Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Hannah Helene Giese

Integration von simulations-basierten Trainings zum Erwerb der praktischen Fertigkeit der transrektalen gynäkologischen Untersuchung beim Rind unter Berücksichtigung von Tierwohlaspekten

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-110505

title (eng.)

Integrating simulator-based training into teaching of transrectal palpation of internal genital organs in cattle with respect to animal welfare issues

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2017

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/gieseh_ws17.pdf

abstract (deutsch)

Die transrektale gynäkologische Untersuchung (TGU) ist nach wie vor eine Kernkompetenz in der Großtierpraxis. Sie ist die Grundlage jeder erfolgreichen Trächtigkeitsdiagnose und vieler anderer Untersuchungen im Bereich des Fruchtbarkeitsmanagements der Kuh. Aus diesen Gründen ist sie eine der sogenannten Day-One-Competences, der Fertigkeiten die Tierärztinnen und Tierärzte schon zu Beginn ihrer Berufstätigkeit beherrschen sollen. Neben einer Vielzahl von Wiederholungen ist allerdings auch eine große Variabilität der Befunde nötig um die TGU sicher zu beherrschen. Daher ist es sinnvoll zu einem frühen Zeitpunkt im Studium mit der Lehre dieser Fertigkeit zu beginnen.

 

Ziel dieser Arbeit war, den Lernerfolg von simulations-basierten Trainings im Vergleich zu einer theoretischen Unterweisung durch Befragung der Studierenden und eine objektive Überprüfung bei einer ersten TGU beim Rind zu untersuchen und die Effektivität von zwei unterschiedlichen Simulatoren zu vergleichen. Des Weiteren sollte durch die Erfassung der Parameter Cortisol in Speichel und Serum, der Herzfrequenz (HR) und von Parametern der Herzfrequenzvariabilität (HRV) untersucht werden, inwiefern ein simulations-basiertes Training für das Thema Tierwohl in der veterinärmedizinischen Ausbildung relevant ist.

 

An der Studie nahmen insgesamt 73 Studierende aus dem 2. bzw. 3. Semester teil, sie wurden per Losverfahren den drei Versuchsgruppen zugeteilt. Gruppe A (n = 23) erhielt eine theoretische Unterweisung, Gruppe B (n = 25) Training am Simulator „Breed’n Betsy™“ und Gruppe C (n = 25) am Simulator „Haptic Cow™“. Die theoretische Unterweisung dauerte 45 – 60 Minuten und beinhaltete eine Demonstration der Durchführung der TGU an einem Beckenknochenpräparat. Das simulations-basierte Training bestand aus einer einstündigen Unterrichtseinheit an einem der Simulatoren („Breed’n Betsy™“ oder „Haptic Cow™“), welche den Studierenden im Clinical Skills Lab der Tierärztlichen Hochschule Hannover zur Verfügung stehen. Die Trainings fanden in Kleingruppen statt, der inhaltliche Umfang der Unterrichtseinheiten war identisch. Die objektive Überprüfung des Trainingserfolges (Assessment) erfolgte durch eine TGU einer Kuh, in vorgegebener Zeit (maximal 7:30 Minuten) und unter Ultraschall-Kontrolle. Die Befragung der Studierenden wurde mit Hilfe von Fragebögen vor den Trainings sowie vor dem Assessment durchgeführt. Die Fragebögen enthielten neben demographischen Fragen vor allem Fragen zur SWE (subjektiven Handlungssicherheit) und zum erwarteten Trainingserfolg.

 Zur Beurteilung der Stressreaktion der Tiere erfolgte die Speichel- und Blutprobenahme zu festgelegten Zeiten in Abhängigkeit von Beginn und Ende der TGU und in einer Kontrollgruppe (n = 26) immer gepaart mit der Probenahme eines Tieres in der Versuchsgruppe. Für die HRV Messung wurden einige Kühe vorm Beginn der Untersuchung mit entsprechenden Messgeräten ausgestattet, die Herzfrequenz (HR) und HRV wurden über die gesamte Dauer aufgezeichnet.

