Systems and technologies for objective evaluation of technical skills in laparoscopic surgery

Minimally invasive surgery is a highly demanding surgical approach regarding technical requirements for the surgeon, who must be trained in order to perform a safe surgical intervention. Traditional surgical education in minimally invasive surgery is commonly based on subjective criteria to quantify and evaluate surgical abilities, which could be potentially unsafe for the patient. Authors, surgeons and associations are increasingly demanding the development of more objective assessment tools that can accredit surgeons as technically competent. This paper describes the state of the art in objective assessment methods of surgical skills. It gives an overview on assessment systems based on structured checklists and rating scales, surgical simulators, and instrument motion analysis. As a future work, an objective and automatic assessment method of surgical skills should be standardized as a means towards proficiency-based curricula for training in laparoscopic surgery and its certification.

Evaluación para el aprendizaje en la asignatura sistemas operativos en modalidad online: un estudio cualitativo basado en la taxonomía de Bloom

La asignatura Sistemas Operativos presenta dificultades para su aprendizaje, pero poco se conoce acerca de las mismas, ya que no han sido determinadas ni estudiadas por la literatura. Asimismo, los trabajos existentes sobre la enseñanza y aprendizaje de Sistemas Operativos se limitan a proponer distintos enfoques para impartir la asignatura y en general no evalúan el aprendizaje de los estudiantes para comprobar la eficacia del método propuesto ni usan metodologías de investigación rigurosas. Por otra parte, la impartición de la asignatura Sistemas Operativos en modalidad online ha sido escasamente estudiada y podría tener dificultades adicionales a las de la modalidad presencial, ya que el contexto online impone una serie de restricciones tanto para el profesor como para el estudiante. En la presente tesis se ha llevado a cabo una evaluación formativa en la asignatura Sistemas Operativos, perteneciente al Grado de Ingeniería Informática de una universidad online. El objetivo inicial de la evaluación era descubrir las dificultades de los estudiantes para la comprensión de los conceptos de la asignatura. Posteriormente y, dada la buena aceptación de la evaluación por parte de los estudiantes, se ampliaron los objetivos del trabajo para explorar los efectos de la evaluación realizada sobre el aprendizaje. La evaluación formativa diseñada está basada en la taxonomía revisada de Bloom y sus principales objetivos son: (a) promover el aprendizaje significativo y (b) hacer a los estudiantes conscientes de su proceso de aprendizaje. La metodología de investigación utilizada es el estudio de caso cualitativo y la muestra está constituida por 9 estudiantes del total de 13 matriculados en la asignatura. Los datos cualitativos analizados proceden de las pruebas de evaluación formativa llevadas a cabo por los estudiantes durante la impartición de la asignatura. Los conceptos de sistemas operativos que han resultado más difíciles de comprender en el curso online estudiado han sido las interrupciones y los semáforos. Además, alrededor de estos conceptos se han identificado las dificultades específicas y sus posibles causas. Las dificultades descubiertas acerca de los semáforos corroboran las investigaciones existentes en el área de programación concurrente. El resto de las dificultades identificadas no habían sido determinadas por la literatura existente. En cuanto a los efectos de la evaluación formativa sobre el aprendizaje, la evidencia empírica muestra que ésta ha provocado en los estudiantes una reflexión profunda sobre los conceptos de la asignatura y sobre su propio proceso de aprendizaje. El estudio de caso presentado puede ayudar a los profesores del área de ingeniería a crear evaluaciones formativas en cursos online. La tesis, por tanto, realiza aportaciones relevantes en las áreas de enseñanza y aprendizaje de sistemas operativos, evaluación formativa, metodologías cualitativas y educación online. ABSTRACT Operating Systems is a difficult subject to learn; however little is known about said difficulties, as they have not been studied nor determined by the relevant literature. Existing studies on teaching and learning the subject of operating systems are limited to presenting different approaches for teaching the subject and generally do not evaluate students’ learning to verify the effectiveness of the proposed methods, nor do they use rigorous research methodologies. On the other hand, there are very few studies on teaching operating systems online, which may inherently present more difficulties than the in-person format, since an online context imposes a series of restrictions on both professors and students, such as not having face-to-face interaction for communications. This thesis studies a formative assessment of the subject of operating systems, as part of the Degree in Information Technology Engineering for an online university. The initial objective of this assessment was to determine the students’ difficulties in conceptual comprehension for this subject. Once students had accepted the assessment, the study’s objectives were expanded to include an investigation of the effects of the assessment on learning. The designed formative assessment was based on Revised Bloom’s Taxonomy with the following main objectives: (a) to promote meaningful learning and (b) (b) to make students aware of their learning process. The research methodology involves a qualitative case study with a sample consisting of 9 of the total 13 students registered for this course. The qualitative data analyzed comes from the formative assessment tests taken by these students during the course. The most difficult operating systems concepts for students in the online course were interrupts and semaphores. Additionally, the specific difficulties and their possible causes have been identified. The students’ comprehension difficulties with semaphores corroborate the existing research in the area of concurrent programming. The other identified difficulties were not discussed in the existing literature. Regarding the effects of the formative assessment on learning, the empirical evidence shows that it causes students to reflect carefully on the subject’s concepts as well as their own learning process. The presented case study can help professors in the area of engineering to create formative assessments for online courses. This thesis, therefore, makes relevant contributions to the areas of teaching and learning operating systems, formative assessment, qualitative methodologies, and online education.

