hinsichtlich der Einsetzbarkeit in der medizinischen Lehre

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Beurteilung fächerübergreifender Online-Bilddatenbanken

hinsichtlich der Einsetzbarkeit in der medizinischen Lehre

Review of interdisciplinary

online-image-databases and their usability in medical education

• Ferdinand J. Kammerer¹• Hans-Ulrich Prokosch¹• Thomas Frankewitsch² Bildmaterial spielt in der medizinischen Ausbildung eine wichtige Rolle, um angehende Ärzte möglichst früh mit spezifisch-pathologischen Veränderungen vertraut zu machen und deren diagnostischen Blick zu schulen. Die fortschreitende Entwicklung im Bereich des Web-Based-Training bietet weit reichende Möglichkeiten zur vergleichsweise kostengünstigen und individuell auf den einzelnen Studenten ausgerichteten Lehre.

Jedoch erschweren sowohl die große Menge an qualitativ heterogenen Angeboten mit häufig nur kleinem Bildbestand wie auch einige weitere Probleme oftmals den gezielten Zugriff auf die gerade benötigte Information.

Um diesem Missstand zu begegnen, wurden in den letzten Jahren mehrere Projekte ins Leben gerufen, welche in Form eines Web-Portals einen zentralen und fächer- übergreifenden Zugriff auf große Bilddatenbestände ermöglichen sollen. Bei insgesamt fünf Portalen wurde anhand von Aufbau, Inhalten sowie Navigations- und Suchme- chanismen die Einsetzbarkeit in der medizinischen Lehre untersucht. Dabei konnten einige gute Ansätze in der Implementation verschiedener Recherche-Funktionen gefunden werden. Jedoch herrscht an mehreren Stellen auch Verbesserungsbedarf hinsichtlich der inhaltlichen Qualität und Vollständigkeit sowie der Übersichtlichkeit in der Darstellung und Navigation. Aus den aufgedeckten Problemen und Lösungs- ansätzen wurde anschließend ein Katalog mit Anforderungen an ein optimal für die Lehre geeignetes Web-Portal erstellt.

Images play a significant role in medical teaching. They can get prospective physicians acquainted with specific pathological changes as early as possible and they support training their diagnostic eye. The latest improvements in Web-Based-Training offer extensive features for cost-effective studying adjustable to the individual student's requirements. However, many web-sites provide only qualitatively heterogeneous data and a limited inventory of images. This generally complicates any systematic access to the information the student requires.

1Lehrstuhl für Medizinische Informatik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Deutschland

2IT-Zentrum - Forschung & Lehre, Universitätsklinikum Münster, Münster, Deutschland

Originalarbeit

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During the last years, several projects were initiated trying to overcome these difficul- ties. Web-Portals should provide access to large sets of images in a centralized manner while encompassing several medical subjects. For five of these portals their applicability for medical education was investigated considering structure, navigation and search mechanisms. Some notable approaches to implementing the various search functions were observed. However, some sites have room for improvement concerning quality of content as well as clarity of presentation and navigation. Based on the problems discovered and the approaches found, a catalogue of requirements was compiled for creating a Web-Portal to optimally support medical education.

Keywords: teaching, digital libraries, diagnostic imaging, database, World Wide Web

Hintergrund

In der Ausbildung wie auch in der späteren Ausübung medizinischer Fachberufe stellen die Beschreibung und Interpretation von Bildmaterial mit dem Ziel einer Diagnosefindung einen stetig an Bedeutung zuneh- menden Faktor dar [1]. Durch den laufenden Fortschritt in der bildgebenden Technik eröffnen sich mehr und mehr Bereiche, in denen Bildmaterialien zu einer wertvollen Hilfe für Ärzte werden. Beispielsweise tra- gen der Einsatz moderner digitaler Mikroskopie und Elektronenmikroskopie in der Anatomie und Pathologie wesentlich zu neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen und einer Verbesserung der medizinischen Ausbildung bei. Neuartige radiologische Verfahren wie Farb- Doppler-Ultraschall, immer hochauflösendere Magne- tresonanz- und Computertomographie, sowie die Po- sitronen-Emissions-Tomographie (PET) eröffnen heutzutage völlig neue Möglichkeiten in der bildgebenden Diagnostik.