 

In die Berechnungen zum Vergleich der SWE vor und nach dem Unterricht wurden nur auswertbare Fragebogen-Paare einbezogen. Für die Berechnung der Korrelation von subjektivem und objektivem Trainingserfolg wurden Fragebögen aus der Befragung nach dem Unterricht, mit maximal einer Fehlstelle verwendet.

 

In die Berechnungen der Cortisol-Werte flossen nur wiederholte Untersuchungen durch Studierende aus der Gruppe mit und ohne simulations-basierten Unterricht (SBT und NO-SBT) ein. Für die Analyse der HR und HRV Messungen wurden ebenfalls nur wiederholte Untersuchungen einbezogen, die mindestens fünf Minuten dauerten.

 

Die Befragung zur Handlungssicherheit ergab in allen Gruppen eine Zunahme von Ressourcen und Abnahme von Defiziten. Studierende aus Gruppe C („Haptic Cow™“) haben eine signifikante Zunahme von Ressourcen im Bereich Fertigkeiten (p ≤ 0,05), im Vergleich zu Studierenden aus Gruppe B („Breed’n Betsy™“). In der Befragung zum subjektiven Trainingserfolg hatten Probanden aus den Gruppen mit simulations-basiertem Training höhere Werte. Studierende, die Unterricht am Simulator „Haptic Cow™“ erhielten, schätzten sich am erfolgreichsten ein. In der Betrachtung der Korrelation zwischen subjektivem und objektivem Trainingserfolg wurde der stärkste Zusammenhang bei Studierenden mit Unterricht an der „Haptic Cow™“ und ein schwacher Zusammenhang (50 %) bei Studierenden mit theoretischem Unterricht beobachtet.

 Beim Assessment des objektiven Trainingserfolges hatten Studierende mit simulations-basiertem Training die höheren Erfolgsquoten, d.h. Studierende waren in der Lage, selbstständig die Zervix und/oder den Uterus aufzufinden und zu identifizieren. Die für das Auffinden und Identifizieren von Zervix und Uterus benötigte Zeit war in allen drei Gruppen vergleichbar.

 

Die zur Beurteilung der Stressreaktion erhobenen Daten ergaben einerseits einen Anstieg (P < 0,01) der Cortisol-Werte in Speichel und Serum über die gesamte Dauer des Versuches (-25 bis 85 min) in der Versuchs- und der Kontrollgruppe. Andererseits wurde bei Tieren in der Versuchsgruppe ebenfalls ein Anstieg (P < 0,01) des Speichel-Cortisols im Vergleich vor und nach der TGU beobachtet.

 Im Vergleich der Gruppen mit und ohne simulations-basiertes Training, stiegen die Cortisol-Werte in Speichel und Serum in der Gruppe ohne simulations-basiertes Training stärker an (P < 0,05).

 Bei der Analyse der HR und des HRV Parameters HF (hohe Frequenzbereich der HRV) wurde in keiner der Gruppen eine signifikante Änderung beobachtet. Der HRV Parameter RMSSD war während der TGU im Vergleich zum Basalwert (-30 min) in der Gruppe ohne simulations-basiertes Training reduziert (P < 0,05).

 

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass Studierende mit simulations-basiertem Training bei einer Durchführung der TGU am Tier erfolgreicher waren. Bei Studierenden ohne simulations-basiertes Training bestand außerdem nur eine schwache Korrelation zwischen der Selbsteinschätzung und dem objektiv messbaren Erfolg bei der Durchführung am Tier. Beide im Clinical Skills Lab der Tierärztlichen Hochschule Hannover vorhanden Simulatoren sind geeignet, Studierende auf eine erste TGU beim Rind vorzubereiten. Studierende ohne simulations-basiertes Training lösten eine stärkere Stressreaktion bei den untersuchten Tieren, in Form eines signifikanten Cortisolanstiegs in Speichel und Serum, aus als Studierende mit simulations-basiertem Training. Die Ergebnisse der HR und HRV Analyse sind aufgrund der Veränderung nur eines Parameters wenig aussagekräftig. Grundsätzlich kann die beobachtete Reduktion des RMSSD Wertes aber ein Hinweis auf einen reduzierten Vagus Tonus in Folge einer Stressreaktion sein. Die Ergebnisse der Cortisol- und HRV-Messungen lassen die Schlussfolgerung zu, dass die Integration von Simulatoren in die Lehre der TGU beim Rind einen positiven Einfluss auf das Tierwohl bei den zu Ausbildungszwecken verwendeten Tiere hat.

