Diseño e implementación de una plaraforma de microscopía virtual para apoyar docencia universitaria

Abstract

La Microscopia Virtual (MV) es una herramienta tecnológica que permite la visualización de imágenes digitales microscópicas de gran resolución a través de un computador, tablet o teléfono celular, imitando la funcionalidad de un microscopio óptico tradicional [1]. La MV resuelve en gran medida problemas inherentes de la microscopia convencional, como por ejemplo: i) acceso limitado a microscopios, ii) acceso a laboratorios para realizar tinción de muestras, iii) escaso tiempo de contacto entre estudiantes, docentes y el material de trabajo, iv) riesgo de romper placas histológicas v) imposibilidad de compartir y publicar anotaciones, vi) cambio de intensidad de la tinción debido al transcurso del tiempo, vii) dificultades logísticas para administrar y almacenar placas histológicas y viii) dificultad de marcar puntos o regiones de interés [2],[3],[4]. Las limitaciones mencionadas se acrecientan aún más en regiones de Chile que no cuentan con acceso a laboratorios o infraestructura adecuada. La MV está siendo utilizada en ámbitos de patología y anatomía, reuniones clínicas tumorales, cursos en línea, workshops virtuales e iniciativas en educación a nivel escolar, universitario y educación continua [5]. En asignaturas tales como Histología y Patología, que tradicionalmente utilizan microscopios para que los estudiantes visualicen y analicen muestras de tejido [6], es donde la MV posibilita en gran medida el uso de plataformas especializadas para el logro de aprendizajes específicos [2]. En este sentido, fuera de Chile se han implementado con éxito y muy buena aceptación, numerosas plataformas digitales, accesibles a través de internet por la comunidad estudiantil y docente. A modo de ejemplo, cabe mencionar la plataforma Patologi - Virtuelmikroskopi/Med [7], ampliamente utilizada para apoyar la docencia biomédica en Aarhus University, Dinamarca. Tomando en consideración el hecho de que en Chile no se cuenta con soluciones de este tipo, esta tesis se enfocó en el diseño e implementación de una plataforma de MV que permita dar apoyo a la docencia universitaria, tomando como eje principal el desarrollo de una solución a medida para los docentes locales, orientado a la obtención de un producto flexible, multiplataforma y en lenguaje español. Bajo este contexto, se creó un curso piloto de Patología Oral para la carrera de Odontología de la Universidad de Talca. Adicionalmente, se diseñó y aplicó a los estudiantes una encuesta electrónica con el propósito de evaluar la experiencia usuaria frente a la utilización de la plataforma. Los resultados fueron agrupados en tres categorías de análisis, I) Usabilidad y accesibilidad, II) Aprendizaje y valoración, y III) Comparación de recursos en las modalidades virtual/presencial. Las dos primeras categorías son relevantes para la correcta adopción de tecnología en el sector educativo, ya que impactan directamente tanto en la experiencia usuaria como en la potencialidad de aprovechar de la manera más adecuada los beneficios intrínsecos que tiene la MV. El análisis de la tercera categoría, mostró una clara preferencia de los estudiantes para utilizar herramientas de MV en sus cursos de Patología o Histología, además de su uso como complemento a la microscopia convencional, lo que va en concordancia con el lineamiento que siguen los docentes interesados en implementar esta nueva aproximación. Los resultados obtenidos mediante la encuesta electrónica, permitieron definir trabajos futuros tendientes a introducir mejoras en la plataforma, tanto en términos funcionales, como también en contenidos, apuntando a mejorar la experiencia usuaria y la correcta apreciación del material en cada curso.

Virtual Microscopy (VM) is a technological tool that allows microscopic visualization of high resolution digital images through a computer, tablet or mobile phone, mimicking the functionality of a traditional optical microscope [1]. VM solves several inherent problems of conventional microscopy, such as: i) limited access to microscopes, ii) limited access to laboratories for histological procedures and sample staining, iii) students are in contact with working material for small amounts of time, iv) risk of breaking histological slides, v) inability to share and publish annotations, vi) fading of staining due to the passage of time, vii) logistical difficulties of managing and storing histological slides and viii) difficulty of marking points or regions of interest on the slides [2],[3],[4]. These limitations are further amplified in remote regions of Chile that do not have access to laboratories or adequate infrastructure. VM is being used in areas of pathology and anatomy, tumor clinical meetings, online courses, virtual workshops and education initiatives in school, undergraduate and continuing education [5]. In courses such as Histology and Pathology, which traditionally use microscopes in order for the students to visualize and analyze tissue samples [6], it is where VM enables the use of specialized platforms to achieve specific learning [2]. In this regard, many digital platforms accessible via Internet by student and faculty communities have been successfully implemented outside of Chile and have been well received. For example, the platform Patologi - Virtuelmikroskopi/Med [7] widely used to support biomedical teaching at Aarhus University, Denmark. Taking into consideration that Chile does not have solutions like the previously mentioned, this thesis focused on the design and implementation of a VM platform to support university teaching, focusing primarily on the development of a solution for local teachers, aimed at obtaining a flexible multiplatform product, that is also implemented in native Spanish language. In this context, a pilot course of Oral Pathology for the career of Dentistry at the University of Talca was created. Additionally, an electronic survey was designed and applied to the students with the purpose of evaluating the user experience regarding the platform use. The results were grouped into three categories of analysis, I) Usability and accessibility, II) Learning and assessment, and III) Comparison of resources in the virtual/presential modalities. The first two categories are relevant to the successful adoption of technology in the educational area, because both directly impact the user experience and the potential to properly take advantage of the intrinsic benefits of VM. The analysis of the third category, showed a clear preference of students to use VM tools in their courses of Pathology and Histology, in addition to use as a complement to conventional microscopy, which is in line with the guidelines followed by teachers interested in implementing this new approach. The results obtained with the survey, allows us to discern new ways to improve the platform, in functional terms, as well as in content, aiming to improve the user experience and correct assessment of the material in each course for future work.