Pflege und VR – Werden virtuelle Trainings bald auch in der Pflege-Branche zur alltäglichen Realität?

(C) JackF

Virtual Reality – schon lange kein neuer Begriff mehr. Genauso wie die Tatsache, dass VR verstärkt im Bildungssektor Einzug hält. Doch kann sich dieses Medium auch für Schulungen und Trainings in der Pflege durchsetzen?

Welche Möglichkeiten der Markt aktuell bietet, worin der Mehrwert solch virtueller Trainings liegt und wie sich die Schulungs-Zukunft damit gestalten lässt, soll in diesem Artikel genauer unter die Lupe genommen werden.

Vom Luxusgut „VR-Brille“ zum autarken Mittelklasse-Produkt für Jedermann

Der ständig zunehmende Digitalisierungsgrad sowie die aktuelle Entwicklung der Industrie 4.0 prägen die heutige Gesellschaft maßgeblich. Besonders die Themen Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) sind seit 2012 unaufhaltsam im Vormarsch (KPMG AG Wirtschaftsprüfungsgesellschaft, 2016, S. 2). Nichtsdestotrotz stecken diese Technologien nach wie vor in den Kinderschuhen. Die Hauptproblematik ist durch die Tatsache begründet, dass bisher qualitativ hochwertige VR-Brillen mit einem Preis von 1000€ aufwärts für „Jedermann“ in den meisten Fällen zu teuer waren. Es gibt zwar VR-Halterungen für Smartphones um rund 100€, aber die bisherigen Erfahrungen haben gezeigt, dass deren Wiedergabe-Qualität für einen dauerhaften Einsatz einfach noch nicht ausreicht. Dementsprechend steigt der Anteil an Mittelklasse-Modellen, die zumeist auch vollkommen autark – also ohne per Kabel verbundenen PC – funktionieren und gezielt auf Design, Marketing und Trainings ausgerichtet sind (Bastian, 2018). So sind schon dieses Jahr Brillen wie z.B. die Lenovo Mirage Solo oder auch die HTC Vive Focus für 400 – 600€ erhältlich. Diese funktionieren nicht nur autark, sondern können auch in größerer Stückanzahl parallel miteinander, beispielsweise für Gruppen-Schulungen, eingesetzt werden. Für Lehreinrichtungen also der perfekte Zeitpunkt, um in Hardware zu investieren und sich so langfristig im VR-Bildungssektor etablieren zu können.

Einfache Bedienung, schnelle Anwendung – für VR bedarf es keiner hohen Technikaffinität mehr

Neben der Tatsache, dass VR-Brillen durch deren Preis-Gestaltung nun auch für das breite Publikum immer zugänglicher werden, werden auch die dahinter liegenden Software-Programme immer einfacher bedienbar und das Demo-Angebot immer vielfältiger. So können heutzutage direkt über die Brille oder gekoppelte Smartphones in VR-App-Stores, wie Steam,

die gewünschten Spiele, Videos und Trainings gekauft beziehungsweise teilweise sogar kostenfrei heruntergeladen werden. Aktuell stehen rund 30.000 verschiedene VR-Inhalte zur Auswahl. Zum Zeitpunkt der Abfrage (Stand 17.05.2019) befanden sich 11.386.887 Steam-Mitglieder online, wovon 2.820.073 aktiv gespielt haben (VALVE Software, 2019). Dies zeigt nicht nur wie groß bereits der Anwender-Markt ist, sondern auch, dass es heutzutage keiner „Raketenwissenschaft“ mehr bedarf, um VR – beispielsweise im Unterricht – einsetzen zu können. Brille online bestellen, VR-Inhalte downloaden, Brille aufsetzen und loslegen – klingt nicht nur einfach, sondern ist es auch! Das Potential von Virtueller Realität als Unterrichtsmittel der Zukunft ist daher nicht mehr nur technikaffinen Lehrenden vorbehalten, sondern kann bereits jetzt in jeglichem (Aus-)Bildungssektor angewendet werden.