abstract (englisch)

Veterinarians in large animal practice still need very good transrectal palpation skills, as it is a distinctive competency for fast and correct pregnancy diagnosis, cycle control and other fertility management procedures. Therefore, it is referred to as a day-one-competence. Alongside a high number of repetitions, one needs a large variety of gynecological findings to obtain proficiency in this skill. It makes sense to start teaching and practicing transrectal palpation in an early stage of veterinary medicine education.

 

This study aims to analyze the effectiveness of simulator-based training in comparison to prevailing teaching methods for palpation per rectum before students’ first hands-on experience with live animals. For that purpose, students were asked to complete questionnaires regarding self-efficacy before and after training had taken place. Later their actual performance during a first transrectal palpation was evaluated objectively. At the same time, the study compares the effectiveness of two different simulators for teaching transrectal palpation skills. In addition, the effect of teaching methods on stress parameters cortisol and heart rate (HR) as well as heart rate variability (HRV) was examined comparing simulator-based training to theoretical instructions only. In order to assess the stress response induced by a transrectal palpation, 52 Holstein-Friesian cows were tested at the University for Veterinary Medicine Hanover. Salivary and serum cortisol levels were assessed before and after the intervention. A control group (n = 26) was only restrained and tested contemporaneous. Samples of 12 cows were taken on two test days to examine the possible effect of simulator-based trained students (SBT) to theoretically taught students (NO-SBT). Furthermore, HR and HRV of 12 cows were recorded on two test days for both groups of students.

 

In total, 73 first- and second year students participated in the study. They were randomly divided into three groups. The results show that training of 3–5 students has positive effects on self-efficacy, regardless of teaching methods. Outcome expectancy of a first transrectal palpation during assessment is greater in students who underwent simulator-training than in students with a theoretical training session. Furthermore, students who received simulator-based training rate their own performance more realistically, taken from perceived success results. Also, simulator-based training results in a more successful performance during assessment on live animals. The effect of different simulators used for training in this study were not significant.

 

Serum cortisol levels increased significantly in cows in the experimental group (p ≤ 0.01) compared to the control group from the time of sampling before and after the examination. The increase of cortisol in saliva (p ≤ 0.05) and serum (p = 0.05) was higher in cows after transrectal palpation of the NO-SBU group compared to the SBT group. Mean HR and the high frequency band (HF) of HRV did not change significantly during the transrectal palpation. The square root of the mean squared differences of successive R-R intervals (RMSSD) as another HRV parameter decreased in the NO-SBT group (p ≤ 0.05) during transrectal palpation compared to baseline values.

 

In conclusion, students with simulator-based training are more often successful during an assessment on live animals, their perceived success and outcome expectancy correlate with actual performance and cause less stress in animals used for educational purposes than students without simulator-based training. Both simulators (Breed’n Betsy™ and Haptic Cow™) are equally appropriate for teaching transrectal palpation of internal genital organs in cattle. The findings in this study reflect an enhanced activation of the HPA axis as well as a reduction of vagal tone during a transrectal palpation by students with theoretical training only. This indicates that a transrectal palpation is less stressful for cows when the examination is performed by students who were prepared for the examination by a specific simulator training. Thus, it is in the interest not only of students but also of the animals that simulator training takes part before the exercises on living animals are carried out.

keywords

Tierwohl, Ausbildung, Simulatoren, animal welfare, teaching, sumulation

kb

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