[Status Quo von Virtual Reality in der medizinischen Ausbildung der DACH-Region: Eine Onlinebefragung an medizinischen Fakultäten]

Marie-Christin Willemer ¹
Marcel Meyerheim ²
Marvin Mergen ²
Henriette Schulze ³
Tanja Joan Eiler ⁴
Lukas Mayer ⁵
Bernd F. M. Romeike ⁶
Ole Hätscher ^3,7
Robert Speidel ⁸
 Anna Junga <sup>3

1</sup> Technische Universität Dresden, Medizinische Fakultät Carl Gustav Carus, Institut für Didaktik und Lehrforschung in der Medizin, Medizinisches Interprofessionelles Trainingszentrum (MITZ), Dresden, Deutschland
² Universität des Saarlandes, Klinik für Pädiatrische Onkologie und Hämatologie, Homburg, Deutschland
³ Universität Münster, Institut für Ausbildung und Studienangelegenheiten, Münster, Deutschland
⁴ Universität Siegen, Lebenswissenschaftliche Fakultät, Department Psychologie, Siegen, Deutschland
⁵ Hochschule Flensburg, Center for Interaction, Visualization and Usability (CIVU), Flensburg, Deutschland
⁶ Universitätsmedizin Rostock, Studiendekanat, Medizindidaktik, Rostock, Deutschland
⁷ Universität Münster, Institut für Psychologie, Psychologische Diagnostik und Persönlichkeitspsychologie, Münster, Deutschland
⁸ Universität Ulm, Medizinische Fakultät, Studiendekanat, Kompetenzzentrum eEducation in der Medizin, Ulm, Deutschland

Zusammenfassung

Einleitung: Virtual Reality (VR) wird zunehmend in der medizinischen Aus- und Weiterbildung genutzt, um realitätsnahe immersive Lernumgebungen zu schaffen. Der Überblick über den Einsatz von VR an medizinischen Fakultäten im deutschsprachigen Raum (DACH-Region) ist bisher unzureichend.

Ziel dieses Artikels ist es, einen entsprechenden Überblick über den Einsatz von VR an medizinischen Fakultäten in dieser Region zu geben, mit Fokus auf immersive VR und Head-Mounted Displays (HMDs).

Methoden: Zur Erhebung des VR-Einsatzes wurde eine Onlinebefragung an 53 medizinische Fakultäten in der DACH-Region versandt. Der Fragebogen, der durch ein Expert:innen-Konsens erstellt wurde, erfasste neben demografischen Angaben Daten zur VR-Nutzung, technischen Umsetzung und Finanzierung. Die Daten wurden deskriptiv in SPSS analysiert.

Ergebnisse: Insgesamt nahmen 36 Fakultäten (68% der DACH-Standorte) an der Befragung teil. 56% nutzen bereits HMD-gestützte VR in der Lehre, 11% planen dies. Die häufigsten Ziele des VR-Einsatzes umfassen die Vorbereitung auf den klinischen Einsatz sowie das Training von Abläufen oder seltenen und risikoreichen Situationen. Finanzierungsquellen umfassen Drittmittel und Institutionengelder, wobei kommerzielle Lizenzen die am häufigsten verwendete Software darstellen. Die technische Umsetzung variiert, und der Einsatz erfolgt überwiegend in speziell dafür optimierten Räumen.

Diskussion: Die Verbreitung von VR ist inhomogen. Herausforderungen betreffen vor allem die Finanzierung, technische Infrastruktur und Datenschutzbedenken. Für die Vernetzung und Sichtbarkeit von VR-Projekten in der DACH-Region gibt es bislang keine einheitliche und zugängliche Plattform.

Schlussfolgerung: Etwas über die Hälfte der befragten Fakultäten setzten VR bereits ein, weitere planen einen Einsatz. Um VR in der medizinischen Lehre zu etablieren sind Vernetzung und standardisierte Evaluationen nötig. Die VR-Arbeitsgruppe der Gesellschaft Medizinische Ausbildung (GMA) bietet hierfür eine sinnvolle Grundlage. Zudem sind weitere Studien notwendig, um den langfristigen Lerneffekt und die praktische Anwendbarkeit von VR-Anwendungen zu bewerten.

---

---

1. Einleitung

Die Integration von Virtual Reality (VR) in die medizinische Aus- und Weiterbildung hat in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. VR bietet durch immersive und interaktive Umgebungen eine innovative Möglichkeit, medizinisches Wissen zu vermitteln, Fähigkeiten zu trainieren und Kompetenzen zu fördern [1].

Besonders in gefährlichen oder seltenen Situationen eignet sich VR als Lernszenario, da diese ansonsten nur schwer zu vermitteln sind [2], [3], [4]. Auch Themen mit Berührungsängsten (z. B. intime Untersuchung, Leichenschau) oder seltene Erkrankungen lassen sich so praxisnah vermitteln. VR ermöglicht zudem asynchrones Lernen unabhängig von Lehrpersonal, was Ressourcen schonen kann [5], [6], [7].