Abbildung 1: Steam VR (Bastian, 2018a)

In welchen Einsatzgebieten sich VR bereits jetzt etabliert hat

Die Einsatzmöglichkeiten von VR-Brillen sind vielfältig – sowohl im Freizeitbereich als auch zu kommerziellen Nutzung. Aktuell liegt der Schwerpunkt von VR-Anwendungen allerdings noch in der Unterhaltungsbranche. Hier existiert bereits eine Vielzahl an VR-Programmen, beispielsweise in Form von Spielen. Aktuell werden Bewegungen in diesen virtuellen Welten durch Controller oder Kopfbewegungen gesteuert, aber auch die Übertragung von gesamten Körperbewegungen ist bereits in der Entwicklung (Krizsak, 2017a). Zukünftig wird mit dem fortschreitenden Entwicklungsstand der Technik allerdings auch ein starker Anstieg der VR-Anwendungen im betrieblichen Sektor erwartet. Bereits jetzt werden Head-mounted-Displays in der Luftfahrt, dem Militär, der Industrie und der Medizin verwendet. Vor allem der Einsatz in der Gesundheitsbranche ist zwar noch relativ neu, hat sich aber bereits als äußerst hilfreich erwiesen: Studien haben bereits gezeigt, dass die – durch die VR-Brillen stattfindende – visuelle Entkoppelung zur Schmerzlinderung bei (zahnärztlichen) Behandlungen, zur Linderung von Phantom-Schmerzen nach Amputationen, zur Steigerung der mentalen Gesundheit, aber auch zur Bewältigung von Ängsten, Traumata und Phobien positiv beitragen kann. Zudem findet diese Technologie auch bereits bei der Aus- und Fortbildung von Ärzten und Pflegepersonal sowie zur Unterstützung bei Operationen Anwendung (Krizsak, 2017b). Da der Einsatz von VR ebenfalls zu Zeit- und Kostenersparnissen sowie zur Steigerung von Effizienz und Qualität beitragen kann, wird zudem eine starke Forcierung weiterer Entwicklungen in den Bereichen der Werbung (B2B-Produktvorstellungen), Arbeit und Lehre (virtuelle Meetings, Aus- und Weiterbildung), dem Tourismus (virtuelle Reisen) sowie der Forschung und Entwicklung (Prototyping) erwartet (KPMG AG Wirtschaftsprüfungsgesellschaft, 2016, S. 8 ff.)

Virtual Reality als Lehrmittel der Zukunft!?

Schon lange ist der Zusammenhang zwischen Lernerfolg und dem Interaktions- sowie Immersionsgrad bekannt (siehe Abbildung 2). Bereits eine gesteigerte Immersion – also ein so intensives Eintauchen in eine virtuelle Welt, dass diese als real empfunden wird – führt zu einer verbesserten Aufnahme von Lehrinhalten. Kommt noch die Möglichkeit von Interaktion, durch beispielsweise virtuelle Rollenspiele in den Anwendungen hinzu, kann der Lernerfolg verbessert werden (Hansen & Internationale Tagung Wirtschaftsinformatik, 2009, S. 434).

Abbildung 2: Strukturmodell für Lehr-/Lernarrangements in virtuellen Welten (Hansen & Internationale Tagung Wirtschaftsinformatik, 2009, S. 434)

Hinzu kommt die Möglichkeit, Umgebungen zu simulieren, die in der Realität nicht bzw. nur schwer zugänglich sind oder ein großes Gefahrenpotential beherbergen. So können Auszubildende virtuell „vor Ort“ geschult werden, ohne dass dabei der laufende Betrieb unterbrochen werden muss. Angefangen von Labors, über Krankenhäuser, chemischen/biologischen/pharmazeutischen Unternehmen bis hin zu Forschungseinrichtungen oder örtlich weit entfernenten Umgebungen/Gebäuden kann alles virtuell dargestellt und für Schulungen genutzt werden. Geübt werden kann in den Simulationen ohne Verbrauch von Ressourcen unbegrenzt oft und ohne Gefahrenpotential für die Auszubildenden und deren Umfeld: Schweißen so oft, bis die Schweißnaht perfekt sitzt; Chemikalien zusammenführen, bis die gewünschte Reagenz entsteht; Patienten betreuen, bis deren Versorgung perfekt läuft; die Möglichkeiten sind nahezu grenzenlos und werden in Zukunft weiter wachsen. Immersion und Interaktion können auf diese Weise in VR perfekt gefördert werden, wodurch sich dieses Tool als perfektes Lehrmittel präsentiert. Zudem gibt VR den Auszubildenden die Chance, Dinge selbst auszutesten und dabei auch Fehler machen zu dürfen. Obwohl aus Fehlern häufig sehr nachhaltig gelernt wird, ist dies in „kritischen“ Umgebungen, wie beispielsweise Labors und ähnlichem, in der Realität zu gefährlich. Dem entgegen wirkt VR als vermeintlich „sichere“ Lernumgebung; ganz nach dem Motto: „Fehler machen erlaubt!“, solange daraus für die Realität gelernt wird. Ein Ansatz, der den Auszubildenden viel Druck nehmen kann.

