Arbeitsgruppe „Virtual Reality-Simulation im Medizinstudium“

Laufende Studien

Didaktische Evaluation des Einsatzes im klinischen Seminar: Studierende der Humanmedizin im 10. Semesters nutzen das VR-Trainingsprogramm in einem Begleitseminar zum Blockpraktikum Innere Medizin an der Lehrklinik. Nach dem Simulieren von virtuellen Fällen erfolgt eine ausführliche Falldiskussion mit Dozierenden. Im Rahmen einer Evaluationsstudie wurden der Realitätsgrad (Immersion), mögliche Nebenwirkungen (Simulation Sickness und Anspannung) und der subjektive Lernerfolg erhoben. - Projekt abgeschlossen

Lerneffekte durch VR-basierte Simulationen: VR-basierte Lehrangebote finden eine hohe Akzeptanz unter Studierenden. Allerdings ist noch unklar, ob die Nutzung von VR tatsächlich Lernvorteile bietet. In einer randomisiert-kontrollierten Studie wurden der Kompetenzgewinn und dessen Nachhaltigkeit sowie mögliche beeinflussende Faktoren (z.B. Erleben von Herausforderung während der Simulation) untersucht. Hierbei zeigte sich, dass VR-Lernumgebungen verglichen mit traditionellen Lehrmethoden zu nachhaltigerem Wissenserwerb führen können. Die Studie wurde unterstützt vom Lehrforschungspreis der Vogel-Stiftung Dr. Eckernkamp. - Projekt abgeschlossen

Entwicklung einer VR-unterstützten Prüfung: Durch den Einsatz von VR in standardisierten, praktischen Prüfungen im Format OSCE (objective structured clinical examination) sollen die bisherigen Einschränkungen analoger Prüfungsszenarien (z.B. Personal-/Materialkosten, Organisationsaufwand, eingeschränkte inhaltliche Komplexität) überwunden werden. Gefördert von der Stiftung Innovationen in der Hochschullehre wurde das bestehende VR-Trainingsprogramm um eine Prüfungsoberfläche erweitert. Dafür wurden Prüfungsfälle sowie Steuerungs- und Feedbackfunktionen in die Software implementiert. Die Ergebnisse  zeigen, das VR-basierte Prüfungen technisch gut machbar sind und über mindestens gleichwertige Prüfungskennwerte verfügen können. - Projekt abgeschlossen

Erfassung der Notfallkompetenz bei Ärztinnen und Ärzten: Ziel einer weiteren Studie war es, durch VR-Simulation die Praxisfertigkeiten von jungen Assistenzärztinnen und –ärzten bei der Behandlung von verschiedenen Notfallszenarien zu erheben. Danach wurden die tatsächlichen Fertigkeiten mit den subjektiven Einschätzungen verglichen. Auf diese Weise konnte ein differenziertes Bild notfallmedizinischer Fertigkeiten bei ärztlichen Berufsanfängern erhoben werden: Während grundsätzliche stabilisierende Notfallmaßnahmen gut beherrscht wurden, ergaben sich Defizite in fachspezifischer Diagnostik und Therapie. Die Gesamtergebnisse sind hier einsehbar. - Projekt abgeschlossen.
 

Entwicklung einer interprofessionellen Mehrspielerfunktion: Besonders im Bereich der Notfallmedizin hängt der Behandlungserfolg auch von der Zusammenarbeit verschiedener Berufsgruppen ab. Ziel dieses Teilprojekts ist es, das Programm um eine Mehrspielerfunktion zu erweitern, damit zukünftig Medizinstudierende mit Lernenden aus Pflegeberufen zusammen in VR Notfälle trainieren können. Hierzu wurde zusammen mit Pflegedidaktikern ein Konzept entwickelt, wie Möglichkeiten der Kommunikation (z.B. Patientenübergabe), Dokumentation (z.B. elektronische Patientenkurve) und Evaluation (z.B. strukturiertes Debriefing) in der virtuellen Notaufnahmeumgebung verwirklicht werden können. Das Projekt wurde gefördert und begleitet von WueDive. - Projekt abgeschlossen

Nachdem seit Sommer 2024 die Mehrspielerfunktion zur Verfügung steht, wird aktuell erforscht, ob sich mit der VR-Umgebung interprofessionelle Teamarbeit schulen lässt. Grundlage für Schulung und Evaluation bietet das TeamSTEPPS-Framework, wozu die Steuergruppe aus dem DACH-Raum beratend unterstützt. Nach einer Pilotphase in Würzburg wird das Studienkonzept Anfang 2025 an fünf weiteren deutschen Standorten ausgerollt. - Laufendes Projekt
 

