„Ich laparoskopier’ dann woanders weiter“

Totale, hochimmersive virtuelle Realität ohne Nebenwirkungen?

“I will do laparoscopy somewhere else”

Total, highly immersive virtual reality without side effects?

Zusammenfassung

Hintergrund

Für die Virtual-reality-Laparoskopie-Simulation (VRL) wurde ein neues, hochimmersives Simulationsmodul entwickelt. Ziel der Pilotstudie war es zu untersuchen, ob Kinetosen oder andere negative vegetative Effekte durch ein totales virtuelles Trainingssetup (TVRL) hervorgerufen werden.

Methoden

Zwanzig Studienteilnehmer unterschiedlicher Ausbildungsstufen führten 3 Übungen (Ringtausch, feine Dissektion, Cholezystektomie) im regulären VRL und im immersiven Modus (TVRL; „head mounted displays“, HMDs) am Laparoskopiesimulator durch. Neben der Leistungsanalyse wurde die Herzfrequenz erfasst und das Auftreten von Bewegungsschwindel validiert erfragt.

Ergebnisse

Die operative Leistung war vom Modus der VRL unabhängig. Die Herzfrequenz der Probanden war in der TVRL-Umgebung kontinuierlich erhöht, ohne statistische Signifikanz zu erreichen. Bei 2 Probanden (10 %) mit einer Vorbelastung hinsichtlich Kinetosen traten vegetative Nebenwirkungen auf.

Schlussfolgerung

Mit einer praxisorientierten hochimmersiven VR-Umgebung ergeben sich neue Perspektiven für die chirurgische Weiterbildung. Das total virtuelle Laparoskopietraining in audiovisuell realitätsnaher Atmosphäre kann bei anfälligen Anwendern Kinetosen hervorrufen.

Abstract

Background

For virtual reality laparosopic simulation we developed a new, highly immersive simulation mode. The goal of the current pilot study was to investigate if kinetosis or other negative vegetative side effects can be caused by a total virtual training set-up (TVRL).

Methods

In this study 20 participants with varying degrees of expertise in laparoscopy performed 3 tasks (i.e. ring exchange, fine dissection and cholecystectomy) in regular (VRL) and immersive mode (TVRL) with a head-mounted display (HMD) on a laparoscopic simulator. Aside from performance scores, the heart rate was recorded and the occurrence of vertigo was investigated.

Results

Surgical performance was independent of the VR mode (VRL or TVRL). Participants’ heart rate was higher in TVRL without reaching statistical significance. Kinetosis occurred in two participants (10%) with a history of motion sickness.

Conclusion

Laparoscopic training can take place in a total virtual environment with limited nagative vegetative side effects. Special attention should be paid to participants with a history of motion sickness. The development of TVRL enables new perspectives for surgical training.

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Abb. 1
Abb. 2

Literatur

  1. 1.

    Huber T, Paschold M, Bartsch F, Lang H, Kneist W (2016) Weiterbildungseingriff Appendektomie. Chirurg 87(4):326–331. doi:10.1007/s00104-015-0122-9

    CAS  Article  PubMed  Google Scholar 

  2. 2.

    Nickel F, Kowalewski K‑F, Müller-Stich BP (2015) Risikobewusstsein und Training zur Prävention von Komplikationen in der minimal-invasiven Chirurgie. Chirurg 86(12):1121–1127. doi:10.1007/s00104-015-0097-6

    CAS  Article  PubMed  Google Scholar 

  3. 3.

    Huber T, Kirschniak A, Johannink J (2017) Umfrage zum Training laparoskopischer Fertigkeiten in Deutschland. Zentralbl Chir 142(1):67–71. doi:10.1055/s-0042-116327

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  4. 4.

    Feußner H, Ostler D, Kohn N, Vogel T, Wilhelm D, Koller S, Kranzfelder M (2016) Umfassende Systemintegration und Vernetzung im Operationssaal. Chirurg 87(12):1002–1007. doi:10.1007/s00104-016-0324-9

    Article  PubMed  Google Scholar 

  5. 5.

    Satava RM (1993) 3‑D vision technology applied to advanced minimally invasive surgery systems. Surg Endosc 7(5):429–431

    CAS  Article  PubMed  Google Scholar 

  6. 6.

    Nararro-Haro MV, Hoffman HG, Garcia-Palacios A, Sampaio M, Alhalabi W, Hall K, Linehan M (2016) The use of virtual reality to facilitate mindfulness skills training in dialectical behavioral therapy for borderline personality disorder: a case study. Front Psychol 7:1573. doi:10.3389/fpsyg.2016.01573

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  7. 7.

    Schmitt YS, Hoffman HG, Blough DK, Patterson DR, Jensen MP, Soltani M, Carrougher GJ, Nakamura D, Sharar SR (2011) A randomized, controlled trial of Immersive virtual reality analgesia during physical therapy for pediatric burn injuries. Burns 37(1):61–68. doi:10.1016/j.burns.2010.07.007

    Article  PubMed  Google Scholar 

  8. 8.

    Huber T, Paschold M, Hansen C, Wunderling T, Lang H, Kneist W (2017) New dimensions in surgical training: immersive virtual reality laparoscopic simulation exhilarates surgical staff. Surg Endosc. doi:10.1007/s00464-017-5500-6

    PubMed  Google Scholar 

  9. 9.

