Interactive learning of radiation protection principles for patients and medical personnel: changes in students’ knowledge before and after an educational intervention

• Lubov V. Brizitskaya
• Nailya A. Kabildina
• Nailya A. Kabildina
• Yelena Yu. Salikhova
• Anna V. Rayn

Abstract

Background. Radiation protection competence is relevant to future physicians across clinical specialties because decisions on the justification of ionizing-radiation examinations, reduction of patient exposure, and protection of healthcare personnel arise throughout clinical care. Teaching formats that actively engage students may facilitate the practical application of these principles.

Aim – to determine short-term changes in medical students' knowledge of radiation protection for patients and healthcare personnel by paired comparison of test performance before and after an interactive thematic round-table session.

Material and methods. This was a single-center prospective one-group quasi-experimental study with a pre-post design. 22 3rd-year students from the Pediatrics program at Karaganda Medical University participated. The educational intervention was a 120-minute round-table session on radiation protection that combined student presentations, teacher-moderated discussion, and analysis of practice-oriented scenarios. Knowledge was measured with a 12-item author-developed single-best-answer test whose content was reviewed by three experts. Testing was performed immediately before and after the session; the order of questions and response options was modified in the post-test. Anonymous individual codes were used to match paired observations. The Wilcoxon signed-rank test was applied for the primary comparison, with p<0.05 considered statistically significant.

Results. The median total score rose from 8/12 before the session to 12/12 afterwards. Correct responses increased from 186/264 (70.5%) to 255/264 (96.6%). Scores improved in 19 of 22 students (86.4%), were unchanged in 2 (9.1%), and decreased in 1 (4.5%). The paired pre-post difference was statistically significant (p<0.001). The greatest gains were observed for items addressing justification of medical exposure, optimization of radiation protection, core occupational protection measures, and selection of imaging protocols for children.

Conclusion. Students demonstrated a statistically significant short-term improvement in radiation protection test performance immediately after the interactive round-table session. The findings support further evaluation of this format in undergraduate medical education; however, the small sample, absence of a control group, and immediate post-intervention assessment warrant confirmation in larger controlled studies with delayed follow-up.

Keywords: medical education; interactive learning; radiation protection; radiation safety; medical students; pediatrics; diagnostic imaging; educational intervention

Методы визуализации и интервенционные процедуры, связанные с иони­зирующим излучением, прочно вошли в современную клиническую практику, однако их диагностическая и лечебная ценность должна сочетаться с ответственным использованием облучения. От врача требуется оценить необходимость исследования, выбрать условия, позволяющие избежать лишней дозовой нагрузки, и соблюдать меры защиты пациента и медицинского персонала. Недостаточные знания о радиационном риске, возможностях неионизирующих методов и способах уменьшения дозы могут способствовать необоснованным назначениям, повторным исследованиям и неполному соблюдению требований безопасности [1–3].

При медицинском облучении пациента ключевое значение имеют обоснование и оптимизация. Исследование с использованием ионизирующего излучения должно назначаться тогда, когда ожидаемая диагностическая польза оправдывает его проведение, а выбранный протокол должен обеспечивать решение клинической задачи без избыточной экспозиции. На практике оптимизация включает применение дозосберегающих режимов, ограничение поля облучения, предупреждение ненужных повторных исследований и учет характеристик конкретного пациента. Особенно важны эти подходы при обследовании детей, беременных и пациентов, которым лучевая диагностика выполняется неоднократно [4–6].

Профессиональная безопасность персонала определяется условиями контакта с источником излучения. К основным мерам относятся уменьшение времени воздействия, увеличение расстояния, экранирование, применение индивидуальных средств защиты и контроль профессиональной дозы. Владеть этими принципами должны не только специалисты лучевой диагностики, но и врачи других направлений, которые направляют пациентов на исследования, участвуют в их подготовке и используют результаты визуализации при принятии клинических решений [7–9].

