Der Fall für virtuelle Realität in der chirurgischen Ausbildung.

Die virtuelle Realität unterstützt moderne Lerntheorien und dient als Ergänzung oder Ersatz für den traditionellen Unterricht. Obwohl noch mehr Forschung betrieben werden muss, um diese neue Lernmethode mit der Beherrschung der realen Welt zu korrelieren, sind die bisherigen Daten vielversprechend.

Die Entwicklung der chirurgischen Aus- und Weiterbildung

Immersive Virtual Reality: Ein Paradigmenwechsel in Bildung und Ausbildung

Ryan Lohre, MD und Danny P. Goel, MD, MSC, FRCSC, AAOS Now, ?Immersive Virtual Reality: A Paradigm Shift in Education and Training?, Januar 2020.

Die Ausbildung sowohl angehender als auch etablierter Chirurgen bleibt im historischen Mentoring-Modell verwurzelt, gepaart mit direktem Lernen am Patienten. Doch jenseits des klassischen Halstedian ?Sehen Sie, tun Sie einen, lehren Sie einen? Lernmethode gibt es andere gut erforschte Lernmethoden, die Virtual Reality unterstützt. Durch den Einsatz von Rechenleistung und moderner, hochrealistischer Grafik entsteht eine immersive Betriebsumgebung, die die Wiederholung von Vorgängen mit unendlicher Variabilität ermöglicht. Die Auszubildenden testen ihre Fähigkeiten, machen Fehler, akzeptieren Feedback, reflektieren und wiederholen dann, bis sie ihre Fähigkeiten erreicht haben. Dies birgt das Potenzial für ein schnelleres und effizienteres Lernen, das durch mehr Erfahrung gewonnen wird und einen beschleunigten Weg zur Beherrschung schafft.

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Virtual Reality in der Wirbelsäulenendoskopie: ein Paradigmenwechsel in der Ausbildung zur Unterstützung von Wirbelsäulenchirurgen

Ryan Lohre, Jeffrey C. Wang, Kai-Uwe Lewandrowski, Danny P. Goel, J Spine Surg, ?Virtuelle Realität in der Wirbelsäulenendoskopie: ein Paradigmenwechsel in der Ausbildung zur Unterstützung von Wirbelsäulenchirurgen? Januar 2020

Mit den technologischen Fortschritten in der Computerverarbeitung verbessert sich der Stand der Virtual-Reality-Simulation für die Ausbildung in der Neurochirurgie und orthopädischen Chirurgie weiter. Seine Verwendung wurde von medizinischen Gesellschaften und Organisationen befürwortet, und es gibt eine wachsende Zahl von Unterstützung in der medizinischen Literatur. Ein systematischer Review umfasste 38 separate Studien, die den Einsatz von Virtual Reality, Augmented Reality und Mixed-Reality in einer Vielzahl von Verfahren veranschaulichen. Die Studien fanden eine Verbesserung sowohl der technischen Fähigkeiten als auch der Patientenergebnisse in der kurzfristigen Nachbeobachtung.

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Kompetenzbasierte chirurgische Ausbildung

Achtjährige Ergebnisse eines kompetenzbasierten Weiterbildungsprogramms in der orthopädischen Chirurgie

Markku T. Nousiainen, Polina Mironova, Melissa Hynes, Susan Glover Takahashi, Richard Reznick, William Kraemer, Benjamin Alman, Peter Ferguson & The CBC Planning Committee (2018) Achtjährige Ergebnisse eines kompetenzbasierten Weiterbildungsprogramms für orthopädische Chirurgie, Medizinlehrer, 40:10, 1042-1054, DOI: 10.1080/0142159X.2017.1421751

Der Einsatz von Simulation in der Ausbildung war ein Kernelement eines 2009 von der Abteilung für Orthopädische Chirurgie der Universität Toronto begonnenen Pilotprogramms für Assistenzarztausbildung. Es untersuchte die Wirksamkeit eines kompetenzbasierten Curriculums (CBC) für eine Untergruppe von Bewohnern im Vergleich zu einem streng zeitbasierten Ansatz. Der modularisierte Ansatz hat die strukturierten Lernelemente und den Bewertungsprozess dramatisch intensiviert. Acht der 14 teilnehmenden Assistenzärzte absolvierten ihre Facharztausbildung in vier Jahren statt wie bisher in fünf Jahren. Infolgedessen entschied sich die Abteilung für Orthopädische Chirurgie, das CBC vollständig als einzige Ausbildungs- und Bewertungsmethode in das Facharztausbildungsprogramm zu übernehmen im akademischen Jahr 2013?14. Im selben Jahr ordnete das Royal College of Physicians and Surgeons of Canada an, dass alle postgradualen Spezialprogramme in Kanada bis zum Jahr 2022 einen kompetenzbasierten Rahmen annehmen sollten.