A novel motion tracking system for evaluation of functional rehabilitation of the upper limbs

Upper limb function impairment is one of the most common sequelae of central nervous system injury, especially in stroke patients and when spinal cord injury produces tetraplegia. Conventional assessment methods cannot provide objective evaluation of patient performance and the tiveness of therapies. The most common assessment tools are based on rating scales, which are inefficient when measuring small changes and can yield subjective bias. In this study, we designed an inertial sensor-based monitoring system composed of five sensors to measure and analyze the complex movements of the upper limbs, which are common in activities of daily living. We developed a kinematic model with nine degrees of freedom to analyze upper limb and head movements in three dimensions. This system was then validated using a commercial optoelectronic system. These findings suggest that an inertial sensor-based motion tracking system can be used in patients who have upper limb impairment through data integration with a virtual reality-based neuroretation system.

Social Indicators in the Sustainable Refurbishment: Calculating Quality of Life Indicator in a Residential Building in Málaga

How can we measure ‘quality of life’? The sustainable refurbishment goes beyond strictly energy aspects. Sustainability indicators are needed to facilitate data collection and to provide information which does not require too time-consuming calculations. Thus, you can offer an idea of the extent and quality of the rehabilitation before starting the project and, also, the obtained results can be evaluated in an agile way after the refurbishment. From a list of social indicators gathered from different methods, sustainability assessment tools and International and European standards, three social indicators are proposed: Users Satisfaction, Participation Agreement and Quality of Life. This paper shows the development of Quality of Life social indicator, the more closely related to the main objectives of Researchand Development Project “Sustainable Refurbishment”: improving energy efficiency and wellbeing of users in existing residential buildings. Finally, this social indicator is applied to a real case study in Málaga (Spain).

Definición e implementación de métricas objetivas para la evaluación funcional del miembro superior: aplicación a población con lesión medular cervical