Поэтому навыки безопасного обращения с медицинским излучением целесообразно формировать еще на додипломном этапе. Будущий врач должен различать оправданные и потенциально лишние исследования, знать возможности методов без ионизирующего излучения, понимать способы оптимизации дозы и уметь объяснить пациенту соотношение ожидаемой пользы и возможного риска. Одного традиционного лекционного изложения может быть недостаточно для переноса этих знаний в реальные клинические ситуации [8, 10].

Интерактивные форматы предполагают, что обучающийся не только получает информацию, но и анализирует ее, обсуждает профессиональную проблему и аргументирует решение. Круглый стол позволяет объединить предварительную самостоятельную подготовку, короткие тематические выступления, модерируемую дискуссию и разбор практических задач. Такое участие может помогать систематизировать материал, развивать клиническое рассуждение и осознавать личную ответственность врача за радиационную безопасность [11–13].

Однако субъективно положительная оценка занятия еще не подтверждает его образовательный результат. Для изучения непосредственной динамики более информативно сравнивать знания одних и тех же студентов до и после вмешательства. Парное тестирование дает возможность количественно оценить изменение индивидуального результата и определить темы, которые остаются наиболее трудными.

Цель исследования – определить краткосрочное изменение знаний студентов медицинского университета о принципах радиационной защиты пациентов и персонала посредством сопоставления индивидуальных результатов тестирования до и после тематического интерактивного круглого стола.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи: 1) охарактеризовать исходные знания участников по радиационной защите; 2) сопоставить суммарный тестовый балл и общую долю правильных ответов до и после занятия; 3) выявить тематические задания с наиболее заметным изменением результатов.

Материал и методы

Дизайн и участники исследования

28 апреля 2026 г. на кафедре онкологии и лучевой диагностики НАО «Карагандинский медицинский университет» было выполнено одноцентровое проспективное квазиэкспериментальное исследование в одной группе с парной оценкой показателей до и после образовательного мероприятия.

Участниками исследования были 22 студента III курса, обучавшиеся по образовательной программе «Педиатрия». В анализ включали тех, кто присутствовал на круглом столе и прошел оба этапа тестирования. Исключению подлежали участники без результата одного из тестов или при невозможности связать 2 формы по индивидуальному коду.

Исследовали всю доступную учебную группу. Поскольку работа имела пилотный характер, а число присутствующих на образовательном мероприятии было заранее фиксировано, предварительное определение требуемого размера выборки не выполнялось.

Характеристика образовательного вмешательства

В качестве образовательного воздействия использовали интерактивный тематический круглый стол «Принципы радиационной защиты пациентов и медицинского персонала». Продолжительность всей программы, включая два этапа тестирования, составляла 120 мин.

Структура занятия предусматривала подготовленные студентами сообщения, дискуссию под руководством преподавателя, ответы на возникающие вопросы и совместный анализ практико-ориентированных задач. В содержание круглого стола были включены следующие направления:

• клиническое обоснование исследований, сопровождающихся воздействием ионизирующего излучения;
• оптимизация медицинского облучения и использование принципа АЛАРА (ALARA, As Low As Reasonably Achie­vable – поддержание дозы на настолько низком уровне, насколько это разумно достижимо);
• подходы к уменьшению дозовой нагрузки пациента;
• меры, направленные на предотвращение необоснованных и повторных лучевых исследований;
• радиационная защита беременных и пациентов детского возраста;
• применение протоколов, адаптированных к возрасту и антропометрическим характеристикам пациента;
• учет возможностей методов визуализации, не использующих ионизирующее излучение;
• базовые подходы к профессиональной защите медицинских работников;
• применение экранирования и индивидуальных защитных средств;
• контроль индивидуальной профессиональной дозы;
• ответственность медицинского работника за соблюдение требований радиационной безопасности.

Поскольку участники обучались по программе «Педиатрия», отдельный акцент был сделан на обосновании лучевой диагностики у детей, возрастной радиочувствительности и способах уменьшения дозы в педиатрической практике.

