Ambiente de Ensino a Distância Aplicado Para Treinamento em Radiologia e Diagnóstico por Imagens: Estudo de Caso em Lesão Focal de Fígado

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1 Ambiente de Ensino a Distância Aplicado Para Treinamento em Radiologia e Diagnóstico por Imagens: Estudo de Caso em Lesão Focal de Fígado Marília Guimarães Pinheiro 1, Rodrigo Donizete Santana de Pádua 2, Luis Ricardo de Figueiredo 3, Jorge Elias Júnior 4 1, 3, 4 Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP), Universidade de São Paulo (USP), Brasil. 2 Ciências da Computação UNICOC, Ribeirão Preto, Brasil. Resumo - Este trabalho apresenta uma estrutura computacional para apoio ao treinamento e avaliação de médicos residentes em Radiologia e Diagnóstico por Imagens usando ambiente de Ensino à Distância EAD. Foi utilizado o Moodle, que possui licença livre e código aberto com adaptações para a visualização adequada das imagens médicas. A estrutura dos testes criados em EAD foi inspirada no Case of the Day do portal AuntMinnie.com como alternativa para as reuniões de discussão de casos em radiologia promovidas diariamente por um médico instrutor e os residentes do Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto. Os testes sobre imagens de exames reais, previamente diagnosticados e incorporados ao ambiente EAD, permitem que os alunos avaliem sua capacidade de reconhecer e descrever achados e possíveis diagnósticos. O desempenho do aluno é registrado para avaliação. O caso piloto, compreendendo dois tipos de lesão focal de fígado, foi aprovado pelos médicos instrutores. O trabalho contribuirá para o projeto de criação de um ambiente de ensino em radiologia e diagnóstico por imagem da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto FMRP, Universidade de São Paulo USP. Palavras-chave: Ensino à Distância, Diagnóstico Por Imagem, Ensino Apoiado Por Computador. Abstract - This paper presents a computational feature environment to support the training and evaluation of medical resident in radiology and diagnostic images by using E-learning. It used the Moodle, which is free-open source software, with adjustments for viewing medical images. The structure of the tests created was inspired in Case of the Day from the portal AuntMinnie.com as an alternative to the meetings for discussion of cases in radiology promoted daily by a professor and the resident physicians of the Clinics Hospital of Ribeirão Preto, São Paulo State, Brazil. Tests on images of actual examinations, previously diagnosed and incorporated into the e-learning environment, let students assess their ability to make findings and possible diagnoses. The performance of the student is registered for evaluation. The pilot case, including some types of focal lesion of liver, was approved by doctor instructors. The work will contribute to creating an environment of education in radiology and diagnostic imaging by the Faculty of Medicine of Ribeirão Preto FMRP, University of São Paulo. Key Words: E-learning, Computer-Assisted Instruction (CAI), Medical Education. 1. Introdução O ensino de radiologia e diagnóstico por imagem tem por base a análise de imagens de casos reais. O instrutor apresenta ao estudante: (a) a relação entre a anatomia e suas representações correspondentes na imagem, (b) o conhecimento dos elementos semiológicos associados a ela e (c) a rotina para conclusão do laudo. A Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto vêm trabalhando em um ambiente de ensino para radiologia e diagnóstico por imagem cujo principal foco é o treinamento dos médicos residentes. A Figura 1 sintetiza o modelo concebido para este ambiente. As bases para sua composição são: sistemas tutores, bases didáticas de imagens, bases de conhecimento e estrutura de ensino à distância EAD. Este modelo é bastante abrangente e envolve o trabalho de diversas linhas de pesquisa em andamento na instituição, resumidas a seguir para contextualização deste estudo. A Figura 1 apresenta os sistemas tutores para treinamento em diagnóstico por imagem. Eles são específicos para cada região anatômica e doença. O primeiro pilar de apoio aos sistemas tutores é a base de didática de imagens médicas. Ela é composta por exames considerados didáticos, a maior parte deles com diagnóstico

