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

Die Entwicklung der chirurgischen Aus- und Weiterbildung

 Die Evolution der virtuellen Realität in der Schulter- und Ellenbogenchirurgie

Lohre R., Athwal GS, Warner JP, Goel DP Die Evolution der virtuellen Realität in der Schulter- und Ellenbogenchirurgie. 2020. Journal of Shoulder and Elbow Surgery International. 2020, 4(2): 215-223

Der Einsatz von Virtual Reality (VR) in der Schulter- und Ellbogenchirurgie hat unterschiedliche Evidenzgrade, von I bis IV, und umfasst typischerweise randomisierte, kontrollierte Bildungsstudien. Die in der Literatur verwendeten Begriffe und Definitionen sind jedoch oft redundant, verwirrend oder veraltet. Der Zweck dieser Übersicht war es, frühere Anwendungen von VR in der Schulter- und Ellbogenchirurgie in präoperativen, intraoperativen und pädagogischen Bereichen, einschließlich Trauma- und Wahloperationen, zu charakterisieren.

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Wirksamkeit von immersiver virtueller Realität zu orthopädischen chirurgischen Fähigkeiten und Wissenserwerb bei älteren chirurgischen Assistenzärzten

R. Lohre, A. Bois, GS Athwal, P. Lapner, J. Pollock, DP Goel. Wirksamkeit der immersiven virtuellen Realität auf orthopädische chirurgische Fähigkeiten und Wissenserwerb bei älteren chirurgischen Assistenzärzten: Eine randomisierte klinische Studie JAMA Network Open. 2020, 3(12):e2031217

Immersive Virtual-Reality (iVR)-Simulatoren werden für das chirurgische Training immer interessanter. Die Trainingseffektivität von iVR im Vergleich zu Videotraining beim Erwerb komplexer Fähigkeiten wurde mithilfe einer randomisierten, interventionskontrollierten klinischen Studie untersucht, an der erfahrene orthopädische Chirurgen aus mehreren Institutionen in Kanada während eines einzigen Trainingskurses teilnahmen. Das chirurgische Training mit iVR zeigte eine überlegene Lerneffizienz, Wissens- und Fähigkeitsübertragung.

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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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Verbesserter Erwerb komplexer Fähigkeiten durch immersive virtuelle Realität

Lohre R., Bois A., Athwal GS, Goel DP CSES. Verbesserter Erwerb komplexer Fähigkeiten durch immersive virtuelle Realität: Eine randomisierte kontrollierte Studie. J Bone Joint Surg Am. 2020, 102(6):e26

Der Zweck dieser multizentrischen, verblindeten, randomisierten, kontrollierten Studie bestand darin, die Gültigkeit und Wirksamkeit des immersiven Virtual-Reality-Trainings (iVR) in der Ausbildung von Assistenzärzten in der Orthopädie zu bestimmen. Der Fokus lag auf der Erzielung einer optimalen Glenoidfreilegung. IVR demonstrierte einen wesentlich verbesserten Erwerb von translationalen technischen und nicht-technischen Fähigkeiten gegenüber traditionellem Lernen. Darüber hinaus demonstrieren die Ergebnisse die Gesichts-, Inhalts-, Konstrukt- und Transfervalidität für iVR.

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Kompetenzbasierte chirurgische Ausbildung

Eine Pilotstudie zur Bewertung der Gesichts- und Konstruktionsvalidität eines orthopädischen Virtual-Reality-Simulators

Feeley A, Feeley I, Merghani K, Sheehan E. Eine Pilotstudie zur Bewertung der Gesichts- und Konstruktvalidität eines orthopädischen Virtual-Reality-Simulators. Verletzung. 2021 Jul;52(7):1715-1720. doi: 10.1016/j.injury.2021.04.045. Epub 16. April 2021. PMID: 33926708.

Ziel dieser Studie war es, die Gesichts- und Konstruktvalidität des proximalen Femurnagelverfahrens mit dem PrecisionOS-Traumamodul zu identifizieren. Die Teilnehmer führten einen simulierten proximalen Femurnagel auf der immersiven virtuellen POST-Plattform aus, nachdem sie in die Verwendung eingewiesen worden waren. Die Ergebnisse zeigten einen statistisch signifikanten Unterschied bei der neuartigen Leistung aller Gruppen, was zu dem Schluss führt, dass das proximale Femurnagelmodul auf der PrecisionOS-Plattform eine gute Oberflächen- und Konstruktionsvalidität zeigte.

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Immersive virtuelle Realität in der endoskopischen und offenen Wirbelsäulenchirurgie

Lohre R, Kim, L, Wang, J und Goel DP. Immersive virtuelle Realität in der endoskopischen und offenen Wirbelsäulenchirurgie. Technische Fortschritte in der minimalinvasiven Wirbelsäulenchirurgie, Navigation, Robotik sowie Augmented und Virtual Reality. Springer Natur. (im Druck)

Die Simulation in der chirurgischen Ausbildung bietet Auszubildenden die Möglichkeit, Fähigkeiten zu erwerben oder zu behalten. Fähigkeiten in der Wirbelsäulenchirurgie können als technisch oder nicht-technisch definiert werden? prozedurales Wissen und Verständnis. Untersuchungen zur Effektivität des Simulatortrainings zeigen, dass anfängliche und inkrementelle Verbesserungen schließlich ein Plateau erreichen. Die Fähigkeit des Simulators, ein effizientes und effektives Training bereitzustellen, das mit realen Erfahrungen korreliert, definiert die Übertragungseffektivität des Simulators von Fähigkeiten.

