Investigation of the Effect of Virtual Microscopy on Pathology Education in a Medical Faculty

Abstract

Aim: Virtual microscopy technology has been widely used in histopathological diagnosis and pathology education, replacing the traditional light microscope, which is considered an important visual tool in pathology education. Slides scanned and stored online for use in virtual microscopy were first described in 1985 and have experienced significant developments since 2000. In this study. The aim of this study was to determine how virtual microscopy affected medical school students' pathology education. Methods: The study included the 3rd year students of Izmir Democracy University Faculty of Medicine. The study was conducted prior to the end-of-year pathology practice exam. As a result of the scanning performed by company received support, 102 slides were selected from the training archive and virtualized. Among them, forty slides representing lesions and organs from ten different systems, were chosen. The students were divided into two groups (group 1 and 2.) and the selected slides were used as educational material. Each student was given the opportunity to study both 20 virtual and 20 microscope slides. The students in the first group (G1) examined 20 slides (M1) of the ten systems with the light microscope and the other 20 slides on the virtual microscope (S1). On the other hand, the students in the second group (G2) examined with a light microscope (M2) the slides which shown to the first group in the virtual microscope (V1); and they examined with the virtual microscope (V2) the slides which shown to the first group in the light microscope (M1). This training course was completed in approximately eight hours. For the end-of-year pathology practice exam held the next day, the students were randomly divided into 4 groups and each group was asked questions about 10 slides from 10 different systems. These questions were about the descriptive characteristics of the organs and lesions that are examined. All slides were shown to the examinees one day later. Results: Eighty-nine students in total [n:52 (58.4%) men, n:37 (41.6%) women] took part in the survey. The study found no significant difference in overall exam scores between students using traditional light microscopy and those using virtual microscopy, with average scores being 17.2±7 on a scale of 5 to 40 points. Students who examined slides using light microscopy had an average score of 8.7±4.6, while those who used virtual microscopy had an average score of 8.6±4.1. It was found that the success rates were similar regardless of whether the students used traditional microscopy or virtual reality. Yet when the results were grouped by gender, female students had higher overall (p=0.05) and light microscopy scores (p=0.001). When the groups were investigated separately, the exam scores attained were comparable in terms of from the exam content related to major system disorders did not differ between the groups. based on learning method without any statistical significance between groups. However, while group 1 students who participated in studying with light microscopy training before the exam had higher exam scores in the exam content related to bone and soft tissue pathology compared to group 2 students studying with virtual microscopy (in bone and soft tissue pathology had a mean score of 3±1.5 vs 1.2±1.7) points, virtual learners had a mean score of 1.2±1.7 points, with a statistically significant intergroup difference according to the Mann- Whitney U test (p=0.027). Conclusions: Virtual microscopy is a crucial component of medical students' pathology training in undergraduate medical education in terms of providing opportunities for medical students to see the rare cases and standardization of the training in different institutions. Particularly in undergraduate education, it is crucial for the understanding of rare cases and standardization of the pathology education. But as our study's findings on the pathology of bone and soft tissues showed, conventional light microscopy is still essential for understanding the pathology of some systems. Moreover, one's gender may affect student's capacity for virtual learning. Understanding the distinction between genders in terms of learning capacity may aid in providing students a better education.

Keywords

• Medical Education
• Pathology Education
• Virtual Microscopy
• Light Microscopy
• Learning Methods

Sanal Mikroskopi Kullanımının Tıp Fakültesi Patoloji Eğitimi Üzerindeki Etkisinin Araştırılması

