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Simulieren, Sedieren, Sezieren – Virtual Reality in Bibliothek und Medizin


Foto: Screenshot 3D-Organon VR Anatomy

Virtual Reality (VR) ist ein weiter Begriff, im Folgenden möchte ich ihn ausschliesslich für Computerprogramme verwenden, die mit Hilfe von virtuellen Brillen (Headsets) eine Simulation einer realen 3D-Welt erzeugen – eine „virtuelle Welt“. In dieser Welt kann man sich – (fast) genauso wie in der realen Welt – bewegen und mit Objekten interagieren. Aufgrund der Tiefe der Immersion handelt es sich um ein (fast) einzigartiges Phänomen. Laut dem Gartner Hype Cycle for Emerging Technologies befindet sich VR auf dem Weg zum „Plateau of Productivity“. Im Folgenden wird beschrieben, wie Visualisierungs­techniken die Medizin und die medizinische Ausbildung verändern.


Augmented vs. Mixed vs. Virtual Reality [nach 5]

VR in der Operation
Aus CT-Bilder der zu operierenden Struktur wird eine virtueller „3D-Klon“ des Patienten erzeugt, der prä- und intraoperativ die Operation unterstützt. Die Chirurgen sind begeistert: „Virtual reality can provide an enhanced understanding of crucial anatomical details, both preoperatively and intraoperatively, which could contribute to improve safety in […] surgery.“ [1]

VR in der Psychologie
Eine PubMed-Suche findet über 3.300 Arbeiten mit „Virtual Reality“ im Titel, darunter alleine 400 Arbeiten zum MeSH-Begriff Virtual Reality Exposure Therapy. In der Psychotherapie zählt VR – zusammen mit EBMR – zu den psychologischen Desensibilisierungstechniken und wird sowohl bei einer Vielzahl von Krankheiten eingesetzt wie Esstörungen, Ängsten und Vermeidungsverhalten als auch für die Schmerzreduzierung und die stressreduzierende Ablenkung z.B. bei Operationen oder Rehabilitation bei Schlaganfall [in 5].

VR in der Ausbildung
Simulationstraining wird zum Erwerb von praktischen Fähigkeiten bereits flächen­deckend eingesetzt, u.a. mit großem Erfolg im Studienhospital der Medizinischen Fakultät. Lerntheoretiker sind sich einig, dass VR der nächste Schritt in der Immersion von Realität ist (auch wenn 2013 noch etwas kurzsichtig behauptet wurde, dass computerbasierte Simulationsprogramme keine praktischen Fähigkeiten vermitteln könnten [2]). In der medizinischen Ausbildung wird VR in der Simulation von medizinischen Eingriffen eingesetzt, des weiteren existieren einige anatomische VR-Programm­e zur virtuellen Reise in den menschlichen Körper, wie z.B. 3D Organon VR Anatomy mit der Oculus Rift oder Human Anatomy VR von Virtual Medicine für die Oculus Go oder HoloAnatomy an der Case Western Reserve University für die Microsoft Hololens. Ein weiterer Anwendungsbereich ist die Simulation („first hands experience) von Krankheitsbildern in der Berufsausbildung und Patientenaufklärung, so erstellt z.B. Embodied Labs VR-Anwendungen für Altenpfleger, zur „Erfahrung“ von Krankheitsbildern wie Alzheimer und das Stanford Virtual Heart Project macht 2 Dutzend angeborene Herzkrankheiten in VR sichtbar.

VR in der Bibliothek
Bibliotheken spielen eine wichtige Rolle bei der Ausweitung von VR, denn sie helfen bei der Verwaltung und dem Austausch dieser Inhalte. „Health sciences libraries are well poised to play a bigger role in helping clinicians, faculty, students, and researchers discover and leverage the use of VR and AR tools.“ [3] Die Zweigbibliothek unterstützt die kreativen Bemühungen ihrer Studierenden zur Erstellung von nutzergeneriertem VR-Inhalten ganz praktisch. Sie versteht dies als Erweiterung ihrer Services. Durch die Universitätsbibliothek wurde ein leistungsfähiger VR-Computer angeschafft: Ein Asus-PC in Lian Li-Gehäuse mit Intel i7-Prozessor, 16GB Arbeitsspeicher und – unverzichtbar – einer Geoforce 1060 6GB Grafikkarte. Eine der ersten Anwendungen, die erfolgreich auf dieser Maschine getestet wurden, war 3D Organon VR Anatomy (s.o.).

