Predictive validity of the personal background and preparation survey and effectiveness of targeted interventions among health science community college students

Existing data, collected from 1st-year students enrolled in a major Health Science Community College in the south central United States, for Fall 2010, Spring 2011, Fall 2011 and Spring 2012 semesters as part of the "Online Navigational Assessment Vehicle, Intervention Guidance, and Targeting of Risks (NAVIGATOR) for Undergraduate Minority Student Success" with CPHS approval number HSC-GEN-07-0158, was used for this thesis. The Personal Background and Preparation Survey (PBPS) and a two-question risk self-assessment subscale were administered to students during their 1st-year orientation. The PBPS total risk score, risk self-assessment total and overall scores, and Under Representative Minority Student (URMS) status were recorded. The purpose of this study is to evaluate and report the predictive validity of the indicators identified above for Adverse Academic Status Events (AASE) and Nonadvancement Adverse Academic Status Events (NAASE) as well as the effectiveness of interventions targeted using the PBPS among a diverse population of health science community college students. The predictive validity of the PBPS for AASE has previously been demonstrated among health science professions and graduate students (Johnson, Johnson, Kim, & McKee, 2009a; Johnson, Johnson, McKee, & Kim, 2009b). Data will be analyzed using binary logistic regression and correlation using SPSS 19 statistical package. Independent variables will include baseline- versus intervention-year treatments, PBPS, risk self-assessment, and URMS status. The dependent variables will be binary AASE and NAASE status. ^ The PBPS was the first reliable diagnostic and prescriptive instrument to establish documented predictive validity for student Adverse Academic Status Events (AASE) among students attending health science professional schools. These results extend the documented validity for the PBPS in predicting AASE to a health science community college student population. Results further demonstrated that interventions introduced using the PBPS were followed by approximately one-third reduction in the odds of Nonadvancement Adverse Academic Status Events (NAASE), controlling for URMS status and risk self-assessment scores. These results indicate interventions introduced using the PBPS may have potential to reduce AASE or attrition among URMS and nonURMS attending health science community colleges on a broader scale; positively impacting costs, shortages, and diversity of health science professionals.^

Sobre el Constructivismo : Construcción social de lo real y práctica investigativa

Las ciencias sociales en su versión clásica -adoptando como modelo a las ciencias naturales- se centraron en el estudio de los hechos empíricos con la pretensión de arribar a un conocimiento objetivo de la realidad. Desde este enfoque la ciencia deviene una representación teórica de la naturaleza, mientras lo real se constituye con independencia de la mente humana. Pero, durante el pasado siglo, los fundamentos mismos del conocimiento - el estatuto ontológico y epistemológico, tanto del objeto como el sujeto- serán cuestionados. En este nuevo enfoque, el lenguaje -y la comunicación- devienen los recursos a través de los cuales los individuos y los grupos construyen su vida cotidiana en tanto el interés se orienta a develar los procesos de construcción de sentido. Esta perspectiva modifica radicalmente el paradigma prevaleciente en las ciencias sociales; sin embargo, la discusión acerca de su validez no ha sido resuelta, en particular porque en ella se encuentran involucradas algunas de las principales cuestiones de la modernidad y la posmodernidad. Así, el artículo se propone considerar los principales elementos que configuran este enfoque, identificando las distintas corrientes que conviven en su interior, las principales críticas y específicamente, las consecuencias que se derivan tanto desde la perspectiva de la producción del conocimiento como en relación al estudio de la sociedad

Sobre el Constructivismo : Construcción social de lo real y práctica investigativa

Las ciencias sociales en su versión clásica -adoptando como modelo a las ciencias naturales- se centraron en el estudio de los hechos empíricos con la pretensión de arribar a un conocimiento objetivo de la realidad. Desde este enfoque la ciencia deviene una representación teórica de la naturaleza, mientras lo real se constituye con independencia de la mente humana. Pero, durante el pasado siglo, los fundamentos mismos del conocimiento - el estatuto ontológico y epistemológico, tanto del objeto como el sujeto- serán cuestionados. En este nuevo enfoque, el lenguaje -y la comunicación- devienen los recursos a través de los cuales los individuos y los grupos construyen su vida cotidiana en tanto el interés se orienta a develar los procesos de construcción de sentido. Esta perspectiva modifica radicalmente el paradigma prevaleciente en las ciencias sociales; sin embargo, la discusión acerca de su validez no ha sido resuelta, en particular porque en ella se encuentran involucradas algunas de las principales cuestiones de la modernidad y la posmodernidad. Así, el artículo se propone considerar los principales elementos que configuran este enfoque, identificando las distintas corrientes que conviven en su interior, las principales críticas y específicamente, las consecuencias que se derivan tanto desde la perspectiva de la producción del conocimiento como en relación al estudio de la sociedad

