Bildung wird digital, und die medizinische Bildung ist Teil dieser Veränderung. Technologie bietet einen ganz neuen Grad an Komfort, Interaktivität und Engagement. Augmented Reality (AR) stellt ein Instrument dar, das die Ausbildung zukünftiger Ärztinnen und Ärzte bereits nachhaltig verändert. In diesem Artikel erklären wir, wie Augmented Reality in die medizinische Ausbildung Einzug hält und warum sie für die Ausbildung von Studierenden bald unverzichtbar wird.

Was ist AR in der medizinischen Ausbildung?

Erweiterte Realität ist eine Technologie, die digitale Inhalte wie 3D-Modelle, Animationen und Anweisungen in die reale Umgebung einfügt. Dies wird durch Geräte wie Augmented-Reality-Brillen, Smartphones und Tablets ermöglicht. Heute verwenden viele führende medizinische Hochschulen, einschließlich der Universitäten Stanford und Columbia, bereits Augmented Reality in ihren Lehrbüchern, um den Unterricht für Studierende anschaulicher zu machen.

Augmented Reality in der medizinischen Ausbildung wird am häufigsten in zwei Schlüsselszenarien angewendet:

  • ein Bild mit Hinweisen auf Schaufensterpuppen oder echte Körper

Im Anatomieunterricht haben die Studierenden die Möglichkeit, eine Augmented-Reality-Brille zu verwenden, um Inschriften einzusehen, die spezifische Systeme oder Organe beschreiben und direkt auf Schaufensterpuppen oder Leichen projiziert werden. Das hilft ihnen, das, was sie in der Theorie gelernt haben, mit dem zu verbinden, was sie in der Praxis sehen und anfassen.

  • Entwerfen von 3D-Modellen und Animationen in Lernumgebungen

Studierende können mit Tablets oder Smartphones und Augmented Reality detaillierte 3D-Modelle von Organen und Körpersystemen im virtuellen Raum erkunden. Obwohl diese Modelle nicht wie bei einer Augmented-Reality-Brille auf reale Objekte projiziert werden, bieten sie leistungsstarke Werkzeuge zum Vergrößern, Drehen und Untersuchen von Strukturen aus verschiedenen Blickwinkeln.

Integration von Augmented Reality in den medizinischen Bildungsprozess

Augmented Reality verbessert die medizinische Ausbildung, indem sie zusätzliche Tiefe, Kontext und Interaktivität in unterschiedlichen Formaten und Ausbildungsphasen ermöglicht – sei es im Klassenzimmer, während der klinischen Praxis oder im Fernstudium.

Augmented Reality im Unterricht

Im Hörsaal macht Augmented Reality aus herkömmlichen Vorlesungen einen spannenden Lernprozess. Die Studierenden können Tablets mit anatomischer Software nutzen, die Augmented Reality unterstützt. So lassen sich komplexe Themen wie Organsysteme oder der Verlauf von Krankheiten in 3D untersuchen, anstatt nur eine Folie zu betrachten. Darüber hinaus können sie mit einer Augmented—Reality-Brille anatomische Strukturen mit Inschriften sehen, die direkt auf Dummies oder physische Modelle projiziert werden: Muskeln, Organe, Blutgefäße, Nerven - all dies wird vor ihren Augen projiziert. Es ist, als würde man eine Klasse in ein lebendes anatomisches Labor verwandeln.

Die Case Western Reserve University verwendete diesen Augmented-Reality-basierten Ansatz in einer HoloAnatomy-Anwendung, die Anatomie ohne die Verwendung von Laboren für die Arbeit mit Leichen lehrt. Ebenso am medizinischen College der Jagiellonen-Universität in Polen sind die Augmented-Reality-Brillen Teil des Toolkits im Anatomieunterricht, der den Studierenden eine intuitivere Vorstellung von den räumlichen Beziehungen im menschlichen Körper gibt. Diese Werkzeuge sind besonders praktisch für diejenigen, die visuelle Informationen studieren, und verkürzen die Zeit, komplexe medizinische Themen zu studieren erheblich.