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

Neuartige Anwendung des immersiven Virtual-Reality-Simulationstrainings

Lohre R, Goel DP, Leveille L. Novel Application of Immersive Virtual Reality Simulation Training: A Case Report. JAAOS Globale Forschung und Bewertungen. JAAOS Globale Forschung und Bewertungen. 2021, 5(11):e21.00114

Es gibt zunehmend Hinweise auf den Einsatz von immersiver virtueller Realität (iVR) in der orthopädischen Ausbildung. Mehrere randomisierte kontrollierte Studien zeigen eine verbesserte Leistung der Auszubildenden im Vergleich zur Kontrollgruppe, gemessen in analogen Bewertungen im Operationssaal. Dies ist der erste Fallbericht, der eine direkte Patientenversorgung nach dem Einsatz von iVR demonstriert. Die Auswirkungen der Kosteneffizienz durch Kompetenztransfer und Patientensicherheit werden hervorgehoben.

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Milderung des Verfalls chirurgischer Fähigkeiten in der Orthopädie durch virtuelles Simulationslernen

Lohre R, Warner JP, Morrey B, Athwal GS, Morrey M, Mazzocca A. Milderung des Verfalls chirurgischer Fähigkeiten in der Orthopädie durch virtuelles Simulationslernen JAAOS Global Research and Reviews. 2021, 5(10):e21.00193

Die COVID-19-Pandemie hat orthopädische Ausbildungsstrukturen unterbrochen. Der Abbau orthopädischer chirurgischer Fähigkeiten kann je nach anfänglichem Fähigkeitsniveau in Tagen bis Monaten eintreten. Die Forscher stellten fest, dass Strategien zur Minderung des Kompetenzverfalls die besten verfügbaren Evidenztechnologien und Kursstrukturen verwenden sollten, die fortgeschrittenen Lernkonzepten gerecht werden. Der virtuelle Lehrplan, einschließlich immersiver Virtual-Reality-Simulatoren (iVR), könnte kostengünstige Lösungen für die Ausbildung bieten.

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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 des VR-Chirurgietrainings

Immersive Technologien bieten kurz- und langfristigen Wert

Lohre R, Morrey B, Goel DP. Immersive Technologien bieten kurz- und langfristigen Wert. AOO JETZT. 2020

Die globale orthopädische Gemeinschaft hat mit den Einschränkungen, die während der COVID-19-Pandemie auferlegt wurden, tiefgreifende Veränderungen in Ausbildung und Praxis erlebt. Das Operationsvolumen, das Praxismanagement und die Gesundheitsökonomie werden weitere nachgelagerte Auswirkungen haben, und Reisebeschränkungen haben Chirurgen daran gehindert, an Kursen und Konferenzen teilzunehmen. Diese Studie untersucht die Auswirkungen auf die CO2-Emissionen mit dem Nutzen der virtuellen Realität und bietet gleichzeitig sinnvolle Bildung und Remote-Mentoring.

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Ein tragbarer Hüftarthroskopie-Simulator zeigt eine gute Gesichts- und Inhaltsvalidität bei unvollständiger Konstruktvalidität

Feeley A, Turley L, Sheehan E, Merghani K. Ein tragbarer Hüftarthroskopie-Simulator demonstriert eine gute Gesichts- und Inhaltsvalidität bei unvollständiger Konstruktvalidität. Arthrosc Sports Med Rehabil. 17. Juli 2021;3(5):e1287-e1293. doi: 10.1016/j.asmr.2021.05.009. PMID: 34712965; PMC-ID: PMC8527255.

Ziel dieser Studie war es, die Gesichts-, Inhalts- und Konstruktvalidität eines tragbaren Hüftarthroskopiemoduls in einer regionalen orthopädischen Einheit zu evaluieren. Die Studie kam zu dem Schluss, dass dieser Hüftarthroskopie-Simulator eine akzeptable Gesichts- und Inhaltsvalidität zeigte. Die Teilnehmer gaben eine hohe Zufriedenheit mit dem Modul an. Darüber hinaus ist die Studie klinisch relevant, da sie eine gute Schein- und Inhaltsvalidität zeigt. Das Hinzufügen von haptischem Feedback in einem Hüftarthroskopie-Simulator kann das Lernen verbessern.

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Virtuelle und erweiterte Realität für chirurgisches Training und Simulation in der Knieendoprothetik.

