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New digital methods in research and teaching

Portraitfoto von Prof. Michael ScholzLeitung: Prof. Dr. Michael Scholz

Entwicklung einer Software zur 3D Rekonstruktion histologischer Serienschnitte (HiD™)

Seit 2015 beschäftigen wir uns intensiv mit der Modulation und Visualisierung digitaler medizinischer Bilddaten für den Einsatz in Forschung und Lehre. Was zunächst als Projektidee zur digitalen 3D Rekonstruktion mikroskopischer Serienschnitte der Sehnervenpapille im Rahmen der seinerzeit aktiven Glaukom-Forschung (SFB 539) an unserem Institut begann, wurde zu einem eigenständigen Forschungsbereich, der sich aktuell in mehrere Teilbereiche untergliedert.

In enger Partnerschaft mit der Chimaera GmbH, die sich auf die Entwicklung innovativer Lösungen für die medizinische Bildverarbeitung und Anwendungen im Bereich der künstlichen Intelligenz spezialisiert hat, entwickeln wir eine Software zur dreidimensionalen Rekonstruktion und Analyse von histologischen Serienschnitten. Das Einsatzmöglichkeiten von HiD™ sind dabei vielfältig und reichen von der einfachen morphologischen Gewebeanalyse (Histologie/Histopathologie) bis hin zur Quantifizierung räumlicher Verteilungsmuster von fluoreszenzmarkierten Strukturen innerhalb der untersuchten Gewebeproben.

Leitung: Prof. Dr. Michael Scholz

Entwicklung und Adaption spezieller Anwendungen der Cinematic Rendering Technologie für die anatomische Forschung und Lehre

Vortrag „Cinematic Rendering in anatomical teaching – a new tool for lecturers and students“ im Rahmen des IFAA Meetings 2019 in London, UK

Gemeinsam mit Dr. Klaus Engel (Senior Principal Key Expert der Siemens Healthineers AG), dem „Erfinder“ der Cinematic Rendering Technologie, arbeiten wir seit Ende 2017 an verschiedenen Projekten zur volumetrischen Visualisierung von Bilddaten aus CT- und MRT-Scans. Ziel ist es, die Möglichkeiten der volumetrischen Darstellung der individuellen Anatomie des Menschen auf der Basis dieser Technologie sowohl für die anatomische Ausbildung unserer Medizinstudierenden als auch hinsichtlich wissenschaftlicher Fragestellungen in der medizinischen Forschung künftig besser nutzbar zu machen. Der Einsatz neuer Devices (HoloLens 2, etc.) zur verbesserten Visualisierung und Aufbereitung der Bilddaten (Augmented Reality, Multi-User-Konzept, etc.) sowie technologische Weiterentwicklungen (Haptic Feedback, etc.) bilden dabei ständig neue Herausforderungen und Verbesserungsmöglichkeiten.

Entwicklung und Evaluation der „Cinematic Anatomy“ Applikation

Andrea Hofbauer (Siemens Healthineers AG) und Prof. Dr. M. Scholz

Mit der Entwicklung einer für alle interessierten User nutzbaren Applikation zur Anwendung der Cinematic Rendering Technologie im Bereich der anatomischen Lehre geht Frau Andrea Hofbauer (Education and Skill Management der Siemens Healthineers AG) ganz neue Wege. Die Idee ist, jedem Dozenten der Anatomie die Möglichkeit zu geben, medizinische Datensätze für den Unterricht zu visualisieren und zu bearbeiten. Wir unterstützen sie dabei in enger Kooperation mit unserer fachlichen Beratung und helfen so, eine vielseitig anwendbare Software zu etablieren, die unserer Ansicht nach aufgrund ihrer qualitativen und quantitativen Analysemöglichkeiten eine breite Anwendung in der anatomischen Lehre finden wird.

 

Aktuelle Publikationen

Binder JS, Scholz M, Ellmann S, Uder M, Grützmann R, Weber GF, Krautz C. Cinematic Rendering in Anatomy: A Crossover Study Comparing a Novel 3D Reconstruction Technique to Conventional Computed Tomography. Anat Sci Educ. 2021 Jan; 14(1):22-31.

Ali MJ, Zetzsche M, Scholz M, Hahn D, Gaffling S, Heichel J, Hammer CM, Bräuer L, Paulsen F. New insights into the lacrimal pump. Ocul Surf. 2020 Oct;18(4):689-698.

Ali MJ, Scholz M, Singh S, Heichel J, Paulsen F. Etiopathogenesis of lacrimal sac mucopeptide concretions: insights from cinematic rendering techniques. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2020 Oct;258(10):2299-2303

Schapher M, Koch M, Weidner D, Scholz M, Wirtz S, Mahajan A, Herrmann I, Singh J, Knopf J, Leppkes M, Schauer C, Grüneboom A, Alexiou C, Schett G, Iro H, Muñoz LE, Herrmann M. Neutrophil Extracellular Traps Promote the Development and Growth of Human Salivary Stones. Cells. 2020 Sep 22;9(9).

Binder J, Krautz C, Engel K, Grützmann R, Fellner FA, Burger PHM, Scholz M. Leveraging medical imaging for medical education – A cinematic rendering-featured lecture. Ann Anat. 2019 Mar; 222:159-165.

Dieser Bereich ist noch in Bearbeitung.

Prüfungsangst stellt für viele Studierende gerade in den ersten Semestern ein verbreitetes und oftmals leistungsminderndes Problem dar. Bislang existieren jedoch nur sehr wenige valide Daten hinsichtlich der deutschlandweiten Prävalenz, der Schweregrade und der Ausprägungsformen von Prüfungsangst bei Studierenden der Human- und Zahnmedizin. Entsprechend liegen momentan nur wenige Berichte über wirksame therapeutische oder präventive Strategien vor. Im Rahmen dieses Projektes konnte durch mehrfache Anwendung eines validierten psychologischen Prüfungsangstfragebogens gezeigt werden, dass mehr als 50% der Studierenden deutliche Prüfungsangstsymptome zeigen, die sich mit zunehmendem Prüfungsstress verschlimmern. Außerdem konnte nachgewiesen werden, dass medizinische Hypnose als Interventionsmöglichkeit geeignet ist, Prüfungsangst signifikant zu senken. Die Ausprägungsform „Mangel an Zuversicht“ konnte besonders effektiv reduziert werden.

PD Dr. C.M. Hammer, Prof. Dr. M. Scholz, Prof. Dr. F. Paulsen