Forschungsbericht 1999-2002 - Universitätsklinikum Göttingen

Zentrum Informatik, Statistik und Epidemiologie ABTEILUNG MEDIZINISCHE INFORMATIK
Centre for Informatics, Statistics and Epidemiology DEPARTMENT OF MEDICAL INFORMATICS
Abteilungsdirektor/in | Head of Department
Prof. Dr. med. Otto Rienhoff
Hochschullehrer/innen | Professors and Lecturers
Telefon
Rienhoff, Otto Prof. Dr. med. haegar@med.uni-goettingen.de 39-3431
Weitere Arbeitsgruppenleiter/innen | Other Group Leaders
Giese, Karl Dr. rer. nat. karl.giese@med.uni-goettingen.de 39-6984
Modler, Herbert Dr. rer. nat. hmodler@med.uni-goettingen.de 39-2759
Piccolo, Ursula Dipl.-Psych. upicco@med.uni-goettingen.de 39-8224
Verhey, Janko Dr. rer. nat. verhey@med.uni-goettingen.de 39-8227
Forschungsschwerpunkte
3 Technologiebewertung neuer IT-Verfahren im
Gesundheitswesen
3 Management von IT-Verfahren im
Gesundheitswesen
Research Foci
3 Technology Assessment of New IT-Technologies for
Health
3 Management of IT-Resources for Health
Robert-Koch-Straße 40 D-37075 Göttingen Tel: +49-551-39-3431 Fax: +49-551-39-2493
mi@ med.uni-goettingen.de http://informatik.med.uni-goettingen.de

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Zentrum Informatik, Statistik und Epidemiologie ABTEILUNG MEDIZINISCHE INFORMATIK
Centre for Informatics, Statistics and Epidemiology DEPARTMENT OF MEDICAL INFORMATICS
Einleitung
Die Abteilung Medizinische Informatik hat in den Berichtsjahren
ihre Arbeiten auf dem Gebiet der Virtuellen und Augmented
Reality fortgeführt. In den Hintergrund getreten sind
Projekte zur ärztlichen Fortbildung. Die über viele Jahre bearbeiteten
Themen zur Sicherheitsinfrastruktur sind mit dem Projekt
„Mitarbeiterausweis Meta Directory“ an die Arbeitsgruppe
Sicherheit des Medizinischen Rechenzentrums (MRZ) übergeben
worden. Dieses führt die ursprünglich forschungsmäßig
bearbeiteten Themen nun in der Routine weiter. Im Berichtszeitraum
hat sich die Kombination der Fächer im Zentrum
in Verbindung mit den neuen Fachstudiengängen sowie dem
Transferzentrum Medizintechnik außerordentlich bewährt.
Eine wesentliche Aufgabe der Abteilung besteht in der
Unterstützung und Beratung der verschiedenen Abteilungen
des Klinikums und des Medizinische Rechenzentrums (MRZ)
bei der Etablierung sogenannter Forschungsnetze. Sie unterstützt
das MRZ beim Aufbau einer entsprechenden Dienstleistungsgruppe.
Im Berichtszeitraum konnten so drei Forschungsnetze
für Göttingen mit mehreren Millionen Euro akquiriert
werden.
Preface
During the years under review, the Department of Medical Informatics
has shifted its research focus into the areas of virtual
and augmented reality. Projects dealing with vocational
training for physicians have taken a back seat. Research
themes on security infrastructure, which have been conducted
over many years, have been passed on to the security team
of the Medical Computer Centre (MCC), who continue this work
in the project “Mitarbeiterausweis Meta Directory”. During the
reporting period, the combination of thematic areas in the Centre
Informatics, Statistics and Epidemiology, coupled with new
courses of studies and the Medical Techniques Transfer Network
has proved itself to be greatly beneficial.
The Department of Medical Informatics provides advisory
and supporting services to other departments in the hospital
and to the MCC in the establishment of so called Research
Networks. The Department is currently aiding the MCC in the
development of a relevant service unit. In recent years, the
activities of the department have already acquired several million
Euro for the Medical School for the implementation and
support of IT-infrastructure of three research networks.