Neben dem Üben operativer Fertigkeiten werden auch Non-Technical Skills (NTS) wie Kommunikation, kritisches Denken und klinische Entscheidungsfindung in VR trainiert [8]. Für die Ausbildungsforschung bietet VR eine einfache Möglichkeit, soziale und kognitive Verhaltensweisen zu modellieren und zu analysieren [9].

Zunehmend rücken auch wissenschaftliche Ansätze, die sich mit dem Lerneffekt von VR-Anwendungen beschäftigen, in den Fokus. So konnten Ergebnisse von Studien zeigen, dass Trainingseinheiten in VR zu einer Verbesserung der chirurgischen Fertigkeiten im Operationssaal führen [10]. Ein Systematic Review und eine Meta-Analyse belegen positive Effekte von VR-Anwendungen auf das Lernen und die Leistung der Studierenden sowie deren Überlegenheit gegenüber herkömmlichen Lehrmethoden [11], [12].

Auch Medizinstudierende sehen in VR großen Nutzen, insbesondere in Chirurgie, Notfallmedizin und Anatomie. Sie wünschen eine feste Integration in das Curriculum [13], [14].

Zwar gibt es internationale Übersichtsartikel zu Einsatzgebieten z. B. [15], [16], [17] und das Angebot an deutschsprachiger VR-Software hat zugenommen [18], [19], [20], jedoch fehlte es bisher an einem Überblick über universitäre und kommerzielle VR-Anwendungen im deutschsprachigen Raum (DACH-Region). Zielsetzung dieser Arbeit ist es, die Nutzung und technische Umsetzung von VR an medizinischen Fakultäten in der DACH-Region mittels Online-Befragung zu erheben und beschreibend darzustellen. Der Fokus liegt dabei auf immersiver VR in Kombination mit Head-Mounted Displays (HMDs). Zwar gibt es auch in anderen Gesundheitsberufen bereits Bestrebungen VR in die Ausbildung einzubeziehen [21], [22], jedoch sollte für diese erste Erhebung primär die Verteilung an den Medizinischen Fakultäten betrachtet werden. Eine Erweiterung dessen kann in einer Folgestudie adressiert werden.

2. Methode

2.1. Entwicklung des Fragebogens

Zur Erfassung des aktuellen Einsatzes von VR in der medizinischen Lehre an den verschiedenen medizinischen Fakultäten in der DACH-Region wurde eine Onlinebefragung mittels Fragebogen durchgeführt. Der Fragebogen wurde von einer Fokusgruppe aus Mitgliedern der im März 2022 gegründeten interdisziplinären VR-Arbeitsgruppe (AG) des GMA-Ausschusses für „Digitalisierung – Technologie-unterstütztes Lernen und Lehren“ der Gesellschaft für medizinische Ausbildung e. V. (GMA) erstellt. Die Entwicklung des Fragebogens durchlief mehrere Feedback-Runden, um alle relevanten Aspekte zu berücksichtigen und eine einheitliche Verständlichkeit der Fragen sicherzustellen. Die Fragen (siehe Anhang 1 [Anh. 1]) umfassten folgende Bereiche:

• Personenbezogene sowie standortbezogene Angaben der Befragten
• Allgemeine Angaben zum Einsatz von VR
• Aktueller Status
• Gründe für die Implementierung
• Beabsichtigte Ziele
• Technische Umsetzung
• Didaktische Szenarien
• VR-Forschungsbereiche und -Netzwerke
• Finanzierung und Förderung von VR

Der Einsatz von VR bezog sich dabei auf immersive Anwendungen, bei denen HMDs verwendet werden. VR-Brillen mit Smartphones als Displays wurden dabei ausgeschlossen, worauf im Fragebogen verwiesen wurde. Je nach Art der Nutzung von VR konnten bis zu 45 Fragen beantwortet werden. Die Fragen wurden als geschlossene und offene Fragen formuliert, wobei als Fragetypen Single-Choice, Multiple-Choice sowie Fragen mit Freitextantworten enthalten waren. Anschließend wurde sie in die Online-Umfrage-Applikation LimeSurvey [https://www.limesurvey.org/de] übertragen und als Link und per QR-Code bereitgestellt.

2.2. Datenerhebung

Die Onlinebefragung wurde im April 2023 gestartet. Ein Anschreiben mit Zugang zum Fragebogen und Zielsetzung der Status-Quo-Erhebung wurde per E-Mail an 50 medizinische Fakultäten im deutschsprachigen Raum verschickt: davon 41 in Deutschland, 5 in Österreich und 4 in der Schweiz. Zusätzlich wurde im April 2023 ein Aufruf zur Teilnahme inklusive Link zur Befragung im GMA-Newsletter für alle Hochschulen zugänglich veröffentlicht. Die Datenerhebung wurde im Juni 2023 abgeschlossen. Die Teilnahme an der Befragung war freiwillig.

2.3. Datenbereinigung und -analyse

Die Daten wurden in SPSS Statistics Version 29.0.0. (International Business Machines, IBM, Armonk, New York, USA) übertragen. Mehrfach-Rückmeldungen von einzelnen Fakultäten wurden zusammengefasst. Die Antworten wurden mittels deskriptiver Statistik analysiert und dabei sowohl in Form von absoluten als auch relativen Häufigkeiten ausgewertet. Personenbezogene Angaben der Befragten wurden ausschließlich verwendet, um bei Bedarf Rückfragen zu stellen.