Daher ist es bereits in der Phase der studentischen Ausbildung von besonderer Bedeutung, den theoreti- schen Lernstoff mit ausreichend Bildmaterial zu ergän- zen. Auf diese Weise lässt sich das Auge schon sehr früh hinsichtlich spezifisch-pathologischer Veränderun- gen schulen. Durch wiederholtes Betrachten geeigneten Bildmaterials werden beim Lernenden „visuelle Engramme“ im Gedächtnis verankert, und somit der Erwerb des häufig beschriebenen „diagnostischen Blicks“ dauerhaft gefördert [2], [3]. Entsprechende Studien belegen bereits den verbesserten Lernerfolg durch den erweiterten Einsatz von Bildmaterialien in der Lehre [4].

In den letzten Jahren entwickelte sich vor allem das World-Wide-Web (WWW) als Teil des Internets zu einem immer wichtiger werdenden Medium für wissen- schaftliche Recherchen und für die medizinische Lehre [5], [6]. Weltweit setzen bereits viele Universitä- ten mit großem Engagement auf die multimediale, elektronische Lehre via Computer und Internet, mit

guten Erfolgen in Ergänzung zum bestehenden Lehr- angebot: Die Möglichkeiten reichen von Online-Kursen und Vorlesungen [7] sowie Lernwerkzeugen mit virtu- eller Mikroskopie [8], [9] über radiologische Lernmodu- le [10], [11] und EKG-Trainer [12] bis hin zu aufwändi- gen Patienten-Simulations-Systemen [13], [14]. Die Evaluation derartiger Systeme zeigt in aller Regel eine sehr positive Resonanz der Studenten und belegt einen großen Nutzen für die medizinische Ausbildung [7], [15].

Zudem existieren im Internet bereits zahllose Bildda- tenbanken zu nahezu allen medizinischen Fachberei- chen, vor allem für die Pathologie, die Anatomie, Ra- diologie und Dermatologie, welche grundsätzlich interessante und auch zu Lehrzwecken einsetzbare Inhalte anbieten [16], [17], [18]. Leider stellt jedoch die Suche nach den gerade benötigten Seiten vor allem auch für Personen, welche im Umgang mit dem neuen Medium Internet noch nicht besonders vertraut sind einen sehr zeitaufwändigen und dadurch oft frustrierenden Pro- zess dar [19], [20].

Ein großes Problem ergibt sich auch dadurch, dass die beschriebenen Online-Datenbanken und Trainings- programme jeweils eine sehr unterschiedliche Struktur unter anderem in der Benutzerführung besitzen. Meist bieten diese auch nur eine geringe Anzahl an Bildern recht unterschiedlicher Qualität zu einem medizinischen Spezialgebiet an.

Besonders die Wahl der geeigneten Suchbegriffe be- reitet auch erfahrenen Nutzern oftmals noch Schwie- rigkeiten [21] und nur selten sind Hilfsmittel wie der MeSH-Thesaurus (Medical Subject Headings) der

„National Library of Medicine“ (NLM) vorhanden [22], welche es ermöglichen, sich Schritt für Schritt der optimalen Anfrage anzunähern. Hinzu kommen sprachli- che Abweichungen in der Terminologie, welche das Finden des korrekten Suchbegriffes in den meist englischsprachigen Internetseiten weiter erschweren.

Originalarbeit

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Leider erhält man aufgrund der fehlenden Kontrolle über die im Internet publizierten Inhalte und unzurei- chender Qualitätssicherung zunehmend fehlerhafte Informationen, z.B. in Form von medizinischem Laien- wissen auf privaten Websites oder in Diskussionsforen [23]. Gerade im Gesundheitswesen und speziell im Bereich der Ausbildung sind jedoch vertrauenswürdige Quellen (z.B. Universitäten oder renommierte wissen- schaftliche Einrichtungen) und die Qualität der Infor- mationen von großer Bedeutung [24].

Um das von Studenten der Medizin geforderte vernetz- te und interdisziplinäre Denken zu unterstützen, wäre es auch wünschenswert, zu einer bestimmten Krank- heit entsprechende Abbildungen aus verschiedenen Fachrichtungen (Anatomie, Pathologie, Radiologie) in einer einheitlichen Umgebung präsentiert zu bekom- men. Dies würde nicht nur eine erhebliche Erleichte- rung und Zeitersparnis bei der Recherche bedeuten, sondern auch ein viel tieferes Verständnis für die pathologischen Veränderungen bewirken. Andernfalls ist der Student gezwungen, sich immer wieder von neuem auf die Suche nach einer geeigneten Webseite zu begeben. Dort muss er sich erst zurechtfinden und mit der Handhabung teilweise komplexer Such- und Navigationsmechanismen vertraut machen, ehe er zur gewünschten Information gelangt [25].