2 confirmado e pode ser alimentada pelo Sistema de Informação Hospitalar ou pelo arquivo pessoal do médico radiologista. A interação com o sistema tutor desta base pode ou não exigir a participação de Content-Based Image Retrieval CBIR. Os sistemas CBIR promovem a recuperação de imagens pela similaridade de seus conteúdos visuais, e não propriamente por alguma forma de indexação externa à imagem. O segundo pilar de sustentação dos sistemas tutores são as estruturas semânticas provenientes de laudos confirmados ou pareceres provenientes de reuniões clínicas, as quais alimentam uma base de conhecimento. O conhecimento consiste no registro da relação imagem versus diagnóstico. Esta base de conhecimento sustentará a condução do sistema tutor. Ela também poderá manter o registro dos desvios cometidos pelos alunos em relação às rotas adequadas que levariam ao diagnóstico correto. Esta possibilidade de realimentação do sistema, e a identificação dos fatores que provocaram tais desvios, refinam a seleção das características da imagem que são identificadoras da patologia em relação àquelas que provocam confusão e falta de precisão no resultado. Além de ser recurso para treinamento e avaliação dos estudantes, este é um importante subsídio para definição de elementos à pesquisa de sistemas de apoio ao diagnóstico. A interface padrão do ambiente de ensino deve ser o mais simples e operacional possível. A opção pelo uso de um ambiente EAD se deve à familiaridade que os envolvidos (alunos e instrutores) possuem com este tipo de sistema e à infra-estrutura que ele oferece para implementação do ambiente de ensino proposto. Este trabalho explora uma das frentes para implementação do ambiente de ensino projetado para a FMRP-USP. Ele avalia a configuração de um sistema de EAD para a criação de Quizzes On line como recurso ao treinamento e avaliação de médicos residentes. Esta proposta foi inspirada no Case of the Day do Portal AuntMinnie.com [1]. O Caso do Dia pode visto como alternativa para as reuniões de discussão de casos em radiologia promovidas diariamente no Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto por um médico instrutor e o corpo de médicos residentes. O piloto desta experiência aborda estudos de caso para treinamento no diagnóstico de lesão focal de fígado. A atratividade adicional desta proposta é a flexibilidade proporcionada pelo ambiente EAD. A rotina dos médicos residentes compreende regime de treinamento em serviço de 60 horas semanais (legislação federal, LEI 6.932/1981 de 07/07/1981). Entretanto, freqüentemente, os médicos instrutores em atividade no hospital escola têm tempo limitado e os estudantes menos oportunidades para discussões de casos do que gostariam [2]. A disponibilidade do ambiente EAD permite acomodação dos horários de treinamento à rotina prática. A Educação a Distância e as Ciências da Saúde

3 A Educação a Distância (EAD) é uma modalidade de ensino antiga, porém recentemente tem adquirido maior força e mais respeito perante a sociedade em geral. As novas tecnologias da informação e comunicação têm contribuído para este sucesso. Os ambientes digitais de aprendizagem, através da combinação de diversas mídias, como textos, sons, imagens e vídeos, agregam recursos que transformam as atividades de ensino e aprendizagem em experiências produtivas. Além disso, esses ambientes oferecem ferramentas de comunicação síncrona e assíncrona, o que garante a interação professoraluno e aluno-aluno. Os novos Ambientes Digitais de Aprendizagem são sistemas computacionais que utilizam de recursos de tecnologia digital e telecomunicações para disponibilização de conteúdo e mediação de atividades de ensino e aprendizagem via Internet. Eles permitem a integração de diversas mídias (textos, imagens, vídeos, hipertextos), linguagens e recursos, além de permitir a interação entre pessoas a qualquer tempo [3]. Há diversos desses ambientes disponíveis para uso, alguns com custo para aquisição, manutenção e suporte, e outros disponíveis para download gratuito na Internet. Alguns dos mais conhecidos com licença livre e código aberto são: Moodle: acrônimo para Modular Object- Oriented Dynamic Learning Environment (Ambiente de Aprendizado Dinâmico Modular Orientado a Objetos). Sob licença de uso livre GNU General Public License GPL foi desenvolvido de forma a atender alguns princípios defendidos por teorias de ensinoaprendizagem como o Construtivismo e o Construcionismo, o que possibilita um processo de ensino-aprendizagem centrado no aluno, como contraponto ao modelo tradicional onde o professor é a fonte única de conhecimento. O professor adquire um papel de influenciador e moderador, enquanto os participantes do curso, ora assumem o papel de alunos, ora de professores [4]. Foi o ambiente testado nesta proposta. TelEduc: desenvolvido pelo Núcleo de Informática Aplicada à Educação (Nied) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), é distribuído sob a licença GPL e foi concebido tendo como foco o aprendizado a partir da resolução de problemas e da comunicação intensa entre os participantes do curso [5]. TIDIA-AE: projeto pertencente ao programa Tecnologia da Informação no Desenvolvimento da Internet Avançada (TIDIA), e sua extensão para Aprendizado