3. Ergebnisse

3.1. Rücklauf

In der Studie wurden insgesamt 53 Rückmeldungen erfasst, wovon 5 weder standortspezifische noch sonstige Angaben enthielten und daher aus den erhobenen Daten entfernt wurden. Von den 48 auswertbaren Rückmeldungen erhielten wir von 9 Standorten (Bern, Dresden, Freiburg, Göttingen, Hannover, Heidelberg, Lübeck, Münster und Witten) mehrere Rückmeldungen, die, wie im Methodenteil beschrieben, zusammengefasst wurden. Letztlich konnten Rückmeldungen von 68% (36 von 53) der DACH-Standorte, welche ein Medizinstudium anbieten, ausgewertet werden (siehe Abbildung 1 [Abb. 1]). Die Rückmeldungen decken dabei 73% (32 von 44) der Standorte in Deutschland, 40% (2 von 5) der Standorte in Österreich und 50% (2 von 4) der Standorte in der Schweiz ab.

3.2. Stand der Implementierung

Wie aus Abbildung 1 [Abb. 1] hervorgeht, gaben 56% (20 von 36) der Standorte an, HMD-gestützte VR-Anwendungen bereits in der medizinischen Ausbildung einzusetzen. Diese 20 Standorte lassen sich in 2 Gruppen unterteilen: 6 Standorte, die VR bereits in der Lehre einsetzen, aber aktuell keine Lehrveranstaltung mit VR-Anteilen entwickeln (EiNSAtz ohne Entwicklung – ENSA) und 14 Standorte, die VR sowohl einsetzen als auch entsprechende Lehrveranstaltungen entwickeln (Standort mit EinSatz & EntWicklung von VR – ESEW). Daneben setzen 28% (10 von 36) der Standorte VR noch nicht in der Lehre ein, entwickeln aber entsprechende Lehrveranstaltungen (ENTWicklung ohne bisherigen Einsatz – ENTW). Bei den restlichen 16% (6 von 36) der Standorte findet weder ein Einsatz von VR noch deren Entwicklung statt, 4 davon planen jedoch zukünftig den Einsatz von HMD-gestützter VR in der Lehre (ohne (NO) VR – NOVR). Drei Mal wurden fehlende Finanzmittel bzw. ein ungünstiges Kosten-Nutzen-Verhältnis als Gründe für den nicht geplanten Einsatz genannt.

3.3. Ziele und Gründe des Einsatzes von VR in der Lehre

Die in Tabelle 1 [Tab. 1] dargestellten Ziele und in Tabelle 2 [Tab. 2] abgebildeten Gründe für den Einsatz von VR umfassen sowohl Rückmeldungen zum bestehenden Einsatz (ENSA, ESEW) als auch Entwicklung (ENTW) und geplanten Einsatz (NOVR).

Zusätzlich wurden Ziele und Gründe wie Alternativen zu Praktika während der Pandemie, Lehrforschung zum Thema VR, früherer Praxisbezug, Auseinandersetzung mit IT und technischen Entwicklungen, Ressourcenoptimierung, Vorbereitung der Studierenden auf den klinischen Einsatz, Verinnerlichung von Abläufen, interprofessionelle Kommunikation, schnelles Handeln in Notfallsituationen sowie der Zugang zu eingeschränkten Bereichen genannt. Bei den ENTW wurde ein Projekt für Digitalisierung in Baden-Württemberg erwähnt.

3.4. Finanzierungsquellen

Tabelle 3 [Tab. 3] gibt einen Überblick über Förderungen und Finanzierungsquellen für VR-Projekte in der medizinischen Lehre. Genannte Quellen sind u. a. Institutionsgelder, ein Vertrag mit kommerziellen Anbietern sowie private Mittel, die durch Drittmittel ersetzt werden sollen. Weitere Drittmittelgeber sind z.B. das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Landesministerien und europäische Fonds. Von den 13 Standorten (ENSA und ESEW), die Drittmittel für die Finanzierung der laufenden Kosten für VR in der Lehre nannten gaben 62% an, dass der VR-Einsatz nach der Förderung fortgeführt wird. Bei ENTW-Projekten wurden ein Sonderbudget und Kooperationen als Finanzierungsquellen genannt.

3.5. Technische Umsetzung

Wie in Tabelle 4 [Tab. 4] dargestellt, nutzen 80% der ENSA und ESEW (16 von 20) extern entwickelte Software, wobei die Mehrheit (88%) Nutzungsrechte in Form kommerzieller Lizenzen erworben hat. Ein Standort verwendet Creative Commons (CC)-Lizenzen. An einem dieser Standorte wird die VR-Anwendung von einem Projektkoordinationspartner bereitgestellt, während zwei Standorte, die kommerzielle Software nutzen, zusätzlich selbst- oder mitentwickelte Szenarien anbieten.

