Introducción

La capacidad de visualización espacial se define como la capacidad de rotar mentalmente figuras bidimensionales y tridimensionales. Este proceso cognitivo está involucrado en situaciones en las que las representaciones mentales de los objetos se forman a partir de representaciones bidimensionales u otras visuales. Esto es especialmente relevante para un amplio espectro de disciplinas profesionales, incluyendo la ingeniería, la arquitectura, las matemáticas, las ciencias de la computación, las ciencias naturales y una variedad de disciplinas médicas, particularmente la radiología y la cirugía, y se relaciona con el proceso por el cual las representaciones tridimensionales internas de los objetos se generan mentalmente sobre la base de la asimilación e integración de una serie de pantallas espaciales bidimensionales. En el caso de la Universidad de Stanford, los nuevos estudiantes de odontología deben realizar pruebas de razonamiento espacial y no verbal como parte del proceso de admisión al programa (1). Esto se hace mediante el uso de pruebas estandarizadas que se han desarrollado para cuantificar las habilidades de razonamiento espacial y no verbal. La Prueba de Visualización de Vistas (GVVT) y la Prueba de Rotación Mental (MRT) de Guay son dos de estas pruebas comúnmente utilizadas para evaluar la capacidad espacial. La capacidad general de razonamiento no verbal es otra habilidad que se correlaciona positivamente con las puntuaciones en GVVT y MRT y puede medirse mediante pruebas estandarizadas (2-4). Las pruebas de razonamiento no verbal emplean una serie de problemas de razonamiento analítico perceptivo, cada uno de los cuales suele tener la forma de una matriz (5). La prueba avanzada de matrices progresivas de Raven, forma abreviada, (APMT) es una de esas pruebas basadas en matrices que se utilizan para medir la capacidad de razonamiento no verbal (6, 7).

Se encontró que los estudiantes de medicina humana poseían una mayor capacidad espacial que los estudiantes matriculados en otras disciplinas científicas, y que mostraban una mayor mejora de la capacidad espacial con la progresión a través del plan de estudios de medicina (8). Estudios relacionados en estudiantes de medicina veterinaria encontraron aumentos en los puntajes de habilidad espacial a las 32 y 64 semanas en el plan de estudios de DVM en comparación con los niveles de ingreso de los estudiantes (7). Estos autores sugirieron que la experiencia de la disección anatómica sustancial, una parte intensa, altamente visual y tridimensional del currículo, puede desempeñar un papel importante en el aumento de las habilidades espaciales. A nivel de pregrado, Guillot et al. encontraron de manera similar una correlación positiva significativa entre la capacidad espacial y el resultado académico en los cursos de anatomía. Estos autores también detectaron un aumento de la capacidad espacial a medida que los estudiantes de pregrado avanzaban a través de planes de estudio que incluían cursos de anatomía (9). Sobre la base de tales observaciones colectivas, Lufler et al. (10) plantearon la hipótesis de que la disponibilidad temprana de tutores o intervenciones similares pueden ser útiles para los estudiantes que ingresan a programas de estudio de medicina con puntajes de habilidad espacial más bajos en los Estados Unidos. Dicha intervención requeriría pruebas de capacidad espacial de los estudiantes de medicina entrantes, lo que ahora no es una práctica general de las facultades de medicina.

El presente informe utilizó tres pruebas estándar diseñadas para medir las habilidades de razonamiento espacial y no verbal (GVVT, MRT y AMPT). Estos fueron tomados de forma voluntaria por radiólogos veterinarios y cirujanos veterinarios. Se seleccionaron radiólogos y cirujanos para este estudio inicial porque ambas especialidades requieren una formación prolongada que incluye una anatomía considerable. También se consideró que los radiólogos y cirujanos tenían una formación anatómica algo diferencial, ya que las imágenes podían requerir más conocimientos anatómicos de todo el cuerpo (de la cabeza a los pies; todas las cavidades corporales), mientras que los cirujanos podían estar más centrados en la región/estructura (cirujanos de tejidos blandos; cirujanos ortopédicos). Las hipótesis que se probaron fueron: (1) No hay diferencias significativas en las habilidades de razonamiento visual-espacial y no verbal general entre los radiólogos veterinarios y los cirujanos, según lo medido por tres pruebas estandarizadas. (2) Existe una correlación positiva entre la capacidad espacial y la capacidad general de razonamiento no verbal tanto en radiólogos veterinarios como en cirujanos.

