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Realidade Aumentada num simulador virtual de tomada de decisão clínica

Este documento apresenta os resultados de uma pesquisa sobre o uso da realidade aumentada num simulador virtual de tomada de decisão clínica para estudantes de enfermagem. Os resultados mostraram que os estudantes tiveram melhores resultados no diagnóstico das feridas usando a realidade aumentada, mas não houve diferença no tratamento. A motivação e usabilidade do simulador permaneceram altas com a adição da realidade aumentada.

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Realidade Aumentada num simulador virtual
de tomada de decisão clínica
Nelson Ribeiro Jorge
Doutoramento em Educação na especialidade de
Educação a Distância e Elearning [EDeL]
Tese de doutoramento orientada pela Prof. Doutora Lina Morgado
e co-orientada pelo Prof. Doutor Pedro Gaspar
9 de novembro 2016
Agenda
1. Introdução
2. Enquadramento
3. Metodologia
4. Resultados
5. Conclusões
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
1. Introdução
"pokemongo"bybrar_jislicensedunderCCBY2.0
Contextualização
Realidade Aumentada (RA)
Tecnologia que permite a introdução de conteúdos digitais em
ambientes reais, enriquecendo desse modo a visão do utilizador.
Reality-Virtuality Continuum (Milgram & Kishino, 1994)
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Contextualização
“Augmented reality has strong potential to provide both powerful
contextual, in situ learning experiences and serendipitous exploration
and discovery of the connected nature of information in the real world.”
NMC Horizon Report – Higher Education Edition (Johnson et al., 2011:22)
2010
Mid-term (2-3 years)
2011 2016
Mid-term (2-3 years)
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Contextualização
Simulador virtual de tomada de decisão clínica e-FER
• Feridas crónicas – situação patológica com elevada incidência e
prevalência mundial, que representa uma elevada carga económica
para os doentes, familiares, instituições de saúde, sistemas de saúde
e sociedade em geral (Gaspar, 2010).
• Costa (2010) comprovou a efetividade do e-FER na progressão das
competências dos estudantes em todos os parâmetros de avaliação,
à exceção da profundidade da ferida.
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Questão de investigação
De que forma a implementação da Realidade Aumentada
pode potenciar a aprendizagem dos estudantes através de
um simulador de tomada de decisão (plataforma e-FER)?
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Objetivos da investigação
Verificar se a introdução da Realidade Aumentada:
– Potencia melhores resultados no diagnóstico e tratamento
de feridas crónicas no simulador e-FER
– Aumenta a motivação dos estudantes
– Aumenta a usabilidade do e-FER percecionada pelos
estudantes
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
2. Enquadramento
Realidade Aumentada em Educação
• Definições
– Ampla e restrita
• Evolução das tecnologias RA
– HMD, tablets, smartphones, óculos RA
• Características dos ambientes de aprendizagem com RA
– Aprendizagem situada, imersividade
• Limitações dos sistemas de RA educacionais
– Rigidez dos sistemas, sobrecarga cognitiva, perca de sentido
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Realidade Aumentada na Educação Médica
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Botden, de Hingh & Jakimowicz (2009) Ungi et al. (2012) Abhari et al. (2015) Albrecht et al. (2013)
3. Metodologia
Método
Estudo Quantitativo
• Quase experimental (pré/pós-teste)
Participantes
• 54 estudantes de enfermagem
Recolha de dados
• Respostas a questionários de
motivação e usabilidade
• Ficheiro .csv extraído do e-FER
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Escala de Motivação
• Construção de um instrumento original com 13 questões
(α de Cronbach = 0,886)
• Análise fatorial: 2 fatores (Σ = 56,03 %; p < 0,01)
– Motivação orientada ao conteúdo
– Motivação orientada ao processo
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Escala de Usabilidade
• Adaptação de um instrumento existente com 24 questões
(α de Cronbach = 0,911)
• Análise fatorial: 4 fatores (Σ = 57,43%; p < 0,01)
– Satisfação e eficácia
– Atitude
– Ergonomia
– Eficiência
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Plataforma e-FER
Parâmetros de Diagnóstico
• Profundidade
• Contornos
• Tipo de tecido necrótico
• Quantidade de tecido necrótico
• Cor da pele circundante
• Tecido de granulação
• Epitelização
• Tipo de ferida
• Infeção
Ferida
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Plataforma e-FER
Parâmetros de Tratamento
• Soluto de limpeza
• Desbridantes
• Absorsores com ação desbridante
• Poliuretanos
• Hidrocolóides
• Películas
• Apósitos com carvão ativado
• Material impregnado
• Promotores da cicatrização
• Material de penso complementar
• Procedimento complementar
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Realidade Aumentada
Desenvolvimento da componente RA
1. Recolha fotográfica das feridas
2. Criação do objeto 3D
3. Exportação do objeto
4. Importação para app de RA
5. Visualização do objeto com RA
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
4. Resultados
Resultados dos Questionários
Motivação e Usabilidade
• Índices elevados em ambos os grupos e momentos de
avaliação (pre e pós teste).
