Desarrollo de un microscopio robotizado de bajo coste para la realización de prácticas histológicas online

1. Obje i os p opues os en la p esen ación del p oyec o La enseñanza i ual en la uni e sidad se ha enido imponiendo poco a poco debido, en e o as cosas a ci cuns ancias excepcionales como las que se han i ido en los úl imos años. Po ello, las clases i uales se han es ado desa ollando en odas las á eas de conocimien o mejo ando, en la mayo pa e de los casos, los mé odos clásicos de enseñanza, u ilizando muchos cu sos, semina ios e incluso asigna u as de g ados en un o ma o online. Es a nue a si uación ha abie o la posibilidad de aumen a nues as capacidades llegando, con ecu sos que ya eníamos pe o que a amen e empleábamos, a más gen e, incluso de o os países y ciudades de odo el mundo. Es o ha esal ado la impo ancia de i ualiza odo ipo de con enidos y ma e iales necesa ios pa a a o ece el in e és y la adquisición de conocimien os y ap i udes po pa e del alumno que, po di e sas azones no pueda man ene su p esencialidad en el aula. Es o, que pa ece ácil concep ualmen e, en muchas á eas de conocimien o no esul a an ácil la implemen ación de un o ma o i ual, como es el caso de las p ác icas de labo a o io, y más conc e amen e en la mic oscopía de ejidos pa a la p ác ica his ológica en, po ejemplo, las p ác icas pe enecien es a las asigna u as P oyec o de Inno ación Con oca o ia 2022/2023 Nº de p oyec o 347 Desa ollo de un mic oscopio obo izado de bajo cos e pa a la ealización de p ác icas his ológicas online Responsable del P oyec o: Bá ba a Rome o Gómez Facul ad de Óp ica y Op ome ía Dp o. Inmunología, O almología y ORL que impa e nues o Dp o. de Inmunología, O almología y O o inola ingología (á ea de ORL) de la Facul ad de Medicina en los G ados de Medicina, Logopedia y Óp ica y Op ome ía. Pa a ello, en el p esen e p oyec o se p opuso la u ilización de un mic oscopio obo izado de bajo cos e, cuyo con ol se eje ce median e un p og ama in o má ico y que pe mi a con ola al alumno el mic oscopio de o ma emo a. Así, el obje i o p incipal del p oyec o ue cons ui y pone a pun o un mic oscopio obo izado que pe mi a la isualización de mues as his ológicas a dis ancia con con ol emo o y po medio de un p og ama in o má ico. - Los obje i os secunda ios ue on: - Mejo a la calidad de las p ác icas de his ología y ci ología que ya se ealizan en a ias asigna u as de nues o Dp o. en los g ados de Logopedia, Óp ica y Op ome ía y Medicina, pa a que el alumno disponga de las p epa aciones en o ma o i ual y pueda obse a las en más de alle y du an e mayo iempo. - Vi ualiza las p ác icas de his ología pa a aquellos alumnos que no puedan asis i a las mismas, pa a que puedan dis u a de ellas de un modo simila a la p ác ica p esencial. - Fomen a la di ulgación cien í ica po medio de es as p ác icas, que al se i uales pod ían llega a muchos o os cen os e incluso a países que no dispongan de es os ecu sos. Así, es o ha ía que la mic oscopía au oma izada sea accesible an o pa a p oyec os con un p esupues o modes o en labo a o ios es ablecidos, como pa a países en desa ollo, pa a pode adop a ecnologías de in es igación cien í ica más a anzadas. 2. Obje i os alcanzados Teniendo en cuen a los obje i os p opues os pa a es e P oyec o de Inno ación Docen e, se han mon ado dos mic oscopios obo izados. Es os mic oscopios lle an en e o as cosas, piezas imp esas con imp esión 3D ab icadas en la Unidad de Ins umen ación de la Facul ad de Psicología, una aspbe y y un obje i o, además de una cáma a y p óximamen e se implemen a á una p ác ica i ual con los alumnos del segundo cua imes e de la asigna u a “Fisiología de los ó ganos de la Audición. Bases de la Audición” del G ado de Logopedia que se impa e en nues o depa amen o pa a es a los en un en o no eal, aunque ya se ha comp obado que uncionan co ec amen e. En conc e o, se es á p epa ando una p ác ica de his ología de la Vía Audi i a en dicha asigna u a que se ealiza á en ab il del p óximo año 2024. Es a p ác ica i ual, complemen a á la p ác ica p esencial que se ealiza odos los años en el aula y se i á al alumno pa a dispone de más ma e ial de es udio pa a la asigna u a y además, pe mi i á ealiza p ác icas de mic oscopía en aquellas ocasiones