Materiales y métodos

Se utilizaron herramientas de prueba previamente validadas para medir las habilidades de razonamiento no verbal espacial y general en veterinarios en los campos de radiología y cirugía. Los radiólogos y cirujanos veterinarios participantes no se encontraban en ningún momento específico de sus carreras, e incluían a los aprendices, así como a las personas que habían completado residencias pero que aún no estaban certificadas por la junta. Las pruebas requirieron un total de 34 minutos para completarse y se entregaron en una plataforma en línea proporcionada por la División de Anatomía Clínica de la Universidad de Stanford. La Universidad de Stanford ha seleccionado y establecido el uso de estas pruebas con estudiantes de medicina y odontología.

La participación en este experimento preliminar fue voluntaria. Los radiólogos y cirujanos fueron reclutados a través de la comunicación con el Colegio Americano de Radiología Veterinaria (ACVR) y el Colegio Americano de Cirujanos Veterinarios (ACVS), respectivamente. El estudio fue considerado exento de revisión formal por parte de la Junta de Revisión Institucional de la Universidad de California.

Se inscribieron dos grupos de participantes para la prueba:

1. Veterinarios en el campo de la cirugía (Grupo de cirugía, SG). Entre ellos se encontraban los veterinarios en formación, certificados y no certificados (N = 23).

2. Veterinarios en el campo de la radiología (Grupo de Radiología, RG). Entre ellos se encontraban los aprendices, los veterinarios certificados y los no certificados (N = 53).

Todos los participantes realizaron tres pruebas:

1. Prueba de Visualización de Vistas de Guay: Versión Adaptada (GVVT): esta prueba mide la capacidad espacial. La prueba mide la capacidad de reconocer correctamente objetos 3D vistos desde diferentes posiciones. Incluye 24 preguntas, tiene un cronometraje de 8 minutos para completarse y es una versión modificada y validada de la prueba de visualización de vistas de Purdue. Las preguntas de esta prueba muestran imágenes rotadas de objetos 3D suspendidos en un cubo transparente.

Las personas que se someten a la prueba deben identificar la esquina correcta del cubo desde la que se tomó una imagen virtual del objeto suspendido. La imagen del objeto suspendido se muestra encima del cubo en cada pregunta. Las respuestas incorrectas incurren en una penalización de 1/6 de punto, lo que hace que el rango posible de puntuaciones sea de -4 a 24 (4, 5).

2. Test de Rotaciones Mentales (MRT): se trata de una segunda prueba de capacidad espacial. La prueba requiere la selección de objetos 3D que sean idénticos en forma a un objeto de referencia, pero que se muestren en diferentes orientaciones de rotación. Esta prueba fue utilizada por primera vez por Vandenberg y Kuse (11). Esta prueba mide la capacidad de rotar mentalmente formas 3D complejas para encontrar una coincidencia. La prueba de 40 ítems se administra en dos partes de 20 ítems cronometradas a 3 minutos cada una, para un total de 6 min. Los participantes reciben 1 punto por cada respuesta correcta y -1 punto por cada respuesta incorrecta, dando un rango de puntuaciones posibles de -40 a 40.

3. Prueba de Matrices Progresivas Avanzadas de Raven, forma abreviada (APMT): esta prueba mide la capacidad de razonamiento no verbal general (razonamiento visual). Esta prueba de 12 preguntas y 12 minutos es un subconjunto de la prueba original de Matrices Progresivas Avanzadas de Raven, que fue validada por Bors y Stokes (2). La prueba requiere la identificación correcta del patrón faltante en un diseño complejo de patrones o diagramas, de un conjunto de 8 opciones. Las personas evaluadas no son penalizadas por respuestas incorrectas, de modo que las puntuaciones caigan entre 0 y 12 (1, 3).