Erweiterung um KI-TutorIn: In dem von der Stiftung Innovation in der Hochschullehre geförderten Projekt Speaking VirtuAI soll die bestehende VR-Lernumgebung um eine auf künstlicher Intelligenz basierende, virtuelle Tutorperson mit Prozessierung natürlicher Sprache erweitert werden. Kooperationspartner ist dabei der Chair for Natural Language Processing (Prof. Goran Glavaš) der Universität Würzburg. Auf diese Weise wird zukünftig ein immersives Lernerlebnis ermöglicht, welches das individuelle Tempo der Lernenden noch stärker berücksichtigt. Zudem könnte das virtuelle Notaufnahmetraining somit auch unabhängig von Lehrpersonal und dadurch häufiger und mit weniger Aufwand eingesetzt werden. In der begleitenden Forschung soll untersucht werden, inwiefern sich der mittels KI-Dialogfeedback erzielte Lernerfolg von dem mittels statischem Feedback erzielten unterscheidet. - Laufendes Projekt

 

Team

• Dr. med. Tobias Mühling (Leitung der Arbeitsgruppe)
• Prof. Dr. Sarah König (Leitung des Instituts)
• Franca Keicher (Ärztin)
• Marco Lindner (Doktorand)
• Isabelle Späth (Doktorandin)
• Verena Schreiner (Doktorandin)
• Marie Lehmann (Doktorandin)
• Jan Schaal (Doktorand)
• Alexander Zamzow (Arzt)
   

Kooperationspartner

• ThreeDee Agentur für interaktive 3D-Visualisierung München (www.threedee.de)
• Lehrstuhl für Mensch-Computer Interaktion (HCI) der Universität Würzburg (News | Human-Computer Interaction (uni-wuerzburg.de))
• Chair for Natural Language Processing der Universität Würzburg (Natural Language Processing)
• Institut für Ausbildung und Studienangelegenheiten (IFAS) der Universität Münster (IfAS)

 

Publikationen

• M. Lehmann, J. Mikulasch, H. Poimann, J. Backhaus, S. König, T. Mühling (2025). Training and Assessing Teamwork in Interprofessional Virtual Reality-based Simulation using the TeamSTEPPS framework – Protocol for a Randomized Pre-post Intervention Study. (Preprint) https://preprints.jmir.org/preprint/68705
• M. Lindner, T. Leutritz, J. Backhaus, S. König, T. Mühling (2025). Knowledge Gain and the Impact of Stress in a Virtual Reality-based Medical Emergencies Training with Automated Feedback – A Randomized Controlled Trial. (Preprint). https://preprints.jmir.org/preprint/67412
• T. Mühling, V. Schreiner, M. Appel, T. Leutritz, S. König (2025). Clinical Competency Assessments: A Comparative Study of Virtual-Reality-Based and Traditional Physical OSCE Stations. Journal of Medical Internet Research  https://www.jmir.org/2025/1/e55066
• F. Keicher, J. Backhaus, S. König, T. Mühling (2024). Virtual reality for assessing emergency medical competencies in junior doctors – a pilot study. International Journal of Emergency Medicine. https://doi.org/10.1186/s12245-024-00721-2
• M. Lindner, T. Leutritz, J. Backhaus, S. König, T. Mühling (2023). Kompetenzgewinn und der Einfluss von Stress in einer Virtual Reality-basierten Notaufnahme. Jahrestagung der Gesellschaft für Medizinische Ausbildung 2023. doi: 10.3205/23gma151
• F. Keicher, T. Mühling, M. Müller, K. Ruf, S. König (2023). Von der Theorie in die (simulierte) Praxis – pädiatrische Notfälle in Virtual Reality für PJ-Studierende und BlockpraktikantInnen. Jahrestagung der Gesellschaft für Medizinische Ausbildung 2023. doi: 10.3205/23gma177
• T. Mühling, I. Späth, J. Backhaus, N. Milke, S. Oberdörfer, A. Meining, M. Latoschik, S. König (2023). Virtual reality in medical emergencies training: benefits, perceived stress, and learning success. Multimedia Systems. DOI: https://doi.org/10.1007/s00530-023-01102-0