en las que no haya si io ni p epa ación disponible pa a odos los alumnos. El obje i o p incipal de es os mic oscopios es que se pueda abaja con ellos en emo o, de mane a que el alumno pueda ealiza un ba ido po las p epa aciones colocadas en la pla ina que pueden isualiza se median e un obje i o conec ado a una cáma a. Es a écnica i ual, pe mi e además, que el alumno disponga siemp e de un mic oscopio y que a su ez, mul i ud de alumnos puedan dis u a del mismo mic oscopio de o ma simul ánea, aba a ando cos es y simpli icando las p ác icas adicionales, que equie en de aulas, mic oscopios, múl iples p epa aciones y más pe sonal. Po lo an o, de momen o, el obje i o inicial es implemen a las p ác icas en los g ados en los que iene docencia nues o depa amen o, pe o pos e io men e, el año p óximo, la idea es colabo a con o as uni e sidades que equie an sopo e écnico, o cuyos alumnos ca ezcan de ma e ial pa a pode implemen a p ác icas de his ología simila es a es as y p es a les nues o equipo i ual pa a que puedan ealiza p ác icas de g an calidad docen e y bajo cos e. 3. Me odología empleada en el p oyec o Se cons uye on dos mic oscopios obo izados median e imp esión de sus piezas en una imp eso a 3D (Figu a 1, 2 y 3) diseñados de mane a que p esen en un mo imien o 3D p eciso pa a el en oque y la localización de la mues a, p opo cionando un posicionamien o de 3 ejes. El mo imien o del mic oscopio se consigue g acias a un so wa e in o má ico que, accionado desde un o denado , ac i a un pa de mo o es conec ados con la pla ina, capaces de mo e la p epa ación his ológica en odas las di ecciones. De es a o ma se pe mi e que cualquie alumno, si uado en cualquie pa e del mundo, pueda acciona el mic oscopio desde su casa o luga de abajo sin necesidad de desplaza se al luga en el que se encuen a dicho mic oscopio. Además, el desa ollo ob iene el en oque au omá ico, que se consigue con el so wa e del OFM (Open Flexu e Mic oscope) que incluye dos algo i mos de en oque au omá ico basados en imágenes, que son los que se u ilizan pa a en oca au omá icamen e la mues a. El sis ema seleccionado es el de un mic oscopio de al a esolución y comple amen e pe sonalizable en cuan o a la iluminación, óp ica e imagen. El modelo seleccionado no supe a los 500 g amos de peso y su olumen es de 15 cm × 15 cm × 20 cm. Con es a implemen ación de mic oscopía digi al de bajo cos e se pueden ob ene au omá icamen e muchos da os y de mane a más ápida que la mic oscopía adicional, u ilizando el escaneo en mosaico. El so wa e que se u iliza pa a moni o iza el mic oscopio es de código abie o y lo podemos di idi en: - Se ido , que se ejecu a en el p opio mic oscopio - Aplicaciones clien e que se comunican con el mic oscopio a a és de una ed. Es o pe mi e el con ol local del mic oscopio a a és de Raspbe y Pi, así como el con ol emo o a a és de una ed es ánda de P o ocolo de In e ne . El so wa e del se ido se mon a como una imagen de a je a SD pa a un mic oo denado Raspbe y Pi. Como odo so wa e de código abie o. Pa a una ase pos e io , posiblemen e en una segunda con oca o ia, se ealiza ía el escaneo y la i ualización de colecciones de p epa aciones his ológicas de dis in os ejidos pa a ene un banco de imágenes digi ales disponibles pa a oda la uni e sidad. De es a o ma se gene a ía la adecuación a las p ác icas de his ología y ci ología a a ias asigna u as de G ados de ciencias de la salud como Logopedia, Óp ica, Medicina, e c. así como en Más e es como el Mas e de Neu ociencias, In es igación en Logopedia, Audiología, e c. 4. Recu sos humanos - Responsable BARBARA ROMERO GOMEZ, Doc o en CC. Biomédicas, P o eso a Asociada de la Facul ad de Óp ica y Op ome ía del Dp o. de Inmunología, O almología y ORL. e in es igado a del G upo de In es igación UCM “Labo a o io de Neu obiología de la Audición” nº 910915. - Miemb o FRANCISCO JAVIER CARRICONDO OREJANA PDI Complu ense. Doc o en CC. Biológicas, P o eso Con a ado Doc o de la Facul ad de Medicina y del Dp o. de Inmunología, O almología y ORL. e in es igado del G upo de In es igación UCM “Labo a o io de Neu obiología de la Audición” nº 910915. - Miemb o IGNACIO POLO ROLDAN PAS Complu ense. Doc o en CC. Biológicas y Técnico del Dp o. de Inmunología, O almología