Qualitativ hochwertiger Unterricht ist immer eine Herausforderung und muss sich weiterentwickeln, wenn neue Werkzeuge verfügbar werden. An der Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Bonn, Deutschland, es wurde ein kollaboratives Multiuser-VR-System zur Verbesserung der Thoraxchirurgie-Ausbildung entwickelt. Die Studie bewertete die Machbarkeit und Akzeptanz eines voll interaktiven, fallbasierten VR-Programms für postgraduale Chirurgiestudenten und zeigte hohe Benutzerfreundlichkeit, verbessertes anatomisches Verständnis und starke Beteiligung.
Feodorovici P, Sommer N, Bergedieck P, Lingohr P, Kalff JC, Schmidt J, Arensmeyer JC. (2024) Entwicklung und Pilotprüfung eines kollaborativen Virtual-Reality-Systems für die Thoraxchirurgie-Ausbildung. Surgery Open Science 10: 100088. doi:10.1016/j.sopen.2024.10.008
https://www.surgopensci.org/article/S2589-8450(24)00130-1/fulltext
Theorie und Praxis mit VR verbinden
Jeder Patient weist eine einzigartige und komplexe Pathologie auf, weshalb es für Medizinstudenten entscheidend ist, zu lernen, wie man Wissen effektiv extrahiert und anwendet. Fallbasiertes Lernen (CBL) konzentriert sich auf die Geschichte des Patienten und ist ein Grundpfeiler der modernen medizinischen Ausbildung.
Traditionelle Methoden wie Lehrbücher, Modelle und Kadaver sind durch ihre statische 2D-Natur begrenzt, während Videos und Online-Ressourcen die 3D-Anatomie nicht vollständig vermitteln können. VR bietet eine immersive, interaktive Möglichkeit, realistische Anatomie und chirurgische Szenarien zu erkunden und die Kluft zwischen Theorie und Praxis zu überbrücken.
Dieser Artikel beschreibt die Entwicklung und Pilotierung eines kollaborativen VR-Systems, das Echtzeit-CT-Daten verwendet, um chirurgische Fälle zu lehren, und bewertet dessen Machbarkeit und pädagogische Wirkung.
VR-Infrastruktur
Das System, gebaut Ende 2019, nutzte fünf Hochleistungsarbeitsstationen mit Oculus Rift-S HMDs für immersive VR. Benutzer interagierten mit 3D-Patientenbildern in einem kollaborativen virtuellen Raum mit der Software Medical Imaging XR (Medicalholodeck) und manipulierten diese mit Controllern. CT-Datensätze wurden verarbeitet und als interaktive 3D-Visualisierungen für fallbezogene chirurgische Lehre gespeichert.
Immersive VR für die chirurgische Schulung
Die Studie umfasste Medizinstudenten im vierten Jahr an der Universität Bonn, die von ausgebildeten chirurgischen Assistenzärzten unterrichtet wurden.
Der Lehrplan umfasste CT-Scans von fünf repräsentativen thoraxchirurgischen Fällen, darunter Rippenfrakturen, die zu einem Hämatothorax führen, und ein pulmonales Knoten im rechten unteren Lappen.
Die 2-stündige VR-Sitzung für 8–10 Studierende begann mit einer 10-minütigen Einführung in die Technologie und Ausrüstung, danach wurden die Studierenden in kleine Gruppen von 2–3 Personen eingeteilt. Der Lehrer führte die Gruppe durch vordefinierte 3D-Lehrpläne verschiedener Pathologien, wobei die Studierenden zunächst beobachteten und mithilfe virtueller „Laserpointer“ interagierten, während sie sich gegenseitig im virtuellen Raum sahen. Am Ende erhielten die Studierenden die volle Kontrolle, um frei die 3D-Rekonstruktionen zu erkunden und zu interagieren.
Feedback von Studierenden zum VR-Training
Nach jeder VR-Sitzung füllten die Teilnehmer einen 15-Fragen-Likert-Skalen-Fragebogen aus, der Benutzerfreundlichkeit, Visualisierung, Lernen und Cyberkrankheit bewertete.
Das VR-Setup wurde als sehr intuitiv und benutzerfreundlich bewertet, mit minimalen Berichten über Cyberkrankheit. Die meisten Studierenden waren sich einig, dass VR ihr Verständnis der Anatomie, chirurgischer Pathologien und räumlicher Beziehungen verbessert und es als angenehm und effektiv empfanden. Die Unterstützung für die Integration von VR in die präklinische und klinische Lehre war stark, und viele äußerten Interesse an zukünftigen VR-Kursen zu Hause. Kommentare lobten die Visualisierungsqualität und das Engagement, wiesen jedoch auf kleinere Probleme mit der Komplexität der Benutzeroberfläche und der räumlichen Positionierung hin.
Implementierung von VR in der medizinischen Ausbildung
Ein Echtzeit-VR-Programm zur Vermittlung der makroskopischen Anatomie und chirurgischen Pathologie wurde erfolgreich demonstriert und zeigt technische Machbarkeit sowie starke Akzeptanz bei den Studierenden. Zwei Folgeuntersuchungen werden die pädagogische Wirkung beurteilen, während potenzielle Nachteile – wie reduzierte Präsenzlernzeiten – bei der Ausweitung der VR-Nutzung sorgfältig berücksichtigt werden müssen.
Die Bereicherung der medizinischen Ausbildung mit Medicalholodeck verbessert das räumliche Verständnis und die Beteiligung der Studierenden. Dieser innovative Ansatz macht Lernen zugänglicher und interessanter und kann die medizinische Ausbildung mit immersiven, interaktiven Umgebungen verbessern.
