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Review
. 2023 Aug;72(8):596-607.
doi: 10.1007/s00101-023-01305-0. Epub 2023 Jun 30.

[Emergencies-Infinite worlds? : Extended reality as a medium in the education, continuing and advanced training in emergency medicine]

[Article in German]
Thomas Luiz  1 , Christian Elsenbast  2 , Jan Breckwoldt  3
Affiliations
Review

[Emergencies-Infinite worlds? : Extended reality as a medium in the education, continuing and advanced training in emergency medicine]

[Article in German]
Thomas Luiz et al. Anaesthesiologie. 2023 Aug.

Abstract
in English, German

Background: Simulation training is indispensable in emergency medicine, especially for enhancing patient safety. Methods and technologies used include a wide spectrum ranging from simple skill trainers to complex full-scale simulated environments integrating standardized patient actors. Limitations include the simulation of dynamic changes of clinical symptoms, the depiction of emotions and patient movements as well as complex environments, such as lively traffic. Extended reality (XR) holds the potential to overcome these limitations.

Methods/aims: Starting with the technological basis and the didactic considerations in the field of XR, the paper reflects the potentials and limitations of this new technology in the domain of medical simulation training. Further focus is put on the integration of XR into existing training curricula.

Results: The XR covers various technologies, ranging from PC-based applications that are similar to conventional computer games, over virtual realities enabling spatially freely navigable 3‑dimensional simulation (using closed 3D glasses: head mounted displays, HMD), to mixed-reality applications that combine virtual elements and real physical objects; however, technology alone does not stimulate learning. As with other simulation methods, it is crucial with XR to implement learning objectives, methods and technologies in a suitable teaching-learning arrangement and to familiarize teachers and students with the new technology. Evidence in the literature with respect to learning success is limited by the heterogeneity of technologies, target groups, teaching-learning arrangements and learning outcomes. Overall, significant increases can be shown for the intrinsic motivation of learners, and for high emotional participation (measured as perceived presence in the virtual environment).

Discussion: Technological developments and the increasing use of digital media in emergency medical education and training favor the leap from XR-based pure demonstration projects to educational practice. Decisive for the educational success are the clear orientation towards concrete learning goals and a thorough familiarization with the new technology.

Conclusion: Simulation training based on XR expands the spectrum of existing simulation methods to integrate new dimensions of learning objectives. Further research on the effectiveness of this method is needed.

Zusammenfassung: HINTERGRUND: Simulationstraining ist für die Notfallmedizin unverzichtbar, insbesondere in Hinsicht auf eine verbesserte Patientensicherheit. Methoden und Technologien umfassen ein breites Spektrum, wobei allerdings wichtige Einschränkungen bestehen, bei der Darstellung von dynamischen Veränderungen äußerer Symptome, von Emotionen und Bewegungen sowie bei komplexen Umgebungen (wie z. B. fließendem Verkehr). Diese Einschränkungen kann „extended (erweiterte) reality“ (XR) minimieren.

Methoden/ziele: Im Sinne eines narrativen Reviews reflektiert dieser Beitrag die Möglichkeiten und Grenzen von XR für das notfallmedizinische Simulationstraining auf der Basis von technologischen Grundlagen und didaktischen Überlegungen. Zudem wird beleuchtet, wie XR in bestehende Aus- und Weiterbildungscurricula integriert werden kann.

Ergebnisse: Der Begriff XR umfasst verschiedene Technologien, von PC-basierten Anwendungen, die herkömmlichen Computerspielen ähneln, über virtuelle Realitäten, die eine räumlich frei navigierbare 3‑dimensionale Simulation mittels geschlossener 3D-Brille ermöglichen („head mounted displays“, HMD), bis hin zu „Mixed-reality“-Anwendungen, die virtuelle Elemente und reale physische Objekte kombinieren. Technologie allein löst aber keinen Lernprozess aus. Wie bei anderen Simulationsmethoden ist es daher auch bei XR entscheidend, Lernziele, Methoden und Technologien in ein geeignetes Lehr-Lern-Arrangement umzusetzen und Lehrende und Lernende mit der neuen Technologie vertraut zu machen. Die Interpretation der Literatur im Hinblick auf den Lernerfolg wird durch die Heterogenität der Technologien, Zielgruppen, Lehr-Lern-Arrangements und Outcome-Messungen erschwert. Übereinstimmend lässt sich allerdings zeigen, dass XR die intrinsische Motivation der Lernenden steigert und eine hohe emotionale Beteiligung stimuliert (gemessen als „wahrgenommene Präsenz“ in der virtuellen Umgebung).

Diskussion: Technologische Entwicklungen und der weiter zunehmende Einsatz digitaler Medien im notfallmedizinischen Training begünstigen den Sprung von XR aus reinen Demonstrationsprojekten in die pädagogische Praxis. Entscheidend für den Lernerfolg sind die klare Ausrichtung auf konkrete Lernziele und eine gründliche Einarbeitung in die neue Technik.

Fazit: Mittels erweiterter Realität (XR) wird das Spektrum bestehender Simulationsmethoden erweitert, um neue Dimensionen von Lernzielen zu integrieren. Weitere Untersuchungen zur Wirksamkeit dieser Methode sind erforderlich.

Keywords: Emergency management; Extended reality; Immersion; Simulation training; Virtual reality.

PubMed Disclaimer

References

Literatur

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