Análisis estadístico

Se realizó estadística descriptiva y una prueba de Shapiro-Wilk para evaluar la presencia o ausencia de distribución normal. Se utilizó una prueba de Mann-Whitney para datos no paramétricos para comparar las puntuaciones de las pruebas entre los dos grupos. Se realizó una correlación de Spearman para datos no paramétricos para determinar si las puntuaciones de las pruebas de habilidad espacial (GVVT y MRT) se correlacionaban con las puntuaciones de las pruebas de razonamiento no verbal (APMT). La correlación de Spearman oscila entre -1 y 1, donde 0 indica que no hay tendencia a que la primera variable aumente o disminuya a medida que aumenta la segunda. Para el análisis de los datos se utilizó XLSTAT. Para todos los análisis se consideró significativo un p < 0,05.

Resultados

Un total de 23 veterinarios en el campo de la cirugía y 52 veterinarios en el campo de la radiología realizaron las 3 pruebas en línea. Los resultados de la prueba de Mann-Whitney mostraron que las puntuaciones medias en el GVVT fueron significativamente más altas en el RG (15,2 ± 0,3 para RG y 12,3 ± 0,4 para SG). Las puntuaciones medias en el TMT y el APMT no mostraron diferencia significativa entre el RG y el SG, siendo de 16,7 ± 0,4 y 14,4 ± 0,5, respectivamente para el TMT y de 7,3 ± 0,3 y 6,9 ± 0,5, respectivamente para el APMT (Tabla 1).

Tabla 1. Media ± SEM del rendimiento de cirujanos y radiólogos para las 3 pruebas. GVVT: Test de Visualización de Vistas de Guay, MRT: Test de Rotaciones Mentales, APMT: Test de Matrices Progresivas Avanzadas de Raven.

Al realizar una correlación de Spearman dentro de los grupos entre las puntuaciones de habilidad espacial (GVVT y MRT) y las puntuaciones de capacidad de razonamiento no verbal (APMT), se encontró una correlación positiva entre las puntuaciones de GVVT y las puntuaciones de APMT y se encontró una correlación positiva más fuerte entre las puntuaciones de MRT y las puntuaciones de AMPT para el RG. La misma comparación de puntuaciones no arrojó diferencias significativas en el SG (Tabla 2).

Tabla 2. Correlación de Spearman para las puntuaciones de GVVT (Guay’s Visualization of Views Test) y MRT (Mental Rotation Test) frente a las puntuaciones de APMT (Raven’s Advanced Progressive Matrices Test) dentro de los grupos.

Discusión

Debido a la tridimensionalidad del campo de la anatomía, se ha sugerido que la competencia anatómica puede correlacionarse positivamente con la capacidad espacial (6, 7). Los estudios de Lufler et al. (10) encontraron que los estudiantes de medicina experimentaron mejoras visuales espaciales significativas durante la participación en los cursos de anatomía macroscópica médica en el programa de medicina. Se han sugerido beneficios similares para los estudiantes de odontología (12). Los estudios de Gutiérrez et al. (7, 13) establecieron que las habilidades de razonamiento espacial y no verbal también mejoraron en estudiantes de medicina veterinaria de 1er año expuestos a laboratorios de disección de cadáveres en un currículo integrado. Provo et al. (14) encontraron una correlación significativa entre las puntuaciones de habilidad espacial y el rendimiento en los exámenes de anatomía. Por lo tanto, estos autores sugirieron que los estudiantes con baja capacidad espacial tienen un mayor riesgo de obtener peores resultados académicos en anatomía. Los veterinarios en los campos de la radiología y la cirugía tienen un conocimiento sustancial de la anatomía topográfica debido a su amplia formación y a las demandas anatómicas de sus disciplinas. Por la misma razón, se podría esperar que los veterinarios de ambas disciplinas posean niveles similares de habilidades espaciales cuando se evalúan mediante pruebas estandarizadas. De hecho, se ha sugerido que, sobre la base de la revisión de la literatura psicológica cognitiva existente y sobre la base de la suposición de que la capacidad espacial es de importancia creciente y crítica para el rendimiento de alto nivel de los radiólogos clínicos, se ha propuesto que se debe considerar la prueba de la capacidad visoespacial como parte del proceso de selección de los posibles solicitantes de programas de formación en radiología (15).