En personas que padecen una Lesión Medular cervical, la función de los miembros superiores se ve afectada en mayor o menor medida, dependiendo fundamentalmente del nivel de la lesión y de la severidad de la misma. El déficit en la función del miembro superior hace que la autonomía e independencia de las personas se vea reducida en la ejecución de Actividades de la Vida Diaria. En el entorno clínico, la valoración de la función del miembro superior se realiza principalmente con escalas clínicas. Algunas de ellas valoran el nivel de dependencia o independencia en la ejecución de Actividades de la Vida Diaria, como, por ejemplo, el índice de Barthel y la escala FIM (Medida de la Independencia Funcional). Otras escalas, como Jebsen-Taylor Hand Function, miden la función del miembro superior valorando la destreza y la habilidad en la ejecución de determinadas tareas funcionales. Estas escalas son generales, es decir, se pueden aplicar a distintas poblaciones de sujetos y a la presencia de distintas patologías. Sin embargo, existen otras escalas desarrolladas específicamente para valorar una patología concreta, con el objetivo de hacer las evaluaciones funcionales más sensibles a cambios. Un ejemplo es la escala Spinal Cord Independence Measure (SCIM), desarrollada para valorar Lesión Medular. Las escalas clínicas son instrumentos de medida estandarizados, válidos para su uso en el entorno clínico porque se han validado en muestras grandes de pacientes. No obstante, suelen poseer una elevada componente de subjetividad que depende principalmente de la persona que puntúa el test. Otro aspecto a tener en cuenta, es que la sensibilidad de las escalas es alta, fundamentalmente, a cambios groseros en el estado de salud o en la función del miembro superior, de forma que cambios sutiles en el sujeto pueden no ser detectados. Además, en ocasiones, poseen saturaciones en el sistema de puntuación, de forma que mejorías que se puedan producir por encima de un determinado umbral no son detectadas. En definitiva, estas limitaciones hacen que las escalas clínicas no sean suficientes, por sí mismas, para evaluar estrategias motoras del miembro superior durante la ejecución de movimientos funcionales, siendo necesaria la búsqueda de instrumentos de medida que aporten objetividad, complementen las valoraciones y, al mismo tiempo, intenten solventar las limitaciones que poseen las escalas. Los estudios biomecánicos son ejemplos de métodos objetivos, en los que diversas tecnologías se pueden utilizar para recoger información de los sujetos. Una concreción de estos estudios son los estudios cinemáticos. Mediante tecnología optoelectrónica, inercial o electromagnética, estos estudios proporcionan información objetiva acerca del movimiento realizado por los sujetos, durante la ejecución de tareas concretas. Estos sistemas de medida proporcionan grandes cantidades de datos que carecen de una interpretación inmediata. Estos datos necesariamente deben ser tratados y reducidos a un conjunto de variables que, a priori, posean una interpretación más sencilla para ser utilizados en la práctica clínica. Estas han sido las principales motivaciones de esta investigación. El objetivo principal fue proponer un conjunto de índices cinemáticos que, de forma objetiva, valoren la función del miembro superior; y validar los índices propuestos en poblaciones con Lesión Medular, para su uso como instrumentos de valoración en el entorno clínico. Esta tesis se enmarca dentro de un proyecto de investigación: HYPER (Hybrid Neuroprosthetic and Neurorobotic Devices for Functional Compensation and Rehabilitation of Motor Disorders, referencia CSD2009-00067 CONSOLIDER INGENIO 2010). Dentro de este proyecto se lleva a cabo investigación en el desarrollo de modelos, para determinar los requisitos biomecánicos y los patrones de movimiento de los miembros superiores en sujetos sanos y personas con lesión medular. Además, se realiza investigación en la propuesta de nuevos instrumentos de evaluación funcional en el campo de la rehabilitación de los miembros superiores. ABSTRACT In people who have suffered a cervical Spinal Cord Injury, upper limbs function is affected to a greater or lesser extent, depending primarily on the level of the injury and the severity of it. The deficit in the upper limb function reduces the autonomy and independence of persons in the execution of Activities of Daily Living. In the clinical setting, assessment of upper limb function is mainly performed based on clinical scales. Some value the level of dependence or independence in performing activities of daily living, such as the Barthel Index and the FIM scale (Functional Independence Measure). Other scales, such as the Jebsen-Taylor Hand Function, measure upper limb function in terms of the skill and ability to perform specific functional tasks. These scales are general, so can be applied to different populations of subjects and the presence of different pathologies. However, there are other scales developed for a specific injury, in order to make the functional assessments more sensitive to changes. An example is the Spinal Cord Independence Measure (SCIM), developed for people with Spinal Cord Injury. The clinical scales are standardized instruments measure, valid for use in the clinical setting because they have been validated in large patient samples. However, they usually have a high level of subjectivity which mainly depends on the person who scores the test. Another aspect to take into account is the high sensitivity of the scales mainly to gross changes in the health status or upper limb function, so that subtle changes in the subject may not be detected. Moreover, sometimes, have saturations in the scoring system, so that improvements which may occur above a certain threshold are not detected. For these reasons, clinical scales are not enough, by themselves, to assess motor strategies used during movements. So, it’s necessary to find measure instruments that provide objectivity, supplement the assessments and, at the same time, solving the limitations that scales have. Biomechanical studies are examples of objective methods, in which several technologies can be used to collect information from the subjects. One kind of these studies is the kinematic movement analysis. By means of optoelectronics, inertial and electromagnetic technology, these studies provide objective information about the movement performed by the subjects during the execution of specific tasks. These systems provide large quantities of data without easy and intuitive interpretation. These data must necessarily be treated and reduced to a set of variables that, a priori, having a simpler interpretation for their use in the clinical practice. These were the main motivations of this research. The main objective was to propose a set of kinematic indices, or metrics that, objectively, assess the upper limb function and validate the proposed rates in populations with Spinal Cord Injury, for use as assessment tools in the clinical setting. This dissertation is framed within a research project: HYPER (Neurorobotic Devices for Functional Compensation and Rehabilitation of Motor Disorders, grant CSD2009- 00067 CONSOLIDER INGENIO 2010). Within this research project, research is conducted in relation to the biomechanical models development for determining the biomechanical requirements and movement patterns of the upper limb in healthy and people with Spinal Cord Injury. Moreover, research is conducted with respect to the proposed of new functional assessment instruments in the field of upper limb rehabilitation.

