert [17, 20, 26]. Die meisten Studierenden in westlichen Ländern sind jedoch mit verschiedenen IT-Anwendungen vertraut und können als ausreichend ausgerüstet für neue Online-Lehrmethoden angesehen werden. Die Studierenden dieser Studie gaben keine Schwierigkeiten mit der Bearbeitung der Lehrinhalte an.

Ein strukturiertes Vorgehen bei der CT-Beurteilung durch die Nutzung der CLOSE-Kriterien als CT-Checkliste kann die Identifikation kritischer anatomischer Normvarianten signifikant verbessern. Dies konnte bereits bei Assistenzärzt(inn)en verschiedener Ausbildungsstadien gezeigt werden [9]. Error et al. konnten ebenfalls eine statistisch signifikante Verbesserung der Identifikation wichtiger anatomischer Strukturen in CT der Nasennebenhöhlen nach Einführung der CLOSE-Kriterien bei 9 Jung- und 9 Altassistent(inn)en nachweisen [2]. In einer einfach verblindeten Studie wurden die Assistenzärzt(inn)e(n) durch einen erfahrenen Facharzt zu Beginn einer Operation befragt und aufgefordert, kritische anatomische Strukturen der Patient(inn)en vor und nach der Einführung der CLOSE-Kriterien zu benennen. Sie analysierten 57 präoperative Gespräche (28 vor und 29 nach der Implementierung der CLOSE-Kriterien). Mit einer Gesamtzahl von 100 CT-Beurteilungen jeweils vor und nach der Einführung der Checkliste prüft die vorliegende Studie eine deutlich größere Anzahl. Assistenzärzt(inn)e(n) verfügen im Gegensatz zu Studierenden, abhängig vom Ausbildungsstand, über ein gewisses Vorwissen und Erfahrung in der Beurteilung von CT-Bildern. Nach der Einführung der CLOSE-Kriterien verbesserte sich die Erkennung anatomischer Normvarianten signifikant von 33,3 auf 61,1 %. Das strukturierte Vorgehen anhand der CLOSE-Checkliste verbesserte somit auch bei Studierenden mit geringen Vorkenntnissen die Identifikation anatomischer Normvarianten.

Es gibt nur wenige Studien, die den Nutzen von Checklisten in der medizinischen Ausbildung bewerten. Eine Studie von Hofer et al. konnte zeigen, dass die Einführung einer Checkliste im Rahmen des Präparierkurses das Lernergebnis und die Dissektionsqualität verbesserten [10]. Andere Studien untersuchten ihren Nutzen bei leistungsbasierten Prüfungen, wie der OSCE. Diese ist validiert und in der medizinischen Lehre etabliert. Checklisten werden im Rahmen der OSCE zur strukturierten und objektiven Beurteilung der praktischen Leistung der Studierenden genutzt [15]. Im Gegensatz dazu wurden die CLOSE-Kriterien in dieser Studie als Checkliste genutzt, um medizinisches Wissen zu vermitteln und anzuwenden. Das strukturierte Vorgehen mittels Checklisten wurde in einer ausreichenden Zahl von Studien und Probanden zur OSCE validiert [11]. Die vorliegende Studie konzentriert sich zunächst auf 10 Studierende, um zu zeigen, dass ein strukturiertes Vorgehen mithilfe der Checkliste grundsätzlich geeignet scheint, die Vermittlung von Wissen bei ungeschulten Proband(inn)en zu verbessern.

Error et al. analysierten zusätzlich die einzelnen CLOSE-Kriterien und fanden eine signifikante Verbesserung für alle Punkte außer der Lamina papyracea [2]. Dies zeigte sich auch in der aktuellen Studie. Mit 66,6 % korrekt identifizierter Normvarianten der Lamina papyracea zeigten die Studierenden bereits bei der ersten Sitzung gute Ergebnisse. Die Ergebnisse vor der Einführung der CLOSE-Kriterien sind mit den Ergebnissen von Error et al. vergleichbar, nach der Einführung im Vergleich jedoch schlechter. Dies könnte durch die Tatsache erklärt werden, dass es sich in der Studie von Error et al. um Assistenzärzt(inn)e(n) mit Erfahrung in der Interpretation von CT-Bildern handelte, da sie sich möglicherweise in einer Rotation mit dem Schwerpunkt Nase/Nasennebenhöhlen befanden. Hierdurch hätten sie alltäglichen Kontakt zu CT-Bildern der Nasennebenhöhlen. Diese Vorerfahrung ist bei den Studierenden der vorliegenden Studie nicht vorhanden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Erkennung kritischer anatomischer Strukturen durch eine strukturierte Beurteilung mithilfe einer Checkliste verbessert werden kann, dass jedoch auch der wiederkehrende Kontakt mit CT der Nasennebenhöhlen notwendig zu sein scheint. Die zudem auch in dieser Studie erkennbare positive Beeinflussung durch Repetition und Anzahl von Trainingsmaßnahmen korreliert mit den Ergebnissen von Polk et al. bezüglich Präsenzveranstaltungen als auch mit der Studie von Krauss et al. für virtuelle Lehrformate [13, 19].