Bei den ENTW und ESEW planen 58% (14 von 24), externe Software in ihren Lehrveranstaltungen mit VR-Anteilen zu verwenden. Bei diesen 14 Standorten entfallen 57% auf kommerzielle Lizenzen, 14% auf CC-Lizenzen und 22% auf eine Mischung der beiden Lizenztypen. Einer dieser Standorte (7%), der mit Kooperationspartnern arbeitet, hat noch keine detaillierten Vereinbarungen zu den Nutzungsrechten abgeschlossen, während insgesamt 25% der 24 Standorte bei der Befragung noch keine klare Position zur Nutzung externer Software hatten.

Alle Standorte, die an der 3D-Modellierung von VR-Software beteiligt sind, waren bereit, ihre Anwendungen bereitzustellen; zwei Drittel unter einer CC-Lizenz, der Rest klärt noch die Lizenzdetails.

Bei den verwendeten HMDs bei bestehendem Einsatz von VR an ENSA und ESEW zeigt Abbildung 2 [Abb. 2], dass die Meta Quest 2 am häufigsten verwendet wird. 60% dieser Standorte besitzen mindestens ein Stand-Alone-HMD, dass ohne externen Computer oder externe Trackingsysteme genutzt werden kann. Abbildung 3 [Abb. 3] verdeutlicht, dass nur ein Standort mehr als 30 HMDs besitzt. Lediglich ein Standort verwendet Datenhandschuhe zusätzlich zu den Controllern. Weitere spezielle Ein- und Ausgabegeräte werden nicht eingesetzt.

In Bezug auf die Lernumgebung zeigt Tabelle 5 [Tab. 5], dass VR bei 65% der ENSA und ESEW unter anderem in speziell optimierten Räumen eingesetzt wird, wobei ähnliche Pläne bei den ENTW existieren.

Der technische Support für die VR-HMDs wird, wie in Tabelle 6 [Tab. 6] ersichtlich, bei ENSA und ESEW von verschiedenen Stellen bereitgestellt. Dazu gehören unter anderem Digitalisierungsteams der Medizinischen Fakultäten, E-Learning-Beauftragte und Fakultäts- und Industriemitarbeitende. An den ENTW sind Medientechnik und IT gemeinsam für den Support zuständig. Einige Standorte befinden sich zudem noch in der Erprobungs- und Evaluationsphase, oft in Kooperation mit Industriepartner*innen und Entwickler*innen.

3.6. Curriculare Integration

Die Nutzung von VR in verschiedenen Fachbereichen ist in Tabelle 7 [Tab. 7] zusammengefasst. Insgesamt wird VR (nicht zuletzt auch aufgrund der Mehrzahl der Fachbereiche) zum Großteil in den klinischen Fächern eingesetzt.

Bezüglich der Semester zeigt Tabelle 8 [Tab. 8], dass VR bei ENSA und ESEW im Studienverlauf zunehmend eingesetzt wird, außer in den letzten beiden Semestern. Dieser Trend ist bei den ENTW jedoch weniger ausgeprägt.

Wie Tabelle 9 [Tab. 9] zeigt, wird VR bei bestehendem Einsatz hauptsächlich in Seminaren, im Kleingruppenunterricht oder in Praktika eingesetzt, während der Einsatz in Vorlesungen oder Tutorien seltener ist. Die Kurse sind überwiegend curricular oder fakultativ, wobei die Hälfte dem Wahlfachbereich zuzuordnen ist.

Wie in Tabelle 10 [Tab. 10] ersichtlich, variieren die Anzahlen der Teilnehmenden in den VR-Veranstaltungen je nach Standort stark. Etwa die Hälfte umfasst bis zu 150 Teilnehmende, während ein Viertel für mehr als 250 Teilnehmende pro Semester ausgelegt ist.

Tabelle 11 [Tab. 11] zeigt, dass VR an verschiedenen Standorten unterschiedlich genutzt wird. Ein Standort ermöglicht die asynchrone Nutzung (Ausleihe) von VR-Medien auf HMDs. In drei Standorten der ENTW ist das Selbstlernen mit VR in Planung. Ein weiterer Standort der ENTW plant einen Rollout nach einer Pilotphase.

3.7. VR-Forschungsbereiche und Netzwerke

Wie Tabelle 12 [Tab. 12] zeigt, gehören bei den ENSA und ESEW über die Hälfte der bestehenden VR-Einsätze zumindest teilweise zu geförderten Forschungsprojekten oder Kooperationsvorhaben. Dreiviertel verbinden den Einsatz von VR mit einer wissenschaftlichen Fragestellung. Im Gegensatz dazu handelt es sich bei den ENTW in mehr als der Hälfte der Fälle nicht um Kooperationsvorhaben. Bei den Begleitstudien liegt der Forschungsschwerpunkt häufig auf einem didaktischen Methodenvergleich und bei einem Standort wurde die Akzeptanz von VR als zusätzlicher Fokus genannt.