La evaluación del aprendizaje de los deportes colectivos en educación física a través del modelo de enseñanza comprensivo

El presente trabajo tiene como objetivo evaluar el aprendizaje de los deportes colectivos en el alumnado de segundo ciclo de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) utilizando una herramienta denominada Game Performance Assessment Instrument (GPAI). Para ello se ha realizado una revisión de dos modelos de enseñanza existentes: el modelo técnico y el modelo comprensivo. Así mismo hemos revisado dos tipos de procesos de evaluación; por un lado la evaluación sumativa, más relacionada con el modelo técnico; por otro lado la evaluación formativa, más próxima al modelo comprensivo. A continuación se ha llevado a cabo una intervención didáctica aplicando el modelo de enseñanza comprensivo (TGfU) y el instrumento mencionado anteriormente (GPAI). Los resultados obtenidos han sido utilizados para proponer un sistema de evaluación basado en el modelo comprensivo con la utilización del GPAI y a través de la coevaluación como forma de asentar el aprendizaje en el alumnado. Se concluye que el modelo de enseñanza comprensivo (TGfU) con el GPAI y una evaluación entre iguales es bastante óptimo para favorecer el proceso de enseñanzaaprendizaje de los deportes colectivos en el alumnado de segundo ciclo de Educación Secundaria Obligatoria (ESO). ABSTRACT The present work has the aim to assess the learning of collective sports in Secondary Education students using a tool called Game Performance Assessment Instrument (GPAI). For that we have used to revision of two teaching models: the technical model and Teaching Games for Understanding (TGfU). At the same time, we have reviewed two kinds of assessment process; on one hand summative assessment which is related to technical model; on the other hand formative assessment nearest to Teaching Games for Understanding (TGfU). Next it has been done a didactic intervention using the Teaching Games for Understanding (TGfU) and that instrument mentioned beforehand. The results obtained have been used to suggest an assessment system based on Teaching Games for Understanding (TGfU) using the GPAI through the peer assessment as a way of teaching.

Soundscape quality analysis by fuzzy logic: A field study in Cordoba, Argentina

This research studies urban soundscapes through the comparative analysis of twelve public open spaces in the city of Córdoba (Argentina), taken as case studies. The work aims to examine selection of indicators and assessment tools intended to characterize soundscape quality. The field study was carried out through surveys and acoustic and psychoacoustic indicators, that are used together to objectively describe the sound quality of urban spaces. The study shows that, while there is a relationship of these indicators with the sound quality of the spaces, this is not linear. Their relative importance or influence depends on the interrelations occurring between the parameters studied. A model analyzing and correlating the parameters with the sound quality, based on the postulates of fuzzy logic, was applied as a tool of analysis, and it was seen to achieve a very close approximation to the subjective or perceptual response of the inhabitants. This close match between the model results and the perceptual response of the users confirms the fuzzy model as an effective tool for the study, not only of soundscapes, but also for those situations in which objective parameters must be related to the perceptual response of users.