Оценка уровня знаний

Непосредственное изменение результатов тестирования оценивали при помощи созданного авторами теста из 12 закрытых заданий. Для каждого задания предлагалось 4 варианта ответа, из которых правильным был один. Авторский тест был разработан специально для оценки непосредственного усвоения содержания данного образовательного мероприятия и не предназначался для комплексной или стандартизированной оценки знаний и клинической компетентности в области радиационной безопасности.

Содержание заданий формировалось в соответствии с образовательными целями и тематическими блоками круглого стола. Тест охватывал обоснование и оптимизацию медицинского облучения, принцип АЛАРА, основные меры профессиональной радиационной защиты персонала, влияние расстояния от источника излучения, особенности проведения лучевых исследований у детей и беременных, предупреждение необоснованных повторных исследований, ограничение поля облучения, индивидуальный дозиметрический контроль, диагностические референтные уровни и распределение ответственности при обосновании медицинского облучения. Тематическое содержание этих блоков соответствовало принципам радиационной защиты, представленным в использованных в рукописи источниках [4–9].

Правильный вариант оценивали в 1 балл, любой неправильный – в 0 баллов. Таким образом, возможный суммарный результат находился в диапазоне от 0 до 12; большее число баллов соответствовало большему числу правильных ответов на задания данного теста.

В одном из предварительных тестов участник не отметил вариант ответа на одно задание. При подсчете общего результата такой пропуск был засчитан как 0 баллов, то есть как отсутствие правильного ответа.

До применения теста его содержание независимо рассмотрели 3 эксперта. Экспертная оценка носила качественный характер: оценивали соответствие заданий тематике и образовательным целям круг­лого стола, корректность формулировок вопросов и вариантов ответа, понятность для студентов III курса и соответствие предполагаемому уровню подготовки. Замечания экспертов обсуждали авторским коллективом и учитывали при окончательной редакции инструмента. Единая формализованная форма экспертной оценки и количественные показатели содержательной валидности не использовались; полноценная психометрическая валидация теста не проводилась.

На обоих этапах использовали одни и те же 12 тестовых заданий. Во 2‑й электронной форме изменяли только порядок предъявления вопросов и порядок вариантов ответов. Такая перестановка была предусмотрена для уменьшения вероятности механического воспроизведения последовательности ответов, однако непосредственное повторное предъявление тех же заданий не исключало эффекта повторного тестирования и запоминания.

Процедура сбора данных

1-ю форму студенты заполняли непосредственно перед началом круглого стола. Работа выполнялась индивидуально: участникам не разрешалось пользоваться учебными материалами и электронными источниками либо обсуждать ответы друг с другом.

Повторное тестирование проводили сразу после окончания образовательной части при тех же организационных условиях. Для последующего парного анализа каждому участнику заранее присвоили анонимный индивидуальный код, одинаковый в обеих формах.

Обе формы были реализованы в Google Forms. Система не запрашивала фамилии, электронные адреса или иные данные, непосредственно идентифицирующие студента. После завершения сбора ответы экспортировали в электронную таблицу и объединяли в пары по анонимным кодам.

Основным исходом считали изменение суммарного числа баллов относительно исходного тестирования. Дополнительный анализ включал индивидуальную разницу между двумя результатами и изменение частоты правильных ответов по каждому из 12 заданий.

Работа относилась к образовательным исследованиям и не предусматривала медицинского воздействия на участников. Непосредственно идентифицирующие персональные данные не собирались. В соответствии с действовавшими локальными требованиями направление исследования на рассмотрение этического комитета не требовалось.

Статистическая обработка данных

Исходные данные систематизировали и представляли в таблицах с помощью Google Sheets (Google LLC, США). Статистический анализ выполняли в Python 3.13, применяя библиотеки SciPy 1.17.0 и statsmodels 0.14.6.

Для количественных переменных указывали медиану, 25‑й и 75‑й процентили, диапазон минимум-максимум, а также среднее арифметическое со стандартным отклонением. Категориальные данные описывали числом наблюдений и процентной долей.