Nichtsdestotrotz spielt der soziale Kontakt eine essenzielle Rolle im Leben des Menschen. Vor allem bei Kindern ist der Austausch mit Gleichaltrigen zur Förderung der sozialen Kompetenzen, aber auch als auch Motivator für die Aus- und Fortbildung im schulischen Bereich unerlässlich (Urhahne, 2008, S. 160 ff.). Auch wenn in VR bereits mit anderen realen Personen kommuniziert werden kann, so fehlt der zwischenmenschliche Kontakt inklusive non-verbaler Kommunikation, die nur real spür-, erleb- und sichtbar ist und auch in Zukunft niemals zu 100% simuliert werden können wird. Auf Grund dessen bietet sich VR zwar als optimale Lern-Ergänzung sowohl im heimischen als auch im schulischen Umfeld an, sollte jedoch nicht als „Schulklassen-Ersatz“ herangezogen werden.

Auch im Bereich der Gesundheitsausbildung ist VR bereits angekommen!

Schon heute werden VR-Applikationen zu Lehrzwecken jeglicher Fachrichtungen ergänzend eingesetzt. Da allein im medizinischen Sektor die Vielfalt an verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten sowohl für Patienten als auch für medizinisches Personal bereits dermaßen groß ist, soll hier nun das Hauptaugenmerk auf die „virtuelle“ Aus- und Weiterbildung von Ärzten und insbesondere Pflegepersonal gelegt werden.

Dieter Lerner und Thomas Luiz (2019) haben in ihrem Paper bereits die Vor- und Nachteile vom Lernen mit virtuellen Pflegebedürftigen zusammengefasst und zudem verschiedene Typen virtueller Patienten klassifiziert. Abgesehen von einer erhöhten Lerneffizienz und Lerneffektivität, ermöglicht die Verwendung VR einen uneingeschränkten Zugang zu einer unbegrenzten Anzahl an Patienten, auch mit seltenen Krankheiten, ohne dass die Gefahr von echten Verletzungen dieser besteht. Das bedeutet, dass Ärztinnen und Ärzte, sowie Gesundheits- und Krankenpflegerinnen und -pfleger sich auch mit Situationen vertraut machen können, die in der Realität nicht häufig vorkommen und daher schwer lernbar sind. Alle Anwendungsfälle können so lange geübt werden, bis diese gefestigt sind. Fehler machen ist – im Gegensatz zum Umgang mit realen Patienten- dabei erlaubt; das Lernen daraus natürlich essenziell.

Abbildung 3: Virtueller Patient zum interaktiven Üben von Untersuchungen, dem Stellen von Diagnosen und Abgeben von Behandlungs-Empfehlungen („MedicActiV | The first digital simulation platform for health training“, 2019)