A avaliação formativa por meio do feedback escrito no processo de ensino-aprendizagem de alunos de 2.º ciclo em matemática

Relatório final apresentado para a obtenção do grau de mestre em Ensino do 1.º ciclo e do 2.º ciclo do ensino básico

The Health Behavior Change Competency Checklist (HBCCC): Instrument development and psychometric evaluation.

More than half of morbidity and mortality in the United States can be attributed to behavior-related disease, such as tobacco use, physical inactivity, poor diet and alcohol consumption. Given the increased prevalence of behaviorally related medical health concerns, physician competence in the implementation of effective behavior change strategies is quickly becoming an essential skill. However, only recently have primary care residency programs begun to systematically teach and evaluate motivational interviewing skills critical to influencing health behavior, and use of standardized, objective assessment tools to assess skillfulness has been largely absent. This paper reports the development of a checklist, the Health Behavior Change Competency Checklist (HBCCC). The instrument captures the theoretical model of behavior change, motivational interviewing, in a practical and versatile manner. Psychometric evaluation demonstrated moderate efficacy. Namely, results indicated the HBCCC possesses good reliability, as evidenced by high internal consistency, and adequate construct validity. It also displayed considerable utility and practical application. While these results provide several reasons for confidence in the HBCCC, item revision and additional testing are required in order to establish it as a meaningful and valuable instrument.

Conocimiento tecnológico, pedagógico y disciplinario del profesorado: el caso de un Centro Educativo Inteligente

En este estudio se analiza la integración de las TIC en un escenario de aprendizaje específico: un centro público de Alicante catalogado como Centro Educativo Inteligente [CEI], según el programa de pilotaje homónimo de la Comunidad Valenciana. Se pondera detenidamente, mediante una investigación mixta el conocimiento tecnológico, pedagógico y disciplinar de los docentes a partir del Modelo TPACK. Como instrumentos de evaluación se han utilizado encuestas, entrevistas y grupos de discusión. Entre los resultados alcanzados, destaca la constatación de la inseguridad del profesorado al aplicar los conocimientos tecnológico-pedagógicos en sus clases, si bien se trata de un CEI. Se analiza detenidamente la paradoja establecida entre tal percepción del profesorado y la opinión del equipo directivo, que postula lo contrario.

Detección precoz de dificultades en el aprendizaje. Herramienta para la predicción del rendimiento de los estudiantes

Inspirados por las estrategias de detección precoz aplicadas en medicina, proponemos el diseño y construcción de un sistema de predicción que permita detectar los problemas de aprendizaje de los estudiantes de forma temprana. Partimos de un sistema gamificado para el aprendizaje de Lógica Computacional, del que se recolectan masivamente datos de uso y, sobre todo, resultados de aprendizaje de los estudiantes en la resolución de problemas. Todos estos datos se analizan utilizando técnicas de Machine Learning que ofrecen, como resultado, una predicción del rendimiento de cada alumno. La información se presenta semanalmente en forma de un gráfico de progresión, de fácil interpretación pero con información muy valiosa. El sistema resultante tiene un alto grado de automatización, es progresivo, ofrece resultados desde el principio del curso con predicciones cada vez más precisas, utiliza resultados de aprendizaje y no solo datos de uso, permite evaluar y hacer predicciones sobre las competencias y habilidades adquiridas y contribuye a una evaluación realmente formativa. En definitiva, permite a los profesores guiar a los estudiantes en una mejora de su rendimiento desde etapas muy tempranas, pudiendo reconducir a tiempo los posibles fracasos y motivando a los estudiantes.

