Virtual Learning im Rahmen der medizinischen Ausbildung. Analyse von Vor- und Nachteilen

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Bisherige Ausbildungsmethoden
2.1 Lernen im (prä-)klinischen Umfeld
2.2 Lernen an einem Tier- oder Humanpräparat
2.3 Lernen an einem Simulator
2.4 Lernen in einer Simulation mit echten Probanden

3 Simulation in der virtuellen Realität (virtual reality, VR)
3.1 Effektivität der Simulation in der virtuellen Realität
3.1.1 Theoretische Ausbildung
3.1.2 Klinik/Chirurgie
3.1.3 Präklinik
3.2 Erfolgsmessung

4 Diskussion

5 Literaturverzeichnis

Zusammenfassung/Abstract:

In der vorliegenden Studienarbeit werden die Vor- und Nachteile des Lernens in einer virtuellen Realität (VR) beleuchtet. Hierzu werden, nach einer Vorstellung der bisherigen Ausbildungsmethoden, drei große Anwendungsbereiche, nämlich die theoretische Ausbildung, die Klinik/Chirurgie und die Präklinik, unterschieden. Durchweg sieht die Literatur und die derzeitige Forschung hier Vorteile im Einsatz der virtuellen Realität gegenüber traditionellen Lernmethoden. Auch der Verfasser dieser Arbeit kommt daher am Ende zu dem Schluss, dass das Lernen in der virtuellen Realität einen vielversprechenden Ansatz bietet, weitere Forschung auf diesem Gebiet jedoch nötig ist, vor allem in Hinblick auf die Messung der Effektivität dieser relativ neuen Simulationsmeth

1 Einleitung

Die Ausbildung von medizinischem Fachpersonal auf der einen und von ÄrztInnen auf der anderen Seite, hat sich in den letzten Jahren stetig verändert. Gestiegene Anforderungen, vor allem im Bereich des nicht-ärztlichen medizinischen Fachpersonals, bedeuten auch einen immer höheren Anspruch an eine adäquate, hochwertige und zielführende Aus-, Fort- und Weiterbildung.

Allein das Wachstum an theoretischem Wissen in der Medizin ist enorm. So hat sich 1950 das medizinische Wissen noch in 50 Jahren verdoppelt, während es 2010 nur noch 4 Jahre waren. Schätzungen gehen davon aus, dass es im Jahre 2020 nur noch 73 Tage dauern wird, bis sich das komplette medizinische Wissen verdoppelt. (Lux, 2017)

Im Bereich der Medizin liegt eine der großen Herausforderungen auf dem Gebiet der Aus-, Fort- und Weiterbildung vor allem darin, dass oft auch invasive Maßnahmen, das heißt Handlungen, die in die körperliche Integrität eines Patienten eingreifen, erlernt und immer wieder trainiert werden müssen.

Vor allem im Rettungsdienst gibt es mit der Einführung des Notfallsanitäter-Gesetzes im Jahre 2014 die Situation, dass ein großer Teil des rettungsdienstlichen, nichtärztlichen Personals damit konfrontiert ist, in Zukunft auch vermehrt invasive und sogar heilkundliche Maßnahmen am Patienten durchführen zu müssen. (NotSanG § 4 Abs. II Ziff. 1 lit. c und § 4 Abs. II Ziff. 2 lit. c)

Der zeitliche, finanzielle und organisatorische Rahmen, vor allem bei den angebotenen Ergänzungslehrgängen für Rettungsassistenten/innen von 80h-960h Weiterbildung (NotSanG § 32 Abs. II Ziff. 1 & 2), reicht dabei jedoch leider nicht aus, um diese Maßnahmen umfassend im Krankenhaus am echten Patienten erlernen zu können, wie dies bei angehenden Ärzten der Fall ist.

