DOI: https://doi.org/10.1186/s12909-024-05777-5
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39044186
تاريخ النشر: 2024-07-23
المؤلف: Marvin Mergen وآخرون
الموضوع الرئيسي: محاكاة وتدريب جراحي
نظرة عامة
تستعرض هذه المراجعة نطاق دمج الواقع الافتراضي (VR) في التعليم الطبي، مسلطة الضوء على تطوره من التدريب الجراحي إلى التطبيقات في السيناريوهات الطارئة واتخاذ القرارات السريرية. وفقًا للمنهجية المحدثة لمعهد جوانا بريجز وإرشادات PRISMA، تشمل المراجعة الدراسات المنشورة بين عامي 2012 ومارس 2022، مع التركيز على استخدام VR بين طلاب الطب والتمريض، والممرضين المسجلين، والأطباء المؤهلين. تم تحديد ما مجموعه 763 سجلاً، مع 69 دراسة تلبي معايير الأهلية، معظمها من دول ذات دخل مرتفع وتؤكد على التدريب الجراحي. تشير النتائج الرئيسية إلى أنه بينما يوفر VR مزايا مثل الوصول، وإمكانية التكرار، والفعالية من حيث التكلفة، وتعزيز تطوير المهارات، فإنه يواجه أيضًا تحديات تشمل القيود المالية، والقيود التقنية، ونقص إرشادات التقييم الموحدة.
تخلص المراجعة إلى أنه على الرغم من الفوائد الواعدة لـ VR في التعليم الطبي – مثل تحسين سلامة المرضى والنتائج – هناك متطلبات أساسية لدمجه بنجاح في المناهج الدراسية. تشمل هذه المتطلبات معالجة التحديات المالية والتقنية، بالإضافة إلى تطوير إرشادات موثقة لتقييم تدريب VR. يدعو المؤلفون إلى التعاون بين التخصصات بين مطوري البرمجيات، وخبراء الذكاء الاصطناعي، والمعلمين الطبيين، والمستخدمين النهائيين لإنشاء تطبيقات VR فعالة. يتم التأكيد على الحاجة إلى أطر موحدة للبحث والتقييم لضمان أدلة عالية الجودة تدعم دور VR في التعليم الطبي.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على انتقال كبير في التعليم الطبي نحو منهجيات التعلم الرقمي، مدفوعًا بالتقدم في علوم الكمبيوتر والذكاء الاصطناعي (AI). لقد دفع هذا التحول إلى دمج تقنيات مبتكرة، لا سيما الواقع الافتراضي (VR)، كمورد تعليمي حيوي لكل من المهنيين الصحيين الطموحين والممارسين. يتوسع استخدام VR عبر تطبيقات متنوعة، مما يعكس أهميته المتزايدة في تعزيز التدريب والتعليم الطبي.
الطرق
تم تنفيذ مراجعة النطاق وفقًا للمنهجية المحدثة لمعهد جوانا بريجز (JBI) المصممة خصيصًا لمراجعات النطاق، مما يضمن نهجًا شاملاً ومنهجيًا. بالإضافة إلى ذلك، التزمت المراجعة بإرشادات PRISMA الخاصة بمراجعات النطاق (PRISMA-ScR)، والتي توفر إرشادات للتقارير. تم تطوير بروتوكول البحث وفقًا لمعايير PRISMA-P وتم إتاحته للجمهور، مما يعزز الشفافية وقابلية التكرار في عملية المراجعة.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى أن الغالبية العظمى من المراجعات المدرجة (94.2%، n = 65) قدمت تقييمات مستمدة من الدراسات، مع وجود 5.8% فقط تفتقر إلى تفاصيل واضحة. يشير مصطلح “نتائج مختلطة” إلى المراجعات التي لم تدعم فيها دراسة واحدة على الأقل فعالية الواقع الافتراضي (VR) في الجانب الذي تم تحليله. من الجدير بالذكر أن 50% من المراجعات (20 من أصل 40) أفادت بتقليل أوقات الإجراءات بعد محاكاة VR، بينما أشار 25% إلى زيادة في درجات الامتحانات. ومع ذلك، قدمت بعض المراجعات نتائج مختلطة، مثل Guedes et al. [32]، التي لاحظت تحسين الدرجات في مهام الجراحة البسيطة الحد الأدنى ولكن لم يكن هناك اختلافات في أوقات إكمال المهام. كما كشفت البيانات عن اتجاه واضح حيث تم الإبلاغ عن أداء متزايد في 12 مراجعة مقارنة بـ 3 ذات نتائج مختلطة، وتم ملاحظة انخفاض معدلات المضاعفات في 8 مراجعات مقابل 1.