Die Art und Weise wie und mit welchen Hilfsmitteln VR dafür eingesetzt werden kann, sind dabei vielfältig: Angefangen von „einfachen“ Fallpräsentationen (vordefinierte Sequenzen, denen der User folgt) bis hin zum virtuellen Menschen – ein mit künstlicher Intelligenz ausgestatteter virtueller Patient – der auf Sprache und nonverbale Interaktion reagieren kann (Lerner & Luiz, 2019). Hinzu kommen VR-Anwendungen, die beispielsweise die Anatomie des Menschen und mögliche Abweichungen inklusive Beschriftung dreidimensional und bewegbar darstellen, ebenso wie Simulationspuppen, die während der Behandlung (Operation, Reanimation, etc.) Feedback, auch in haptischer Form, liefern. Die Anzahl an Möglichkeiten, Apps, Simulationen und Anbietern allein im medizinischen Bereich sind bereits so groß, dass es schwierig ist, immer am aktuellen Stand zu bleiben. Besteht Interesse an einem Überblick über die Möglichkeiten, empfehlen sich VR-Veranstaltungen wie Messen und Konferenzen. Sucht man gezielt bestimmte VR-Lösungen, so wird man durch eine kurze Internet-Recherche bereits eine Vielzahl an Anbietern finden.

In jedem Fall ist der Einsatz von VR im medizinischen Bereich bereits angekommen und hat sich – auch durch Studien (z.B.: Virtual patients in nursing education, 2019) bereits untermauert – als äußerst hilfreiche Ergänzung zur herkömmlichen Lehre beweisen können.

Nichtsdestotrotz muss man sich dabei eine Frage stellen:

Welche Gefahren birgt das Lernen in virtuellen Welten?

Durch die Entkoppelung von physischen und den virtuell simulierten Bewegungen führt der Einsatz von VR-Brillen bei den Benutzerinnen und Benutzern häufig zu Kopfschmerzen und der sogenannten Motion-Sickness (urspr. Reisekrankheit), die von Übelkeit, Erbrechen und Schweißausbrüchen begleitet werden können. Bis dato existieren noch keine Studien darüber, ob dies auch langfristig negative Auswirkungen auf die Gesundheit der Anwenderinnen und Anwender haben kann (Danneberg, 2017). Dies ist insbesondere bei Demos, bei denen man sich mittels Controller „eigenständig“ bewegen kann (Teleportieren) oder bei Spielen, bei denen man (teilweise sehr heftig) bewegt wird (Rollercoaster-Demos, Weltraum-Touren, etc.) der Fall. Da solche Bewegungen bei Lehr- und Schulungsinhalten jedoch in den meisten Fällen gar nicht notwendig sind, kann das Risiko von Motion-Sickness in diesen Fällen dementsprechend gering eingeschätzt werden.

Hinzu kommt die Problematik, dass man bei Standalone-Brillen schwer bis gar nicht nachvollziehen und/oder kontrollieren kann, was der VR-User aktuell sieht und macht. Im Vergleich zu den aktuell noch „handelsüblichen“ VR-Brillen (die per Kabel mit einem PC verbunden sind und dessen Inhalt auch für Personen, die gerade nicht in den virtuellen Welten abgetaucht sind, über einen PC-Monitor dargestellt werden kann), sieht bei den mobilen Versionen nur der User selbst, was aktuell geschieht. Dementsprechend schwer ist es, parallel dazu etwas zu erklären und Hilfestellungen zu geben. Sind die Demos zusätzlich mit Audio-Inhalten wie Musik oder Erzählungen unterlegt, ist eine Überforderung des Users so gut wie vorprogrammiert.

Ein nicht unerhebliches Risiko birgt außerdem die Tatsache, dass in virtuellen Welten gefahrlos Dinge probiert werden können, die in der Realität zu kritischen Resultaten führen können. Beispielsweise können virtuell Chemikalien zusammengemischt werden, die gefährliche Reaktionen wie Explosionen hervorrufen – im Gegensatz zur Realität ohne, dass dem „Chemiker“ dabei etwas passiert. Wird in Folge dessen das Risiko solcher Handlungen auch in der Realität unterschätzt, so kann dies verheerende Folgen haben. Die Gefahr, dass die Schüler und Studenten daraus Schlussfolgerungen ziehen, wie z.B. sie seien unverwundbar oder Gefahren falsch wahrnehmen/einschätzen, muss daher immer sorgfältig berücksichtigt werden. Mit solchen Demos ist daher äußerst behutsam umzugehen, ebenso wie eine Sensibilisierung auf die realen Gefahren vorab unerlässlich ist! Nichtsdestotrotz überwiegt definitiv der Vorteil des gefahrlosen Ausprobierens dem Risiko des Falsch-Einlernens.