Seit kurzem verfügt die ZB Med auch über zwei Kameras, mit der sich 360-Grad-Videos erstellen lassen. Diese Kameras sind in der Lage, in alle Richtungen zu filmen. Sie nehmen 360 Grad horizontal sowie vertikal auf, und bei der Betrachtung mit einer VR-Brille kann man sich dann die fotografierten Räume in 360-Grad-Optik anschauen. Die Bibliothek hat damit Filme erstellt, in denen man sich alle Bibliotheksräume in 3D anschauen kann (s. YouTube-Kanal der Bibliothek). Wenn Sie dort eins der Videos auf Ihrem Smartphone aufrufen und es um 90 Grad in die Horizontale drehen, öffnet sich für jedes Auge ein stereoskopischer Bildschirm. Die Videos lassen sich mit kostengünstigen VR-Brillen wie zB dem Google Cardboard oder anderen VR-Brillen betrachten. Kamera und Brillen können von Angehörigen der Medizinischen Fakultät in der Bibliothek ausgeliehen werden.

  1. Guerriero L et al: Virtual Reality Exploration and Planning for Precision Colorectal Surgery. Dis Colon Rectum. 2018 Jun;61(6):719-723 PubMed
  2. RussoEike GA, Nickel A: Wie im wahren Leben: Simulation und Realitätsnähe. In: Simulation in der Medizin. Heidelberg: Springer, 2013 Springer Link
  3. Lessick S, Kraft, M.: Facing reality: the growth of virtual reality and health sciences libraries. J Med Libr Assoc. 2017; 105:407–417 PMC
  4. Tara J. Brigham: Reality Check: Basics of Augmented, Virtual, and Mixed Reality. Med Ref Serv Quart. 2017; 36(2):171-178 PubMed
  5. Silva JNA. Emerging Applications of Virtual Reality in Cardiovascular Medicine. JACC Basic Transl 3(3):420–430 Elsevier

Liebe Mediziner …

… heute bin ich besonders stolz. Weniger darauf, dass ich es zusammen mit dem Team der Zweigbibliothek Medizin geschafft habe, über 20 Jahre hinweg ein Kundenmagazin herauszugeben. Weniger darauf, dass Text und Layout immer professioneller wurden. Weniger darauf, dass es Kern einer ganzen Palette von Produkten geworden ist. Nein, wirklich stolz bin ich darauf, weil am Anfang alle sagten: „Nein, das wird nichts!“.

Ich habe es trotzdem gemacht. Weil ich einen „Riecher“ dafür hatte. Und: Weil ich daran geglaubt habe. Sie kennen dieses Gefühl bestimmt. Der Sage nach soll es am Anfang jeder bahnbrechenden Entwicklung stehen. Kein Nobelpreisträger, der nicht davon berichten kann, dass am Anfang alle gesagt haben: „Nein, das wird nichts!“.

Nun, ok, ich werde in meinem Leben sicher keinen Nobelpreis mehr bekommen (außer den Nobelpreis fürs Bibliothekswesen vielleicht, aber da glaube ich auch nicht wirklich dran). Aber vielleicht Sie? Vielleicht hat Ihr Chef auch gerade Ihre Forschung in die Tonne getreten? Kein Grund niedergeschlagen zu sein – Petrischalen im Mülleimer sind die allerersten Kandidaten für den Nobelpreis!

Und überhaupt, das ganze Forscherleben ist ein einzige Qual. Diese elende Schreibarbeit, diese Angst bei der Literatursuche etwas übersehen zu haben, diese Open-Access-Abzocke, diese schleichende Gefühl, niedrig­rangig publiziert zu haben… Forschung ist 90% Transpiration und 10% Inspiration, hat mein Doktorvater immer gesagt. Ich habe gedacht, er meint mit ‚Transpiration‘ die Lauferei im Labor, die endlose Wiederholung der stets gleichen Experimente. Nein, das war‘s nicht. Ich glaube heute vielmehr, dass Transpiration all das ist, was einen von seinen Experimenten abhält. All der nutzlose Ballast. Literatur, Open-Access, Forschungsdatenpläne, Impact Faktoren, Doktorarbeiten, usw.