Der standortübergreifende Austausch wird in Tabelle 13 [Tab. 13] beleuchtet. Während ein Standort angab, keine Austauschforen zu kennen, wurden von anderen universitätsinterne sowie -übergreifende, interdisziplinäre AGs zu VR und Extended Reality (XR) genannt. Weitere Austauschmöglichkeiten sind das Digitalisierungsprojekt in Baden-Württemberg sowie persönliche Kommunikation.

Aktuell gibt es eine Vielzahl von laufenden VR-Projekten, darunter „medical tr.AI.ning“, „Comed/VISL“, „Moleküle in der Symphonie der Sinne“, „KodiLL“, „participate@UOL“, „vr-osce“, „VR-Hirntoddiagnostik“, „Ai.vatar“, „DiViFaG“, „Virtual Reality in der biomedizinischen Ausbildung“, „XR in BW“ sowie „VR-Leichenschau“.

3.8. Beginn des Einsatzes von VR in der Lehre

Abbildung 4 [Abb. 4] bietet eine Übersicht darüber, seit wann an den jeweiligen Standorten HMD-basierte VR-Anwendungen im Einsatz sind.

4. Diskussion

4.1. Herausforderungen im Einsatz von VR

Die Nutzung von VR in der medizinischen Lehre im DACH-Raum ist inhomogen. Während an einigen Standorten selbst entwickelte Programme eingesetzt werden und andere Standorte bestehende VR-Anwendungen verwenden, wird VR an etwa der Hälfte der Universitäten gar nicht genutzt.

Herausforderungen sind vor allem finanzieller, technischer und didaktischer Natur, wie die hohen Kosten für VR-Hardware, die notwendige IT-Infrastruktur und das fehlende technische Know-how.

Trotz der anfänglich hohen Implementierungskosten von VR kann der langfristige Einsatz durch Einsparungen hoher Personal- und Trainingsmaterialkosten (vor allem Kosten von Simulationspersonen [19], [20]) zu einer Kosteneffizienz führen [20].

Auch die fehlende Integration von haptischem Feedback, datenschutzrechtliche Bedenken und Skepsis gegenüber neuen Technologien erschweren den breiteren Einsatz [23], [24]. Besonders der Datenschutz stellt ein großflächiges Problem dar, da die Datensammlung und -übertragung durch die Software/Hardware bei kommerziellen Anwendungen oft nicht deaktiviert werden kann [25].

4.2. Lösungsansätze

Die Implementierung von VR in der medizinischen Ausbildung kann durch gezielte Maßnahmen wie die Vernetzung über AGs, gemeinsame Entwicklungsprojekte und standardisierte Evaluationsmethoden gefördert werden. Eine interaktive Plattform der VR-AG zur Dokumentation der Projekte sowie weiteren Fortschrittes soll Transparenz schaffen und die Zusammenarbeit in der DACH-Region stärken. Open-Source-Lösungen erleichtern den Wissenstransfer und die Anpassung von Entwicklungen, was Hochschulen entlastet. Der Austausch von Lehrformaten und -methoden sollte ressourcenschonend und flexibel an die Anforderungen der Standorte angepasst werden, trotz Herausforderungen durch unterschiedliche Hardware. Erfolgreiche Beispiele sind der Transfer der VR-Leichenschau und VR-Hirntoduntersuchung zwischen verschiedenen Standorten [23], [26].

4.3. Limitationen der Umfrage

Nicht alle Standorte und VR-Anwendungen in der DACH-Region konnten in die Erhebung einbezogen werden, was auf die Freiwilligkeit der Umfrage oder mögliche Hürden, wie fehlende Weitergabe von Informationen, zurückzuführen ist. Zudem hatten die Befragten möglicherweise keinen vollständigen Überblick über das gesamte VR-Curriculum ihrer Fakultäten. Der Fragebogen, basierend auf einem Expert*innen-Konsens, erfasste keine genauen Angaben zur Anzahl der Anwendungen, was die Analyse erschwerte. Mehrfachantworten pro Standort wurden zusammengefasst und bei geplanten VR-Anwendungen blieben manche Fragen unbeantwortet.

Dies könnte zu Verzerrungen führen, dennoch wurde das Ziel der Informationssammlung erreicht. Die Ergebnisse stellen eine Momentaufnahme dar und berücksichtigen keine zwischenzeitlichen Entwicklungen. Eine fortlaufende Erhebung ist notwendig, um aktuelle Trends abzubilden. Die VR-AG der GMA sowie eine interaktive Karte könnten hier Lösungen bieten. Da die Umfrage nur die DACH-Region abdeckt, sind die Ergebnisse möglicherweise nicht international vergleichbar.

Es existieren keine ähnlichen Datenerhebungen, und obwohl internationale VR-Übersichtsartikel vorhanden sind, bieten diese keine detaillierte Übersicht über aktuelle Anwendungen in der DACH-Region (Scoping Reviews: [15], [16], [17], [27], [28], [29], [30]). Daher ist auch eine Einordnung in den internationalen Kontext nicht sinnvoll.

Ein entscheidender Schritt in der Planung und vor der Anwendung besteht darin, den Einsatz und die Sinnhaftigkeit für jeden Einzelfall sorgfältig zu überprüfen. Verschiedene Publikationen bieten hierzu Ansätze und Leitfragen, die das Vorgehen unterstützen [15], [17], [26]. Eine Zusammenfassung solcher Publikationen mit Empfehlungen zum Einsatz von VR in der medizinischen Lehre kann eine zukünftige Aufgabe der VR-AG sein.

