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GMS Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e.V. (GMDS)

ISSN 1860-9171

Beurteilung fächerübergreifender Online-Bilddatenbanken hinsichtlich der Einsetzbarkeit in der medizinischen Lehre

Review of interdisciplinary online-image-databases and their usability in medical education

Originalarbeit

  • corresponding author Ferdinand J. Kammerer - Lehrstuhl für Medizinische Informatik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Deutschland
  • Hans-Ulrich Prokosch - Lehrstuhl für Medizinische Informatik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Deutschland
  • Thomas Frankewitsch - IT-Zentrum - Forschung & Lehre, Universitätsklinikum Münster, Münster, Deutschland

GMS Med Inform Biom Epidemiol 2006;2(3):Doc22

The electronic version of this article is the complete one and can be found online at: http://www.egms.de/en/journals/mibe/2006-2/mibe000041.shtml

Published: November 23, 2006

© 2006 Kammerer et al.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.en). You are free: to Share – to copy, distribute and transmit the work, provided the original author and source are credited.


Zusammenfassung

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 fächerübergreifenden Zugriff auf große Bilddatenbestände ermöglichen sollen. Bei insgesamt fünf Portalen wurde anhand von Aufbau, Inhalten sowie Navigations- und Suchmechanismen 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 Lösungsansätzen wurde anschließend ein Katalog mit Anforderungen an ein optimal für die Lehre geeignetes Web-Portal erstellt.

Abstract

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.

During the last years, several projects were initiated trying to overcome these difficulties. 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 zunehmenden 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 tragen 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 Magnetresonanz- und Computertomographie, sowie die Positronen-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 theoretischen Lernstoff mit ausreichend Bildmaterial zu ergänzen. Auf diese Weise lässt sich das Auge schon sehr früh hinsichtlich spezifisch-pathologischer Veränderungen 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 wissenschaftliche Recherchen und für die medizinische Lehre [5], [6]. Weltweit setzen bereits viele Universitäten mit großem Engagement auf die multimediale, elektronische Lehre via Computer und Internet, mit guten Erfolgen in Ergänzung zum bestehenden Lehrangebot: Die Möglichkeiten reichen von Online-Kursen und Vorlesungen [7] sowie Lernwerkzeugen mit virtueller Mikroskopie [8], [9] über radiologische Lernmodule [10], [11] und EKG-Trainer [12] bis hin zu aufwändigen 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 Bilddatenbanken zu nahezu allen medizinischen Fachbereichen, vor allem für die Pathologie, die Anatomie, Radiologie 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 Prozess dar [19], [20].

Ein großes Problem ergibt sich auch dadurch, dass die beschriebenen Online-Datenbanken und Trainingsprogramme 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 bereitet auch erfahrenen Nutzern oftmals noch Schwierigkeiten [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 sprachliche Abweichungen in der Terminologie, welche das Finden des korrekten Suchbegriffes in den meist englischsprachigen Internetseiten weiter erschweren.

Leider erhält man aufgrund der fehlenden Kontrolle über die im Internet publizierten Inhalte und unzureichender Qualitätssicherung zunehmend fehlerhafte Informationen, z.B. in Form von medizinischem Laienwissen 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 wissenschaftliche Einrichtungen) und die Qualität der Informationen von großer Bedeutung [24].

Um das von Studenten der Medizin geforderte vernetzte und interdisziplinäre Denken zu unterstützen, wäre es auch wünschenswert, zu einer bestimmten Krankheit entsprechende Abbildungen aus verschiedenen Fachrichtungen (Anatomie, Pathologie, Radiologie) in einer einheitlichen Umgebung präsentiert zu bekommen. Dies würde nicht nur eine erhebliche Erleichterung 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 Information sowie einen erleichterten Einstieg in spezielle, medizinische Themenkomplexe zu bieten.


Methoden

Mittels der derzeit gängigen Suchmaschinen (google, yahoo, etc.) wurde gezielt nach Web-Portalen recherchiert, welche medizinische Multimedia-Materialien aus unterschiedlichen Fachbereichen und Quellen vereinen und damit beispielsweise nicht nur histopathologische 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 bereitgestellt 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 Fachbereichen stammt das Material? Werden neben den Abbildungen auch weitere Materialien (Texte, Videos …) angeboten?
  • Aufbau/Navigations-Strukturen: Welche Möglichkeiten 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/Gegenstandskataloge: Ist das Portal auch auf offizielle Gegenstandskataloge ausgelegt oder besteht die Möglichkeit zur Integration in bestehende Curricula?

Anhand der Kriterien wurde jeweils die Schlussfolgerung 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 Krankheitsbildern 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 einheitlicher Zugangspunkt zu den Datenbeständen unterschiedlicher Quellen stellt eine neuere Entwicklung dar. Aufgrund des relativ eng gefassten Anforderungsspektrums konnten neben zahlreichen fachspezifischen Webseiten zunächst nur fünf übergreifende Portale aufgefunden werden, welche potentiell geeignet für die medizinische Lehre sind.