Es existieren international bereits einige gute Ansätze verschiedener Arbeitsgruppen, um den beschriebenen Problemen zu begegnen. Durch den Aufbau spezieller Web-Portale wird versucht, die Informationen aus unterschiedlichen Quellen zu bündeln und dadurch einen guten Überblick über die im Web vorhandene Informa- tion sowie einen erleichterten Einstieg in spezielle, medizinische Themenkomplexe zu bieten.

Methoden

Mittels der derzeit gängigen Suchmaschinen (google, yahoo, etc.) wurde gezielt nach Web-Portalen recher- chiert, welche medizinische Multimedia-Materialien aus unterschiedlichen Fachbereichen und Quellen vereinen und damit beispielsweise nicht nur histopa- thologische Schnitte zu einzelnen Krankheitsbildern beinhalten, sondern gleichzeitig auch den anatomischen Normalzustand, radiologisches Bildmaterial oder endoskopische Aufnahmen zu einem bestimmten Krankheitsbild zur Verfügung stellen. Diese direkte Suche wurde ergänzt durch eine erweiterte Recherche in Link-Verzeichnissen und -Listen, welche unter anderem von Universitäten für deren Studenten bereitge- stellt werden.

Die gefundenen Portale wurden anhand der folgenden Fragestellungen analysiert:

• Herausgeber/Ziele/Zielgruppe(n): Woher stammt das Bildmaterial? Richtet sich die Website speziell an Studenten der Medizin oder ist diese für ein eher breit gefasstes Publikum ausgelegt?

• Inhalte/Umfang des Datenbestandes: Passt das inhaltliche Angebot zu den Anforderungen in der medizinischen Ausbildung? Aus welchen Fachberei- chen stammt das Material? Werden neben den Ab- bildungen auch weitere Materialien (Texte, Videos

…) angeboten?

• Aufbau/Navigations-Strukturen: Welche Möglich- keiten zur Recherche im Datenbestand sind vorhanden? Existiert eine Katalogfunktion, welche das Material in einer medizinisch sinnvollen und auch für Studenten angemessenen Struktur ordnet?

Welche Suchfunktionen gibt es, um möglichst schnell zu den gewünschten Informationen zu gelangen?

• Ausrichtung auf Lehrpläne/Gegenstandskatalo- ge: Ist das Portal auch auf offizielle Gegenstandska- taloge ausgelegt oder besteht die Möglichkeit zur Integration in bestehende Curricula?

Anhand der Kriterien wurde jeweils die Schlussfolge- rung gezogen, ob sich das einzelne Portal direkt in der studentischen Ausbildung einsetzen lässt. Mit Hilfe der gewonnenen Ergebnisse wurde anschließend ein Anforderungskatalog erstellt, wie er von einem optimal für die medizinische Ausbildung geeigneten Web- Portal erfüllt werden sollte.

Ergebnisse

Wie bereits beschrieben existieren im Web unzählige Seiten, welche medizinisches Bildmaterial anbieten.

Diese werden jedoch meist von einzelnen Personen oder Universitäts-Instituten herausgegeben und befassen sich nur mit dem jeweiligen Spezialgebiet. Daher können diese Websites leider keinen wirklich umfassenden Einblick in eine größere Zahl von Krankheits- bildern bieten und auch keine Querverbindungen zwischen den medizinischen Fachdisziplinen aufzeigen.

Diese folglich für den interdisziplinären Einsatz generell weniger gut geeigneten Seiten sollen daher in dieser Analyse unberücksichtigt bleiben.

Die Einrichtung systematischer Web-Portale als ein- heitlicher Zugangspunkt zu den Datenbeständen unterschiedlicher Quellen stellt eine neuere Entwicklung dar. Aufgrund des relativ eng gefassten Anforderungs- spektrums konnten neben zahlreichen fachspezifi- schen Webseiten zunächst nur fünf übergreifende Portale aufgefunden werden, welche potentiell geeignet für die medizinische Lehre sind.

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• HONmedia

(http://www.hon.ch/Media/media.html) Herausgeber/Ziele/Zielgruppe(n)

Die 1995 gegründete Schweizer Organisation „Health On the Net Foundation“ hat es sich zum Ziel gesetzt, Medizinern wie auch Nicht-Medizinern ein Portal mit verlässlichen medizinischen und gesundheitsbezoge- nen Informationen zur Verfügung zu stellen [26]. Als Teil dieses Portals ist HONmedia entstanden, eine Bezugsquelle für medizinische Abbildungen und Video- sequenzen.

Inhalte/Umfang des Datenbestandes

HONmedia stellt eine datenbankübergreifende Anwen- dung dar, in welcher manuell die Inhalte vieler verschiedener Internet-Bildarchive zusammengefasst wurden.