y ORL. e in es igado del G upo de In es igación UCM “Labo a o io de Neu obiología de la Audición” nº 910915. - Miemb o FERNANDO LUIS RODRIGUEZ GOMEZ PDI Complu ense. P o eso Ti ula de la Facul ad de Psicología del Dp o. de Inmunología, O almología y ORL. Facul a i o Especialis a de ORL del Hospi al Clínico San Ca los e in es igado del G upo de In es igación UCM “Labo a o io de Neu obiología de la Audición” nº 910915. - Miemb o BELEN VALVERDE LOPEZ Es udian e de doc o ado en Psicología UCM. Logopeda de la Clínica Uni e si a ia de Logopedia UCM. 5. Desa ollo de las ac i idades Pa a la esolución de es e p oyec o se han ealizado 5 ases en la cons ucción de es os mic oscopios: - FASE I: - Comp a y adquisición de odos los elemen os necesa ios pa a la ab icación de los dos mic oscopios, incluyendo la comp a de las cáma as, obje i os, aspbe y, a je as de memo ia, e c. además de con ac a con el Equipo de Ins umen ación de la Facul ad de Psicología de la Uni e sidad Complu ense de Mad id pa a pone en ma cha la colabo ación con ellos. Todo es o se ealizó g acias al p o eso de la Facul ad de Medicina, F ancisco Ca icondo y la p o eso a de Óp ica, Bá ba a Rome o en colabo ación con el D . Ignacio Polo, écnico de labo a o io del Dp o. de Inmunología, O almología y ORL de la Uni e sidad Complu ense de Mad id. - FASE II: - Imp esión en 3D de las piezas necesa ias pa a los dos mic oscopios a ca go del P o eso de Psicología, Fe nando Rod íguez y la es udian e de Doc o ado y G aduada en Logopedia, Belén Val e de pa a la pa e mecánica. Se abajó en coo dinación con el Equipo de Ins umen ación de la Facul ad de Psicología de la UCM. - Mon aje de la pa e óp ica y la pa e elec ónica po el p o eso F ancisco Ca icondo y la p o eso a Bá ba a Rome o en colabo ación con el D . Ignacio Polo, écnico de labo a o io del Dp o. de Inmunología, O almología y ORL de la Uni e sidad Complu ense de Mad id. - Pos e io men e se ensambla on las piezas y se mon a on los ci cui os elec ónicos. Pa a ello abaja on en conjun o cada esponsable de su á ea. - FASE III: - Se ealizó el ensamblaje de los di e en es módulos y mo o es a ca go de Ignacio Polo y Bá ba a Rome o, así como de la ins alación del so wa e necesa io. Así se mon a on los dis in os módulos que componen cada mic oscopio comple o y se e isa on y es a on pa a comp oba que uncionaban co ec amen e. - FASE IV: Pues a a pun o de una p ác ica i ual pa a e alua el equipo y el endimien o óp imo con los alumnos de p ime o de G ado de Logopedia. La p ac ica end á luga en ab il de 2024, en la asigna u a del segundo cua imes e de “Fisiología de los ó ganos de la Audición. Bases de la Audición”. En es a asigna u a, los alumnos ealizan p ác icas p esenciales de his ología de la cóclea y la ía audi i a con mic oscopios, de mane a p esencial en el aula. Con es os mic oscopios, se es á implemen ando ya una p ác ica i ual con p epa aciones de la ía audi i a, en la que el alumno pod á con ola de o ma emo a el mic oscopio y alo a sus ca ac e ís icas. - FASE V: - Pa a la úl ima pa e del p oyec o se es á desa ollando una encues a de sa is acción pa a que los alumnos alo en la calidad, el endimien o, e c, del misc oscopio y la p ác ica de his ología. Con es a encues a, se pod á alo a la posibilidad de cambia cie as ca ac e ís icas del mic oscopio o de las u u as p ác icas a ealiza en es a y en las demás asigna u as de nues o depa amen o. Pa a una ase pos e io , en la p óxima con oca o ia, se ealiza ía el escaneo y la i ualización de colecciones de p epa aciones his ológicas de dis in os ejidos pa a ene un banco de imágenes digi ales disponibles pa a oda la uni e sidad. De es a o ma se gene a ía la adecuación a las p ác icas de his ología y ci ología a a ias asigna u as de G ados de ciencias de la salud como Logopedia, Óp ica, Medicina, e c. así como en Más e es como el Mas e de Neu ociencias, In es igación en Logopedia, Audiología, e c. 6. Anexos Figu a 1. Imágenes de las piezas del mic oscopio imp esas en 3D Figu a 2. Imágenes del mic oscopio mon ado Figu a 3. Imagen del mic oscopio mon ado. Pa es p incipales Mo o es Paso a Paso de mo imien o de la pla ina Bombilla de iluminación Pue o USB de conexión de la Raspbe y Obje i o ijo Pla ina pa a coloca la p epa ación