Zusätzlich zu den bereits angeführten Herausforderungen treten weitere Probleme auf bzw. kommen Aufgaben hinzu, die sich in der vergangenen Zeit gewandelt haben. So überträgt sich der rasante Fortschritt in der Technologie auch auf die Medizin: in immer kürzeren Abständen erscheinen neue Hilfs- und Arbeitsmittel auf dem Markt, mit denen das Personal fachgerecht und sicher umgehen muss.

Des Weiteren verändert sich durch den demografischen Wandel das durchschnittliche Patientenklientel, da es mit Blick auf die Gesamtbevölkerungszahl in Deutschland prozentual immer mehr Menschen im fortgeschrittenen Alter gibt (Focus Money, ohne Jahresangabe). Dies ist auch verbunden mit gestiegenen Anforderungen an sogenannte „soft-skills“ in der Versorgung, vor allem bei der Behandlung von geriatrischen Patienten.

Um die medizinische Behandlung sicherer zu machen wird außerdem auch in der Medizin immer mehr Wert auf die sogenannten „human factors“ und das der Fliegerei entnommene „crew ressource management“ (CRM) gelegt (Rall, Koppenberg, Hellmann, & Henninger, 2013).

Diese aufgeführten Punkte sind nur ein Teil der Herausforderungen, mit denen sich Lehrende im Bereich der Medizin konfrontiert sehen. Um die vorher festgelegten Lernziele, vor allem in Hinblick auf die praktischen Fertigkeiten, bestmöglich zu erreichen, gibt es verschiedene Möglichkeiten, Ansätze und Versuche, von denen ich im Folgenden zunächst die gängigsten vorstellen möchte, bevor ich diesbezüglich eventuelle Vor- und Nachteile des Trainings in einer virtuellen Realität aufzeigen möchte.

2 Bisherige Ausbildungsmethoden

2.1 Lernen im (prä-)klinischen Umfeld

Auf den ersten Blick scheint das Lernen „in-situ“, d.h. in der Praxis direkt am lebenden Patienten die beste Lernform in Hinblick auf Verstehen und Anwenden darzustellen. Das Problem bestimmte Umstände simulieren oder sich vorstellen zu müssen entfällt vollständig, da es sich hier um echte Patienten mit echten Erkrankungen handelt. Maßnahmen können beobachtet, verinnerlicht und unter Supervision selber durchgeführt und geübt werden. Doch bringt diese Lernform nicht ausschließlich Vorteile mit sich, wie es initial vielleicht scheint. Einige der Gründe für Lern-Probleme in der Praxis möchte ich an dieser Stelle kurz umreißen.

- Generell gibt es keine Garantie dafür, in einem vorgegebenen Praxiszeitraum überhaupt der Anzahl an Patienten zu begegnen, deren Erkrankung die Behandlung mit beispielsweise einer bestimmten zu erlernenden invasiven Maßnahme wirklich bedarf, um eine Handlungssicherheit zu erreichen. Vor allem in der Präklinik sind die schwer erkrankten und/oder verletzten Patienten, bei denen Maßnahmen erforderlich sind, die eine hohe Fach- und Handlungskompetenz erfordern, rar gesät. (Bollinger, Roessler, & Russo, 2015)
- Wenn es dann doch zu einer Situation kommt, in der eine bestimmte zu erlernende Maßnahme durchgeführt werden kann oder muss, geschieht dies oft in einer unübersichtlichen Situation, da viele Personen an der Versorgung eines Patienten beteiligt sind, die alle verschiedene Aufgaben in kurzer Zeit durchführen müssen und so die Anleitung bzw. Lehre nicht mehr in dem geforderten Umfang durchgeführt werden kann.
- Wie oft auch von Auszubildenden in alltäglichen Gesprächen bemängelt wird, besteht ein Unterschied zwischen Theorie und Praxis, welcher zuweilen auch die praktische Ausführung von Maßnahmen betrifft. (Hewison & Wildman, 1996)
- Am Ende bleibt auch immer die ethische Fragestellung, vor allem in Bezug auf sehr invasive Maßnahmen, wie z.B. dem Öffnen des menschlichen Körpers, wenn dies das erste Mal direkt am lebenden Menschen durchgeführt wird. Gerade in einem Hochrisikobereich wie der Medizin, in der immer mehr versucht wird alle möglichen, vor allem auch menschlichen, Fehlerquellen zu beseitigen, darf hinter den allseits bekannten Floskeln wie „learning by doing“ oder dem gerade in der Ärztezunft bekannten „see one, do one, teach one“ (Halsted, 1904) doch ein großes Fragezeichen gesetzt werden.