INSTRUMENTOS PARA LA EVALUACIÓN DE LA ATENCIÓN PRIMARIA DE SALUD ADAPTADOS PARA ARGENTINA

La evaluación de la atención primaria de la salud (APS) es una actividad de investigación que no se puede limitar al contexto académico y científico sino que está íntimamente ligada a la planificación y a la gestión de los recursos de Salud Pública, tanto en el contexto programático de Ministerios y Secretarías de Salud gubernamentales, de obras sociales o de proveedores privados de cobertura médica, como el de equipos locales de profesionales proveedores de servicios de salud. La evaluación de servicios sanitarios recurre habitualmente a datos de estructura, procesos y resultados obtenidos sistemáticamente por procedimientos administrativos de financiamiento y de prestación de servicios. En cambio, el desarrollo de líneas de investigación sobre la base de modelos conceptuales integrales y capaces de obtener datos de otras fuentes, son escasas en nuestro país. Por ejemplo, existe una notable carencia de conocimiento sobre la perspectiva de la población acerca de su salud y de sus experiencias con la atención médica para analizar si los servicios provistos son apropiados o existe una brecha de necesidades no cubiertas. El grupo de investigación que realiza esta propuesta adaptó un conjunto de cuestionarios para evaluar la APS (PCAT: Primary Care Assessment Tools) cuyo uso a nivel internacional es muy promisorio (ver Descripción del tema abordado). El Ministerio de Salud de la Provincia de Córdoba y la Dirección de Atención Primaria de la Salud (DAPS) de la Municipalidad de Córdoba, manifestaron su interés por la difusión de estos instrumentos entre gestores y efectores de salud para promover su implementación. En la ciudad de Córdoba, estas instituciones tienen a su cargo la totalidad de centros de atención médica pública de primer nivel, 95 municipales y 20 provinciales, que con un plantel profesional de más de 900 personas proporciona cuidados de salud a más de 500.000 habitantes de la ciudad de Córdoba. En boletín estadístico 2009 de la DAPS informa que en los 95 CAPS y en el transcurso de un año, se atienden aproximadamente un 1.000.000 de consultas. Datos provenientes de acciones preventivas muestran que el Programa de Control de Crecimiento y Desarrollo del Niño atiende mensualmente a unos 42.000 niños y niñas menores de 5 años, el de Control de Embarazo y Puerperio registra cada año entre 4.000 y 5.000 mujeres, mientras que en 2009 se contabilizó más de 50.000 mujeres en el Programa de Salud Reproductiva. En cuanto a la población adulta, los Programas de Hipertensión Arterial y de Control del Paciente Diabético registran más de 12.000 y de 6.500 personas, respectivamente. Estos datos dan cuenta de acciones que responden mayoritariamente a demandas efectuadas por la población para los cuales se cuenta con un programa en particular. La información disponible a nivel provincial es aún más acotada y heterogénea, ya que los servicios de APS están descentralizados, a cargo de los municipios. El Ministerio de Salud participa en el financiamiento de la APS a través de los llamados pactos sanitarios y otros tipos de acuerdos. El control de gestión se realiza también a través de indicadores administrativos, por lo que existe un gran interés por la implementación de un nuevo modelo de evaluación de la APS a nivel provincial. La difusión del modelo conceptual y las herramientas PCAT pretende facilitar el acceso a otro tipo de información acerca de características transversales de la organización y particularmente, sobre aspectos de calidad de la atención para la evaluación y la planificación de los servicios. Esta información, que podría ser colectada de una manera uniforme, sería útil para explicar los resultados de la atención sanitaria en función de las necesidades en salud de la población.

A avaliação formativa por meio do feedback escrito no processo de ensino-aprendizagem de alunos de 2.º ciclo em matemática

Relatório final apresentado para a obtenção do grau de mestre em Ensino do 1.º ciclo e do 2.º ciclo do ensino básico

Risco de fratura da anca na população idosa institucionalizada no distrito de Portalegre: a influência dos fatores de risco da osteoporose

A osteoporose é uma doença caracterizada pela diminuição da massa óssea e deterioração da microarquitectura do tecido ósseo, levando à fragilidade mecânica e consequente predisposição a fraturas. As fraturas relacionadas com a osteoporose, além de poderem provocar consequências fatais, também constituem um grave problema de saúde pública com elevados reflexos a nível económico e social. Este estudo surgiu com a finalidade de perceber qual o risco de fratura a que a população idosa institucionalizada no distrito de Portalegre está sujeita e de que forma é que os fatores de risco da osteoporose são uma influência. Para chegar a respostas conclusivas neste âmbito, foram implementados dois instrumentos de avaliação a 278 idosos institucionalizados. Através da realização dos questionários, foi possível verificar que existe falta de conhecimento sobre os riscos da osteoporose e a forte relação que esta tem com os hábitos de vida diários. Associado a este problema, enfatiza-se a necessidade de políticas educativas, orientando a população para a necessidade de estilos de vida saudáveis.

Educational Systems for Maximizing Learning Online and in the Classroom

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06