Eletrônico (AE). Financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), reúne esforços de pesquisadores de várias instituições de ensino do estado de São Paulo para o desenvolvimento de um ambiente de colaboração e ferramentas de suporte e apoio ao ensino e aprendizagem [6]. Os ambientes digitais de aprendizagem também podem ser utilizados em cursos semi-presenciais e como ferramenta de apoio em atividades de cursos totalmente presenciais [3]. O termo Educação Médica à Distância (EMAD) é usado para especificar a aplicação da EAD na área médica. Há diversas iniciativas nessa área. Christante [7] faz uma análise crítica das contribuições da EMAD na Educação Médica Continuada e considera a importância deste recurso para disseminação dos conhecimentos concentrados em centros de excelência regionais no Brasil. A Universidade Federal de São Paulo mantém o portal UNIFESP Virtual [8], onde são oferecidos cursos, seminários, guias de autoestudo, simulados, e outros recursos para estudantes e profissionais da área da Saúde. Pizzio [9] descreve o WRAD, uma ferramenta para apresentar um banco de imagens radiológicas com patologias definidas aliado a um ambiente de aulas virtuais na Internet voltados a comunidade médicoveterinária. Ângelo e Schiabel [10] desenvolveram uma ferramenta para comparação do laudo do aluno e do especialista utilizando uma base de imagens mamográficas digitalizadas, associada a uma base de dados com os laudos, usada no treinamento de diagnóstico em mamografia via Internet. O AuntMinnie.com [1] foi lançado em novembro de 1999 e oferece a radiologistas notícias, artigos científicos, e-books, fóruns de discussão, comunidades digitais, reportagens e entrevistas em vídeo digital, cursos on line para educação continuada (OnLineCMe) e o Case of the Day. Este último foi escolhido para avaliação detalhada neste trabalho em virtude de sua adequação à proposta do ambiente de ensino projetado para a FMRP-USP. O Case of the Day é um serviço para radiologistas e estudantes testarem seus conhecimentos através da avaliação de casos clínicos na área. Diariamente, o caso de um paciente é apresentado em várias páginas da WEB. As primeiras páginas apresentam imagens médicas do paciente e questões para serem respondidas pelo aluno. Páginas posteriores apresentam informações adicionais como os Achados, Diagnósticos, Diagnóstico Diferencial, Pontos Principais e Referências utilizadas.

4 Nos testes de um Case of the Day é mostrado um conjunto de thumbnails (miniaturas) de imagens médicas (Figura 2). Estas imagens podem ser aumentadas com um clique de mouse sobre o thumbnail, na parte superior da página há um botão que permite navegar entre as imagens. Abaixo das imagens é exibida uma questão de múltipla escolha ou algumas afirmações como opções de verdadeiro ou falso. Um clique sobre a letra correspondente à alternativa desejada aciona um link para aviso se resposta foi correta ou incorreta. Ao final, o aluno pode verificar o seu aproveitamento (Score): o número de questões respondidas, o número de acertos, o número de erros e o percentual de acertos, sendo computadas todas as respostas de todos os casos clínicos estudados desde o início da sessão (login). O score permanece armazenado até o encerramento ou expiração da sessão. Sempre é possível escolher outra opção para a mesma questão, porém apenas a primeira resposta é computada no Score. As demais páginas de apresentação do caso clínico trazem maiores informações textuais e/ou de imagens do caso sem interação com o aluno. Há alguns pontos fracos no Case of the Day [11]. Um deles é a exibição das imagens. No clique de um thumbnails, o navegador abre outra página com a imagem em tamanho maior, abandonando a página de questões. Para retornar ao teste, o aluno deve clicar em um link, o que se torna uma dificuldade caso haja a necessidade de alternar várias vezes entre a visualização das imagens e as questões. Além disso, a operação pode se tornar confusa caso o aluno tenha pouca familiaridade com sistemas informatizados. Esse mesmo inconveniente ocorre na escolha de uma alternativa da questão; há mudança de página para feedback sobre acerto ou erro. O sistema admite várias respostas a uma mesma questão. Embora possa ser considerada uma decisão de projeto e apesar de ser computada no Score apenas a primeira resposta dada, esta estratégia pode levar o aluno a descobrir a resposta correta por tentativa-e-erro, enfraquecendo o treinamento. Além disso, o aluno pode navegar por todas as páginas do caso clínico sem necessariamente responder às questões. Esta medida impede a construção gradativa do conhecimento; além disso, pode ser feita leitura das informações das páginas finais do caso antes de se responder às questões, sem necessariamente se avaliar as