    Madary M, Metzinger TK (2016) Real Virtuality: a code of ethical conduct. recommendations for good scientific practice and the consumers of VR-technology. Front Robot AI. doi:10.3389/frobt.2016.00003

    Google Scholar 

  10. 10.

    Keshavarz B, Hecht H (2011) Validating an efficient method to quantify motion sickness. Hum Factors 53(4):415–426. doi:10.1177/0018720811403736

    Article  PubMed  Google Scholar 

  11. 11.

    Paschold M, Huber T, Kauff DW, Buchheim K, Lang H, Kneist W (2014) Preconditioning in laparoscopic surgery – results of a virtual reality pilot study. Langenbecks Arch Surg 399(7):889–895. doi:10.1007/s00423-014-1224-4

    CAS  Article  PubMed  Google Scholar 

  12. 12.

    Nichols S, Haldane C, Wilson JR (2000) Measurement of presence and its consequences in virtual environments. Int J Hum Comput Stud 52(3):471–491. doi:10.1006/ijhc.1999.0343

    Article  Google Scholar 

  13. 13.

    Nagendran M, Gurusamy KS, Aggarwal R, Loizidou M, Davidson BR (2013) Virtual reality training for surgical trainees in laparoscopic surgery. Cochrane Database Syst Rev 8:CD006575. doi:10.1002/14651858.CD006575.pub3

    Google Scholar 

  14. 14.

    Arora S, Tierney T, Sevdalis N, Aggarwal R, Nestel D, Woloshynowych M, Darzi A, Kneebone R (2010) The Imperial Stress Assessment Tool (ISAT): a feasible, reliable and valid approach to measuring stress in the operating room. World J Surg 34(8):1756–1763. doi:10.1007/s00268-010-0559-4

    Article  PubMed  Google Scholar 

  15. 15.

    Schuetz M, Gockel I, Beardi J, Hakman P, Dunschede F, Moenk S, Heinrichs W, Junginger T (2008) Three different types of surgeon-specific stress reactions identified by laparoscopic simulation in a virtual scenario. Surg Endosc 22(5):1263–1267. doi:10.1007/s00464-007-9605-1

    CAS  Article  PubMed  Google Scholar 

  16. 16.

    Palter VN, Grantcharov TP (2014) Individualized deliberate practice on a virtual reality simulator improves technical performance of surgical novices in the operating room: a randomized controlled trial. Ann Surg 259(3):443–448. doi:10.1097/SLA.0000000000000254

    Article  PubMed  Google Scholar 

  17. 17.

    Koslucher F, Haaland E, Malsch A, Webeler J, Stoffregen TA (2015) Sex differences in the incidence of motion sickness induced by linear visual oscillation. Aerosp Med Hum Perform 86(9):787–793. doi:10.3357/AMHP.4243.2015

    Article  PubMed  Google Scholar 

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Danksagung

Die Autoren danken A. Poplawski, Institut für Medizinische Biometrie, Epidemiologie und Informatik, Johannes Gutenberg-Universität, Mainz, und H. Hecht, Psychologisches Institut, Abteilung für Allgemeine und experimentelle Psychologie, Johannes Gutenberg-Universität, Mainz, für ihre wertvollen Hinweise.

Förderung

Die Arbeit wurde im Rahmen eines MAICUM-Projekts (Mainzer Curriculum Medizin) sowie durch eine inneruniversitäre Forschungsförderung finanziell von der Universitätsmedizin Mainz unterstützt. Finanzielle Mittel wurden auch durch die Universität Magdeburg im Rahmen eines Lehrprojektes bereitgestellt.

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Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Prof. Dr. med. W. Kneist.

Ethics declarations

Interessenkonflikt

T. Huber, M. Paschold, C. Hansen, H. Lang und W. Kneist geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Alle beschriebenen Untersuchungen am Menschen wurden mit Zustimmung der zuständigen Ethik-Kommission, im Einklang mit nationalem Recht sowie gemäß der Deklaration von Helsinki von 1975 (in der aktuellen, überarbeiteten Fassung) durchgeführt. Die teilnehmenden Probanden gaben nach einer Information über den Studienablauf ihr Einverständnis. Die Studie wurde durch die Ethikkommission der Landesärztekammer Rheinland-Pfalz genehmigt.

Caption Electronic Supplementary Material

Das Kurzvideo verdeutlicht den Aufbau eines hochimmersiven VR-Simulationsmoduls. In eine 360°-Operationsumgebung wird eine Simulationsübung zur laparoskopischen Cholezystektomie integriert.

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Huber, T., Paschold, M., Hansen, C. et al. „Ich laparoskopier’ dann woanders weiter“. Chirurg 88, 956–960 (2017). https://doi.org/10.1007/s00104-017-0465-5

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Schlüsselwörter

  • Virtuelle Realität
  • Immersion
  • Laparoskopie
  • Minimalinvasive Chirurgie
  • Chirurgische Weiterbildung

Keywords

  • Virtual reality
  • Immersion
  • Laparoscopy
  • Minimally invasive surgical procedures
  • Surgical education