1. Technologiebewertung neuer IT-Verfahren
im Gesundheitswesen
Virtuelle Realität (VR)-Techniken bei neurologischen und
psychiatrischen Krankheitsbildern
In Zusammenarbeit mit klinischen Abteilungen wurden zwei
VR-Testszenarien entwickelt und bis zu einer ersten Serie von
Patientenuntersuchungen konsolidiert. Bei den Ergebnissen
überrascht, dass für bestimmte Krankheitsbilder (z.B. Epilepsien)
die diagnostische Effizienz höher als erwartet ist, während
bei einigen anderen neurologischen Symptomen (z.B. Demenz)
die Leistungsfähigkeit des Testverfahrens im Vergleich
zu anderen Instrumenten noch geprüft werden muss. Ein mit
umfangreichen Vorbereitungen vorangetriebenes neues Vorhaben
untersucht, inwieweit VR-Verfahren bei verhaltensauffälligen
Jugendlichen diagnostisch und therapeutisch genutzt
werden können. Hier starten erste Feldversuche im Jahr 2003.
Augmented Reality (AR)-Techniken
Bei der laserinduzierten Thermotherapie (LITT) handelt es sich
um ein minimal-invasives Verfahren zur lokalen Tumordestruktion.
Dabei wird ein Lichtleiter mit aufgesetztem Diffusor
unter bildgebender Kontrolle in den Tumor eingebracht und
dasTumorgewebe durch Erhitzung verödet. Seit 2002 wird daran
gearbeitet, eine laserinduzierte Thermotheraphie unter
Ultraschallkontrolle für den Kopf-Hals-Bereich zu entwickeln
und zu evaluieren. Die Abteilung Medizinische Informatik hat
dabei die Aufgabe übernommen, eine Bestrahlungsplanung
für diesen durch inhomogene Gewebestrukturen gekennzeichneten
Bereich unter Berücksichtigung von Lichtausbreitungs-
und Wärmetransportprozessen zu entwickeln.
Multimodale Registrierungen
Visualisierungstechniken im Operationssaal speziell für Eingriffe
im Kopf-Hals-Bereich werden seit dem Jahr 2000 bearbeitet.
Dazu werden Daten aus verschiedenen bildgebenden
Systemen zu einem Bild fusioniert („multimodale Registrierung“).
Erste Registrierungen von US und MR Daten aus dem
Kopf-Hals-Bereich sind durchgeführt worden, und mit Hilfe eines
biomechanischen Modells sollen Ultraschall-Bilddaten
aus verschiedenen anatomischen Regionen mit den High-End-
Systemen des Brigham and Women’s Hospital, Boston multimodal
registriert werden. Weiter werden zur Verbesserung der
Therapieplanung morphologische und funktionelle Bilddaten,
z.B. MR und SPECT, durch Maximierung der „mutual information“
fusioniert.
Biosensoren
Die technische Entwicklung ermöglicht in immer stärkerem
Maße die Erfassung von biologischen Parametern mit speziellen
Sensoren, die durch ihren miniaturisierten Aufbau und
ihre Integration in das tägliche Leben (z.B. Kleidung) vom Patienten
unbeachtet für eine länger dauernde Verlaufskontrolle
eingesetzt werden können. Die Abteilung Medizinische Informatik
kooperiert u.a. mit der Firma Sartorius (Wäge-Technologie)
in einem Projekt mit dem Ziel, Bewegungsmuster bettlägeriger
Patienten als Vitalparameter zur Verlaufskontrolle der
Krankheitsentwicklung zu gewinnen.