4.4. Studienlage

Im relativ neuen Bereich der medizinischen Ausbildung auf Basis von VR-Anwendungen existieren bislang nur wenige Forschungsarbeiten. Eine Metaanalyse von Chen et al. [31] zeigte bereits, dass VR die Wissensaneignung deutlich fördert, jedoch keine signifikanten Unterschiede bei Fertigkeiten, Zufriedenheit, Vertrauen oder Leistungszeit festzustellen sind. Um den Lerneffekt von VR und die langfristige Kompetenzentwicklung in der medizinischen Ausbildung besser zu verstehen, sind weitere Studien notwendig. Diese sollten nicht nur unmittelbare und objektive Lernergebnisse erfassen, sondern auch den nachhaltigen Wissenszuwachs und die praktische Anwendbarkeit im klinischen Alltag beleuchten. Fundiertere Evaluationen können auf Basis von vermehrter fester Integration in das Pflichtcurriculum erfolgen, um Verzerrungen zu minimieren und eine repräsentative Datenbasis zu schaffen. Studien, die den Lerneffekt unter Berücksichtigung unterschiedlicher Lernziele (kognitiv, psychomotorisch, affektiv) untersuchen, könnten zudem wertvolle Erkenntnisse zu den didaktischen Einsatzmöglichkeiten von VR liefern.

5. Schlussfolgerung/Ausblick

Die Nutzung von VR in der medizinischen Lehre nimmt stetig zu, zeigt jedoch im DACH-Raum eine heterogene Verbreitung. Externe Studien belegen das große Potenzial von VR, Lernprozesse zu verbessern und praxisnahe Schulungen unter realitätsnahen Bedingungen zu ermöglichen. Um dieses Potenzial optimal auszuschöpfen, sollten Entwicklungsarbeiten nicht isoliert an einzelnen Standorten erfolgen, sondern standortübergreifend koordiniert werden. Die aktuelle Arbeit verfolgt dieses Ziel: Sie soll den notwendigen Austausch zwischen den verschiedenen Institutionen fördern und als Grundlage für die Initiierung gemeinsamer Forschungsprojekte dienen. Durch diese Vernetzung wird es möglich, VR gezielt und effektiv in die medizinische Ausbildung zu integrieren und innovative Lehransätze zu entwickeln, die über einzelne Standorte hinausreichen.

Abkürzungen

• AG: Arbeitsgruppe
• BMBF: Bundesministerium für Bildung und Forschung
• CC: Creative Commons
• DACH: Deutschsprachiger Raum; Deutschland (D), Österreich (A), Schweiz (CH)
• ENSA: Standorte mit bestehendem VR-EiNSAtz ohne Entwicklung
• ENTW: Standorte in ENTWicklung ohne bisherigen Einsatz von VR
• ESEW: Standorte mit EinSatz & EntWicklung von VR
• GMA: Gesellschaft Medizinische Ausbildung
• HMD: Head-Mounted Display
• MBO-Ä: (Muster-)Berufsordnung für die in Deutschland tätigen Ärztinnen und Ärzte
• NKLM: Nationaler Kompetenzbasierter Lernzielkatalog Medizin
• NOVR: Standorte Ohne (NO) VR
• NTS: Non-Technical Skills
• PJ: Praktisches Jahr
• VR: Virtual Reality
• XR: Extended Reality

Anmerkungen

Autorenbeiträge

• Projektadministration: MW, RS, AJ
• Konzeptualisierung: MW, MMey, HS, TE, RS
• Methodik: MW, MMey, MMer, HS, TE, LM, BR, OH, RS, AJ
• Formale Analyse: MMey, RS, OH, LM
• Grafiken und Abbildungen: OH, LM, MMey, BR
• Schreiben – Originalentwurf: MW, MMey, MMer, HS, TE, LM, BR, OH, RS, AJ
• Überprüfung und Bearbeitung: MW, MMey, MMer, HS, TE, LM, BR, OH, RS, AJ

Alle Autoren haben die endgültige Fassung des Manuskripts gelesen und ihr zugestimmt.

ORCIDs der Autor*innen

• Marie-Christin Willemer: [0009-0000-7950-5922]
• Marcel Meyerheim: [0000-0002-9294-9445]
• Marvin Mergen: [0000-0002-3891-580X]
• Henriette Schulze: [0009-0001-4364-7141]
• Tanja Joan Eiler: [0000-0002-6917-7942]
• Lukas Mayer: [0009-0008-0261-7932]
• Bernd F. M. Romeike: [0000-0002-9693-3870]
• Ole Hätscher: [0009-0009-1410-4023]
• Robert Speidel: [0000-0001-5488-7100]
• Anna Junga: [0000-0002-4165-9114]

Ethik

Der endgültige Fragebogen wurde gemäß den Vorgaben des Ethikantrags zusammen mit der datenschutzrechtlichen Überprüfung der erstellten Einwilligungserklärung und Datenschutzinformationen der zuständigen Ethikkommission für die medizinische Fakultät der Universität Ulm vorgelegt. Laut dieser ist gemäß § 15 MBO-Ä die Umfrage im Sinne einer Lehrevaluation nicht beratungspflichtig.