AR im Fernunterricht

Augmented Reality in der medizinischen Ausbildung ist auch wirksam, wenn es um ferngesteuerte oder hybride Lernumgebungen geht. Die Studierenden können mit nur einem Smartphone oder Tablet anatomische 3D-Modelle direkt auf ihren heimischen Schreibtisch projizieren und bearbeiten. So lassen sich alle Winkel, Ebenen und Details genau ansehen.

Viele AR-Plattformen unterstützen auch kollaboratives Lernen. Studenten aus verschiedenen Regionen können gleichzeitig mit demselben virtuellen Modell arbeiten. Sie können Besonderheiten besprechen, Ergebnisse vergleichen und gemeinsam klinische Szenarien durchgehen. Während der Pandemie führte die Universität Edinburgh ein Experiment durch, das es Medizinstudenten ermöglichte, Anatomie mithilfe einer auf Augmented Reality basierenden Lernplattform zu studieren. Dies half den Studenten, die räumlichen Zusammenhänge der Beckenanatomie besser zu verstehen, indem sie interaktive 3D-Modelle entwarfen, die mit den computertomografischen Daten übereinstimmten. Dieses Tool ist auf Smartphones, Tablets oder AR-Headsets verfügbar und hat sich als wertvolle Unterstützung für das Präsenz- und Fernstudium etabliert.

AR in der Weiterbildung im Bereich der Chirurgie

Unter echten chirurgischen Bedingungen hilft die AR-Technologie erfahrenen Chirurgen, komplexe Eingriffe sicher durchzuführen. Durch die unmittelbare Darstellung wesentlicher Informationen, beispielsweise 3D-Rekonstruktionen der Anatomie eines Patienten im Sichtfeld, steigert Augmented Reality die Präzision und unterstützt fundierte Entscheidungsprozesse. Zum Beispiel, Stanford Medicine hat AR-Headsets implementiert, die es Ärzten ermöglichen, im Operationssaal komplexe anatomische Strukturen während chirurgischer Eingriffe zu visualisieren. Diese Integration erhöht die Genauigkeit sowie die Qualität der Entscheidungsfindung und trägt somit maßgeblich zur Verbesserung der Behandlungsergebnisse der Patienten bei.

Obwohl die primäre Anwendung von Augmented Reality in der Chirurgie die Unterstützung von Chirurgen ist, ergeben sich ebenfalls Vorteile für Medizinstudenten. Die Studierenden lernen durch die Teilnahme an AR-basierten Verfahren fortgeschrittene chirurgische Techniken und Entscheidungsprozesse in Echtzeit kennen. Diese spannende Erfahrung hilft dabei, räumliche Zusammenhänge und Arbeitsabläufe besser zu verstehen, die man mit herkömmlichen Lernmethoden nur schwer vermitteln kann.

Konkrete Beispiele für den Einsatz von AR im Lehrplan der Studierenden

Verschiedene medizinische Fachgebiete haben unterschiedliche Lernprobleme. Die Nutzung von AR in der medizinischen Ausbildung unterstützt sie dabei, diese gezielt zu bewältigen. Lassen Sie uns erörtern, auf welche Weise sie das Lernen in ausgewählten Disziplinen fördert :

Anatomie: Darstellung von menschlichen Organen und Geweben

Das Studium der Anatomie ist einer der schwierigsten Aspekte der medizinischen Ausbildung. Es ist gesättigt, sehr anschaulich und oft schwierig, mit 2D-Bildern wahrgenommen zu werden. Die Studierenden müssen sich nicht nur an Hunderte von Strukturen erinnern, sondern auch verstehen, wie sie positioniert und verbunden sind. Die interaktive Natur der AR ist hier die Rettung. Es hilft den Studierenden, Organe und Gewebe Schicht für Schicht zu studieren, Strukturen zu drehen und sie im Kontext zu betrachten. Auf diese Weise entwickeln die Studenten die räumliche Wahrnehmung und erinnern sich lange Zeit daran.