Aufbau des Transferzentrums „Medizintechnik, Biotechnologie
und Messtechnik“
Die Einrichtung ist damit beauftragt, wirtschaftliche Verwertungen
von Forschungsergebnissen zu initiieren und zu
betreuen. Die Abteilung Medizinische Informatik war an der
Gründung des Kompetenzzentrums im Jahre 2001 und dessen
weiterer Entwicklung maßgeblich beteiligt. Zur Zeit wird es als

Bereich Humanmedizin Göttingen Forschungsbericht Research Report 1999 - 2002
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Drittmittelprojekt geführt. Das Land Niedersachsen und die
Europäische Union fördern den Aufbau der Transferleistungen
des Kompetenzzentrums MBM mit mehreren Millionen Euro.
1. Technology Assessment of New
IT-Technologies for Health
Virtual Reality (VR)-techniques for Neurological and Psychiatric
Diseases
In cooperation with clinical departments two VR test settings
were been developed and refined for an initial series of patient
examinations. that the results surprisingly showed that the diagnostic
efficiency of the test product was higher than expected
for certain disease patterns (e.g. epilepsy), whereas for
other neurological symptoms (e.g. dementia), the performance
of the test procedure was not immediately apparent and the
results have still to be correlated with those of other testing
instruments. A new extensively prepared project is set to investigate
the extent to which VR could be applied as a useful
diagnostic and therapeutical tool for young patients with behavioural
problems. The first test runs are scheduled to start
in 2003.
Augmented Reality (AR-) Techniques
Laser induced thermotherapy (LITT) is a minimally invasive procedure
for the local destruction of tumours. It uses a light fibre
with a mounted diffusor, which under image control is brought
into the tumour to induce necrosis in the tumor tissue by heat
deposition. Since 2002, research work has been carried out to
develop and assess the laser induced thermotherapy under ultrasound
control for the head-neck-region. The Department
of Medical Informatics has undertaken the task of developing
dosimetric planning for the head and neck region, which is
characterised by inhomogenous tissue, taking the light and
heat transport processes into consideration.
Multi-modal Registration
Visualisation techniques in the operation room to increasing
the quality of surgical procedures, in particular for operations
in the head-neck region, are in development since the year
2000. Such techniques are aimed to fuse data from different
medical imaging systems into one image (“multimodal registration”).
The first registrations of ultrasound and MR datasets
originating from the head-neck region have been already conducted.
These activities were funded by a DFG grant. With the
aid of a biomechanical model, ultrasound image data from different
anatomical regions will be registered with the high-end
computing systems available at the Brigham and Women’s
Hospital, (Boston) facilities. Furthermore, in order to increase
the quality of treatment planning, morphological and functional
3D image data, such as MR and SPECT volume datasets,
will be registered through maximisation of “mutual information”.
Advances in technological development have enabled to an
ever increasing extent the measurement of biological parameters
using special sensors. Due to their minute size. these
sensors are very practical, as they could be easily incorporated
into every day life of the patient (e.g. clothes) without the
patient noticing them and could therefore be used for a long
term monitoring. The Department of Medical Informatics cooperates
with the Sartorius AG (weighing technology) in a project
aimed at capturing the movement patterns of bedridden
patients as vital parameters for observing the course of the disease.
Foundation of a Transfer Centre “Medical Technology, Biotechnology
and Measurement Techniques”
The centre is involved with the initiation and coordination of
the economic exploitation of the results of medical research.
The Department of Medical Informatics played a decisive role
in the establishment of the transfer centre 2001 and in its subsequent
development. The centre is currently managed by the
department as a third-party funded project has received several
million Euro from State of Lower Saxony and the European
Union for a three year start-up period.
Arbeitsgruppenleiter/innen | Group Leaders
Dipl.-Psych. Ursula Piccolo
Dr. rer. nat. Karl Giese
Dr. rer. nat. Janko Verhey
Dr. rer.nat. Herbert Modler
Kooperationen |Cooperations
Prof. Dr. E. Irle, Abteilung Psychiatrie und Psychotherapie, Universität Göttingen
Dr. A. Ludwig, Abteilung Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, Universität Göttingen
Dr. H. Strik, Abteilung Neurologie, Universität Göttingen
Dr. C. Fels, Abteilung Neuroradiologie, Universität Göttingen
Dr. G. Göttinger, Med. Dienst, Niedersächsisches Justizministerium, Hannover
Dr. F. Mohebbi, Niedergelassene Ärztin in Göttingen
Dr. R. Lemor, Leiter der Arbeitsgruppe „Biomedizinische Ultraschallforschung“, Dipl.-Ing.