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Effektivität des Trainings mit VR

Reales Lernen in einer virtuellen Welt: Wie VR die Lern- und Trainingsergebnisse verbessern kann

Deliotte Insights, Real learning in a virtual world: How VR can Improve Learning and Training Results, 2018.

Diejenigen, die damit beauftragt sind, Einzelpersonen für die Leistung in Umgebungen mit hohem Risiko zu schulen, stehen vor einem Rätsel: Wie können sie die Vorteile des Lernens aus Erfahrung nutzen, ohne die Kosten und Gefahren, die Auszubildende in diese Erfahrungen bringen? Die Antwort ist, sie mithilfe von Virtual Reality (VR) nachzubilden. VR präsentiert immersive, realistische Situationen und baut das Know-how auf, um mit diesen Situationen umzugehen, bevor sie in der realen Welt konfrontiert werden. Untersuchungen haben gezeigt, dass virtuelle Realität die Zeit zum Lernen verkürzt, während die Lernmenge erhöht und gleichzeitig die langfristige Wissensspeicherung verbessert wird. In Szenarien von der Lebensmittelverarbeitung bis zum Umgang mit gefährlichen Industriegasen fördert VR nachweislich ein besseres und schnelleres Lernen. Aber wo es wirklich eine Klasse für sich ist, abgesehen von anderen Trainingsmethoden, ist es, wenn das zu erreichende Wissen komplex ist.

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Der Wert der VR-Chirurgieausbildung

Der Wert der immersiven virtuellen chirurgischen Ausbildung in der Orthopädie

Ausstehende Veröffentlichung

Der Wert in der Gesundheitsversorgung wurde traditionell als Beziehung zwischen der Qualität des Ergebnisses einer Erkrankung und den Behandlungskosten betrachtet. Innovation, die die Fähigkeiten der Chirurgen verbessert und Fehler reduziert, zu geringeren Kosten, ist ein direkter Weg zur Wertsteigerung. Die Simulationstechnologie hat einen positiven Einfluss auf den Erwerb sowohl technischer als auch nicht-technischer Fähigkeiten und reduziert gleichzeitig den Bedarf an kostspieliger OP-Zeit. Der Eckpfeiler des Wertes der immersiven virtuellen Realität liegt jedoch darin, erlernte Fähigkeiten in den realen Operationssaal zu übertragen. Der Mehrwert erreicht alle Stakeholder. Für Chirurgen: kürzere Zeit zum Erlernen neuer und variabler Fähigkeiten im Vergleich zu herkömmlichen Methoden. Für Hersteller von Medizinprodukten: reduzierte Kosten für die Markteinführung neuer Implantate und Technologien. Für Krankenhäuser: weniger Zeit im OP, kürzere OP-Zeiten und weniger Fehler. Für Patienten: weniger Fehler und bessere Ergebnisse.

Verbesserung der translationalen und nichttechnischen Fähigkeiten mit VR

Ausstehende Veröffentlichung

Eine aktuelle Studie untersuchte die Validität und Wirksamkeit von immersivem Virtual-Reality-Training für die orthopädische Assistenzausbildung in einer multizentrischen, verblindeten, randomisierten kontrollierten Studie. Eine Assistenzgruppe von 10 erfahrenen orthopädischen Assistenzärzten und eine Expertengruppe von kollegial ausgebildeten und erfahrenen Schulterarthroplastik-Chirurgen nahmen daran teil. Die Studie verglich immersive VR mit traditionellem Lernen (über einen Artikel in einer Fachzeitschrift), wobei die Glenoidexposition als Testverfahren verwendet wurde. Die Effektivität des Trainings wurde durch die objektive strukturierte Bewertung der chirurgischen Fähigkeiten (OSATS) Scores, eine Labormetrik, verbale Antworten und die Zeit zum Erledigen von Aufgaben bestimmt. Unter den orthopädischen Assistenzärzten absolvierte die immersive VR immersive VR-Gruppe die Lernaktivitäts- und Wissenstests deutlich schneller, was eine Reduzierung der Lernzeit von 570% bedeutete. Die Ergebnisse sowohl bei Bewohnern als auch bei Experten zeigten die Gültigkeit von immersiver VR in Bezug auf Realismus, Lehrinhalt und angewandtes Konstrukt sowie die Übertragung von Fähigkeiten.