Im Bereich nützlicher Werkzeuge stellt VOKA 3D Anatomy and Pathology eine umfassende 3D-Bibliothek anatomischer Modelle bereit, welche die regionale, systemische sowie die Mikroanatomie abdeckt. Wenn der AR-Modus eingeschaltet ist, können Studierende medizinisch genaue Modelle direkt auf realen Oberflächen mit Smartphones oder Tablets sehen.

Ein weiteres Beispiel für die Verwendung von Augmented Reality im Anatomieausbildung ist ein AR-Scanner zur Erkennung von Venen, Hellovein. Das Gerät projiziert visuelle Effekte in Echtzeit auf die Haut des Patienten, um die Lage der Venen darzustellen, wodurch die Präzision der Blutentnahme verbessert wird. Solche Werkzeuge sind besonders wertvoll in spezialisierten Kursen wie dem Phlebotomieunterricht, um den Studenten zu helfen, Vertrauen und Genauigkeit in grundlegende klinische Fähigkeiten zu erlangen.

Pathologie: Verständnis der Krankheitsentwicklung

Pathologische Untersuchungen erfordern die Visualisierung von krankheitsbedingten Veränderungen in Organen, Geweben sowie gelegentlich in Zellen. Mit AR in der medizinischen Ausbildung können die Studierenden auf einfache Weise sehen, wie sich Krankheiten wie Tumore, Atherosklerose oder Organschäden im Laufe der Zeit verändern. Egal, ob es eine häufige Diagnose oder ein seltener Fall ist, AR erleichtert es, den Verlauf zu verfolgen und klinische Symptome mit strukturellen Veränderungen zu verknüpfen.

VOKA erleichtert das Verständnis der Pathologie durch seine detaillierten 3D-Pathologiemodelle. Die Studierenden sind in der Lage, gesunde und erkrankte Organe zu vergleichen, das Bild zu vergrößern, um beschädigte Bereiche detailliert zu untersuchen, und die Krankheitsentwicklung in einem interaktiven AR-Modus zu beobachten. Dieses Niveau an Sichtbarkeit bietet angehenden Ärzten einen geschützten Raum, um komplexe oder ungewöhnliche Fälle zu erforschen, die ihnen in der realen klinischen Praxis begegnen können.

Physiologie: Visualisierung dynamischer Prozesse und Verfahren

Die gesamte Physiologie ist mit Bewegung verbunden: Durchblutung, Erweiterung der Lunge, Aktivierung von Neuronen. Und seien wir ehrlich: Diese dynamischen Prozesse sind mit Standbildern schwer zu verstehen. Hier ist AR wirklich großartig, weil es den Studierenden erlaubt, sich "innerhalb" des Prozesses zu befinden. Sie haben die Möglichkeit, 3D-Animationen in Augmented Reality zu betrachten, welche Organe und Systeme anschaulich darstellen und deren Funktionsweise in Echtzeit veranschaulichen. Anstatt sich vorzustellen, wie der Körper funktioniert, demonstriert AR dies unmittelbar vor den Augen der Betrachter.

AR zeigt nicht nur, wie der menschliche Körper funktioniert. Es ermöglicht auch den Studierenden, zu üben. Ein gutes Beispiel ist AR-Defibrillator, dadurch kommen die Studierenden in ein realistisches Szenario für einen Herzstillstand, in dem sie die Handposition trainieren, einen Stromschlag simulieren und beobachten, wie der Herzrhythmus auf jeden Schritt reagiert. Das ist eine praktische Möglichkeit, Vertrauen zu stärken, wenn Sie in angespannten Situationen mit physiologischen Prozessen interagieren.