P. K. Weber, Leiter der Arbeitsgruppe „Ultraschall Systementwicklung“, Fraunhofer-Institut
für Biomedizinische Technik, St. Ingbert
Prof. Dr. R. Kikinis, Surgical Planning Laboratory und Prof. Dr. F. Jolesz, Department of Radiology
Harvard Medical School, Brigham and Women’s Hospital (BWH), Boston, MA, USA
Drittmittelförderung | Funding
DFG, RI 1000/1-1, 1999-2002
DFG, Einzelförderung, Kongressreise: KON 1171/2000 VE 239/1-1 am 16.3.2000
DFG, Einzelförderung, Forschungsaufenthalt 1.2.-30.4.2001 am Brigham and Women’s Hospital,
Harvard Medical School, VE 239/2-2
DFG, Einzelförderung, Forschungsaufenthalt 1.2.-30.4.2003 am Brigham and Women’s Hospital,
Harvard Medical School, VE 239/3-1.
Ausgewählte Publikationen | Selected Publications
Kesztyues T, Mehlitz M, Schilken E, Weniger G, Wolf S, Piccolo U, Irle E, Rienhoff O (2000) Preclinical
evaluation of a virtual reality neuropsychological test system: occurence of side effects.
CYBERPSYCHOL BEHAV, 3: 343-50.
Verhey JF, Ludwig A (2000) First experiences with transfer of digital data to a head-mounted
display (HMD) in head and neck surgery. MINIM INVASIV THER, 3/4: 348-9.
Verhey JF, Ludwig A (2000) First experiences with transfer of digital sonographic data to a
head-mounted display (HMD) in head and neck surgery. ULTRASOUND MED BIOL, 9: 348-9.
Ludwig A, Verhey JF (2000) Transfer of sonographical data to a head-mounted display (HMD)
- Advantages for head and neck Surgery. In: Lemke HU, Vannier MW, Inamura K, Farman
AG, Doi K (Hg.) Proceedings of the 14th International Congress and Exhibition, Computer
Assisted Radiology and Surgery (CAR 2000). Elsevier Science BV Verlag, Amsterdam, 60-5.
Ludwig A, Verhey JF (2001) Display tool incorporates vital presurgical images. DIAGNOSTIC
IMAGING EUROPE, 17: 31-9.
Verhey J, Ludwig A, Rexilius J, Warfield SK., Mamisch C, Kikinis R, Westin CF, Seibel R, Rienhoff
O (2002) Multimodale nicht-rigide Registrierung von Ultraschall und MR Bilddaten unter
Verwendung eines biomechanischen Modells. In: Meiler M, Saupe D, Kruggel F, Han-

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Zentrum Informatik, Statistik und Epidemiologie ABTEILUNG MEDIZINISCHE INFORMATIK
Centre for Informatics, Statistics and Epidemiology DEPARTMENT OF MEDICAL INFORMATICS
dels H, Lehmann T (Hg.) Bildverarbeitung für die Medizin 2002 - Algorithmen Systeme Anwendungen.
Informatik aktuell. Springer Verlag, Heidelberg, 310-3.
Verhey JF, Ludwig A, Rexilius J, Warfield S, Mamisch TC, Kikinis R, Westin CF, Seibel RM,
Rienhoff O (2002) Multimodal nonrigid registration of ultrasound and MR data using a biomechanical
model. EUR RADIOL, 12(Suppl 1): 153.