Ausblick in eine nicht allzu weit entfernte Zukunft

Mindestens genauso rasant wie sich alles rund um die Thematik VR in den letzten Jahren entwickelt hat, werden auch die zukünftigen Entwicklungen voranschreiten. Wohin genau uns diese Reise jedoch genau führen wird, steht noch in den Sternen bzw. findet vielmehr noch hinter den verschlossenen Türen von Forschungs- und Entwicklungsinstituten statt. Auf Grund der jüngsten Fortschritte lassen sich jedoch Schlüsse auf mögliche VR-Aussichten ziehen. So ist beispielsweise die HTC Vive Pro Eye mit integriertem Eye-Tracking vor kurzem bereits auf den Markt gekommen. Dadurch kann nun auch in virtuellen Welten beobachtet, untersucht und analysiert werden, wohin genau der User seinen Fokus richtet. Gerade im Bereich der Planung, Ausbildung aber auch der Forschung ein Zusatz, der erheblichen Mehrwert bietet. Denn damit kann unter anderem genau verfolgt und kontrolliert werden, ob die „richtigen“ (der Ausbildung/den Vorschriften entsprechenden) Bereiche betrachtet werden.

Zudem wird es immer wichtiger die virtuellen Welten möglichst real zu gestalten und so die Immersion zu erhöhen. Dies beinhaltet gemäß unserer Physiologie nicht nur visuellen und auditiven Input, wie es in VR heutzutage State of the Art ist, sondern auch Bewegungen und alle anderen Sinneseindrücke, wie Fühlen, Riechen und eventuell auch Schmecken. Demzufolge ist zu erwarten, dass in naher Zukunft versucht werden wird, all diese Sinne (gleichzeitig) zu bedienen. In Bezug auf das reale Fühlen von virtuellen Objekten gibt es über Handschuhe bereits die Möglichkeit haptisches Feedback zu erzeugen. Diese sind aktuell jedoch noch ziemlich klobig, schwer und teuer. Mit Verbesserungen und Verfeinerungen kann jedoch in sehr absehbarer Zeit gerechnet werden. Ähnlich verhält es sich mit realen, physiologischen Bewegungen in VR: es gibt bereits eine Vielzahl an Versuchen, Menschen eine möglichst natürliche Fortbewegung in virtuellen Umgebungen zu ermöglichen. Hauptproblem dabei ist zumeist die reale räumliche Begrenzung durch Wände, Möbel und ähnlichem. Auf Grund dessen wird aktuell mit Laufbändern oder laufband-ähnlichen Simulatoren versucht diese VR-Locomotion zu integrieren. Die natürlichste Bewegung findet dabei definitiv auf Laufbändern statt, wie beispielsweise dem OmniDeck von Omnifinity (MSE Engineering, Schweden).  Dieses besteht aus 16 Einheiten (siehe Abbildung 4), die sich angepasst an die Position und Geschwindigkeit der VR-Brille (Hier HTC Vive pro, kabellos) entgegengesetzt zur Laufrichtung des Users bewegen, sodass dieser stets am Deck bleibt bzw. in die Mitte zurückbefördert wird. Dadurch ist es möglich, sich beliebig weit in jegliche Richtung „frei“ zu bewegen. Je nach Einstellung ist dies sogar im leichten Joggen möglich. Vorteil dabei ist die Tatsache, dass durch die reale Fortbewegung die für VR typische Motionsickness (zu Deutsch Reisekrankheit, die durch Teleportation – eine rein virtuelle, simulierte Bewegung – häufig entsteht) verhindert wird. Zudem kann auf diese Art und Weise die Immersion deutlich erhöht und die Möglichkeiten an Aus- und Weiterbildungen erweitert werden. Nichtsdestotrotz muss erwähnt werden, dass der Preis dafür dementsprechend hoch ist und es sich dabei um eine stationäre Anlage handelt, sodass ein Transport und (Wieder-)Aufbau nur mit sehr viel Aufwand und Zeit möglich ist.