Datenverfügbarkeit

Die für diese Studie generierten und analysierten anonymisierte Datensätze können auf begründete Anfrage von der korrespondierenden Autorin zur Verfügung gestellt werden.

Danksagung

Wir danken allen teilnehmenden Fakultäten für die Bereitstellung der Informationen.

Interessenkonflikt

Die Autor*innen erklären, dass sie keinen Interessenkonflikt im Zusammenhang mit diesem Artikel haben.

---

Literatur

[1] Tang YM, Chau KY, Kwok AP, Zhu T, Ma X. A systematic review of immersive technology applications for medical practice and education - Trends, application areas, recipients, teaching contents, evaluation methods, and performance. Educ Res Rev. 2022;35:100429. DOI: 10.1016/j.edurev.2021.100429
[2] Creutzfeldt J, Hedman L, Felländer-Tsai L. Cardiopulmonary Resuscitation Training by Avatars: A Qualitative Study of Medical Students' Experiences Using a Multiplayer Virtual World. JMIR Serious Games. 2016;4(2):e22. DOI: 10.2196/games.6448
[3] Süncksen M, Bott OJ, Dresing K, Teistler M. Simulation of scattered radiation during intraoperative imaging in a virtual reality learning environment. Int J Comput Assist Radiol Surg. 2020;15(4):691-702. DOI: 10.1007/s11548-020-02126-x
[4] Mayer L, Süncksen M, Reinhold S, Teistler M. vimiLab – Teaching Medical Imaging and Radiological Anatomy in a Virtual Reality Environment. In: 2023 IEEE 11th International Conference on Serious Games and Applications for Health (SeGAH). IEEE; 2023. p.1-5.
[5] Moro C, Birt J, Stromberga Z, Phelps C, Clark J, Glasziou P, Scott AM. Virtual and Augmented Reality Enhancements to Medical and Science Student Physiology and Anatomy Test Performance: A Systematic Review and Meta-Analysis. Anat Sci Educ. 2021;14(3):368-376. DOI: 10.1002/ase.2049
[6] Yeung AWK, Tosevska A, Klager E, Eibensteiner F, Laxar D, Stoyanov J, Glisic M, Zeiner S, Kulnik ST, Crutzen R, Kimberger O, Kletecka-Pulker M, Atanasov AG, Willschke H. Virtual and Augmented Reality Applications in Medicine: Analysis of the Scientific Literature. J Med Internet Res. 2021 Feb 10;23(2):e25499. DOI: 10.2196/25499
[7] Hendradi P, Ghani MK, Mahfuzah S. A Literature Review of E-Learning Technology in Higher Education. J Comp Sci Technol Stud. 2023;5(1):1-7. DOI: 10.32996/jcsts.2023.5.1.1
[8] Bracq MS, Michinov E, Jannin P. Virtual Reality Simulation in Nontechnical Skills Training for Healthcare Professionals: A Systematic Review. Simul Healthc. 2019;14(3):188-194. DOI: 10.1097/SIH.0000000000000347
[9] Chaby L, Benamara A, Pino M, Prigent E, Ravenet B, Martin JC, Vanderstichel H, Becerril-Hortega R, Rigaud AS, Chetouani M. Embodied Virtual Patients as a Simulation-Based Framework for Training Clinician-Patient Communication Skills: An Overview of Their Use in Psychiatric and Geriatric Care. Front Virtual Real. 2022;3: 827312. DOI: 10.3389/frvir.2022.827312
[10] Seymour NE, Gallagher AG, Roman SA, O'Brien MK, Bansal VK, Andersen DK, Satava RM. Virtual reality training improves operating room performance: results of a randomized, double-blinded study. Ann Surg. 2002;236(4):458-464. DOI: 10.1097/00000658-200210000-00008
[11] Akl EA, Pretorius RW, Sackett K, Erdley WS, Bhoopathi PS, Alfarah Z, Schünemann HJ. The effect of educational games on medical students' learning outcomes: a systematic review: BEME Guide No 14. Med Teach. 2010;32(1):16-27. DOI: 10.3109/01421590903473969
[12] Kim HY, Kim EY. Effects of Medical Education Program Using Virtual Reality: A Systematic Review and Meta-Analysis. Int J Environ Res Public Health. 2022;20(5):389. DOI: 10.3390/ijerph20053895
[13] de Ponti R, Marazzato J, Maresca AM, Rovera F, Carcano G, Ferrario MM. Pre-graduation medical training including virtual reality during COVID-19 pandemic: a report on students' perception. BMC Med Educ. 2020;20(1):332. DOI: 10.1186/s12909-020-02245-8
[14] Mergen M, Meyerheim M, Graf N. Towards Integrating Virtual Reality into Medical Curricula: A Single Center Student Survey. Educ Sci. 2023;13(5):477. DOI: 10.3390/educsci13050477
