症例ベースの外科トレーニングのための協働型バーチャルリアリティ

伝統的な外科教育は解剖モデル、教科書、2D画像、遺体訓練に依存しています。ボン大学のパイロットプロジェクトは、実際の患者CTデータを使用した没入型バーチャルリアリティが胸部外科の症例ベース学習を強化できるかどうかを探りました。

Feodorovici P, Sommer N, Bergedieck P, Lingohr P, Kalff JC, Schmidt J, Arensmeyer JC. (2024) 胸部外科教育のための協働バーチャルリアリティシステムの開発およびパイロットテスト。Surgery Open Science 10: 100088。 doi:10.1016/j.sopen.2024.10.008

システム設計と実装

市販のハードウェアを使用してモバイルVRシステムが構築されました。最新のグラフィックスカードとOculusヘッドセットを搭載した5台のワークステーションがローラブルキャビネットに設置され、キャンパスのどこでもセットアップできるようになりました。各ワークステーションはMedical Imaging XRを起動し、リアルタイムの体積的CT再構成をインタラクティブな3Dホログラムとして表示しました。学生と講師は共有仮想ルームで集まり、それぞれの参加者がデータセットの周りを自由に動き回り、外傷、感染、腫瘍の症例をあらゆる角度から検討しました。

VR教育セッションの模式図。

教授手順

2時間の授業中、小グループの学生が気胸を伴う肋骨骨折や肺結節などの臨床症例を探求しました。講師が最初にセッションを指導し、その後学生にコントロールを渡して独立した探索を促しました。この体験は従来の症例ベースの学習に似ていますが、患者の解剖学が2D表示や静的なプラスチックモデルの代わりに没入型3Dで完全に表現されています。

学生の体験とフィードバック

70名の4年生学生が最初のパイロットラウンドを完了しました。ほとんどはVRの事前経験がありませんでしたが、77.14％がシステムを直感的に使用できると感じました。サイバーシックネスは稀で、6％未満の参加者に発生しました。

教育効果は高く、98.57％の参加者がVRが従来の方法と比べて解剖学の理解を深めたと報告し、88.57％がより効果的に学べたと感じました。この形式は高い没入感も提供し、97.14％が体験を楽しいと表現しました。

VR教育評価の結果。

統合と今後の応用

学生はVRをより広範な医療カリキュラムに統合することを強く支持しました。81％以上が前臨床解剖学コースにVRの位置があると考え、94.29％が臨床研修での使用を支持しました。また多くの学生は、VRが従来のアプローチを部分的に置き換え、自宅での参加を可能にすると信じていました。90％以上が大学でのVRインフラ拡大を促しました。

理論と実践のギャップを埋める

このパイロット研究は、アクセス可能な機器を使用した共同リアルタイムVR教育が技術的に可能であり、学習者に好評であることを示しています。外科データを空間的に可視化し、解剖学的理解を向上させ、物理的リソースの要求を増やすことなく教育能力を拡大する方法を提供します。

この没入型体験は理論と実践のギャップを埋め、学生がこれまでライブの臨床環境でのみ可能だった方法で患者の解剖学と相互作用できるようにします。

一連の肋骨骨折の断片脱臼（左）および連続する血気胸（右）の提示。

外科教育のためのスケーラブルなソリューション

イマーシブVRは、大学院外科教育のためのスケーラブルで低コストのソリューションを提供し、理解、エンゲージメント、空間的推論を向上させます。将来の研究では客観的な学習成果を測定し、非同期および在宅学習を含む医療カリキュラムへのより広範な統合を探ります。

このプロジェクトは、手術教育の標準的な要素として共同VRを使用する前例を作り、アクセシビリティ、インタラクティビティ、没入型技術を組み合わせて大学院生のトレーニングを改善します。