Wirksamkeit der interaktiven immersiven Mixed-Reality-Technologie zwischen Lehrer und Schüler im Anatomieunterricht

Hintergrund:

Eine effektive Operationsplanung in der hepatobiliären Chirurgie erfordert ein tiefes Verständnis komplexer anatomischer Strukturen, die mit Variationen und Anomalien behaftet sind. Die Beherrschung der komplexen räumlichen Beziehungen zwischen diesen Strukturen stellt erhebliche Herausforderungen dar, insbesondere für unerfahrene Chirurgen, die sich grundlegende Fähigkeiten aneignen möchten. Herkömmlichen Lehrmaterialien, darunter Lehrbücher und CT-Bilder, fehlt oft die nötige Tiefe für eine effektive Anwendung. Daher haben viele unerfahrene Chirurgen bei der präoperativen Planung Schwierigkeiten, anatomisches Wissen in die klinische Praxis umzusetzen. Darüber hinaus verschärft der Mangel an praktischer Erfahrung in realen chirurgischen Umgebungen diese Probleme und führt zu Wissenslücken, die die klinische Leistung beeinträchtigen können.

Glücklicherweise ebnen technologische Fortschritte den Weg für eine verbesserte chirurgische Ausbildung. Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR) und Mixed Reality (MR) haben sich in diesem Bereich als revolutionäre Werkzeuge herausgestellt, insbesondere für den Fernunterricht. Jüngste Innovationen haben immersive Lernumgebungen gefördert, die das Bildungserlebnis sowohl für chirurgische Ausbilder als auch für Studenten verbessern. Die Integration dieser immersiven Technologien mit der 3D-Modellierung birgt ein erhebliches Potenzial für die medizinische Anatomieausbildung. Untersuchungen zeigen, dass die Umwandlung von 2D-Bildern in 3D-VR-Modelle das intuitive Verständnis anatomischer Strukturen erheblich verbessert. Im Vergleich zu herkömmlichen pädagogischen Methoden verbessert dieser Ansatz die Wissenserhaltung und unterstützt eine effektivere Gedächtnisbildung.

Im Bereich der hepatobiliären Chirurgie, die komplizierte vaskuläre und anatomische Merkmale umfasst, liegt der Schwerpunkt zunehmend auf dem Einsatz immersiver Technologien. Die MR-Technologie ermöglicht eine verbesserte Visualisierung der Leberanatomie, verbessert das Verständnis von Gefäßstrukturen und der Tumorlokalisation und kommt letztendlich der chirurgischen Ausbildung zugute. VR-Technologie ermöglicht Echtzeitinteraktion mit simulierten 3D-Umgebungen und ist damit ein wichtiges Werkzeug für die Weiterentwicklung chirurgischer Kenntnisse und Fertigkeiten. Währenddessen verbessert AR das Bildungserlebnis, während MR und VR gemeinsam eine umfassende Visualisierung der komplexen Strukturen der Leber ermöglichen.

Zweck der Studie:

Trotz der potenziellen Vorteile der Integration dieser Technologien in die klinische Praxis nutzen bestehende Studien 3D- oder 3D-VR-Technologien hauptsächlich isoliert und vergleichen sie oft nur mit herkömmlichen Methoden. Nur wenige Untersuchungen befassen sich mit den kombinierten Auswirkungen dieser Modalitäten, was zu einer inkonsistenten Integration in Schulungsprogramme und schwierigen Lernkurven für unerfahrene Chirurgen führt. Darüber hinaus schränkt das Fehlen robuster quantitativer Bewertungsinstrumente die theoretische Unterstützung dieser Bildungsmethoden ein.

Ziel dieser Studie ist es daher, einen Rahmen für den Anatomieunterricht zu schaffen, der MR- und 3D-Modelle einbezieht. Die Forschung wird den Einfluss dieser innovativen Technologien auf das Verständnis komplexer anatomischer Strukturen und ihre räumlichen Visualisierungsfähigkeiten in Bezug auf dreidimensionale Formen bewerten. Letztendlich besteht unser Ziel darin, die Machbarkeit und Wirksamkeit der Integration dieser fortschrittlichen Technologien in die Ausbildung der hepatobiliären Anatomie zu bestätigen.

Forschungsziele:

Bewerten Sie kognitive Lernergebnisse im Zusammenhang mit anatomischen Strukturen mithilfe verschiedener Lernmodalitäten, einschließlich traditioneller medizinischer Bildgebung, 3D-Modellierung und 3D-MR.

Testen Sie die Wirksamkeit verschiedener Modalitäten beim Erlernen hepatobiliärer anatomischer Strukturen durch Kreuzvergleiche und überprüfen Sie die Korrelation zwischen Ergebnissen und tatsächlicher Leistung.

Design:

Hierbei handelt es sich um eine dreiarmige, teilweise verblindete, randomisierte, kontrollierte Studie, in der die mit 3D-Modellen und 3D-MR verbundenen Lernergebnisse zum Unterrichten der Leber- und Gallenblasenanatomie verglichen werden.

Teilnehmer: Medizinstudenten, die die Einschluss- und Ausschlusskriterien erfüllen und keine Erfahrung mit der Interpretation hepatobiliärer chirurgischer Bildgebung haben.

Aufgaben: Experten stellen relevante Testfragen zur Anatomie der hepatobiliären Chirurgie und die Lernergebnisse verschiedener Modalitäten werden anhand der Testergebnisse bewertet.

Intervention: Eine randomisierte Zuteilungsmethode teilt die Teilnehmer in eine Kontrollgruppe und eine neue Technologiegruppe ein. Die drei Gruppen erhalten anhand unterschiedlicher Methoden Unterricht in der Anatomie des hepatobiliären Systems.

1. Kontrollgruppe: Beschäftigt sich mit routinemäßiger CT- und MR-Bildgebung zum Erlernen anatomischer Strukturen.
2. Neue Technologiegruppe:

3D-Gruppe: Erlernt anatomische Strukturen mithilfe von 2D- und 3D-Modellen in einer Computerumgebung.

MR-Gruppe: Beschäftigt sich mit dem Erlernen anatomischer Strukturen unter Verwendung von 3D-Modellen in einem MR-Simulator.