So umfasst das Portal derzeit ca. 6800 Einträge unterschiedlicher Herkunft und aus verschiedenen Fachbe- reichen. Man findet unter anderem makroskopische Abbildungen aus der Anatomie, Pathologie und Der- matologie sowie auch einige histologische Schnitte und schematische Illustrationen bis hin zu Strukturfor- meln biochemischer Moleküle. Eine Testanfrage nach der Hautkrebsart „Melanom“ lieferte 42 passende Ab- bildungen. Leider sind jedoch zu einigen gängigen Begriffen wie Blinddarmentzündung („appendicitis“) oder der Bauchspeicheldrüse „pancreas“ jeweils nur 2-3 Abbildungen vorhanden.

Aufbau/Navigations-Strukturen

Der Zugang zu den Inhalten ist öffentlich und es ist keine Registrierung nötig. Um an die gewünschten Bild- oder Videodateien zu gelangen, gibt es in diesem Portal eine einfache Stichwortsuche, über die der Be- nutzer auf eine Auswahlseite mit Kategorien und damit möglicher Suchtreffer gelangt. Außerdem existiert die Möglichkeit, sich in drei Schritten durch hierarchisch organisierte Kategorien zum Ziel vorzutasten. Dies wurde hier mithilfe dreier „drop-down“-Listen realisiert, welche einen Ausschnitt des von der National Library of Medicine (NLM) herausgegebenen Thesaurus

„Medical Subject Headings“ (MeSH) [22] beinhalten (s. Abbildung 1).

Abbildung 1

Die Liste der Suchergebnisse umfasst, wie bei den meisten Bild-Sammlungen üblich, eine Zusammenstel- lung verkleinerter Vorschau-Abbildungen, so genannter .„thumbnails“, mit Angabe der jeweiligen Quelle. Mit der Auswahl eines Bildes verlässt man jedoch die Umgebung von HONmedia und gelangt zur Webseite, in der die Abbildung eingebunden ist. Diese vermutlich aus Gründen des Urheberrechts-Schutzes gewählte Art der Darstellung ist für den Benutzer leider gelegent- lich umständlich und verwirrend, da er die gewünschte Abbildung durch Scrollen erst im jeweiligen Kontext der Quelle auffinden muss und ihm oftmals viel uner- wünschte Information präsentiert wird.

Eine Beschreibung zu den Materialien findet man entweder in der ursprünglichen Quelle oder man nutzt den angebotenen Querverweis zu „HONselect“, einer weiteren Anwendung der HON-Foundation mit Begriffs- definitionen und einigen Links auf andere Seiten im WWW.

Es lässt sich der Schluss ziehen, dass HONmedia einen in jedem Fall sehr interessanten Ansatz darstellt, multimediale Inhalte ganz unterschiedlicher Herkunft zusammenzufassen. Jedoch bietet dieses Portal im Vergleich zu anderen eher einen kleinen Datenbestand und die Oberfläche ist an manchen Stellen benutzerun- freundlich gestaltet. Somit ist die Eignung als schnelles und unkompliziertes Recherche-Hilfsmittel für die stu- dentische Ausbildung fraglich.

• Public Health Image Library

(http://phil.cdc.gov)

Herausgeber/Ziele/Zielgruppe(n)

Eine Arbeitsgruppe der „Centers for Disease Control and Prevention“ (CDC) des amerikanischen Gesund-

Originalarbeit

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heitsministeriums stellt eine öffentliche Datenbank mit gesundheitsbezogenem Bild- und Videomaterial zur Verfügung. Als Zielgruppe werden nicht nur Beschäf- tigte im Gesundheitswesen, sondern auch Medien und die gesamte Öffentlichkeit angesprochen. Dementspre- chend weiter gefasst ist auch das inhaltliche Spektrum des Bildangebotes. So findet man hier zusätzlich zu rein medizinisch und wissenschaftlich relevanten Ka- tegorien auch viele interne Abbildungen der CDC-Or- ganisation (Personen, Gebäude, …).

Die medizinischen Inhalte stammen aus unterschiedlichen Fachdisziplinen: So findet man neben histologi- schen Schnitten und makroskopischen Ansichten auch einige wenige Röntgenbilder und sogar Aufnahmen von Mikroorganismen, d.h. Ausstriche auf Nährmedien.

Die Länge und Qualität der durchwegs englischsprachigen Beschreibungen ist relativ uneinheitlich.