فيما يتعلق باكتساب المهارات والمعرفة، أظهرت 40.7% من المراجعات (11 من أصل 27) نتائج إيجابية، بينما أفادت 22.2% بنتائج غامضة. بالإضافة إلى ذلك، لاحظت 22.2% من المراجعات تحسين الفهم المكاني والتصور، مع الإشارة إلى تقليل الحاجة إلى توجيه المعلم بعد المحاكاة. أظهرت تقييمات الصلاحية أن صلاحية البناء تم تأكيدها في 56% من المراجعات، بينما تم ملاحظة صلاحية النقل في 44%. تم الإبلاغ عن جوانب ذات طابع شخصي مثل رضا المشاركين والدافع بشكل إيجابي في 72.2% من المراجعات، على الرغم من وجود نتائج مختلطة أيضًا فيما يتعلق بمستويات الثقة والقلق. علاوة على ذلك، ارتبط تدريب VR بتحسين نتائج المرضى في جميع المراجعات التي تناولت هذا الجانب، ومن بين المراجعتين حول الفعالية من حيث التكلفة، أفادت اثنتان بنتائج إيجابية.
المناقشة
تستعرض قسم المناقشة في ورقة البحث تطور تكنولوجيا الواقع الافتراضي (VR)، لا سيما في التعليم الطبي. في البداية، تميز أوائل القرن الحادي والعشرين بـ “شتاء VR”، الذي اتسم بالاهتمام العام المحدود والتكاليف العالية المرتبطة بأجهزة VR، مما أعاق الاعتماد الواسع. ومع ذلك، بحلول عام 2011، ظهر اهتمام متجدد، مدفوعًا بالتقدم من شركات مثل Oculus وNVIDIA، مما جعل VR أكثر سهولة لأغراض الترفيه والتعليم. تبرز الورقة تمييزًا بين التطبيقات القائمة على الشاشة وتطبيقات VR الغامرة، مشيرة إلى أن التدريب الغامر أظهر فوائد أكبر بكثير في اكتساب المعرفة، لا سيما في التعليم الجراحي.
تستكشف القسم أيضًا التطبيقات المتنوعة لـ VR في التدريب الطبي، مؤكدة على فعاليتها في الجراحة الروبوتية والسيناريوهات الطارئة، حيث يكون التدريب المتكرر أمرًا حاسمًا. تشير إلى الاعتراف المتزايد بالمهارات غير التقنية (NTS) في التعليم الطبي وإمكانية VR لتعزيز هذه المهارات. تسارعت جائحة COVID-19 في دمج الحلول الرقمية، بما في ذلك VR، في المناهج الطبية، مما يظهر فائدتها في التدريب على إجراءات مثل تعقيم اليدين واستخدام معدات الحماية الشخصية. يناقش المؤلفون أيضًا التصورات الإيجابية للطلاب تجاه VR في التعليم الطبي والحاجة إلى دمج أعمق في المناهج لتحقيق أقصى استفادة من فعاليتها من حيث التكلفة مقارنة بأساليب التدريب التقليدية. تهدف المراجعة إلى تقديم نظرة شاملة عن الوضع الحالي لـ VR في التعليم الطبي، مع معالجة مجموعة من الأسئلة البحثية المتعلقة باستخدامه، وتقييمه، ومزاياه وعيوبه في تنفيذه.
القيود
يسلط قسم القيود الضوء على عدة قيود تقنية مرتبطة باستخدام الواقع الافتراضي (VR) في التعليم الصحي. تشمل القضايا الرئيسية عدم القدرة على تكرار السيناريوهات الواقعية بدقة بسبب الاعتماد على وحدات التحكم بدلاً من الأدوات الفعلية، وعدم كفاية ردود الفعل اللمسية، والتحديات في محاكاة تشريح وسلوك الإنسان. يمكن أن تؤثر هذه القيود على واقعية تجارب VR، لا سيما من حيث إدراك العمق وتنوع الاستجابات البشرية، مما قد يعيق فعالية برامج التدريب.
بالإضافة إلى ذلك، تعترف المراجعة بحدودها الخاصة، مثل استبعاد الأدبيات غير المحكّمة والاقتصار على المنشورات باللغة الإنجليزية والألمانية. على الرغم من إجراء بحث شامل في الأدبيات عبر قواعد بيانات متعددة، إلا أن المراجعة لا تقيم جودة الأدلة المدرجة وقد تكون قد شملت عن غير قصد دراسات تم الاستشهاد بها في مراجعات متعددة. تعقد التعريفات المتطورة والتصورات لـ VR بمرور الوقت مقارنة النتائج عبر الدراسات. على الرغم من هذه القيود، تهدف المراجعة إلى تقديم نظرة شاملة عن دور VR في تعليم وتدريب المهنيين الصحيين.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12909-024-05777-5
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39044186
Publication Date: 2024-07-23
Author(s): Marvin Mergen et al.
Primary Topic: Surgical Simulation and Training
Overview
This scoping review investigates the integration of Virtual Reality (VR) in medical education, highlighting its evolution from surgical training to applications in emergency scenarios and clinical decision-making. Following the updated JBI methodology and PRISMA guidelines, the review encompasses studies published between 2012 and March 2022, focusing on VR’s use among medical and nursing students, registered nurses, and qualified physicians. A total of 763 records were identified, with 69 studies meeting the eligibility criteria, predominantly from high-income countries and emphasizing surgical training. Key findings indicate that while VR offers advantages such as accessibility, repeatability, cost-effectiveness, and enhanced skill development, it also faces challenges including financial constraints, technical limitations, and a lack of standardized evaluation guidelines.