Для каждого студента вычисляли индивидуальную разницу «после минус до». В парные статистические процедуры включали только результаты, для которых совпадал анонимный код участника.

Основной суммарный балл до и после занятия сравнивали двусторонним критерием знаковых рангов Вилкоксона для связанных наблюдений. Размер эффекта определяли по формуле r = |Z|/, где Z – стандартизированная статистика Вилкоксона, а N – количество пар. Для каждого отдельного задания изменение доли правильных ответов анализировали точным тестом Мак-Немара. Анализ отдельных заданий рассматривался как поисковый; поправку на множественные сравнения не вводили, а значения p по отдельным вопросам не рассматривали как самостоятельное подтверждение эффективности отдельных компонентов образовательного мероприятия. Статистически значимыми для основного анализа считали значения p<0,05.

Результаты

Для итоговой статистической обработки были доступны 22 полные пары результатов; принадлежность ответов одному участнику определяли по анонимному индивидуальному коду.

Перед круглым столом медиана суммарного результата равнялась 8 из 12 баллов (25–75-й процентили 7,0–9,75), а после завершения занятия – 12 баллам (11,25–12,0). Медианное индивидуальное увеличение составило 4 балла (2–5). Расширенные описательные характеристики представлены в табл. 1.

Парное сравнение критерием знаковых рангов Вилкоксона подтвердило различие между двумя этапами тестирования (W=10,5; p=0,00039). Рассчитанный размер эффекта r составил 0,76.

Улучшение индивидуального результата отмечено у 19 участников из 22 (86,4%). У двух студентов (9,1%) количество баллов не изменилось, а у одного (4,5%) стало ниже. Максимальные 12 баллов после занятия набрали 16 человек (72,7%), тогда как до вмешательства такой результат имели 3 студента (13,6%).

Если рассматривать все ответы вместе, число правильных вариантов увеличилось с 186 из 264 (70,5%) на исходном этапе и до 255 из 264 (96,6%) после круглого стола.

Для каждого из 12 заданий доля верных ответов после занятия была выше исходной (табл. 2). Самый заметный абсолютный прирост зарегистрирован по темам обоснованности исследования (+40,9 процентного пункта), основных принципов радиационной защиты (+36,4), АЛАРA (+31,9), выбора протокола у ребенка (+31,8) и влияния расстояния от источника на дозу персонала (+27,3).

При поисковом сравнении отдельных заданий наиболее низкие значения p по точному тесту Мак-Немара получены для вопросов 1–4 и 6. Поскольку было выполнено 12 отдельных сравнений при небольшом объеме выборки и без коррекции на множественность, эти результаты не рассматривали как самостоятельное доказательство эффективности отдельных компонентов обучения; основное значение при анализе вопросов придавали описательной динамике (см. табл. 2).

В целом парный анализ показал статистически значимое увеличение суммарного тестового балла после образовательного мероприятия, причем рост доли правильных ответов наблюдался по всем тематическим заданиям.

Обсуждение

Основной результат исследования состоит в выраженном сдвиге тестовых показателей сразу после интерактивного занятия по радиационной защите. Медиана суммарного балла изменилась с 8 до 12 из 12, а совокупная доля правильных ответов с 70,5 до 96,6%. Повышение индивидуального результата отмечено у 19 из 22 студентов; парное различие достиг­ло статистической значимости (p<0,001), а размер эффекта r=0,76 характеризует существенное внутригрупповое изменение. Однако из-за отсутствия группы сравнения эти данные следует трактовать именно как краткосрочную динамику, связанную по времени с образовательным мероприятием, а не как доказательство его независимого причинного эффекта.