Der Umfang der gesamten Datenbank wird zwar von den Herausgebern nicht explizit angegeben, lässt sich jedoch auf einige tausend Bilder schätzen. Leider entsprachen die Suchergebnisse auf die Beispielanfra- gen nicht immer ganz den Erwartungen. Beispielswei- se lieferten Anfragen nach gängigen Krankheitsbildern entweder keine oder nur unpassende Ergebnisse. Eine Testanfrage nach „appendicitis“ lieferte gar keine Er- gebnisse. Bei der Suche nach dem malignen Hauttu- mor „Melanom“ (melanoma) erhält der Anwender lediglich eine mikroskopische Ansicht von „Hortaea werneckii“, dem Erreger der Hautkrankheit „Tinea ni- gra“. Die durch den Erreger hervorgerufenen Läsionen können unter Umständen mit Nävi oder Melanomen verwechselt werden. Auch bei der Suche nach „pancreas“ zeigte nur eines von vier Bildern den histologi- schen Schnitt einer erkrankten Bauchspeicheldrüse.

Zur Navigation durch die Daten bietet das Portal eine Suchmaske, mit Hilfe derer man schnell nach bestimmten Schlüsselwörtern suchen kann (siehe Abbildung 2). Außerdem besteht die Möglichkeit, den Bestand über erweiterte Suchfunktionen zu erkunden. Dabei lässt sich die Anzahl der Suchergebnisse beispielsweise durch das Erstell-Datum und Medien-Art (Bild/Vi- deo) verringern. Eine hierarchisch organisierte Kate- gorien-Struktur steht ebenfalls zur Verfügung, um die Suche nur auf eine bestimmte Thematik zu beschrän- ken. Als positiv hervorzuheben ist hierbei die Verwen- dung der bereits beschriebenen Medical Subject Headings (MeSH), welche eine gute Suche innerhalb der vorhandenen Kategorien aufgrund der einheitlichen Terminologie ermöglichen. Leider ist das reine

Durchstöbern der Kategorien, ohne einen konkretes Ziel im Auge zu haben, nur etwas umständlich möglich.

Abbildung 2

Wie beschrieben stammen leider nicht alle Inhalte aus rein medizinischen Fachbereichen, womit die CDC ihrer sehr allgemein gefassten Zielgruppe zwar gerecht werden, jedoch die Eignung für die medizinische Lehre und für Studenten auch nur eingeschränkt gegeben ist.

• PEIR digital library

(http://peir2.path.uab.edu/pdl) Herausgeber/Ziele/Zielgruppe(n)

Die digitale Bild-Bibliothek der „Pathology Education Instructional Resource“ wurde vom Pathologischen Institut der Universität von Alabama in Birmingham ins Leben gerufen und ist allgemein für die Verwen- dung in der medizinischen Ausbildung gedacht.

Die „digital library“ stellt nur einen Teil der von PEIR angebotenen Lehrmaterialien dar. Es finden sich zu- sätzlich noch diverse Online-Kurse und Lernmodule, jedoch bildet die Sammlung von derzeit über 40.000 Bildern aus unterschiedlichen Fachbereichen den ei- gentlichen Eckpfeiler des Portals. Das verfügbare Material stammt aus verschiedenen Quellen und beinhaltet unter anderem auch Bilder aus dem Tumor- pathologie-Atlas des „Armed Forces Institute of Patho- logy“ [27] und des „Slice of Life“-Projektes der Univer- sität Utah [28]. Zu den Bildern ist in der Regel eine kurze Beschreibung gegeben, was eine schnelle und umfassende Recherche zu einem bestimmten Krank- heitsbild ermöglicht.

Interessant ist die Möglichkeit zur virtuellen Mikrosko- pie, welche bereits bei einigen Bildern integriert wurde.

PEIR verwendet das hierfür gut geeignete Flash-Plugin

„Zoomify“ [29], mit dem in Bilddateien einzelne Aus- schnitte gewählt und herausvergrößert werden können.

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Der Vorteil dabei ist, dass anstelle der kompletten, eventuell sehr großen Bilddatei immer nur der gerade benötigte Ausschnitt über das Internet geladen werden muss. Dadurch ist auch bei langsameren Zugängen ein schneller Aufbau bei gleichzeitig hoher Bildqualität gewährleistet.