Sobre el Constructivismo : Construcción social de lo real y práctica investigativa

Las ciencias sociales en su versión clásica -adoptando como modelo a las ciencias naturales- se centraron en el estudio de los hechos empíricos con la pretensión de arribar a un conocimiento objetivo de la realidad. Desde este enfoque la ciencia deviene una representación teórica de la naturaleza, mientras lo real se constituye con independencia de la mente humana. Pero, durante el pasado siglo, los fundamentos mismos del conocimiento - el estatuto ontológico y epistemológico, tanto del objeto como el sujeto- serán cuestionados. En este nuevo enfoque, el lenguaje -y la comunicación- devienen los recursos a través de los cuales los individuos y los grupos construyen su vida cotidiana en tanto el interés se orienta a develar los procesos de construcción de sentido. Esta perspectiva modifica radicalmente el paradigma prevaleciente en las ciencias sociales; sin embargo, la discusión acerca de su validez no ha sido resuelta, en particular porque en ella se encuentran involucradas algunas de las principales cuestiones de la modernidad y la posmodernidad. Así, el artículo se propone considerar los principales elementos que configuran este enfoque, identificando las distintas corrientes que conviven en su interior, las principales críticas y específicamente, las consecuencias que se derivan tanto desde la perspectiva de la producción del conocimiento como en relación al estudio de la sociedad

Computationally efficient method to construct scar functions

Phys. Rev. E 85, 026214-026219 (2012) Desarrollo de un nuevo y eficiente método para la construcción de funciones de scar a lo largo de las órtbitas periódicas inestables de sistemas clásicamente caóticos

Quantitative Determination of the Relationship between Internal Validity and Bias in Software Engineering Experiments: Consequences for Systematic Literature Reviews

Quality assessment is one of the activities performed as part of systematic literature reviews. It is commonly accepted that a good quality experiment is bias free. Bias is considered to be related to internal validity (e.g., how adequately the experiment is planned, executed and analysed). Quality assessment is usually conducted using checklists and quality scales. It has not yet been proven;however, that quality is related to experimental bias. Aim: Identify whether there is a relationship between internal validity and bias in software engineering experiments. Method: We built a quality scale to determine the quality of the studies, which we applied to 28 experiments included in two systematic literature reviews. We proposed an objective indicator of experimental bias, which we applied to the same 28 experiments. Finally, we analysed the correlations between the quality scores and the proposed measure of bias. Results: We failed to find a relationship between the global quality score (resulting from the quality scale) and bias; however, we did identify interesting correlations between bias and some particular aspects of internal validity measured by the instrument. Conclusions: There is an empirically provable relationship between internal validity and bias. It is feasible to apply quality assessment in systematic literature reviews, subject to limits on the internal validity aspects for consideration.

Reduced certificates for abstraction-carrying code

Abstraction-Carrying Code (ACC) has recently been proposed as a framework for mobile code safety in which the code supplier provides a program together with an abstraction whose validity entails compliance with a predefined safety policy. The abstraction plays thus the role of safety certifícate and its generation is carried out automatically by a fixed-point analyzer. The advantage of providing a (fixedpoint) abstraction to the code consumer is that its validity is checked in a single pass of an abstract interpretation-based checker. A main challenge is to reduce the size of certificates as much as possible while at the same time not increasing checking time. We introduce the notion of reduced certifícate which characterizes the subset of the abstraction which a checker needs in order to validate (and re-construct) the full certifícate in a single pass. Based on this notion, we instrument a generic analysis algorithm with the necessary extensions in order to identify the information relevant to the checker. We also provide a correct checking algorithm together with sufficient conditions for ensuring its completeness. The experimental results within the CiaoPP system show that our proposal is able to greatly reduce the size of certificates in practice.

On abstraction-carrying code and certificate-size reduction

Abstraction-Carrying Code (ACC) is a framework for mobile code safety in which the code supplier provides a program together with an abstraction (or abstract model of the program) whose validity entails compliance with a predefined safety policy. The abstraction plays thus the role of safety certificate and its generation is carried out automatically by a fixed-point analyzer. The advantage of providing a (fixed-point) abstraction to the code consumer is that its validity is checked in a single pass (i.e., one iteration) of an abstract interpretation-based checker. A main challenge to make ACC useful in practice is to reduce the size of certificates as much as possible, while at the same time not increasing checking time. Intuitively, we only include in the certificate the information which the checker is unable to reproduce without iterating. We introduce the notion of reduced certifícate which characterizes the subset of the abstraction which a checker needs in order to validate (and re-construct) the full certificate in a single pass. Based on this notion, we show how to instrument a generic analysis algorithm with the necessary extensions in order to identify the information relevant to the checker.