Исходное тестирование позволило определить несколько содержательных дефицитов, важных для будущей врачебной практики. По ряду базовых заданий правильный ответ выбирали лишь 59,1–72,7% участников; трудности касались принципов защиты, обоснования исследования, АЛАРА, влияния расстояния на профессиональную дозу и диагностических референтных уровней. Аналогичные проблемы описаны и за пределами одного университета. В многоцентровой работе 2026 г. с участием 1161 обучающегося трех медицинских вузов средняя правильность ответов по радиационной безопасности составила 30,1%, что послужило основанием для вывода о необходимости более системного преподавания этой темы [10].

Связь обучения с уровнем знаний прослеживается и в других публикациях. P. Shafiq и Y. Mehmood сообщили, что студенты после курса радиологии демонстрировали более высокую осведомленность о радиационных рисках и мерах защиты, чем не прошедшие такое обучение [14]. В исследовании 796 студентов общие представления о радиации были относительно удовлетворительными, тогда как знания конкретных защитных мер оставались заметно слабее; авторы расценили это как аргумент в пользу целенаправленного обучения практической радиационной безопасности [15].

Направление полученного нами изменения соответствует результатам исследований с дизайном «до–после». T. Liang и соавт. обнаружили значимое улучшение знаний студентов после университетского курса по основам радиационной защиты (p<0,001) [16]. S. Yamauchi и соавт. показали, что даже 20-минутная обучающая сессия у 95 студентов сопровождалась улучшением как знаний, так и показателей управления радиационным риском (p<0,001) [17]. Направление полученной нами динамики согласуется с этими наблюдениями, однако собственный дизайн исследования позволяет говорить только об изменении результатов тестирования, зарегистрированном непосредственно после образовательного мероприятия, а не об установленном независимом причинном эффекте обучения.

В нашей работе информационная часть не была единственным компонентом: студенты сами представляли тематические сообщения, участвовали в обсуждении и разбирали прикладные ситуации. Такая организация создает возможность использовать знания в процессе аргументации решения, а не ограничиваться запоминанием отдельных положений. Вместе с тем образовательное мероприятие включало несколько компонентов одновременно, поэтому настоящий дизайн не позволяет отделить вклад интерактивности круглого стола от влияния предварительной подготовки студентами сообщений, повторного тестирования и других составляющих занятия. В систематическом обзоре и метаанализе S.W.T. Wade и соавт., объединившем 40 исследований и 6242 студента-медика, большинство вмешательств по радиологическому обучению приводили к улучшению знаний или навыков. Тематический анализ также указывал на тенденцию к большему приросту при активных форматах по сравнению с пассивными, хотя значительная гетерогенность не позволила авторам выделить единственный оптимальный метод преподавания [13]. Поэтому наши результаты поддерживают дальнейшее изучение интерактивного формата, но не доказывают его превосходство над альтернативными подходами.

Для студентов-педиатров особенно важно уметь обосновывать назначение исследования и адаптировать его к возрасту пациента. В представленном исследовании доля правильных ответов на задание о выборе протокола для ребенка увеличилась с 68,2 до 100%. IAEA (International Atomic Energy Agency) подчеркивает, что каждое исследование с ионизирующим излучением у ребенка должно иметь клиническое обоснование, а технические параметры необходимо выбирать с учетом возраста или размеров пациента; также рекомендуется непрерывное обучение специалистов оптимизации педиатрической визуализации [6].

Значение такой подготовки выходит за рамки деятельности кабинета лучевой диагностики. Направляющий врач участвует в обосновании исследования, сопоставляет ожидаемую пользу с возможным риском, рассматривает альтернативные методы и учитывает вероятность повторных процедур. Согласно систематическому обзору B.V. Rodrigues и соавт., знания медицинских работников по радиационной защите в целом остаются недостаточными, что делает систематическое обучение принципам минимизации воздействия ионизирующего излучения актуальной задачей [7]. Формирование этих знаний еще до окончания университета может способствовать развитию культуры безопасного использования медицинского излучения.