The review concludes that despite the promising benefits of VR in medical education—such as improved patient safety and outcomes—there are essential requirements for its successful integration into curricula. These include addressing financial and technical challenges, as well as developing validated guidelines for evaluating VR training. The authors advocate for interdisciplinary collaborations among software developers, AI experts, medical educators, and end users to create effective VR applications. The need for standardized frameworks for research and evaluation is emphasized to ensure high-quality evidence supporting VR’s role in medical education.
Introduction
The introduction highlights a significant transition in medical education towards digital learning methodologies, driven by advancements in computer science and artificial intelligence (AI). This shift has prompted the incorporation of innovative technologies, notably Virtual Reality (VR), as a vital educational resource for both aspiring and practicing healthcare professionals. The use of VR is expanding across various applications, reflecting its growing importance in enhancing medical training and education.
Methods
The scoping review was executed following the updated Joanna Briggs Institute (JBI) methodology specifically designed for scoping reviews, ensuring a comprehensive and systematic approach. Additionally, the review adhered to the PRISMA extension for scoping reviews (PRISMA-ScR), which provides guidelines for reporting. The research protocol was developed in accordance with PRISMA-P standards and has been made publicly accessible, promoting transparency and reproducibility in the review process.
Results
The results of the study indicate that a significant majority of the included reviews (94.2%, n = 65) provided evaluations derived from the studies, with only 5.8% lacking explicit details. The term “mixed results” refers to reviews where at least one study did not support the efficacy of virtual reality (VR) in the analyzed aspect. Notably, 50% of the reviews (20 out of 40) reported reduced procedure times following VR simulation, while 25% indicated increased examination scores. However, some reviews presented mixed findings, such as Guedes et al. [32], which noted improved scores in basic minimally invasive surgery tasks but no differences in task completion times. The data also revealed a clear trend where increased performance was reported in 12 reviews compared to 3 with mixed results, and reduced complication rates were noted in 8 reviews versus 1.
In terms of skill and knowledge acquisition, 40.7% of reviews (11 out of 27) indicated positive outcomes, while 22.2% reported ambiguous results. Additionally, 22.2% of reviews noted improved spatial understanding and visualization, with some indicating reduced instructor guidance needed post-simulation. Validity assessments showed that construct validity was confirmed in 56% of reviews, while transfer validity was noted in 44%. Subjective aspects such as participant satisfaction and motivation were positively reported in 72.2% of reviews, although mixed results were also present regarding confidence and anxiety levels. Furthermore, VR training was associated with improved patient outcomes in all reviews addressing this aspect, and among the three reviews on cost-effectiveness, two reported favorable results.
Discussion
The discussion section of the research paper outlines the evolution of virtual reality (VR) technology, particularly in medical education. Initially, the early 21st century was marked by a “VR winter,” characterized by limited public interest and high costs associated with VR hardware, which hindered widespread adoption. However, by 2011, renewed interest emerged, driven by advancements from companies like Oculus and NVIDIA, making VR more accessible for entertainment and educational purposes. The paper highlights a distinction between screen-based and immersive VR applications, noting that immersive training has shown significantly greater benefits in knowledge acquisition, particularly in surgical education.
The section further explores the diverse applications of VR in medical training, emphasizing its effectiveness in robotic surgery and emergency scenarios, where repeated practice is crucial. It notes the growing recognition of non-technical skills (NTS) in medical education and the potential of VR to enhance these skills. The COVID-19 pandemic accelerated the integration of digital solutions, including VR, into medical curricula, demonstrating its utility in training for procedures like hand disinfection and the use of personal protective equipment. The authors also discuss the positive perceptions of students towards VR in medical education and the need for deeper integration into curricula to maximize its cost-effectiveness compared to traditional training methods. The review aims to provide a comprehensive overview of VR’s current status in medical education, addressing various research questions related to its use, evaluation, and the advantages and disadvantages of its implementation.
Limitations
The section on limitations highlights several technical constraints associated with the use of virtual reality (VR) in healthcare education. Key issues include the inability to accurately replicate real-life scenarios due to reliance on controllers instead of actual instruments, insufficient haptic feedback, and challenges in simulating human anatomy and behavior. These limitations can affect the realism of VR experiences, particularly in terms of depth perception and the variability of human responses, which may hinder the effectiveness of training programs.
Additionally, the review acknowledges its own limitations, such as the exclusion of non-peer-reviewed literature and the restriction to publications in English and German. While a comprehensive literature search was conducted across multiple databases, the review does not assess the quality of the included evidence and may have inadvertently included studies cited in multiple reviews. The evolving definitions and perceptions of VR over time further complicate the comparison of findings across studies. Despite these limitations, the review aims to provide a thorough overview of VR’s role in the education and training of healthcare professionals.