Abbildung 4: OmniDeck-Installation im eVRyLab an der IMC FH Krems (eigene Aufnahme)

In Europa gibt es aber mittlerweile bereits, vor allem an Hochschulen, eine Handvoll dieser Installationen. So beispielsweise auch an der IMC Fachhochschule Krems in Österreich, wo dafür extra ein ganzer Lehrsaal zum sogenannten eVRyLab umgebaut wurde. Dieses bietet neben dem OmniDeck eine große Anzahl an weiterem VR-Equipment und dient aktuell der Forschung (Projekt „Scan2VR) und soll zukünftig auch in der Lehre eingesetzt werden. In enger Zusammenarbeit mit den Business- und Gesundheitsdepartments der Fachhochschule werden bereits Möglichkeiten analysiert, wie das eVRyLab beispielsweise die Ausbildung in der Gesundheits- und Krankenpflege unterstützen kann.

Für weitere Informationen steht Ihnen die FH-Homepage (https://www.fh-krems.ac.at/forschung/department-of-business/#c3785) zur Verfügung. Bei Fragen oder Interesse an einem Besuch des eVRyLabs können Sie das Team gerne unter der E-Mail-Adresse evrylab@fh-krems.ac.at kontaktieren.  

Literatur

Bastian, M. (2018, Dezember 29). Virtual Reality 2018: Das sind die drei wichtigsten Trends. Abgerufen 17. Mai 2019, von News zu VR, AR und KI | Into Mixed Reality website: https://mixed.de/virtual-reality-2018-das-sind-die-drei-wichtigsten-trends/

Georg, C. (2019). Virtual patients in nursing education: Teaching, learning and assessing clinical reasoning skills (Dissertation). Abgerufen von https://openarchive.ki.se/xmlui/bitstream/handle/10616/46562/Thesis_Carina_Georg.pdf?sequence=3&isAllowed=y

Hansen, H. R., & Internationale Tagung Wirtschaftsinformatik (Hrsg.). (2009). Business services: Konzepte, Technologien, Anwendungen; 9. Internationale Tagung Wirtschaftsinformatik, Wien, 25. – 27. Februar 2009. Bd. 2: … Wien: Österr. Computer-Ges.

KPMG AG Wirtschaftsprüfungsgesellschaft. (2016, April). Neue Dimensionen der Realität: Executive Summary zur Studie der Potenziale von Virtual und Augmented Reality  in Unternehmen. Abgerufen von https://atlas.kpmg.de/api/assets/content/public/download-virtual-und-augmented-reality-1488384300473.pdf

Krizsak, C. (2017a, Januar 16). Wie sieht die Zukunft von Virtual Reality aus? Abgerufen 19. November 2017, von VR-World website: https://vr-world.com/zukunft-von-virtual-reality-im-jahr-2017/

Krizsak, C. (2017b, März 23). Wie Virtual Reality die Medizin revolutioniert. Abgerufen 19. November 2017, von VR-World website: https://vr-world.com/wie-virtual-reality-die-medizin-revolutioniert/

Lerner, D., & Luiz, T. (2019). Nah an der Realität. intensiv, 27(02), 64–69. https://doi.org/10.1055/a-0821-3183

MedicActiV | The first digital simulation platform for health training. (o. J.). Abgerufen 26. Juni 2019, von https://www.medicactiv.com/en/

Urhahne, D. (2008). Sieben Arten der Lernmotivation: Ein Überblick über zentrale Forschungskonzepte. Psychologische Rundschau, 59(3), 150–166. https://doi.org/10.1026/0033-3042.59.3.150

VALVE Software. (2019, Mai 17). Steam – Die Ultimative Online Gaming Plattform. Abgerufen 17. Mai 2019, von https://store.steampowered.com/about/

Natalie Horvath
Über Natalie Horvath 1 Artikel
Wissenschaftliche Angestellte, Institut für Digitalisierung, IMC Fachhochschule Krems, Bachelor in Biomedical Engineering mit der Spezialisierung Gesundheits- und Rehabilitationstechnik (FH Technikum Wien) und Master in Management von Gesundheitsunternehmen (IMC FH Krems) Derzeit Mitarbeiterin im Projekt „Scan2VR“ an der IMC FH Krems natalie.horvath@fh-krems.ac.at

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