O virtuální mikroskopii

Virtuální mikroskopie ve výuce histologie na LF UP v Olomouci

S histologií, coby naukou o mikroskopické stavbě lidského těla, je od počátku jejího rozvoje spojeno zkoumání tkání a orgánů v mikroskopu.

Jaká byla historie?

Celá řada významných morfologů, i držitelů Nobelovy ceny, uskutečnila v minulosti množství objevů na poli mikroskopického poznání stavby lidských tkání za pomoci světelného mikroskopu. Bylo též vytvořeno množství speciálních metodických postupů sloužících k odhalování tajemství různých mikroskopických struktur tkání.

V histologii je naším cílem naučit studenty lékařské fakulty poznat dobře nejdříve normální, chorobně nezměněnou tkáň, aby pak mohli odlišit změny ve tkáni chorobně změněné.

Donedávna prohlíželi studenti na podložním skle připevněné histologické preparáty v klasických světelných mikroskopech na praktických cvičeních, kde si k lepšímu zapamatování sledovaných struktur zakreslovali vlastní schémata do sešitů. Výsledkem bylo mnohdy velmi abstraktní a realitě vzdálené výtvarné pojetí prohlíženého vzorku. To jim sloužilo k opakování a přípravě ke zkoušce. Tato po několik generací používaná metoda však s sebou nesla řadu úskalí.

Získávání a uchovávání kvalitních preparátů patologicky nezměněné tkáně se stává čím dál obtížnější a přitom je naším cílem, aby každý student měl k dispozici sadu preparátů v co možná nejvyšší kvalitě. Navíc tento způsob činil studenty závislými na studiu pouze v praktikárně ústavu, kde byly preparáty i mikroskopy v hodinách v ýuky k dispozici.

Dnešní moderní didaktické prostředky umožňují, pomocí digitalizace obrazů v mikroskopu, vyřešit tento problém a dávají každému studentu možnost prohlížet preparáty ve velmi vysoké kvalitě kdekoliv a kdykoliv.

Jakým způsobem toho lze dosáhnout?

Inovaci praktické výuky histologie realizujeme pomocí projektu „Zavedení praktické výuky histologie a embryologie v e-learningovém prostředí“ podporovaného grantem ESF-OPVK reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0089.

V rámci tohoto projektu jsou tradiční histologické preparáty automaticky skenovány a digitalizovány pomocí zařízení dotSlide (Olympus) a ve speciálním softwaru jsou obrazy všech nasnímaných políček preparátu spojeny do jednoho celku tzv. virtuálního preparátu.

Při praktické výuce jsou pak světelné mikroskopy nahrazeny počítači se softwarem OlyVia (Olympus), jenž studentům předkládá preparáty v digitální formě. Všichni studenti tak mají přístup ke stejným výukovým preparátům velmi vysoké kvality, které samostatně studují na monitorech umístěných na jejich pracovních místech v praktikárně histologie.

Stejně jako v běžném mikroskopu studenti mohou preparátem pohybovat a plynule měnit zvětšení od minimálního, potřebného pro přehled přes celý řez orgánem, až po maximální zvětšení pro pozorování detailů jednotlivých buněk. Pro představu, jakým způsobem studenti preparáty prohlížejí, se jako dobrý příklad nabízí porovnání práce s internetovým systémem Google Earth.

Aby se předešlo pouze pasivní konzumaci velmi hojného studijního materiálu, mají studenti možnost vytvářet si vlastní prezentace s popisky preparátu, tzn., že si kopírují z prohlížených preparátů různé detaily, jež si vzápětí sami podle vysvětlení učitele označí.

Virtuální preparáty jsou podle náplně praktických cvičení systematicky seřazeny v nově vytvořené databázi histologického praktika, ve které jsou umístěny také všechny podpůrné dokumenty praktika. Pro probíraná témata je zpracován Průvodce praktikem histologie s obrazovou a textovou částí, dále Power Pointová prezentace, již učitel používá na začátku praktika k úvodu do daného tématu, obrazy z elektronového mikroskopu a dodatkové materiály, schémata a videa. Všechny tyto zdroje jsou přístupné nejen ve výuce, ale studenti si je mohou stáhnout na jejich USB flešové paměti pro samostatné opakování látky. Obrovskou didaktickou výhodou je možnost synchronizovaného prohlížení stejného preparátu učitelem na projekčním plátně a studenty na monitorech.

Navíc mají studenti možnost přístupu k virtuálním preparátům přes program Olyvia i z počítačů ve studovnách LF (intranet) a v současné době je databáze virtuálních preparátů zpřístupněna také na domácích počítačích cestou veřejného internetu.

Praktické znalosti studentů jsou testovány opět na počítačích v praktiku. Digitální snímky histologie tkání a orgánů spolu s nabídkou pěti možných odpovědí z nich jen jedna je správná (formát MCQ) jsou automaticky promítány na pracovní monitory. Studenti ve vyhrazeném čase vybírají správné odpovědi a na konci testu se ihned dozvídají výsledné hodnocení. Toto průběžné testování je dobrou informací o kvalitě studia histologie pro studenty i učitele.

A jak reagují na tento způsob výuky ti, kterým je určena?

Podle názorů studentů soudíme, že virtuální mikroskopie zatraktivnila studium histologie, studenti velmi kladně hodnotí možnosti, které jim studium virtuálních preparátů poskytuje nejen během vlastní praktické výuky na fakultě ale hlavně i možnost studovat virtuální preparáty a podpůrné dokumenty kdykoliv a kdekoliv se rozhodnou. Průběžné testování je pak dobrým indikátorem úrovně jejich praktických znalostí.

Praktická výuka histologie na LF, UP v Olomouci probíhá ve speciální učebně vybavené počítači, mikroskopy, databází virtuálních preparátů, dataprojekcí a audiosystémem. Učebna má kapacitu pro 30 studentů a praktikum jednu skupinu trvá tři výukové hodiny.