Pharmakologie: Eine visuelle Erläuterung des Wirkmechanismus

In der Pharmakologie ist es für Studenten wichtig zu verstehen, wie sich Medikamente im Körper bewegen, mit Zellen interagieren und eine spezifische Wirkung auf mikroskopischer Ebene haben. Zu diesem Zweck können die Studierenden das spezialisierte VOKA-Toolkit verwenden mikroanatomischer Teil um mit AR in die Welt der Zellen einzutauchen. Bei der Untersuchung makroskopischer Themen ist die Möglichkeit, das Bild zu vergrößern und detailliertere dreidimensionale Strukturen, beispielsweise Gewebe oder einzelne Komponenten, zu analysieren, von entscheidender Bedeutung. Dies fördert insbesondere in Fachgebieten wie der Pharmakologie, in denen Präzision unerlässlich ist, ein vertieftes Verständnis.

Die Studierenden können auch einen Schritt weiter gehen, indem sie die Wirkmechanismus-Animation (MoA) über eine AR-Brille betrachten. Diese faszinierenden Visualisierungen veranschaulichen präzise, wie Moleküle an Rezeptoren binden, wie Ionenkanäle geöffnet werden und wie Enzyme gehemmt werden. Medizinische 3D-Animationen sind nicht nur leistungsstarke Visualisierungsprogramme, sondern unterstützen auch angehende Ärzte, Patienten und Kollegen dabei, die Wirkungsweise von Medikamenten verständlicher zu machen.

Vorteile von AR für Medizinstudenten

Augmented Reality ist nicht nur eine modische Technologie, sie löst die realen Probleme, mit denen Studenten konfrontiert sind. Hier sind einige Möglichkeiten, wie Augmented Reality den Studierenden in der medizinischen Ausbildung einen Lernvorteil bietet:

Interaktive Untersuchung mit besserer Sichtbarkeit

Ein wesentlicher Vorteil der Augmented Reality in der medizinischen Ausbildung besteht in der Möglichkeit, komplexe Strukturen praxisnah zu visualisieren. Diese Sichtbarkeit übertrifft die statischen Abbildungen in Lehrbüchern sowie auf zweidimensionalen Bildschirmen deutlich. Dies hilft den Studenten, die räumliche Wahrnehmung zu entwickeln, was für Fächer wie Anatomie und Pathologie äußerst wichtig ist, da es wichtig ist, die physischen Zusammenhänge zwischen Strukturen zu verstehen.

Bessere Speicherung von Wissen

Wir alle lernen besser, wenn wir sehen können, was wir lernen und damit interagieren. Die Forschung zeigt, dass immersive, visuelle Lernmethoden, die denen von AR ähneln, im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen, die auf Vorlesungen oder intensivem Lesen basieren, das Auswendiglernen erheblich verbessern. Das liegt daran, dass AR passives Lernen in aktive Beteiligung verwandelt.

Stärkung des Vertrauens in klinische Entscheidungen

Durch die Bereitstellung von visuellen Hinweisen in Echtzeit und kontextuellen Informationen hilft AR den Studenten, während des praktischen Unterrichts bewusste Entscheidungen zu treffen. Wenn man passende anatomische Daten, Schritt-für-Schritt-Anleitungen oder Diagnosehinweise direkt im Blick hat, hilft das, richtig zu denken und Schwankungen zu verringern. Im Verlauf der Zeit fördert diese kontinuierliche Unterstützung das klinische Urteilsvermögen der Studierenden und stärkt ihr Vertrauen in die Anwendung des erworbenen Wissens unter herausfordernden Bedingungen.

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Zusammenfassung der Anwendung von AR in der medizinischen Ausbildung

Augmented Reality ist eine einfache und bewährte Methode, um Medizinstudenten zu unterrichten. Da immer mehr Universitäten AR einführen, wird es schnell zu einem wichtigen Teil der modernen medizinischen Ausbildung. Für die Studenten bedeutet dies ein besseres Verständnis, mehr Selbstvertrauen und einen reibungsloseren Übergang vom Auditorium zur Klinik. Die Zukunft der medizinischen Ausbildung ist ein Eintauchen und sie ist bereits eingetreten.