• Sem diferenças estatisticamente significativas.
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Resultados no Diagnóstico
Teste Mann
Whitney U
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Resultados no Diagnóstico
Teste
Wilcoxon
Grupo
Experimental
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Resultados no Tratamento
Teste Mann
Whitney U
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
5. Conclusões
Motivação e Usabilidade
Motivação
• Após a introdução da RA continuaram a observar-se elevados índices
de motivação (orientada ao processo e conteúdo) entre os estudantes.
Usabilidade
• A introdução da RA não perturbou parâmetros como a Satisfação e
eficácia, Atitude, Ergonomia e Eficiência, não obstante a necessidade
de manuseamento de um equipamento adicional.
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Desempenho no diagnóstico e tratamento
Fase de diagnóstico
• O grupo experimental (que utilizou a Realidade Aumentada)
realizou um melhor diagnóstico da ferida crónica, com diferenças
estatisticamente muito significativas (p<0,001).
Fase de tratamento
• Na fase de tratamento não se verificaram diferenças
estatisticamente significativas.
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Limitações do estudo
• Amostra por conveniência, não aleatória
• e-FER tradicional 2D versus RA 3D
Aplicação RA
• ViewAR (business solution)
• Alternativa: Augment (free education subscription)
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Perspetivas futuras
• Desenvolvimento de um
sistema único (m-FERA)
• Utilização de óculos de
Realidade Aumentada
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
“HoloLens" by isrya is licensed under CC BY NC 2.0
Perspetivas futuras (a nível profissional)
• The AR&VR edu-ccelerator project aims to generate ideas, support
the development, implementation and evaluation of AR&VR learning
experiences in TU Delft’s education.
1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
Obrigado.
@nelsonrjorge
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Realidade Aumentada num simulador virtual de tomada de decisão clínica

  • 1. Realidade Aumentada num simulador virtual de tomada de decisão clínica Nelson Ribeiro Jorge Doutoramento em Educação na especialidade de Educação a Distância e Elearning [EDeL] Tese de doutoramento orientada pela Prof. Doutora Lina Morgado e co-orientada pelo Prof. Doutor Pedro Gaspar 9 de novembro 2016
  • 2. Agenda 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 5. Contextualização Realidade Aumentada (RA) Tecnologia que permite a introdução de conteúdos digitais em ambientes reais, enriquecendo desse modo a visão do utilizador. Reality-Virtuality Continuum (Milgram & Kishino, 1994) 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 6. Contextualização “Augmented reality has strong potential to provide both powerful contextual, in situ learning experiences and serendipitous exploration and discovery of the connected nature of information in the real world.” NMC Horizon Report – Higher Education Edition (Johnson et al., 2011:22) 2010 Mid-term (2-3 years) 2011 2016 Mid-term (2-3 years) 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 7. Contextualização Simulador virtual de tomada de decisão clínica e-FER • Feridas crónicas – situação patológica com elevada incidência e prevalência mundial, que representa uma elevada carga económica para os doentes, familiares, instituições de saúde, sistemas de saúde e sociedade em geral (Gaspar, 2010). • Costa (2010) comprovou a efetividade do e-FER na progressão das competências dos estudantes em todos os parâmetros de avaliação, à exceção da profundidade da ferida. 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 8. Questão de investigação De que forma a implementação da Realidade Aumentada pode potenciar a aprendizagem dos estudantes através de um simulador de tomada de decisão (plataforma e-FER)? 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 9. Objetivos da investigação Verificar se a introdução da Realidade Aumentada: – Potencia melhores resultados no diagnóstico e tratamento de feridas crónicas no simulador e-FER – Aumenta a motivação dos estudantes – Aumenta a usabilidade do e-FER percecionada pelos estudantes 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 11. Realidade Aumentada em Educação • Definições – Ampla e restrita • Evolução das tecnologias RA – HMD, tablets, smartphones, óculos RA • Características dos ambientes de aprendizagem com RA – Aprendizagem situada, imersividade • Limitações dos sistemas de RA educacionais – Rigidez dos sistemas, sobrecarga cognitiva, perca de sentido 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 12. Realidade Aumentada na Educação Médica 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões Botden, de Hingh & Jakimowicz (2009) Ungi et al. (2012) Abhari et al. (2015) Albrecht et al. (2013)