Abstract

Amaç: Sanal mikroskopi teknolojisi, patoloji eğitiminde önemli bir görsel araç olarak kabul edilen geleneksel mikroskopun yerini alarak histopatolojik tanı ve patoloji eğitiminde sıkça kullanılmaya başlanmıştır. Sanal mikroskopide kullanılmak üzere taranan ve çevrimiçi olarak depolanan slaytlar, 1985 yılında ilk kez tanımlandı ve 2000 yılından itibaren önemli gelişmeler yaşadı. Bu çalışmada sanal mikroskobun tıp fakültesi öğrencilerinin patoloji öğretimini nasıl etkilediği belirlenmeye çalışılmıştır. Yöntem: Çalışmaya İzmir Demokrasi Üniversitesi Tıp Fakültesi 3. sınıf öğrencileri, dahil edilmiştir. Araştırma yıl sonu sınavı öncesi uygulanmıştır. Eğitim arşivinden 102 slayt seçilerek destek alınan firma tarafından tarama yapılmış ve preparatlar sanallaştırılmıştır. Bu slaytlar içerisinden on farklı organa ait lezyonları ve organları temsil eden kırk slayt seçilmiştir. Öğrenciler iki gruba ayrılmış (Grup 1 ve 2) ve seçilen slaytlar eğitim materyali olarak kullanılmıştır. Birinci gruptaki öğrenciler (G1) on sistemin 20 lamını (M1) ışık mikroskobu ile diğer 20 lamı ise sanal mikroskopta (S1) incelemişlerdir. İkinci gruptaki öğrenciler (G2) ise birinci gruba sanal mikroskopta (V1) gösterilen lamları ışık mikroskobunda (M2); birinci gruba ışık mikroskobunda (M1) gösterilen lamları ise sanal mikroskopta (V2) incelemişlerdir. Bu eğitim kursu yaklaşık sekiz saatte tamamlanmıştır. Ertesi gün yapılan yıl sonu sınavı için öğrenciler rastgele 4 gruba ayrılmış ve her gruba 10 farklı sistemden 10 slaytla ilgili sorular sorulmuştur. Bu sorular incelenen organ ve lezyonların tanıtıcı özellikleri ile ilgilidir. Sınava giren öğrencilere bir gün sonra tüm slaytlar gösterilmiştir. Bulgular: Çalışmaya toplam 89 öğrenci [n:52 (%58.4) erkek, n:37 (%41.6) kadın] katılmıştır. Sınav grupları arasında sınav puanları açısından anlamlı fark bulunmamıştır (Ki-kare p=0,158). Tüm öğrencilerin puan ortalaması 17,2±7’dır (minumum:5 maksimum:40). Işık mikroskobu yaklaşımı kullanılarak incelenen slaytlardan öğrenciler ortalama 8,7±4,6 puan, sanal mikroskopi kullanılarak incelenen slaytlardan 8,6±4,1 almışlardır. Öğrencilerin ister mikroskopla ister sanal gerçeklikle gözlemlemiş olsunlar başarı durumlarının benzer olduğu görülmüştür. Ancak sonuçlar cinsiyete göre değerlendirildiğinde, kadın öğrencilerin genel puanları (p=0,05) ve ışık mikroskobu puanları (p=0,001) anlamlı olarak daha yüksek bulunmuştur. Gruplara ve sorulara ayrı ayrı bakıldığında öğrenme yöntemine göre majör sistem bozukluklarında sınav ve soru bazında puanları benzer bulunmuş ve istatistiksel olarak anlamlı bulunmamıştır. Ancak kemik ve yumuşak doku patolojisinde ışık mikroskobu öğretimine katılan öğrencilerinin ortalama puanı 3±1,5 iken, sanal öğrenenlerin ortalama puanı 1,2±1,7’dir ve bu fark Mann Whitney U'ya göre istatistiksel olarak anlamlıdır (p=0.027). Sonuç: Sanal mikroskopi, tıp öğrencilerinin patoloji eğitiminin çok önemli bir bileşenidir. Özellikle lisans eğitiminde nadir vakaların anlaşılması ve eğitim standardizasyonun sağlanması açısından önemlidir. Ancak çalışmamızın kemik ve yumuşak doku patolojisine ilişkin bulgularının gösterdiği gibi, bazı sistemlerin patolojisini anlamak için geleneksel ışık mikroskobu hala gereklidir. Ayrıca cinsiyet, kişinin sanal öğrenme kapasitesini etkilemektedir. Aradaki farkı anlamak, öğrencilere daha iyi bir eğitim vermede yardımcı olabilir.

Keywords

• Tıp Eğitimi
• Patoloji Eğitimi
• Sanal Mikroskopi
• Işık Mikroskopisi
• Öğrenme Metotları

References

1. 1. Henson DE, Grimley PM. Pathology Education: Moving On. Archives of Pathology Laboratory Medicine 2015;139 (12):1480–148. DOI: 10.5858/arpa.2014-0627-ED.
2. 2. Lundin M, Lundin J, Isola J. Virtual microscopy, Journal of Clinical Pathology 2004; 57(12),1250-1251.
3. 3. Keskin İ, Özbek H, Ulaş N, Tangül M. Geleneksel Mi̇kroskop Eği̇ti̇mi̇nden Di̇ji̇tal Mi̇kroskop Eği̇ti̇mine Geçiş, Tip Eğitimi Dünyasi 2015;42:27-32.
4. 4. Simok AA, Hadie SNH, Manan HA, Yusoff MSB. The Impact of Virtual Microscopy on Medical Students' Intrinsic Motivation. Education in Medicine Journal 2019;1(4):47- 59. DOI:10.21315/eimj2019.11.4.5.
5. 5. Nauhria S, Hangfu L. Virtual microscopy enhances the reliability and validity in histopathology curriculum: Practical guidelines. MedEdPublish 2019. DOI: 10.15694/mep.2019.000028.1
6. 6. Triola MM, Holloway WJ. Enhanced virtual microscopy for collaborative education. BMC Medical Education 2011;11:4. DOI: 10.1186/1472-6920-11-4