Die Webseite empfängt den Benutzer mit einem vergleichsweise einfach aufgebauten Formular, welches für die Suche nach bestimmten Schlüsselwörtern verwendet werden kann (siehe Abbildung 3). Hierbei sind die Verwendung von Boole’schen Operatoren (AND, OR, NOT) und die Filterung der Ergebnisse nach Quellen und Bild-Typ möglich. Besonders der Ge- brauch der Filterungsfunktion nach dem Typ erleichtert die Recherchen erheblich, da hiermit die Suchergeb- nisse von Anfang an z.B. auf makroskopische Ansich- ten, Histologie oder Radiologie eingeschränkt werden können. Da das beschriebene Formular stets gleich aufgebaut und immer an derselben Stelle anzutreffen ist, kann auch leicht zwischen den einzelnen Fachdis- ziplinen hin- und hergewechselt werden.

Abbildung 3

Insgesamt ist die Sammlung aufgrund des einfachen und einheitlichen Aufbaus und der interessanten technischen Möglichkeiten eine recht gute Quelle für medizinisches Bildmaterial. Leider lässt das Portal eine strukturierte Navigation vermissen und verlangt direkt nach einem bestimmten Suchbegriff. Somit sind das

Durchstöbern des Datenbestandes und eine schrittweise Annäherung an das gesuchte Thema nicht möglich.

Für Studenten ist das Portal folglich nur dann eine Hilfe, wenn das Interesse nur auf einem ganz bestimmten Krankheitsbild liegt und auch möglichst dessen genauer Fachterminus bekannt ist.

• Geneva Foundation for Medical Education and Research

(http://www.gfmer.ch/)

Die gemeinnützige Genfer Stiftung für medizinische Ausbildung und Forschung hat als Zielsetzung die Bereitstellung und Durchführung von medizinischen Aus-, Weiter- und Fortbildungsprogrammen sowie Forschungsprojekten. Hierzu hält man auf der Website neben einer ganzen Reihe von Artikeln und anderen medizinischen Fachinformationen auch eine große Bilddatenbank bereit. Die ausgewählten medizinischen Abbildungen stammen auch hier aus unterschiedlichen Internet-Datenbanken anderer Institute und Organisa- tionen sowie aus Online-Journals.

Die fächerübergreifende Datenbank enthält zahlreiche Abbildungen zu unterschiedlichen Organsystemen und Erkrankungen. Ein genauer Umfang des Gesamt- datenbestandes wird vom Herausgeber zwar nicht angegeben, lässt sich jedoch durch Summierung der angegebenen Bildanzahlen in den Hauptkategorien auf etwas über 10.000 schätzen. Zum Begriff „melanoma“ fanden sich 61 Abbildungen (siehe Abbildung 4), jedoch waren die Testanfragen nach gängigen Krankheitsbildern („appendicitis“) oder Organen wie

„pancreas“ leider erfolglos, während zu eher seltenen und sehr speziellen Erkrankungen („Fitz-Hugh-Curtis syndrome“) teilweise gleich mehrere Bilder vorhanden waren. Somit scheint die Auswahl des Bildmaterials vor allem für Studenten nur eingeschränkt geeignet.

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Abbildung 4

Die schlichte Navigation gibt zunächst drei grobe Ka- tegorien vor, über die der Anwender zur gewünschten Abbildung gelangen soll. Dabei beinhaltet die erste Kategorie genetische Erkrankungen sowie Entwick- lungsstörungen, die restlichen zwei bieten einen Überblick über ausgewählte Krankheiten von bestimmten Organen und einen alphabetischen Index aller vorhandener Krankheiten. Nützlich ist die teilweise realisierte weitere Unterteilung der Navigation in Nor- malanatomie und pathologische Zustände. In einigen Kategorien wird auch weiter z.B. nach mikroskopischer und makroskopischer Anatomie sowie radiologischer Bildgebung unterschieden. Zudem gibt es auf jeder Seite ein Eingabefeld für eine Stichwortsuche.

Besonders negativ fällt beim Durchblättern der Daten- bank auf, dass die Bilder auf den Übersichtsseiten zwar verkleinert, jedoch noch in Original-Qualität und damit auch Dateigröße eingebunden sind. Dies führt zu schnell zu Gesamtdatenmengen von über einem Megabyte, was für Benutzer mit Modem-Internetanbin- dung selbst im optimalen Fall noch eine Wartezeit von mehreren Minuten bedeutet.

Gerade dieser Nachteil, wie auch das eingeschränkte inhaltliche Angebot und die unübersichtliche Navigation machen das Portal trotz einiger guter Ansätze für die praktische Anwendung in der Ausbildung und Lehre leider nicht optimal geeignet.

• Health Education Assets Library

(http://www.healcentral.org)

Bei dem 2000 entstandenen Portal handelt es sich um ein gefördertes Gemeinschaftsprojekt mehrerer ame- rikanischer Universitäten mit dem Ziel, den Zugriff auf multimediale Inhalte zu erleichtern und die Effektivität der medizinischen Ausbildung zu verbessern [1]. HEAL versteht sich sowohl als digitale Bibliothek wie auch als Forum, um den Austausch von Ressourcen zu er- möglichen.