[15] Lerner D, Mohr S, Schild J, Göring M, Luiz T. An Immersive Multi-User Virtual Reality for Emergency Simulation Training: Usability Study. JMIR Serious Games. 2020;8(3):e18822. DOI: 10.2196/18822
[16] Moll-Khosrawi P, Falb A, Pinnschmidt H, Zöllner C, Issleib M. Virtual reality as a teaching method for resuscitation training in undergraduate first year medical students during COVID-19 pandemic: a randomised controlled trial. BMC Med Educ. 2022;22(1):483. DOI: 10.1186/s12909-022-03533-1
[17] Mühling T, Späth I, Backhaus J, Milke N, Oberdörfer S, Meining A, Latoschik ME, König S.Virtual reality in medical emergencies training: benefits, perceived stress, and learning success. Multimedia Syst. 2023;29(4):2239-2252. DOI: 10.1007/s00530-023-01102-0
[18] Klus C, Krumm K, Jacobi S, Willemer MC, Daub C, Stoevesandt D, Metzler K, Richter C, Peter LM, Heide S, Schmidt U.External post-mortem examination in virtual reality-scalability of a monocentric application. Int J Legal Med. 2024;138(5):1939–46. DOI: 10.1007/s00414-024-03229-9
[19] Walter S, Speidel R, Hann A, Leitner J, Jerg-Bretzke L, Kropp P, Garbe J, Ebner F.Skepticism towards advancing VR technology - student acceptance of VR as a teaching and assessment tool in medicine. GMS J Med Educ. 2021;38(6):Doc100. DOI: 10.3205/zma001496
[20] Neundlinger K. Digitale Empathie: Virtual Reality als Medium zur Entwicklung sozialer Kompetenzen. Medienimpulse. 2021;59(2):33. DOI: 10.21243/mi-02-21-24
[21] Dlamini ST, Botha C. The use of augmented and virtual reality to enhance the customer experience. Afr J Sci Technol Innov Develop. 2024;16(3):399-409. DOI: 10.1080/20421338.2024.2326791
[22] Kockwelp P, Meyerheim M, Valkov D, Mergen M, Junga A, Krüger A, Marschall B, Holling M, Risse B. Competence Training at Scale: Teaching Clinical Skills in the Context of Virtual Brain Death Examination. In: Proceedings of the ACM on Human-Computer Interaction, Volume 8, Issue EICS. Article No.: 261. 17 June 2024. p.1-31 DOI: 10.1145/3664635
[23] Jiang H, Vimalesvaran S, Wang JK, Lim KB, Mogali SR, Car LT. Virtual Reality in Medical Students' Education: Scoping Review. JMIR Med Educ. 2022;8(1):e34860. DOI: 10.2196/34860
[24] Lie SS, Helle N, Sletteland NV, Vikman MD, Bonsaksen T. Implementation of Virtual Reality in Health Professions Education: Scoping Review. JMIR Med Educ. 2023;9: e41589. DOI: 10.2196/41589
[25] Pedram S, Kennedy G, Sanzone S. Toward the validation of VR-HMDs for medical education: a systematic literature review. Virtual Real. 2023:1-26. DOI: 10.1007/s10055-023-00802-2
[26] Dhar E, Upadhyay U, Huang Y, Uddin M, Manias G, Kyriazis D, Wajid U, AlShawaf H, Syed Abdul S. A scoping review to assess the effects of virtual reality in medical education and clinical care. Digit Health. 2023;9:20552076231158022. DOI: 10.1177/20552076231158022
[27] Tudor Car L, Kyaw BM, Teo A, Fox TE, Vimalesvaran S, Apfelbacher C, Kemp S, Chavannes N. Outcomes, Measurement Instruments, and Their Validity Evidence in Randomized Controlled Trials on Virtual, Augmented, and Mixed Reality in Undergraduate Medical Education: Systematic Mapping Review. JMIR Serious Games. 2022;10(2):e29594. DOI: 10.2196/29594
[28] Cao Y, Ng GW, Ye SS. Design and Evaluation for Immersive Virtual Reality Learning Environment: A Systematic Literature Review. Sustainability. 2023;15(3):1964. DOI: 10.3390/su15031964
[29] Mergen M, Meyerheim M, Graf N. Reviewing the current state of virtual reality integration in medical education - a scoping review protocol. Syst Rev. 2023;12(1):97. DOI: 10.1186/s13643-023-02266-6
[30] Chen FQ, Leng YF, Ge JF, Wang DW, Li C, Chen B, Sun ZL. Effectiveness of Virtual Reality in Nursing Education: Meta-Analysis. J Med Internet Res. 2020;22(9):e18290. DOI: 10.2196/18290
[31] Mao RQ, Lan L, Kay J, Lohre R, Ayeni OR, Goel DP, de Sa D. Immersive Virtual Reality for Surgical Training: A Systematic Review. J Surg Res. 2021;268:40-58. DOI: 10.1016/j.jss.2021.06.045

---

Anhänge

Anhang 1	Fragebogen (Anhang_1.pdf, application/pdf, 3.5 MBytes)