imagens. O cálculo do Score do aluno poderia ser aperfeiçoado se houvesse valores de relevância ou níveis de dificuldade para as questões. O percentual de aproveitamento é calculado com base apenas na relação entre o número de acertos e o número de questões respondidas. Finalmente, por se tratar de um sistema de participação aberta não há informações sobre a base de dados das avaliações dos estudantes. Também não há informações sobre administração da base de imagens e dos casos discutidos. O Uso do Moodle no Caso do Dia Como a maioria dos ambientes EAD, as principais facilidades do Moodle são: Tarefas permite registro de tarefas pelo professor, com definição de data de entrega e nota máxima, entregue por upload de qualquer formato arquivo. Chat troca de mensagens textuais entre pessoas de forma síncrona, em tempo real. Enquete criação de pesquisas de opinião. Fórum comunicação de forma assíncrona envolvendo diversos participantes. Questionário os questionários podem ser formados por questões de múltipla escolha, verdadeiro ou falso, associativas e dissertativas. Material Didático admite qualquer formato eletrônico (textos, apresentações, áudio, vídeo, entre outros) armazenados internamente ou links conteúdo externo disponível na web. Avaliação estatísticas para a análise da turma com relatórios on line e feedback dos resultados do aluno comparado ao resultado médio da classe. Laboratório de Avaliação avaliação pelos estudantes dos documentos de seus parceiros. A proposta para o Caso do Dia foca os recursos para Questionários. O Moodle contém alguns parâmetros para configuração dos questionários como: tempo de disponibilidade,

5 número de questões exibidas por página, número de tentativas permitidas, atribuição de mais de uma opção correta, facilidade para uso de uma mesma questão em mais de um questionário e a possibilidade de criação de feedbacks para cada uma das opções de uma questão. A construção dos questionários utiliza editores do tipo What You See Is What You Get (WYSIWYG) internos e o conteúdo editado é transformado em código HTML. Elaboração dos questionários piloto Para avaliação do emprego do Moodle para a criação do Caso do Dia em Radiologia e Diagnóstico por Imagens, foram elaborados dois questionários como estudos de caso sobre lesões focais de fígado: um para Adenoma Hepático e outro para Carcinoma Hepatocelular (CHC). Foram utilizadas imagens de exames de Ressonância Magnética com base no estudo de Semelka [12]. Foram criadas questões de múltipla escolha e verdadeiro/falso, cada uma com pesos diferentes na nota final e com mensagens de feedback para o aluno em cada uma das alternativas. O Moodle é um ambiente de EAD genérico, não possui nenhuma ferramenta específica para a visualização de imagens. Na ferramenta Criar nova pergunta há uma opção Descrição, que permite a combinação do enunciado com elementos textuais, tabelas e imagens através de um editor WYSIWYG. Embora essa opção permita a inserção de imagens, elas serão exibidas com seus tamanhos originais, o que pode dificultar a navegação. Uma solução encontrada foi a criação de thumbnails das imagens, definindo novas dimensões de altura e largura para apresentação. Cada thumbnail é inserido e exibido dentro de uma célula de tabela criada com o auxílio do editor WYSIWYG, Entretanto, normalmente o thumbnail não tem qualidade suficiente análise mais precisa da imagem. Uma solução seria a exibição da imagem em seu tamanho original dentro de janela pop-up acionada por clique no thumbnail correspondente. O Moodle não oferece recurso para isso, foram utilizados comandos JavaScript inseridos no código HTML. A Figura 3 mostra o código para criação dos thumbnails e o código JavaScript inserido manualmente. A função openpopup é implementada pelo Moodle. O uso de pop-up permite que o aluno visualize a imagem e analise as questões e suas alternativas concomitantemente, conforme mostra a Figura 4. O Moodle permite a atribuição de valor de relevância no campo Nota. Este recurso pode ser usado para valorização das questões de acordo com seu nível de dificuldade e implica na ponderação do cálculo do Score. Podem ser cadastradas tantas alternativas quantas desejadas para uma questão e, para cada uma, pode ser definido um feedback diferente. Há opção para grau de acerto de uma alternativa variando entre -100 (cem negativo totalmente incorreto) a 100 (cem totalmente correto). O sistema também permite a definição de feedbacks genéricos para uma alternativa que seja correta, qualquer alternativa que seja incorreta e qualquer alternativa que seja parcialmente correta. O feedback é oferecido por um pequeno texto explicativo. Ao encerrar os testes, o aluno é direcionado à página de revisão do caso onde ele poderá verificar seu aproveitamento.