Das Portal richtet sich gezielt ausschließlich an Stu- denten und den Lehrkörper medizinischer Einrichtun- gen, will jedoch die Ausbildung nicht durch einen eige- nen Lehrplan ersetzen, sondern lediglich mit seinen Inhalten ergänzen. Die Datenbank enthält hierfür eine Sammlung an Materialien vieler unterschiedlicher Au- toren und ermöglicht darüber hinaus den Zugriff auf die „affiliate collections“ einiger Partner-Bibliotheken über eine gemeinsame Benutzeroberfläche. Beispiels- weise wurden hier auch einige Bilder der oben beschriebenen „PIER digital library“ integriert. Um den Austausch von Daten zu erleichtern basiert HEAL auf international anerkannten Standards und macht Ge- brauch von der „Extensible Markup Language“ (XML).

Das fächerübergreifende Datenmaterial reicht mit derzeit knapp 22.000 Einträgen von einfachen Abbil- dungen, über Audio- und Videodaten, bis hin zu kom- plexen Animationen mit Benutzerinteraktion. Die Bei- spielanfragen ergaben jeweils über 100 gute Ergebnis- se, darunter Animationen, makroskopische und histologische Abbildungen sowie einige radiologische Schichtaufnahmen, teils mit genauerer Beschreibung (siehe Abbildung 5).

Nach einer kostenlosen Registrierung kann der Benut- zer alle beschriebenen Funktionen nutzen, um aus dem umfassenden Datenbestand die benötigten Infor- mationen zu beziehen. Für den Zugriff stehen dem Benutzer verschiedene Hilfsmittel zur Verfügung. So existiert einerseits eine einfache Suchfunktion mit der Möglichkeit, die Ergebnis-Anzahl über diverse Filter- funktionen sowie Boole’sche Operatoren einzuschrän- ken. Andererseits hat der Benutzer die Möglichkeit, schrittweise durch den gesamten Datenbestand zu navigieren. Als Indexierungs-System verwenden die Herausgeber hier ebenfalls „Medical Subject Headings“

(MeSH), was eine gut durchschaubare und logische Gliederung ermöglicht.

Originalarbeit

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Abbildung 5

Zusammengefasst stellt die Health Education Assets Library aufgrund des großen und fächerübergreifenden Umfanges, der relativ einfachen Benutzerführung und der technisch ausgereiften Entwicklungen das Brauchbarste und für die Lehre am besten geeignete unter den geprüften Portalen dar.

In Tabelle 1 sind die beschriebenen Portale noch ein- mal zusammenfassend mit deren Angebot und Eigen- schaften dargestellt.

Aufgrund der oben beschriebenen Analysen und der dort entdeckten Lösungsansätze lassen sich abschlie- ßend einige Anforderungen ableiten, welche an ein für die medizinische Ausbildung zweckmäßiges E- Learning-Portal im Sinne einer Online-Bilddatenbank zu stellen sind.

• Anforderungen an Bilddatenbanken für die medizinische Lehre

• Herausgabe und Pflege durch eine vertrauenswür- dige Quelle (z.B. Universität)

• Vorhandensein von qualitativ hochwertigen Bildern (hohe Auflösung) zu den wichtigsten Krankheitsbil- dern und anatomischen Strukturen

• Ein mehrere unterschiedliche Fachbereiche umfas- sender Datenbestand, um ein Thema aus unterschiedlichen Blickwinkeln beleuchten zu können

• Einheitliche, übersichtlich strukturierte und verständ- liche Navigation, welche der Anwender möglichst intuitiv und ohne weitere Erklärungen versteht

• Übersichtliche Darstellung und schneller Zugriff auf die einzelnen Abbildungen (Verwendung von verklei- nerten Vorschaubildern, sog. „thumbnails“)

• Einfach aufgebaute Suchfunktion mit verschiedenen Filterungsmöglichkeiten zur Einschränkung der Suchergebnisse

• Verwendung einer einheitlichen Terminologie, möglichst eines kontrollierten Vokabulars wie z.B.

