Medizinische Informatik Master (MIM)

Labor für Diagnose- und Therapiesysteme

Der Besuch dieses Labors ist ein wesentlicher Bestandteil des Studienschwerpunkts Diagnose- und Therapiesysteme. Im Rahmen der Vorlesungen erhalten Sie vielfältige Informationen über Methoden, sowie Soft- und Hardware-Systeme, die in diesem Bereich eingesetzt werden. Je nach Möglichkeit werden in die Vorlesungen entsprechende Demos einbezogen. Aus diesem Grund findet ein Teil der Vorlesungen auch in Heidelberg statt, da wir dort räumlich näher bei den Anwendern sind und es leichter ist, z.B. eine Demo an den unterschiedlichen bildgebenden Geräten zu organisieren.

Im Labor in Heilbronn wird Ihnen die Möglichkeit gegeben, selbst Erfahrungen bei der Anwendung der erlernten Grundlagen im Umgang mit Geräten sowie mit Diagnose- und Therapieplanungssystemen zu gewinnen.

Abb. 1: Klassifikation von Herzzyklen eines Langzeit-EKGs mit dem Programm CardioDay

Im Bereich der Diagnosesysteme lernen Sie in einem praktischen Versuch die Eigenschaften von Bioelektroden und unterschiedliche Störeinflüsse kennen, die z.B. durch elektro-magnetische Felder oder auch durch das Verhalten der Probanden entstehen können. Darauf aufbauend gewinnen Sie Erkenntnisse, wie diese Fehlerquellen durch einen umsichtigen Versuchsaufbau minimiert werden können.

Die gewonnenen Kenntnisse nutzen Sie dann im zweiten Versuch, bei dem Sie an sich selbst ein Langzeit-EKG aufnehmen und mit vorbereiteten pathologischen Fällen vergleichen können.

Im Bereich bildbasierter Systeme lernen Sie Therapieplanungssysteme aus den Bereichen Strahlentherapie und Viszeralchirurgie kennen. Anhand realer (natürlich anonymisierter) Patientendaten erstellen und optimieren Sie einen Plan für eine hochkonforme Strahlentherapie. In einem zweiten Versuch planen Sie eine sogenannte Leberlebendspende.

Abb. 2: Strahlentherapieplanung mit VIRTUOS. Entwickelt und zur Verfügung gestellt von der Abt. Medizinische Physik am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg Abb. 3: Resektionsvorschlag für eine Leberlebendspende. Realisiert mit MITK, zur Verfügung gestellt von der Abt. Medizinische und Biologische Informatik, DKFZ Heidelberg

Im fünften Versuch beschäftigen Sie sich mit der Kommunikation zwischen verschiedenen bildbasierten Systemen aus dem Bereich der niedergelassenen Ärzte sowie PACS und RIS und führen eine virtuelle Koloskopie am Rechner durch. Dafür steht eine Bildverarbeitungsworkstation zur Verfügung, mit der die Firma Siemens ihre bildgebenden Systeme ausrüstet. Das PACS System wurde von der Firma Chili in Heidelberg zur Verfügung gestellt. An der Entwicklung waren eine ganze Reihe ehemaliger MI Studenten beteiligt. Stellvertretend für Systeme bei niedergelassenen Ärzten stehen uns die Systeme CONAXX und PROPAXX der Fa. PROTEC, Oberstenfeld zur Verfügung, bei deren Entwicklung ebenfalls einige MI-Studenten mitgewirkt haben.

Damit haben Sie die Gelegenheit verschiedene Systeme kennen zu lernen, die in der Praxis eingesetzt werden und können sich ein Bild davon machen, welche Funktionalitäten für den praktischen Einsatz notwendig sind. Durch den Umgang mit unterschiedlichen Systemen lernen Sie, die Qualität und den Nutzen einzelner Funktionalitäten einzuschätzen.

Für die Entwicklung von bildbasierten Diagnose- und Therapieplanungssystemen gibt es eine Reihe von Open-Source-Projekten. Diese stellen einen großen und teilweise qualitativ sehr hochwertigen Einstiegspunkt in diese Anwendungsgebiete zur Verfügung. In einem weiteren Versuch lernen Sie einige dieser Projekte kennen und implementieren damit eine Visualisierung von Schichtbilddaten und ein einfaches Segmentierungsverfahren.

Die beschriebenen Versuche wurden von den Teilnehmern unserer ersten beiden Bachelorsemester erfolgreich durchgeführt und bilden die Grundlage für die nächsten Semester. Für die Zukunft planen wir, weitere spannende Fragestellungen aus Forschung und klinischer Praxis zur Verfügung zu stellen.