  • 14. Método Estudo Quantitativo • Quase experimental (pré/pós-teste) Participantes • 54 estudantes de enfermagem Recolha de dados • Respostas a questionários de motivação e usabilidade • Ficheiro .csv extraído do e-FER 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 15. Escala de Motivação • Construção de um instrumento original com 13 questões (α de Cronbach = 0,886) • Análise fatorial: 2 fatores (Σ = 56,03 %; p < 0,01) – Motivação orientada ao conteúdo – Motivação orientada ao processo 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 16. Escala de Usabilidade • Adaptação de um instrumento existente com 24 questões (α de Cronbach = 0,911) • Análise fatorial: 4 fatores (Σ = 57,43%; p < 0,01) – Satisfação e eficácia – Atitude – Ergonomia – Eficiência 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 17. Plataforma e-FER Parâmetros de Diagnóstico • Profundidade • Contornos • Tipo de tecido necrótico • Quantidade de tecido necrótico • Cor da pele circundante • Tecido de granulação • Epitelização • Tipo de ferida • Infeção Ferida 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 18. Plataforma e-FER Parâmetros de Tratamento • Soluto de limpeza • Desbridantes • Absorsores com ação desbridante • Poliuretanos • Hidrocolóides • Películas • Apósitos com carvão ativado • Material impregnado • Promotores da cicatrização • Material de penso complementar • Procedimento complementar 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 19. Realidade Aumentada Desenvolvimento da componente RA 1. Recolha fotográfica das feridas 2. Criação do objeto 3D 3. Exportação do objeto 4. Importação para app de RA 5. Visualização do objeto com RA 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 21. Resultados dos Questionários Motivação e Usabilidade • Índices elevados em ambos os grupos e momentos de avaliação (pre e pós teste). • Sem diferenças estatisticamente significativas. 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 22. Resultados no Diagnóstico Teste Mann Whitney U 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 23. Resultados no Diagnóstico Teste Wilcoxon Grupo Experimental 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 24. Resultados no Tratamento Teste Mann Whitney U 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 26. Motivação e Usabilidade Motivação • Após a introdução da RA continuaram a observar-se elevados índices de motivação (orientada ao processo e conteúdo) entre os estudantes. Usabilidade • A introdução da RA não perturbou parâmetros como a Satisfação e eficácia, Atitude, Ergonomia e Eficiência, não obstante a necessidade de manuseamento de um equipamento adicional. 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 27. Desempenho no diagnóstico e tratamento Fase de diagnóstico • O grupo experimental (que utilizou a Realidade Aumentada) realizou um melhor diagnóstico da ferida crónica, com diferenças estatisticamente muito significativas (p<0,001). Fase de tratamento • Na fase de tratamento não se verificaram diferenças estatisticamente significativas. 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 28. Limitações do estudo • Amostra por conveniência, não aleatória • e-FER tradicional 2D versus RA 3D Aplicação RA • ViewAR (business solution) • Alternativa: Augment (free education subscription) 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 29. Perspetivas futuras • Desenvolvimento de um sistema único (m-FERA) • Utilização de óculos de Realidade Aumentada 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões “HoloLens" by isrya is licensed under CC BY NC 2.0
  • 30. Perspetivas futuras (a nível profissional) • The AR&VR edu-ccelerator project aims to generate ideas, support the development, implementation and evaluation of AR&VR learning experiences in TU Delft’s education. 1. Introdução 2. Enquadramento 3. Metodologia 4. Resultados 5. Conclusões
  • 31. Obrigado. @nelsonrjorge Unless otherwise noted, content on this presentation is licensed under CC-BY-NC-SA 4.0

Notas do Editor

  1. Esta é talvez a forma mais simples de exemplificar o que é a RA atualmente. Nesta imagem vemos o mundo real com pokemons. No presente estudo vemos feridas.
  2. Definição simples. Importa distinguir a RA da RV. Observando o continuum da realidade-virtualidade de Milgram e Kishino, vemos de um lado a realidade e no extremos oposto a a realidade virtual. A RA é considerada uma realidade mista, mais próxima da realidade do que da virtualidade.