HONmedia

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 gesundheitsbezogenen Informationen zur Verfügung zu stellen [26]. Als Teil dieses Portals ist HONmedia entstanden, eine Bezugsquelle für medizinische Abbildungen und Videosequenzen.

Inhalte/Umfang des Datenbestandes

HONmedia stellt eine datenbankübergreifende Anwendung 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 Fachbereichen. Man findet unter anderem makroskopische Abbildungen aus der Anatomie, Pathologie und Dermatologie sowie auch einige histologische Schnitte und schematische Illustrationen bis hin zu Strukturformeln biochemischer Moleküle. Eine Testanfrage nach der Hautkrebsart „Melanom“ lieferte 42 passende Abbildungen. 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 Benutzer 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 [Abb. 1]).

Die Liste der Suchergebnisse umfasst, wie bei den meisten Bild-Sammlungen üblich, eine Zusammenstellung 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 gelegentlich umständlich und verwirrend, da er die gewünschte Abbildung durch Scrollen erst im jeweiligen Kontext der Quelle auffinden muss und ihm oftmals viel unerwünschte 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 Begriffsdefinitionen 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 benutzerunfreundlich gestaltet. Somit ist die Eignung als schnelles und unkompliziertes Recherche-Hilfsmittel für die studentische Ausbildung fraglich.

Public Health Image Library

Herausgeber/Ziele/Zielgruppe(n)

Eine Arbeitsgruppe der „Centers for Disease Control and Prevention“ (CDC) des amerikanischen Gesundheitsministeriums stellt eine öffentliche Datenbank mit gesundheitsbezogenem Bild- und Videomaterial zur Verfügung. Als Zielgruppe werden nicht nur Beschäftigte im Gesundheitswesen, sondern auch Medien und die gesamte Öffentlichkeit angesprochen. Dementsprechend weiter gefasst ist auch das inhaltliche Spektrum des Bildangebotes. So findet man hier zusätzlich zu rein medizinisch und wissenschaftlich relevanten Kategorien auch viele interne Abbildungen der CDC-Organisation (Personen, Gebäude, …).

Inhalte/Umfang des Datenbestandes

Die medizinischen Inhalte stammen aus unterschiedlichen Fachdisziplinen: So findet man neben histologischen 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 Beispielanfragen nicht immer ganz den Erwartungen. Beispielsweise lieferten Anfragen nach gängigen Krankheitsbildern entweder keine oder nur unpassende Ergebnisse. Eine Testanfrage nach „appendicitis“ lieferte gar keine Ergebnisse. Bei der Suche nach dem malignen Hauttumor „Melanom“ (melanoma) erhält der Anwender lediglich eine mikroskopische Ansicht von „Hortaea werneckii“, dem Erreger der Hautkrankheit „Tinea nigra“. 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 histologischen Schnitt einer erkrankten Bauchspeicheldrüse.

Aufbau/Navigations-Strukturen

Zur Navigation durch die Daten bietet das Portal eine Suchmaske, mit Hilfe derer man schnell nach bestimmten Schlüsselwörtern suchen kann (siehe Abbildung 2 [Abb. 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/Video) verringern. Eine hierarchisch organisierte Kategorien-Struktur steht ebenfalls zur Verfügung, um die Suche nur auf eine bestimmte Thematik zu beschränken. Als positiv hervorzuheben ist hierbei die Verwendung 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.

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

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 Verwendung in der medizinischen Ausbildung gedacht.

Inhalte/Umfang des Datenbestandes

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

Interessant ist die Möglichkeit zur virtuellen Mikroskopie, welche bereits bei einigen Bildern integriert wurde. PEIR verwendet das hierfür gut geeignete Flash-Plugin „Zoomify“ [29], mit dem in Bilddateien einzelne Ausschnitte gewählt und herausvergrößert werden können. 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.

Aufbau/Navigations-Strukturen

Die Webseite empfängt den Benutzer mit einem vergleichsweise einfach aufgebauten Formular, welches für die Suche nach bestimmten Schlüsselwörtern verwendet werden kann (siehe Abbildung 3 [Abb. 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 Gebrauch der Filterungsfunktion nach dem Typ erleichtert die Recherchen erheblich, da hiermit die Suchergebnisse von Anfang an z.B. auf makroskopische Ansichten, 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 Fachdisziplinen hin- und hergewechselt werden.

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

Herausgeber/Ziele/Zielgruppe(n)

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 Organisationen sowie aus Online-Journals.

Inhalte/Umfang des Datenbestandes

Die fächerübergreifende Datenbank enthält zahlreiche Abbildungen zu unterschiedlichen Organsystemen und Erkrankungen. Ein genauer Umfang des Gesamtdatenbestandes 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 [Abb. 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.