6 Conclusão As funcionalidades do Moodle, com poucas complementações, são suficientes para superar o Case of the Day no que diz respeito às características funcionais dos questionários. Entretanto a implementação das imagens pop-up não é amigável. Este problema poderia ser contornado com alterações no código do próprio Moodle, já que sua distribuição é livre e seu códigofonte aberto. Numa primeira avaliação dos docentes, o trabalho foi considerado promissor como apoio à criação de um ambiente de ensino da FMRP-USP. Serão realizados testes de uso pelos médicos residentes do hospital escola com vistas a aprimorar os recursos para avaliação dos alunos. Será necessária implementação de: 1) interface amigável aos professores para criação de novos casos e 2) integração com banco didático de imagens do ambiente de ensino projeto (Figura 1). Referências [1]AUNTMINNIE.COM. Frequently Asked Questions: What is an Aunt Minnie? Disponível em: < q&pag=dis&itemid=50609>. Acesso em: 19 Jun [2]Boéchat A L, Sousa E G, Moreira F A, Koch H A, A Proposal for a Medical Residency Program in Radiology and Diagnostic Imaging (2007); Radiol Bras;40(1): [3]ALMEIDA, M. E. B. Educação a Distância na Internet: abordagens e contribuições dos ambientes digitais de aprendizagem. Educação e Pesquisa, São Paulo, v.29, n.2, p , [4]MOODLE.ORG. Sobre o Moodle. Disponível em: < Acesso em: 13 Jun [5]ROCHA, H. V. O. Ambiente TelEduc para Educação a Distância Baseada na Web: princípios, funcionalidades e perspectivas de desenvolvimento. In: MORAES, M. C. Educação a Distância: fundamentos e práticas. Campinas, SP: Unicamp/Nied, p , [6]TIDIA-AE. Sobre o Projeto TIDIA-AE. Disponível: < Acesso em: 13 Jun [7]CHRISTANTE, L.; RAMOS, M. P.; BESSA, R.; SIGULEM, D. O Papel do Ensino a Distância na Educação Médica Continuada: uma análise crítica. Revista da Associação Médica Brasileira, São Paulo, v.49, n.3, [8]UNIFESP. Sobre o portal UNIFESP Virtual. Disponível em < Acesso em: 16 Jun [9]PIZZIO, R.; SILVA, M. M.; BELTRAN, J. E. R. WRAD: uma ferramenta para auxiliar no ensino da radiologia baseada em web. Revista da Faculdade de Zootecnia, Veterinária e Agronomia da PUC-RS, Uruguaiana, v.8, n.1, p , [10]ÂNGELO, M. F.; SCHIABEL, H. Uma Ferramenta para Treinamento na Avaliação de Imagens Mamográficas via Internet. Radiologia Brasileira, São Paulo, v.35, n.3, p , [11]PÁDUA, R. D. S. Utilização de Ambiente Digital de Aprendizagem para Treinamento em Radiologia e Diagnóstico por Imagens Trabalho de Conclusão de Curso Especialização em Tecnologias da Informação e Comunicação, Faculdade Interativa COC, Ribeirão Preto/SP, [12]SEMELKA, R. C.; VOULTSINOS, V.; ALTUN, E.; ELIAS-JÚNIOR J.. MRI of Focal Lesions in Normal and Chronically Diseased Liver. In: HO, V. B. Ho; KRANSDORF, M. J.; REINHOLD, C. (Org.). Body MRI: Categorical Course Syllabus. Leesburg, VA: American Roentgen Ray Society, p.11-38, Contato: Marília Guimarães Pinheiro, FMRP-USP, Av. dos Bandeirantes, 3900, , Ribeirão Preto, SP, Brasil. mariliapinheiro@usp.br.