2. Management von IT-Verfahren im
Gesundheitswesen
IT-gestützte Forschungsprozesse
Seit 1998 ist der Abteilungsleiter eingebunden in die Maßnahmen
zur strategischen Entwicklung der IT-Forschungsinfrastruktur
in Deutschland. Dies betrifft vor allem die Kompetenznetze
und Transregio SFBs des Forschungsministeriums
und der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Aus diesen Arbeiten
hat sich ein eigenes Projekt entwickelt, das die Strategien
der Industrie-Länder zur Beschleunigung der medizinischen
Forschungsprozesse vergleicht. Diese Arbeiten werden
ergänzt durch ähnliche Untersuchungen im Auftrage der
DFG.
CIO-Konzepte im Gesundheitswesen
International ist keine ideale Lösung für das Management von
IT-Prozessen im Gesundheitswesen gefunden worden. In
Deutschland ist der IT-Einsatz im Gesundheitswesen im internationalen
Vergleich besonders uneffizient. Im Rahmen verschiedener
Untersuchungen wird geprüft, welche Organisations-,
Fort- bzw. Ausbildungsmodelle hier Abhilfe schaffen
könnten. Die Arbeiten unterstützen die Weiterentwicklung des
Curriculums Medizinische Informatik - Health Information Officer.
Studiengang „Medizinische Informatik –HIO“
Das zunächst für den sechssemestrigen Bachelor-Studiengang
entwickelte Curriculum „Medizinische Informatik – Health Information
Officer“ baut auf dem traditionellen, international
konsentierten Medizin-Informatik-Curriculum auf - akzentuiert
es jedoch in Richtung auf strategisches und operationales IT-
Management. Das Curriculum wird seit Oktober 2002 in dem
Arbeitskreis 1 „Health and Medical Informatics Education“ der
International Medical Informatics Association (IMIA) eingebracht,
um den internationalen Studentenaustausch zu fördern.
2. Management of IT-Resources for Health
IT-aided Research Processes
Since 1998, the Head of Department has been involved with
the strategic development of IT-research-infrastructure in Germany,
more specifically with the development of compentence
networks and transregio-SFB’s of the BMBF and the DFG. Based
on this work, a specific project has already been initiated,
which compares the strategies of industrial countries to accelerate
research processes. This work is complemented by
similar investigations initiated by the DFG.
CIO-Concepts for Health
Several different approaches in IT-management can be observed
internationally, yet there no ideal solution for the management
of IT-processes in the health sector has been found
to date. In Germany, the IT-deployment has shown itself to be
especially inefficient when compared with that in other developed
countries. Different studies evaluating organisational
and educational models are being carried out to investigate
which models may offer a suitable remedy to this problem. This
work supports the continuing development of the curriculum
“Medical Informatics – Health Information Officer”.
Curriculum “Medical Informatics – HIO”
This curriculum, developed initially for the six semester bachelor
course, is founded on the internationally consented curriculum
for medical informatics, but with a special emphasis
on strategic and operational IT-management. Since October
2002, the curriculum has been encompassed in the Working
Group 1 “Health and Medical Informatics Education” of the International
Medical Informatics Association (IMIA) to promote
the international exchange of students.
Arbeitsgruppenleiter/innen | Group Leaders
Prof. Dr. Otto Rienhoff
Kooperationen |Cooperations
Herr M. Haase, IBM Business Consulting Services, Düsseldorf
Prof. Dr. T. Tolxdorff, Abteilung Medizinische Informatik, Universitätsklinikum Benjamin Franklin,
Berlin
Drittmittelförderung | Funding
BMBF, GF 2.1 Internationales Benchmarking Projekt TMF, 2002-2003
BMBF, 01 GI 0102 Kompetenznetz Demenzen - Vertikales Netz, 2002-2004
Ausgewählte Publikationen | Selected Publications
Rienhoff O (1999) Archivierung in verteilten Krankenhaussystemen - Stand der Debatte.
In: Steyer G, Engelhorn M, Fabricius W, Löhr KP, Tolxdorff T (Hg.) TELEMED ‘99 - Telematik
im Gesundheitswesen, Tagungsband zur 4. Fortbildungsveranstaltung und Arbeitstagung.
FU Berlin Verlag, Berlin, 8-9.