Para los cirujanos, de la misma manera se ha sugerido que la capacidad visual-espacial está relacionada con la competencia y la calidad de los resultados en cirugía compleja, y podría usarse potencialmente en la selección de residentes, el asesoramiento profesional y la capacitación (16). Curiosamente, los estudios de Keehner et al. (17) encontraron que los estudiantes universitarios con alto rendimiento en pruebas de razonamiento espacial y visual eran aprendices más rápidos de técnicas quirúrgicas laparoscópicas por realidad virtual que aquellos con menor rendimiento. No se ha publicado información previa que compare directamente las habilidades espaciales de los veterinarios en los campos de la radiología y la cirugía, que comparten disciplinas muy visibles pero también difieren en muchos aspectos. En la presente prueba, el RG obtuvo una puntuación significativamente más alta que el SG en una de las tres pruebas, el GVVT. A diferencia del SG, el RG también mostró una correlación positiva significativa entre dos de las pruebas de habilidad espacial, el GVVT y el MRT, y la prueba de capacidad de razonamiento no verbal general APMT. Tales correlaciones positivas no son inusuales, por lo que posiblemente sea más notable que el SG no mostrara las mismas correlaciones (6).

El GVVT y el MRT son, de nuevo, pruebas de habilidades espaciales, diseñadas para determinar la capacidad de reconocer y manipular mentalmente objetos tridimensionales. La prueba APMT de Raven se relaciona con la cuantificación de la capacidad general de razonamiento no verbal, a través de la capacidad de identificar patrones faltantes en diseños complejos. Las puntuaciones más altas de GVVT entre los radiólogos pueden ser consistentes con los análisis de imágenes que los radiólogos realizan durante gran parte de su jornada laboral, en comparación con el menor tiempo que los cirujanos pueden dedicar a las cirugías reales. Además de las radiografías estándar, los radiólogos también dedican un tiempo considerable a la obtención de imágenes transversales (ultrasonido, tomografía computarizada, resonancia magnética), donde las imágenes se pueden importar a programas de software que permiten la rotación de la imagen en las direcciones deseadas, así como el paso de planos a través de las imágenes para visualizar secuencialmente las superficies de las áreas de interés. De este modo, la interpretación correcta de las imágenes radiológicas depende en gran medida de la capacidad visual espacial, así como de la plataforma de conocimientos anatómicos proyectados mentalmente en cada imagen interpretada. Rengier et al. (18) apoyaron un papel en la necesidad de habilidades de visualización espacial en dicha interpretación, quienes encontraron que el uso de software interactivo de imágenes en 3D en estudiantes de medicina mejoró la educación en radiología, las habilidades de diagnóstico por imágenes y la capacidad visual-espacial. Los estudiantes evaluados por estos investigadores eran estudiantes de medicina de 4º y 5º año enseñados por radiólogos experimentados, que fueron examinados inmediatamente antes y después de su curso de radiología. Las puntuaciones de habilidad espacial en estos estudiantes mejoraron en un 11,3% al final del curso de radiología, similar a las observaciones realizadas por los autores presentes en estudiantes de veterinaria de 1er año (18). Estos resultados podrían ser consistentes con el complejo análisis de imágenes que los radiólogos deben realizar en su trabajo diario. De hecho, uno de los factores clave para interpretar correctamente las imágenes radiológicas y aprender con éxito la anatomía es la capacidad visoespacial. Se ha sugerido que la integración del software interactivo de posprocesamiento de imágenes 3D en la educación universitaria en radiología mejora eficazmente el razonamiento radiológico, las habilidades diagnósticas y la confianza, así como la capacidad visual-espacial. En consecuencia, los estudiantes de medicina se sentían mejor preparados para la práctica clínica cotidiana (15).

Una limitación importante del presente estudio puede ser el pequeño número de participantes en el SG y la falta de análisis de las puntuaciones por sexo. Se ha demostrado que la capacidad espacial produce diferencias de sexo, a favor de los varones. Los estudios realizados por Vorstenbosch et al. (8) revelaron una diferencia significativa a favor de los estudiantes de medicina varones en las pruebas de habilidad espacial. Los estudios de Gutiérrez et al. (6), también revelan una diferencia en las puntuaciones de habilidad espacial en los estudiantes de medicina veterinaria a favor de los machos. En otro estudio de los mismos autores, las puntuaciones de habilidad espacial femenina mejoraron significativamente cuando se analizaron de forma independiente (las puntuaciones masculinas no se consideraron en el análisis) (13). En esos estudios, las puntuaciones de razonamiento espacial y visual se obtuvieron dos veces: antes y después de la exposición a los laboratorios de anatomía de disección de cadáveres. Vandenberg y Kuse (11) revelaron diferencias significativas en los puntajes de MRT para los estudiantes de pregrado: 19,06 para los hombres y 13,17 para las mujeres. Estos últimos estudios exponen una limitación del presente estudio debido a la imposibilidad de analizar las puntuaciones de hombres y mujeres de forma independiente.