2.2 Lernen an einem Tier- oder Humanpräparat

Insbesondere im Hinblick auf die am Ende des vorherigen Absatzes aufgeworfene Frage nach der Ethik scheint es nur logisch nach Alternativen für eine praktische Übungsmöglichkeit v.a. chirurgischer bzw. invasiver Maßnahmen zu suchen. Im Bereich der medizinischen Ausbildung, sowohl von Ärzten als auch von nicht-ärztlichem medizinischen Fachpersonal, werden daher schon seit langer Zeit Teile von tierischen Kadavern zu Übungszwecken herangezogen. Gerade Schweine scheinen hier eine gute Alternative darzustellen, da sie der Anatomie des Menschen in weiten Teilen ähneln.

Bei TeilnehmerInnen an solchen Simulationskursen mit tierischen Präparaten nehmen Selbstvertrauen und technische Fertigkeiten außerdem zu (Blaschko et al., 2007). Von den Lernenden gemachte Fehler führen darüber hinaus bei dieser Variante nicht zu mitunter fatalen Schicksalsschlägen, wie dies beim lebenden Menschen unter Umständen der Fall sein könnte.

Doch auch das Üben an einem tierischen oder Humanpräparat hat seine Nachteile bzw. Schwierigkeiten. Die Lehreinrichtungen werden zu allererst mit organisatorischen Hürden konfrontiert, begonnen bei der rechtlichen Komponente in Hinblick auf Umgang, Lagerung, Entsorgung et cetera. Der hygienische Aspekt hat auch dazu geführt, dass es in einigen Ländern wie Kanada aus Präventionsgründen untersagt wurde tierische Präparate in der medizinischen Ausbildung zu verwenden (Blaschko et al., 2007). Ebenso sollte der ethische Aspekt von Simulationen mit Tierpräparaten oder gar lebenden Schweinen an dieser Stelle nicht unerwähnt bleiben, da sich hiergegen in der Bevölkerung zeitweise Widerstand formiert (Peta, 2012).

Des Weiteren liegt es auf der Hand, dass sowohl tierische als auch Humanpräparate nicht beliebig oft gebraucht werden können. So entstehen an dieser Stelle nicht zu vernachlässigende Kosten, die ein Training an Kadavern für die Lehreinrichtung unattraktiv erscheinen lassen können. Abschließend ist es zudem einleuchtend, dass eine echte Patientenkommunikation, die auch in der (prä-)klinischen Praxis von großer Wichtigkeit ist, bei oben genannten Lernmethoden nicht möglich ist.

2.3 Lernen an einem Simulator

Auch wegen der in Abschnitt 2.2 genannten Probleme wurden mit der Zeit vermehrt Simulatoren entwickelt, um bestimmte medizinische Maßnahmen erlernen und üben zu können. Schon vor mehr als 100 Jahren kamen Mitglieder der Ärztezunft auf die Idee basale Simulatoren für bestimmte Ereignisse zu entwickeln, z.B. für das Training in der Geburtshilfe in Hinblick auf die hohe Kindersterblichkeit (Ziv, Wolpe, Small, & Glick, 2003).