Aufbau/Navigations-Strukturen

Die schlichte Navigation gibt zunächst drei grobe Kategorien vor, über die der Anwender zur gewünschten Abbildung gelangen soll. Dabei beinhaltet die erste Kategorie genetische Erkrankungen sowie Entwicklungsstörungen, 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 Normalanatomie 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 Datenbank 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-Internetanbindung 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

Herausgeber/Ziele/Zielgruppe(n)

Bei dem 2000 entstandenen Portal handelt es sich um ein gefördertes Gemeinschaftsprojekt mehrerer amerikanischer 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 ermöglichen.

Das Portal richtet sich gezielt ausschließlich an Studenten und den Lehrkörper medizinischer Einrichtungen, will jedoch die Ausbildung nicht durch einen eigenen Lehrplan ersetzen, sondern lediglich mit seinen Inhalten ergänzen. Die Datenbank enthält hierfür eine Sammlung an Materialien vieler unterschiedlicher Autoren und ermöglicht darüber hinaus den Zugriff auf die „affiliate collections“ einiger Partner-Bibliotheken über eine gemeinsame Benutzeroberfläche. Beispielsweise 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 Gebrauch von der „Extensible Markup Language“ (XML).

Inhalte/Umfang des Datenbestandes

Das fächerübergreifende Datenmaterial reicht mit derzeit knapp 22.000 Einträgen von einfachen Abbildungen, über Audio- und Videodaten, bis hin zu komplexen Animationen mit Benutzerinteraktion. Die Beispielanfragen ergaben jeweils über 100 gute Ergebnisse, darunter Animationen, makroskopische und histologische Abbildungen sowie einige radiologische Schichtaufnahmen, teils mit genauerer Beschreibung (siehe Abbildung 5 [Abb. 5]).

Aufbau/Navigations-Strukturen

Nach einer kostenlosen Registrierung kann der Benutzer alle beschriebenen Funktionen nutzen, um aus dem umfassenden Datenbestand die benötigten Informationen 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 Filterfunktionen sowie Boole’sche Operatoren einzuschränken. 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.

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 [Tab. 1] sind die beschriebenen Portale noch einmal zusammenfassend mit deren Angebot und Eigenschaften dargestellt.

Aufgrund der oben beschriebenen Analysen und der dort entdeckten Lösungsansätze lassen sich abschließend 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 vertrauenswürdige Quelle (z.B. Universität)
  • Vorhandensein von qualitativ hochwertigen Bildern (hohe Auflösung) zu den wichtigsten Krankheitsbildern und anatomischen Strukturen
  • Ein mehrere unterschiedliche Fachbereiche umfassender Datenbestand, um ein Thema aus unterschiedlichen Blickwinkeln beleuchten zu können
  • Einheitliche, übersichtlich strukturierte und verständliche Navigation, welche der Anwender möglichst intuitiv und ohne weitere Erklärungen versteht
  • Übersichtliche Darstellung und schneller Zugriff auf die einzelnen Abbildungen (Verwendung von verkleinerten 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 Denkens (z.B. Pathologie – Radiologie – normale Anatomie)
  • Bezug zu Lehrplänen, Gegenstandskatalogen oder Prüfungen

Diskussion

Alles in allem lassen sich bei den untersuchten Portalen 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 Katalogstrukturen 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 Terminologie 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 Version des MeSH implementiert und somit für die Ausbildung an deutschen Universitäten nicht direkt einsetzbar. 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 Kooperation der Universitäten Heidelberg und Erlangen-Nürnberg [18], doch fehlt hier wiederum der fächerübergreifende 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 entscheidendem Vorteil, zu einer Röntgenaufnahme oder einer Schnittaufnahme der Computertomographie direkt das makroskopisch-pathologische Korrelat gezeigt zu bekommen. Bei spezifischen, entzündlichen Veränderungen an Organen (Lungentuberkulose, Endokarditis, …) könnten dem Benutzer gleichzeitig die verantwortlichen Erreger in verschiedenen Färbungen oder als Ausstrich auf Nährmedien präsentiert werden.

Eine derartige Navigation ließe sich durch den ausgedehnten Einsatz eines standardisierten Thesaurus wie beispielsweise des Unified Medical Language System (UMLS) [31] realisieren. Die darin enthaltenen Quellvokabularien (MeSH, ICD-10, SNOMED) und das semantische 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 Ausbildung eingesetzt werden und dadurch den Forderungen der neuen Fassung der Approbationsordnung für Ärzte (ÄAppO) nach mehr Interdisziplinarität und fächerübergreifenden Betrachtungsweisen entgegenkommen.

Es könnte zudem auch direkt in den Curricula der mittlerweile an einigen Universitäten eingerichteten Modellstudiengänge Verwendung finden, deren moderne didaktische Methoden wie problem- und fallorientiertes Lernen unterstützen und dabei auch als wertvolles Werkzeug zur Förderung des eigenverantwortlichen 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.


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