Отдельного внимания требует распределение итоговых баллов. После круглого стола 16 из 22 студентов получили 12/12. Такой результат, с одной стороны, соответствует выраженному непосредственному приросту, но с другой указывает на вероятный эффект потолка. При большом чис­ле максимальных значений 12-вопросный тест хуже различает высокий и очень высокий уровни результата; получение 12/12 не следует интерпретировать как свидетельство полного или устойчивого усвоения темы. В дальнейшем инструмент целесообразно дополнить более сложными клиническими задачами, в которых студент должен не только выбрать ответ, но и обосновать решение о методе визуализации, необходимости исследования и способе уменьшения лучевой нагрузки.

Интерпретацию результатов ограничивают особенности дизайна. Исследование проведено в одном образовательном центре и включало лишь 22 студента одного курса и одной программы, поэтому перенос полученных оценок на более широкую популяцию требует осторожности. Отсутствие контрольной группы не позволяет отделить влияние самого круглого стола от других причин изменения балла. Кроме того, повторное тестирование выполнялось сразу после занятия, вследствие чего работа характеризует прежде всего непосредственное усвоение материала и не дает информации о долговременном сохранении знаний.

Еще одно ограничение связано с измерительным инструментом. Авторский тест состоял из 12 вопросов и был предназначен для оценки непосредственного усвоения содержания конкретного занятия, а не знаний по радиационной безопасности в целом. Его содержание было подвергнуто качественной экспертной оценке тремя специалистами, однако единая формализованная форма экспертной оценки, количественная оценка содержательной валидности и полноценная психометрическая валидация не применялись. На обоих этапах предъявлялись одни и те же 12 заданий; изменение их последовательности и порядка вариантов ответа не устраняет полностью эффект повторного тестирования и запоминания. В исследовании не оценивали практические действия, поэтому прирост тестового балла нельзя автоматически приравнивать к формированию устойчивой клинической компетентности.

Следующий этап исследований должен включать большее число участников, несколько образовательных программ и контрольную группу. Повторная оценка через несколько недель или месяцев позволит проверить сохранность знаний. Полезным дополнением могут стать клинические сценарии, требующие выбора метода визуализации, аргументации необходимости исследования и предложения конкретных мер оптимизации дозы. Такой дизайн позволит оценивать не только воспроизведение теоретического материала, но и применение принципов радиационной защиты при решении профессиональных задач.

Таким образом, непосредственно после интерактивного занятия у студентов зарегистрирована выраженная положительная динамика результатов тестирования по радиационной защите. Результаты дают основания продолжить оценку подобных образовательных форматов в медицинском вузе, однако вывод об устойчивой эффективности требует подтверждения в контролируемых исследованиях с более крупными выборками и отсроченным измерением результата.

Заключение

После тематического интерактивного круглого стола у студентов III курса программы «Педиатрия» зарегистрировано статистически значимое повышение результатов тестирования по радиационной защите. Медиана увеличилась с 8 до 12 из 12 баллов, общая доля правильных ответов – с 70,5 до 96,6% (p<0,001), а индивидуальное повышение балла отмечено у 19 из 22 участников.

Наиболее заметная динамика наблюдалась в заданиях по обоснованию медицинского облучения, принципу АЛАРА, базовым мерам профессиональной защиты и выбору параметров лучевого исследования в педиатрии. Эти результаты характеризуют положительную краткосрочную динамику результатов тестирования после проведенного образовательного мероприятия. При этом максимальный результат 12/12 у 16 из 22 участников указывает на выраженный эффект потолка и ограничивает возможность интерпретировать максимальный тестовый балл как свидетельство полного или устойчивого усвоения темы.

В то же время дизайн без контрольной группы, небольшой размер выборки, использование одних и тех же тестовых заданий до и после занятия и повторное тестирование непосредственно после образовательного мероприятия не позволяют судить о длительности эффекта, отделить влияние повторного предъявления вопросов и других компонентов занятия или однозначно приписывать наблюдаемое изменение именно интерактивному круглому столу. Для дальнейшей оценки необходимы исследования с большим чис­лом обучающихся, группой сравнения, отсроченным контролем знаний и более сложными инструментами оценки, включающими клинические задачи.

All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)