Eine subjektive Evaluation des Nutzens der CLOSE-Kriterien und des E‑Learnings wurde in die Studie integriert. Die Anwendung der Checkliste wurde von den Studierenden positiv beurteilt. Eine Studie von Yao et al. untersuchte den pädagogischen Wert und die Effektivität einer präoperativen CT-Checkliste der Nasennebenhöhlen aus der Perspektive von Assistenzärzt(inn)en [30]. Ihre Resultate sind mit denen dieser Studie vergleichbar. Die meisten Assistenzärzt(inn)e(n) in der Studie von Yao et al. waren der Meinung, dass die Checkliste nützlich sei, sie sicherer im Umgang mit der CT-Anatomie der Nasennebenhöhlen mache und helfe, kritische anatomische Strukturen zu identifizieren. In einer vorangegangenen Studie gaben Assistenzärzt(inn)e(n) der hiesigen HNO-Klinik ein ähnliches Feedback zur CLOSE-Checkliste [9].

Die Studierenden empfanden das E‑Learning als eine angemessene Einführung in die Themen. Studierende in anderen Studien zum E‑Learning zur Interpretation von radiologischen Bildern zeigen ebenfalls positive subjektive Evaluationen [21, 29].

Eine Limitation dieser Studie liegt in dem Einschluss einer kleinen Zahl von Studierenden nur einer medizinischen Fakultät. Die Studierenden haben sich möglicherweise zur freiwilligen Teilnahme an der Studie bereiterklärt, da sie ein spezielles Interesse an der HNO und extracurricularen Aktivitäten besitzen. Dies könnte einen Selektionsbias darstellen. Da die grundsätzliche Eignung des E‑Learnings geprüft werden sollte, wurde auf eine Kontrollgruppe verzichtet. Um diesen genannten Limitationen zu entgegnen, soll in einem nächsten Schritt die Vermittlung radiologischer Kenntnisse mittels E‑Learning mit traditionellen Lehrmethoden randomisiert in einer größeren Gruppe von Studierenden eines gesamten Semesters verglichen werden. Weitere Studien sollten zudem prüfen, ob sich die Ergebnisse in Studierendenpopulationen anderer Universitäten reproduzieren lassen.

Ein Lerneffekt zwischen der ersten und zweiten Sitzung ist nicht vollständig auszuschließen. Durch das Design der Studie wurde versucht, dieses Risiko zu minimieren. Die CT-Bilder waren zwischen den Sitzungen nicht zugänglich. Nach der ersten Sitzung wurden die richtigen Lösungen nicht bekannt gegeben. Eine Verbesserung der Ergebnisse durch Selbststudium bzw. mehrfaches Wiederhohlen des E‑Learnings kann durch das Studiendesign nicht ausgeschlossen werden. Andererseits ist die zeitlich und örtlich ungebundene Möglichkeit der Wiederholung auch ein Vorteil der Wissensvermittlung durch E‑Learning. Da eine signifikante Verbesserung nachgewiesen werden konnte, sind wir zuversichtlich, dass die Verbesserung nicht nur durch die Wiederholung, sondern v. a. durch das strukturierte Vorgehen mithilfe der CLOSE-Checkliste bedingt ist.

Der Einsatz der entwickelten E‑Learning-Module könnte auch in der Ausbildung von Weiterbildungsassistent(inn)en sinnvoll sein, da sie ein zeit- und ortsunabhängiges Lernen ermöglichen. Dies ist bei der begrenzten Zeit während der Weiterbildung von großer Bedeutung. Wie eine Studie von Linke et al. zeigen konnte, sind Weiterbildungsassistent(inn)en bereit, sich aktiv an der Ausbildung zu beteiligen, beurteilen die zur Fortbildung zur Verfügung stehende Zeit jedoch als kritisch [14].