Hans Ditschuneit

An integrated medical workstation with a multimodal user interface, knowledge-based user support, and multimedia documents

An integrated workstation developed for use in clinical medicine is described. The specific application domain is gastroenterology with endoscopic, ultrasonic, and laboratory units. The following modules for data collection and management during ultrasound examinations have been implemented and tested: a multimodal user interface with speech and symbol recognition to reduce complexity in human-machine interaction, knowledge-based components to support the user and to structure dialogues dynamically, and techniques for handling multimedia documents that consist of images, text, structured text, graphics, and digitized speech. The system was implemented using networked frontend and backend workstations under UNIX.<<ETX>>

A neural network expert system to support decisions in diagnostic mapping

An expert system module has been integrated into clinical workstations used for report generation and the storage and retrieval of diagnostic images. The expert system works in the background and supports the physicians decisions. The system has been created for ultrasound examinations of the abdomen. The knowledge-based system has been implemented for the same knowledge segment using two different methods: a rule-based approach with the AI-tool Joshua on a Symbolics machine for prototyping and knowledge debugging and a neural network approach based on back propagation. The results show that the neural network is robust and flexible for the mainly associative knowledge found in this application; it performed well in general and, specifically, on subsets of findings entered during the course of an examination. It was therefore decided to combine both components.<<ETX>>

Ein elektronisches Tutorsystem zur Aus- und Weiterbildung für die medizinische Ultraschalluntersuchung

Der Medizinstudent sowie der in der Aus- und Weiterbildung stehende Arzt sehen sich heute mit einem explosionsartigen Anwachsen des medizinischen Wissens und einer kaum zu bewaltigenden Datenflut konfrontiert. Als eine Konsequenz werden neue, effektive Methoden der Wissensvermittlung gefordert, die nicht mehr auf reinem Auswendiglernen, sondern einer Organisation des Wissens im problemspezifischen Kontext basieren (Greenes, 1989).

Visualizing Medical Knowledge - an “intelligent” textbook based on graphical browsing

In the process of exploring a method of presenting medical knowledge in a mainly graphical way for an “intelligent” textbook, a system has been implemented on a graphics workstation. The intention was not to build a consultation system, but rather to improve access to knowledge by visualizing complex relationships: the main feature is graphical browsing through a semantic net displayed on the screen. Nodes represent diseases, pathophysiological states, and findings; detailed information about the nodes may be displayed via pull-down menues. The main links represent “is-a”, “causes” (with variants like “causes with delay” or “predisposes-to”), “is-associated-with”, and “excludes” relationships. The first application domain of the system is gastroenterology. To date, 100 diseases, 100 pathophysiological states, and 400 findings have been entered.

Klinische Bedeutung Eines Integrierten Arbeitsplatzes Mit Multimodaler Oberfläche, Multimedialen Dokumenten und Wissensbasierter Benutzerführung in der Inneren Medizin

Seit 1985 wird auf Abteilungsebene die Befunddokumentation von Endoskopie, Sonographie, Stoffwechsel- und gastroenterologischem Labor elektronisch durchgefuhrt. Erfast sind inzwischen uber 20000 Sonographie- und uber 16000 Gastroskopiebefunde. Das Konzept sah von Anfang an Multiuserfahigkeit vor, die technische Realisierung bestand in vernetzten Unix-Rechnern mit dem relationalen Datenbankmanagementsystem INGRES. An die Rechner sind heute ca. 30 Terminals angeschlossen. Das System ist klinisch orientiert, d.h. neben den vorgegebenen Aufgaben der Dokumentation mit gewissen administrativen Funktionen ist die sofortige Verfugbarkeit von Vorbefunden eines Patienten ein wesentliches Ziel. Aus der Klinik heraus wurden auch die Vorgaben fur eine Weiterentwicklung gestellt: Verbesserung der Benutzeroberflache zur Minimierung des Aufwands bei der Eingabe (vor allem des zeitlichen Aufwands) und zur Optimierung der Befundqualitat, auserdem Einfuhrung einer Bildspeicherung mit schnellem Zugriff (verglichen mit dem konventionellen Papierbild oder Videoaufzeichnungen). Hierzu wurde ein Frontend-BackendKonzept eingefuhrt. Im Backendbereich sind die Hauptkomponenten ein Datenbankserver und ein „optischer“ Server mit auf Lasertechnologie beruhendem Massenspeicher, der entweder die fur Dokumente sehr gut geeignete digitale Write-Once-Read-Multiple oder aber die magnetooptische Aufzeichnungstechnik verwendet. Im Frontendbereich werden Rechner mit Mikroprozessor unter dem Betriebssystem Unix als „intelligente“ Arbeitsplatze mit stark verbesserter Benutzeroberflache eingesetzt. Das Konzept wurde 1990 vorgestellt [3], fur die Realisierung an einem Sonographiearbeitsplatz liegen jetzt erste klinische Resultate vor.

Ein Integriertes System zur Verwaltung und zum Retrieval von Arztbriefen Sowie zur Terminplanung in der Inneren Medizin

Fur die Durchfuhrung der internistischen Therapie sind Kenntnisse uber Vorbefunde und Vortherapien eines Patienten wesentlich. Dies gilt sowohl fur den Fall der Notaufnahme (der Patient ist dem Arzt meist unbekannt) als auch fur die Ambulanz (haufig wechselnde Besetzung innerhalb der Ambulanzen). Primar relevant in der Medizinischen Klinik ist die internistische Vorgeschichte. Am Klinikum der Universitat Ulm waren ca. 70 – 80% der ambulant und 30 – 40% der stationar behandelten Patienten bereits zuvor Patienten der Klinik, der Zugriff auf alte Krankengeschichten ist also haufig erforderlich. Dabei ist die wesentliche Information bereits in den Arztbriefen enthalten (Anamnese, klinischer Befund bei Aufnahme, Zusammenfassung von Laborwerten und technischen Untersuchungsergebnissen, Epikrise, Therapieempfehlung). Die Umstellung des Schreibzimmers von Schreibmaschinen auf Personalcomputer zur Textverarbeitung wurde genutzt, um ein System zur Verwaltung und zum Retrieval von Arztbriefen zu entwickeln und den Arzten zur Verfugung zu stellen. Das System wurde auf einer Workstation realisiert und an eine dort implementierte Terminplanungskomponente angeschlossen.