Aber nun kommt die gute Nachricht: Auch wenn alle sagen: „Nein, das wird nichts!“, die Bibliothek glaubt an Sie. Fest. Wir glauben an Ihre verrückten Experimente, an Ihre verrückte Literatursuche, an Ihr bohrendes Gefühl, besser publizieren zu müssen. Wir glauben an all das, wenn Sie zu uns kommen und uns um Hilfe bitten. Wir glauben an Sie, gerade weil Sie uns um Hilfe bitten. Das ist nicht dumm. Wir können Ihnen Arbeit abnehmen. Und: Wir können unsere Expertise teilen und dabei vom anderen lernen.

Und wo ich das schreibe, fällt mir ein, das dies auch immer so ein bisschen das Ziel des Magazins ‚med‘ war: Zu teilen, was uns beschäftigt, damit wir alle davon lernen können. So möge es auch die nächsten 20 Jahre sein. Hugh!

Bibliotheken helfen Wissenschaftlern nicht in Forschungsdaten zu ersticken

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Der Research Life Cycle dient als Raster für die Struktur und Bedarfsgerechtkeit von Bibliotheksdienstleistungen

Die Zweigbibliothek Medizin der Universität Münster führt regelmässig alle sechs Jahre einen Workshop für Leiter von Medizinbibliotheken durch. Ziel ist die Anpassung der Services an die Realitat, sprich Informationsbedürfnisse unserer Nutzer. Der Workshop hieß auch deswegen „Zukunftskolloquium“, weil ich immer an innovativen Dienstleistungen interessiert war. Der workshop war deutschsprachig, die Teilnehmer kamen mithin aus Deutschland, der Schweiz, Österreich und den Niederlanden. Die Workshops zeichneten sich durch interaktive Sessions aus, die von hochrangigen Experten auf ihrem Gebiet angeleitet wurden.

Pressemeldung
Daten sind der Rohstoff der Wissenschaft – doch immer mehr Forscher drohen daran zu ersticken. So produziert alleine der Teilchenbeschleuniger des Kernforschungszentrums CERN 30 Millionen Gigabytes – und zwar jährlich. Fachbibliotheken können hier gezielt helfen. Ein Kolloquium in der Zweigbibliothek Medizin (ZB Med) der Universität Münster diskutierte jetzt ihre Rolle nicht nur bei der Sicherung von großen Datenmengen, sondern generell bei der Unterstützung von Wissenschaftlern im gesamten Forschungszyklus, von der ersten Idee über Informationssuche, Veröffentlichung und erhöhte Sichtbarkeit der Ergebnisse.

Mit Vanessa Proudman von proud2know aus den [Ort in den Niederlanden] und Henriette Senst vom Robert Koch-Institut in Berlin konnte ZB-Med-Leiter Dr. Oliver Obst zwei renommierte Expertinnen für das Kolloquium gewinnen. Zusammen mit ihnen diskutierten Führungskräfte von zwölf Medizinbibliotheken aus Deutschland, der Schweiz und den Niederlanden, wie man Bibliotheken für die gezielte Forschungsunterstützung fit machen kann. „Ultimatives Ziel hierbei ist es, die Wissenschaftler von fachfremden Arbeiten zu entlasten, damit sie auf die eigentliche Forschung konzentrieren können“, so Obst. Dafür bewährt hätten sich Lieferdienste, die alle Zeitschriftenartikel weltweit innerhalb von wenigen Stunden besorgen können, und Support bei bibliometrischen und urheberrechtlichen Problemen.

An der Universität Münster wird gerade eine Leitlinie zum Forschungsdatenmanagement erstellt. Nach einer aktueller Umfrage ist der Beratungsbedarf in der Medizin zu Forschungsdaten besonders hoch. Insbesondere rechtliche und technische Fragen der Langzeitspeicherung sind vielfach ungeklärt oder Hilfskräften überlassen. Eine WWU-Policy soll hier Abhilfe schaffen. „Bibliothek und IT-Zentrum sind wichtige Mitstreiter bei der Leitlinie, denn Daten in der Größenordnung von Millionen Gigabytes werden auch in Münster über kurz oder lang anfallen“, blickt Obst nach vorn.

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Einige Impressionen vom Workshop