Generation of reduced certificates in abstraction-carrying code

Abstraction-Carrying Code (ACC) has recently been proposed as a framework for mobile code safety in which the code supplier provides a program together with an abstraction whose validity entails compliance with a predefined safety policy. The abstraction plays thus the role of safety certifícate and its generation is carried out automatically by a fixed-point analyzer. The advantage of providing a (fixedpoint) abstraction to the code consumer is that its validity is checked in a single pass of an abstract interpretation-based checker. A main challenge is to reduce the size of certificates as much as possible while at the same time not increasing checking time. In this paper, we first introduce the notion of reduced certifícate which characterizes the subset of the abstraction which a checker needs in order to validate (and re-construct) the full certifícate in a single pass. Based on this notion, we then instrument a generic analysis algorithm with the necessary extensions in order to identify the information relevant to the checker.

Conceptual framework for the design, implementation and validation of psychomotor skills’ assessment systems in minimally invasive surgery

Las técnicas de cirugía de mínima invasión (CMI) se están consolidando hoy en día como alternativa a la cirugía tradicional, debido a sus numerosos beneficios para los pacientes. Este cambio de paradigma implica que los cirujanos deben aprender una serie de habilidades distintas de aquellas requeridas en cirugía abierta. El entrenamiento y evaluación de estas habilidades se ha convertido en una de las mayores preocupaciones en los programas de formación de cirujanos, debido en gran parte a la presión de una sociedad que exige cirujanos bien preparados y una reducción en el número de errores médicos. Por tanto, se está prestando especial atención a la definición de nuevos programas que permitan el entrenamiento y la evaluación de las habilidades psicomotoras en entornos seguros antes de que los nuevos cirujanos puedan operar sobre pacientes reales. Para tal fin, hospitales y centros de formación están gradualmente incorporando instalaciones de entrenamiento donde los residentes puedan practicar y aprender sin riesgos. Es cada vez más común que estos laboratorios dispongan de simuladores virtuales o simuladores físicos capaces de registrar los movimientos del instrumental de cada residente. Estos simuladores ofrecen una gran variedad de tareas de entrenamiento y evaluación, así como la posibilidad de obtener información objetiva de los ejercicios. Los diferentes estudios de validación llevados a cabo dan muestra de su utilidad; pese a todo, los niveles de evidencia presentados son en muchas ocasiones insuficientes. Lo que es más importante, no existe un consenso claro a la hora de definir qué métricas son más útiles para caracterizar la pericia quirúrgica. El objetivo de esta tesis doctoral es diseñar y validar un marco de trabajo conceptual para la definición y validación de entornos para la evaluación de habilidades en CMI, en base a un modelo en tres fases: pedagógica (tareas y métricas a emplear), tecnológica (tecnologías de adquisición de métricas) y analítica (interpretación de la competencia en base a las métricas). Para tal fin, se describe la implementación práctica de un entorno basado en (1) un sistema de seguimiento de instrumental fundamentado en el análisis del vídeo laparoscópico; y (2) la determinación de la pericia en base a métricas de movimiento del instrumental. Para la fase pedagógica se diseñó e implementó un conjunto de tareas para la evaluación de habilidades psicomotoras básicas, así como una serie de métricas de movimiento. La validación de construcción llevada a cabo sobre ellas mostró buenos resultados para tiempo, camino recorrido, profundidad, velocidad media, aceleración media, economía de área y economía de volumen. Adicionalmente, los resultados obtenidos en la validación de apariencia fueron en general positivos en todos los grupos considerados (noveles, residentes, expertos). Para la fase tecnológica, se introdujo el EVA Tracking System, una solución para el seguimiento del instrumental quirúrgico basado en el análisis del vídeo endoscópico. La precisión del sistema se evaluó a 16,33ppRMS para el seguimiento 2D de la herramienta en la imagen; y a 13mmRMS para el seguimiento espacial de la misma. La validación de construcción con una de las tareas de evaluación mostró buenos resultados para tiempo, camino recorrido, profundidad, velocidad media, aceleración media, economía de área y economía de volumen. La validación concurrente con el TrEndo® Tracking System por su parte presentó valores altos de correlación para 8 de las 9 métricas analizadas. Finalmente, para la fase analítica se comparó el comportamiento de tres clasificadores supervisados a la hora de determinar automáticamente la pericia quirúrgica en base a la información de movimiento del instrumental, basados en aproximaciones lineales (análisis lineal discriminante, LDA), no lineales (máquinas de soporte vectorial, SVM) y difusas (sistemas adaptativos de inferencia neurodifusa, ANFIS). Los resultados muestran que en media SVM presenta un comportamiento ligeramente superior: 78,2% frente a los 71% y 71,7% obtenidos por ANFIS y LDA respectivamente. Sin embargo las diferencias estadísticas medidas entre los tres no fueron demostradas significativas. En