MeSH, evtl. Unterstützung verschiedener Sprachen

• Direkte Querverbindungen zwischen den einzelnen Fachbereichen zur Förderung des vernetzten Den- kens (z.B. Pathologie – Radiologie – normale Ana- tomie)

• Bezug zu Lehrplänen, Gegenstandskatalogen oder Prüfungen

Diskussion

Alles in allem lassen sich bei den untersuchten Porta- len einige Gemeinsamkeiten feststellen. So findet man zur Navigation durch den Datenbestand fast immer eine Suchfunktion nach Schlüsselwörtern, häufig mit verschiedenen Filterfunktionen. Teilweise werden auch Navigationsmöglichkeiten anhand vordefinierter Kata- logstrukturen angeboten. Auf manchen Seiten existieren zudem interessante Ansätze, die z.B. neuere technische Möglichkeiten zur Benutzerinteraktion nutzen.

Leider konnte wie beschrieben kein Portal gefunden werden, welches alle Vorzüge in sich vereint und folglich einen idealen Zugangspunkt zu multimedialem Material für Studenten der Medizin bildet.

Konkret ergeben sich beispielsweise immer noch Probleme, welche durch die uneinheitliche Terminolo- gie in den verschiedenen Datenbanken entstehen.

Zwar wird in einigen Portalen bereits ein kontrolliertes Vokabular mit zugehörigem Thesaurus verwendet um die Navigation und Suche zu realisieren, dieses ist allerdings stets in Form der englischsprachigen Versi- on des MeSH implementiert und somit für die Ausbil- dung an deutschen Universitäten nicht direkt einsetz- bar. Keines der untersuchten Portale bietet einen sprachübergreifenden Zugriff zu seinen Inhalten. Es existieren zwar einige Datenbanken in deutscher Sprache wie zum Beispiel die Pathologie-Datenbank PathoPic der Universität Basel [30] oder der bereits mehrsprachige Dermatologie-Atlas aus einer Koope- ration der Universitäten Heidelberg und Erlangen- Nürnberg [18], doch fehlt hier wiederum der fächerüber- greifende Aspekt.

Keines der untersuchten Portale zeigt direkt neben den pathologischen Abbildungen auch den anatomischen Normalzustand, was gerade für unerfahrene Studenten, die sich in ihrer Ausbildung vielleicht zum ersten Mal mit Pathologien befassen, essentiell ist, um sich die genauen Unterschiede bewusst zu machen. Genauso wäre es zum Beispiel von entscheiden- dem Vorteil, zu einer Röntgenaufnahme oder einer Schnittaufnahme der Computertomographie direkt das makroskopisch-pathologische Korrelat gezeigt zu be-

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Tabelle 1: Übersicht der analysierten Portale

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kommen. Bei spezifischen, entzündlichen Veränderun- gen an Organen (Lungentuberkulose, Endokarditis,

…) könnten dem Benutzer gleichzeitig die verantwort- lichen Erreger in verschiedenen Färbungen oder als Ausstrich auf Nährmedien präsentiert werden.

Eine derartige Navigation ließe sich durch den ausge- dehnten Einsatz eines standardisierten Thesaurus wie beispielsweise des Unified Medical Language System (UMLS) [31] realisieren. Die darin enthaltenen Quell- vokabularien (MeSH, ICD-10, SNOMED) und das se- mantische Netzwerk eignen sich gut zur Indexierung großer Bilddatenbestände und zum Aufbau einer übersichtlichen und strukturierten Navigation [32].

Ein Portal, welches die beschriebenen Anforderungen erfüllt und somit alle Vorzüge in sich vereint, könnte nicht nur in der bisher gängigen studentischen Ausbil- dung eingesetzt werden und dadurch den Forderungen der neuen Fassung der Approbationsordnung für Ärzte (ÄAppO) nach mehr Interdisziplinarität und fä- cherübergreifenden Betrachtungsweisen entgegen- kommen.

Es könnte zudem auch direkt in den Curricula der mittlerweile an einigen Universitäten eingerichteten Modellstudiengänge Verwendung finden, deren mo- derne didaktische Methoden wie problem- und fallori- entiertes Lernen unterstützen und dabei auch als wertvolles Werkzeug zur Förderung des eigenverant- wortlichen Lernens dienen.

An der Universität Erlangen-Nürnberg ist derzeit bereits die Implementation eines derartigen Systems im Gange. In Kürze sollen zudem der direkte Einsatz in bestehenden Kursen sowie eine Evaluation des Portals durch Studenten der medizinischen Fakultät erfolgen, um eventuell weitere Verbesserungsmöglichkeiten erkennen zu können.

Korrespondenzadresse:

• Ferdinand J. Kammerer, Lehrstuhl für Medizinische Informatik, Friedrich-Alexander-Universität

Erlangen-Nürnberg, Krankenhausstr. 12, 91054 Erlangen

ferdinandkammerer@gmx.de

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Originalarbeit