Rienhoff O (1999) Datenschutz im Konflikt zwischen Individual- und Gemeinwohl - Vermittlungsansätze
der Medizinischen Informatik im internationalen Vergleich. In: Hamm R,
Möller KP (Hg.) Datenschutz und Forschung. Nomos Verlagsgesellschaft, Baden-Baden,
44-53.
Rienhoff O (2000) Kommunikative Dinosaurier. KLINIKMANAGEMENT AKTUELL, 13-6.
Rienhoff O (2000) Retooling practitioners in the information age. STUD HEALTH TECHNOL
INFORM, 76: 11-22.
Rienhoff O, Laske C, van Eecke P, Wenzlaff P, Piccolo U (2000) A Legal Framework for Security
in European Health Care Telematics. IOS Press Verlag, Amsterdam.
Rienhoff O (2001) CIO - Chief Information Officer - Ein Führungsmodell und dessen Konsequenzen.
KRANKENHAUSUMSCHAU, 11: 1012-3.
Rienhoff O (2001) Digitales Krankenhaus - Signale an die Mitarbeiter. KLINIKMANAGEMENT
AKTUELL, 8: 70-3.

Bereich Humanmedizin Göttingen Forschungsbericht Research Report 1999 - 2002
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Anhang | Appendix
Berufungen | Appointments
Dr. med. Tibor Kesztyüs, C2-Professur an der Fachhochschule Ulm, Fachbereich Informatik,
zum 1.9.2000.
Naturwissenschaftliche und andere Dissertationen (Dr. rer. nat. und andere)
Doctorate Theses (Dr. rer. nat. and Others)
Sax U, Dr. rer. nat., Modellierung ausgewählter Sicherheitsaspekte der „ambulant-stationären
Verzahnung“ im deutschen Gesundheitswesen, Dissertation Universität Göttingen
2002.
Wissenschaftliche Tagungen | Scientific Meetings
28.-29.08.2001, Chief Information Officer (CIO) – Neues Berufsfeld im Gesundheitswesen,
Workshop, Universität Göttingen
Mitgliedschaften und Mitarbeit in wissenschaftlichen Gremien und Kommissionen
| Memberships and Activities in Scientific Boards and Committees
O. Rienhoff
Sprecher des Koordinierungsrates der „Telematikplattform Medizinische Forschungsnetze“
Mitglied der Kommission für Rechenanlagen der Deutschen Forschungsgemeinschaft
Seit 1999 Ehrenmitglied der International Medical Informatics Association (IMIA)
Seit 2000 International Associate (Fellow) der American Medical Informatics Association
Korrespondierendes Mitglied der South African Informatics Group (jetzt: South African Health
Informatics Association) und der Brazilian Society of Informatics in Health, jetzt: Brazilian
Society of Health Informatics (SBIS)
Mitglied der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie
(GMDS)
Herausgebertätigkeit | Editorial Work
O. Rienhoff
Mitherausgeber der folgenden Serien bzw. Zeitschriften:
Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie, vormals Medizinische Informatik
und Statistik (MMV)
Methods of Information in Medicine (Schattauer)
Studies in Health Technology and Informatics (IOS)
International Journal of Medical Informatics (Elsevier)
Computer Methods and Programs in Biomedicine (Elsevier)
EU-Projekte | European Research Projects
EU- 931 411.3 Synapses Federated Health Record Server, 1996-1999
EU-IS-97247 „G7-Enable“- Enabling Mechanisms for Health Interworking, 1999-2000
Stipendiaten/Stipendiatinnen | Scholarship Holders
Im Berichtszeitraum haben neun DAAD/IAESTE-Stipendiaten von Universitäten in Brasilien,
China, Kolumbien, Süd-Afrika, Tajikistan und Ukraine 3-monatige Praktika in der Abteilung
Medizinische Informatik durchgeführt.
Firmenkooperationen | Industrial Cooperations
Laser- und Medizin-Technologie GmbH (LMTB), Berlin,
Sartorius AG, Göttingen, Dipl.-Ing. V. Knappe und Dipl.-Ing. D. Schädel