Lohre R, Goh G, Parvizi J, Goel DP. Virtuelle und erweiterte Realität für chirurgisches Training und Simulation in der Knieendoprothetik. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery (AOTS), 2021. 141(12):2303-2312

Dieser Artikel untersucht die Rolle von Immersive Virtual Reality (iVR), Augmented Reality und Mixed Reality-Technologien in der Knieendoprothetik. Dieses Spektrum der Integration von Extended-Reality-Technologie ermöglicht es Chirurgen, die patientenspezifische Anatomie zu visualisieren, die präoperative Planung zu verbessern und intraoperative Anleitungen bereitzustellen. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass Extended-Reality-Technologien unzählige Anwendungsmöglichkeiten in der orthopädischen Chirurgie haben.

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Immersive virtuelle Realität bietet Wert für orthopädische chirurgische Trainingsprogramme

Goel, DP und Lohre, R. Immersive virtuelle Realität bietet Wert für orthopädische chirurgische Trainingsprogramme. Gesundheitsmanagementpolitik und Innovation

Immersive Virtual Reality (IVR) ist eine disruptive Innovation, die die Qualität der chirurgischen Ausbildung erheblich verbessern und gleichzeitig die Kosten für eine solche Ausbildung senken kann. Die bisherige Evidenz für IVR zeigt, dass IVR im Vergleich zum traditionellen Bioskills-Training eine größere Wirkung auf die Verbesserung der Fähigkeiten von chirurgischen Auszubildenden bei geringeren Kosten zeigt. Der inhärente Realismus der IVR-Erfahrung kann teilweise die OP-Schulung ersetzen und somit die Opportunitätskosten für Schulungsprogramme reduzieren.

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Immersive virtuelle Realität für das chirurgische Training

Mao RQ, Lan L, Kay J, Lohre R, Ayeni OR, Goel DP, Sa D. Immersive Virtual Reality für die chirurgische Ausbildung: Eine systematische Überprüfung. J SurgRes. 2021 Dez;268:40-58. doi: 10.1016/j.jss.2021.06.045. Epub 17. Juli 2021. PMID: 34284320.

Immersive Virtual Reality (iVR)-Simulatoren bieten zugängliche, kostengünstige, realistische Trainingszusätze in zeitlich und finanziell begrenzten Systemen. Mit zunehmender Evidenz und Nutzung dieser Technologie durch Trainingsprogramme sollte Klarheit über die Wirkung des globalen Skill-Trainings geschaffen werden. Diese systematische Übersichtsarbeit untersucht die aktuelle Literatur zur Wirksamkeit von iVR für den Erwerb chirurgischer Fähigkeiten bei Medizinstudenten, Assistenzärzten und angestellten Chirurgen.

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Fehler bei der Implantatausrichtung für Anfänger im Vergleich zu erfahrenen Chirurgen

R. Lohre, A. Bois, P. Lapner, J. Pollock, GS Athwal, DP Goel. Fehler bei der Implantatausrichtung für Anfänger im Vergleich zu erfahrenen Chirurgen: Die positiven Auswirkungen des praktischen Lernens. JSES (eingereicht)

Die Ausrichtung der Glenoidbasisplatte bei der inversen Schulterarthroplastik (RSA) beeinflusst klinische Ergebnisse, Komplikationen und Misserfolgsraten. Es wurden neuartige Technologien entwickelt, um die Leistungsheterogenität von Chirurgen mit geringem und hohem Volumen zu verringern. Diese Studie zielte darauf ab, die Fähigkeit von Anfängern und erfahrenen Schulterchirurgen zu bestimmen, die Ausrichtung der Glenoidkomponenten in einem intraoperativen Szenario genau zu charakterisieren. Dieses Papier hebt die Bedeutung des praktischen Lernens und des Wissenstransfers mit Implantatorientierung hervor.

Ausstehende Veröffentlichung

Wie Immersive Virtual Reality die Ausbildung in der Hüftarthroskopie verändert

Lohre R, Goel DP. Wie Immersive Virtual Reality die Ausbildung in der Hüftarthroskopie verändert. ? (eingereicht)

Die Hüftarthroskopie zur Behandlung einer veränderten Hüftmorphologie, die zum femoroacetabulären Impingementsyndrom (FAI) beiträgt, hat sich in einer großen randomisierten Studie als vorteilhaft und der konservativen Behandlung überlegen erwiesen. Häufige Komplikationen sind für Low-Volume-Chirurgen von Bedeutung. 2018 haben Mehta et al. untersuchten Komplikations- und Reoperationsraten unterschiedlicher chirurgischer Erfahrung, um Lernkurven zu bestimmen. Sie stellten fest, dass die Hüftarthroskopie besonders und unerwartet anspruchsvoll ist, mit einem Gesamtoperationsvolumen von >519 Fällen, was mit 2,6 die niedrigste Reoperationsrate ergibt. Wir schlagen die Hinzufügung einer zeitgemäßen, immersiven Virtual-Reality (iVR)-Simulatorausbildung als Mittel für Anfänger und erfahrene Chirurgen vor, um die komplexe Aufgabe der Hüftarthroskopie zu erlernen.

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.

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.