Die Vorteile gegenüber dem Training an menschlichen oder tierischen Präparaten liegen auf der Hand. Die finanziellen Belastungen werden meist auf den Anschaffungspreis, der jedoch mitunter auch sehr hoch ausfallen kann, und eventuell anfallende Reparaturen begrenzt, während der Simulator beliebig oft verwendet werden kann. Mit den wachsenden Möglichkeiten der Technologie stieg über die letzten Jahre auch die mögliche Komplexität von Simulationspuppen. Sogenannte „full-skill-Simulatoren“ spiegeln in vielen Punkten die komplizierte Physiologie des menschlichen Körpers wider. Über eine zentrale Steuereinheit kann der Instruktor den Patienten inklusive seiner Vitalparameter ständig auf die Handlungen der Lernenden reagieren lassen. Hier spielt der Simulator klar seine Vorteile gegenüber menschlichen oder tierischen Präparaten aus, da der Anwendende sich sofort mit den direkten Auswirkungen seiner Maßnahmen in einem komplexen und schlüssigen klinischen Setting konfrontiert sieht. Der Erfolg steht und fällt hier jedoch auch mit dem/der Instruktor/Instruktorin, der/die den Überblick behalten und jederzeit physiologisch sinnvoll reagieren bzw. die Simulation anpassen muss.

Weitere Vorteile bestehen darin, dass kein direktes Risiko für einen echten Patienten besteht, dass der Simulator die Möglichkeit bieten kann das Aneignen von klinischen Fertigkeiten zu beschleunigen und dass dank eines immer gleichen Simulators ein standardisiertes Curriculum einfacher entwickelt werden kann. (Fritz, Gray, & Flanagan, 2008)

Am Ende ist, genauso wie beim Lernen am Präparat, jedoch leider auch hier keine echte Patientenkommunikation, v.a. in Bezug auf die non-technical-skills wie Empathie, Einfühlungsvermögen, Anamneseerhebung usw. möglich. Außerdem bleiben gerade für kleinere Einrichtungen die mitunter nicht zu knappen Kosten ein Problem. Zudem können zwar viele Merkmale lebensbedrohlicher Krankheiten dargestellt werden, nichtsdestotrotz reichen die technischen bzw. Hardware-Möglichkeiten nicht immer aus, um die klinische Realität optimal darzustellen. Hier ist auf jeden Fall noch weitere Forschung nötig, um objektive Kriterien und Rahmenbedingungen zu entwickeln, denn nicht selten kann man auf schlecht definierte Simulationen mit damit einhergehendem schlechten Lern-Outcome treffen (Murphy, Cremonini, & Kane, 2007).

2.4 Lernen in einer Simulation mit echten Probanden

Abschließend gibt es selbstverständlich noch die Möglichkeit der Simulation in einem Setting mit einem Probanden, der quasi als Schauspieler fungiert und in eine echte Interaktion mit dem Lernenden treten kann. Diese Variante birgt vor allem den Vorteil, dass die gerade im medizinischen Bereich so wichtige Komponente der Arzt/Therapeut/Pflegepersonal/etc.-Patienten Kommunikation angemessen trainiert werden kann. Dies erstreckt sich von der primär medizinisch wichtigen Anamneseerhebung bis zu den weichen, gesprächsfördernden Faktoren wie beispielsweise den drei Grundhaltungen Kongruenz, Empathie und unbedingte Wertschätzung nach C. Rogers. (Saft, 2008) Auch hier kann sich der Instruktor der heutigen Technologie bedienen und über ein Bedienelement beispielsweise medizinisch wichtige Vitalparameter auf einem Patientenmonitor simulieren. Der Erfolg einer solchen Simulation hängt hier jedoch auch wieder von vielen menschlichen Faktoren ab, wie z.B. der schauspielerischen Leistung und dem medizinischen Verständnis des Erkrankten-/Verletztendarstellers, der Planung des Settings durch den Instruktor und der Bereitschaft der Lernenden sich in die Szenerie hineinzuversetzen. Letztendlich liegen die Grenzen dieser Simulationsvariante an der Stelle, wo am Patienten invasive Maßnahmen durchgeführt werden müssen. Hier muss dann wieder auf eine der oben genannten Methoden zurückgegriffen werden.

[...]