general, esta tesis doctoral corrobora las hipótesis de investigación postuladas relativas a la definición de sistemas de evaluación de habilidades para cirugía de mínima invasión, a la utilidad del análisis de vídeo como fuente de información y a la importancia de la información de movimiento de instrumental a la hora de caracterizar la pericia quirúrgica. Basándose en estos cimientos, se han de abrir nuevos campos de investigación que contribuyan a la definición de programas de formación estructurados y objetivos, que puedan garantizar la acreditación de cirujanos sobradamente preparados y promocionen la seguridad del paciente en el quirófano. Abstract Minimally invasive surgery (MIS) techniques have become a standard in many surgical sub-specialties, due to their many benefits for patients. However, this shift in paradigm implies that surgeons must acquire a complete different set of skills than those normally attributed to open surgery. Training and assessment of these skills has become a major concern in surgical learning programmes, especially considering the social demand for better-prepared professionals and for the decrease of medical errors. Therefore, much effort is being put in the definition of structured MIS learning programmes, where practice with real patients in the operating room (OR) can be delayed until the resident can attest for a minimum level of psychomotor competence. To this end, skills’ laboratory settings are being introduced in hospitals and training centres where residents may practice and be assessed on their psychomotor skills. Technological advances in the field of tracking technologies and virtual reality (VR) have enabled the creation of new learning systems such as VR simulators or enhanced box trainers. These systems offer a wide range of tasks, as well as the capability of registering objective data on the trainees’ performance. Validation studies give proof of their usefulness; however, levels of evidence reported are in many cases low. More importantly, there is still no clear consensus on topics such as the optimal metrics that must be used to assess competence, the validity of VR simulation, the portability of tracking technologies into real surgeries (for advanced assessment) or the degree to which the skills measured and obtained in laboratory environments transfer to the OR. The purpose of this PhD is to design and validate a conceptual framework for the definition and validation of MIS assessment environments based on a three-pillared model defining three main stages: pedagogical (tasks and metrics to employ), technological (metric acquisition technologies) and analytical (interpretation of competence based on metrics). To this end, a practical implementation of the framework is presented, focused on (1) a video-based tracking system and (2) the determination of surgical competence based on the laparoscopic instruments’ motionrelated data. The pedagogical stage’s results led to the design and implementation of a set of basic tasks for MIS psychomotor skills’ assessment, as well as the definition of motion analysis parameters (MAPs) to measure performance on said tasks. Validation yielded good construct results for parameters such as time, path length, depth, average speed, average acceleration, economy of area and economy of volume. Additionally, face validation results showed positive acceptance on behalf of the experts, residents and novices. For the technological stage the EVA Tracking System is introduced. EVA provides a solution for tracking laparoscopic instruments from the analysis of the monoscopic video image. Accuracy tests for the system are presented, which yielded an average RMSE of 16.33pp for 2D tracking of the instrument on the image and of 13mm for 3D spatial tracking. A validation experiment was conducted using one of the tasks and the most relevant MAPs. Construct validation showed significant differences for time, path length, depth, average speed, average acceleration, economy of area and economy of volume; especially between novices and residents/experts. More importantly, concurrent validation with the TrEndo® Tracking System presented high correlation values (>0.7) for 8 of the 9 MAPs proposed. Finally, the analytical stage allowed comparing the performance of three different supervised classification strategies in the determination of surgical competence based on motion-related information. The three classifiers were based on linear (linear discriminant analysis, LDA), non-linear (support vector machines, SVM) and fuzzy (adaptive neuro fuzzy inference systems, ANFIS) approaches. Results for SVM show slightly better performance than the other two classifiers: on average, accuracy for LDA, SVM and ANFIS was of 71.7%, 78.2% and 71% respectively. However, when confronted, no statistical significance was found between any of the three. Overall, this PhD corroborates the investigated research hypotheses regarding the definition of MIS assessment systems, the use of endoscopic video analysis as the main source of information and the relevance of motion analysis in the determination of surgical competence. New research fields in the training and assessment of MIS surgeons can be proposed based on these foundations, in order to contribute to the definition of structured and objective learning programmes that guarantee the accreditation of well-prepared professionals and the promotion of patient safety in the OR.