Será importante repetir el presente estudio con un mayor número de participantes, en particular veterinarios. A pesar de los esfuerzos realizados, se encuestó a un número relativamente pequeño de SG (N = 23) entre los que trabajaban en esta disciplina tan activa. El presente análisis tampoco intentó dividir aún más a los grupos de RG y SG por años de experiencia (en el mundo académico o en diferentes sectores privados), elegibles para la junta directiva o internados especializados, o sexo. El presente estudio no intentó examinar la diferencia por sexo debido al pequeño número de participantes de la SG disponibles y porque muchos participantes optaron por no responder a la pregunta de identificación de sexo de la prueba. Un resultado interesante de este tipo de investigación puede ser la exploración de la utilidad de las pruebas de capacidad espacial como parte de los procesos de admisión para la formación especializada y las residencias en radiología y cirugía veterinaria. La Universidad de Stanford utiliza estas pruebas estándar en el proceso de admisión a la Facultad de Odontología.

Conclusión

Este estudio preliminar encontró: (1) una puntuación media significativamente más alta de las habilidades espaciales GVVT en 53 RG en comparación con 23 SG que tomaron la prueba; (2) no hubo diferencias significativas en las puntuaciones de MRT y APMT entre RG y SG; y (3) una correlación positiva significativa entre las puntuaciones de las pruebas de habilidad espacial y las puntuaciones de las pruebas de razonamiento no verbal para el RG. Los estudios futuros deben incluir un mayor número de participantes, aunque esto es un desafío dado que ambas son áreas de especialidad muy concurridas con relativamente pocos miembros. Este obstáculo podría superarse en los radiólogos y cirujanos médicos veterinarios en comparación con los veterinarios, donde se dispone de un mayor número de miembros. Los estudios futuros también deben considerar subgrupos basados en años de experiencia y sexo. Estos estudios también podrían expandirse para incluir otras áreas de especialidad altamente visuales, como la patología veterinaria y la oftalmología.

Declaración de disponibilidad de datos

Los datos brutos que respaldan las conclusiones de este artículo serán puestos a disposición por los autores, sin reservas indebidas.

Declaración ética

Los estudios con humanos fueron aprobados por la Universidad de California Davis. Los estudios se llevaron a cabo de acuerdo con la legislación local y los requisitos institucionales. Los participantes dieron su consentimiento informado por escrito para participar en este estudio.

Contribuciones de los autores

JG: Conceptualización, Curación de datos, Análisis formal, Obtención de fondos, Investigación, Metodología, Administración de proyectos, Recursos, Software, Supervisión, Validación, Visualización, Redacción – borrador original, Redacción – revisión y edición. SH: Curación de datos, Análisis formal, Investigación, Validación, Redacción – borrador original, Redacción – revisión y edición.

Financiación

El/los autor/es declara(n) que no se recibió apoyo financiero para la investigación, autoría y/o publicación de este artículo.

Reconocimientos

Agradecemos la gran ayuda de la Dra. Rachel Pollard (DVM, PhD, DACVR, Universidad de California Davis, Facultad de Medicina Veterinaria) y el Dr. Boaz Arzi (DVM, DAVDC, DEVDC, FF-AVDC-OMFS, Universidad de California Davis, Facultad de Medicina Veterinaria) por invitar a radiólogos y cirujanos veterinarios a participar en el estudio. También reconocemos la gran ayuda del Dr. Satki Srivastava (Universidad de Stanford, División de Anatomía Clínica) por facilitar la plataforma de pruebas en línea.

Conflicto de intereses

Los autores declaran que la investigación se llevó a cabo en ausencia de relaciones comerciales o financieras que pudieran interpretarse como un posible conflicto de intereses.

Nota del editor

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Referencias