  3. Tecnologia emergente identificada pelo New Media Consortium, que tem o potencial de proporcionar contextos de aprendizagem situados, de descoberta, de ligar informação ao mundo real. Simple RA em 2010 A RA ainda não está presente nos contextos educativos de forma consistente. Tem grande margem de progressão a nível educativo, com muito por explorar.
  4. A RA pode ser aplicada em diversos contextos educativos e existem já vários estudos de sucesso. No caso do presente estudo adicionamos uma componente RA a um simulador virtual de tomada de decisão clínica, na área das feridas crónicas.
  5. Tendo em conta a contextualização apresentada nos slides anteriores, este estudo investiga de que forma ...
  6. Para responder à questão
  7. No enquadramento teórico partiu-se do geral para o particular. Definições, algumas mais amplas e outras mais restritas, centradas na tecnologia. De equipamentos pesados, os chamados Head Mounted Displays que são capacetes, aos dispositivos móveis (smartphone, tablet) e aos mais recentes dispositivos como o Google Glass, Meta, Microsoft Hololens, este último a ganhar muita popularidade, entre outros.
  8. Revisão da literatura, 43 publicações relevantes de um total de 163. A maioria dos estudos são experimentais, com grupos de controlo e experimental De aplicações mais complexas, como por exemplo a Laparoscopia e Punção Cirúrgica com feedback háptico, a utilizações mais simples de vizualização de modelos tridimensionais e planeamento de intervenções cirúrgicas De um modo geral a RA tem impacto positivo, principalmente em participantes sem experiência
  9. Realizou-se um estudo quantitativo, quase experimental do tipo pré teste pós teste, com 54 estudantes de 1º ano da licenciatura em enfermagem do Politécnico de Leiria, sem experiência na área das feridas crónicas A recolha de dados consistiu nas respostas a questionários de motivação e usabilidade e aos dados extraídos da plataforma e-FER, nomeadamente os acertos dos alunos e o número de casos resolvidos A experiência teve uma duração total de 4 semanas. No início todos os estudantes resolveram os casos utilizando o e-FER tradicional. Após 2 semanas recolheram-se os dados do 1º momento de avaliação. Nas 2 semanas seguintes os estudantes foram divididos em grupo experimental e grupo de controlo. O grupo de controlo continuou a resolver os casos no e-FER tradicional, enquanto o grupo experimental usou a RA para visualizar a ferida.
  10. Construíu-se um questionário original com 13 questões do tipo Likert, pois não encontrámos nenhuma escala de motivação com a especificidade pretendida. A escala apresentou uma elevada consistencia interna. (O alfa de cronbach revelou uma boa fidelidade da escala.) A análise fatorial resultou em 2 fatores que explicam 56,03% da variância total, que identificámos como motivação orientada ao conteúdo e ao processo
  11. Adaptou-se um intrumento ao qual adicionamos 2 questoes com pertinencia teorica para o estudo, relacionadas com a observação da ferida.
  12. 1º momento explica a homogeneidade dos grupos
  13. No enquadramento constatámos que a RA tenha influenciado de forma positiva a motivação dos participantes. Neste caso também, mas sem diferenças estatisticamente significativas pois a motivação dos estudantes já era bastante elevado no 1º momento
  14. RA na educação médica, verificámos que existem vários estudos que comprovam a sua efetividade no desenvolvimento de competências, mais acentuada em participantes sem experiência, o que se revelou também no nosso estudo, onde o grupo experimental...
  15. Amostra por conveniência, isto é, não aleatória, o que limita a generalização dos resultados
  16. Curto prazo – médio prazo "Today many nursing programs hire and train actors to simulate scenarios nurses will face in the real world — a process that is hard to standardize and even harder to replicate. [...] To develop the content for this pilot, Pearson will use Microsoft’s holographic video capture capability, filming actors to simulate patients with various health concerns and then transferring that video into holograms for the student nurses to experience in a clinical setting. When student nurses participate in the simulations using HoloLens, they will have a real world experience diagnosing patients, building the confidence and competence that they will need in their careers." World’s largest textbook company announce pilot of HoloLens coursework, Oct 26, 2016 https://mspoweruser.com/worlds-largest-textbook-company-announce-pilot-hololens-coursework/
  17. Programa de formação para professores que pretende dotar os participantes de competências para a criação de experiências de aprendizagem com RA e RV, utilizando aplicações user-friendly e tecnologia acessível (smartphone, tablet, VR cardboard)