Entwicklung einer durch künstliche Intelligenz gestützten Ultraschall-Lernumgebung für Studierende zur Reduktion des Einsatzes von Pferden in der tiermedizinischen Lehre (3R’s – Reduce, Refine, Replace)

Projektleitung an der Vetmeduni

Kau-Strebinger, Silvio

Geldgeber

Forster-Steinberg Stiftung

Laufzeit

01.06.2022 - 31.08.2026

Abstract

In der veterinärmedizinischen Ausbildung ist das Trainieren reeller klinischer Szenarien unerlässlich. Insbesondere, wenn es um komplexere Untersuchungsmethoden wie die Ultraschalldiagnostik geht, ist das Üben am lebenden Tier bisher noch nicht aus der Ausbildung von Studierenden wegzudenken. Bei mehr als 200 Studierenden pro Jahrgang ist der Bedarf an Pferden, an denen die Ultraschalltechnik geübt werden kann, entsprechend hoch, auch da zur Festigung der Untersuchungstechnik eine hohe Trainingsintensität notwendig ist. Dem stehen ethische Fragen zur Rechtfertigung von Distresssituationen, die dem Tierwohl abträglich sind, gegenüber. Aus diesem Grund sind ausreichende Trainings am lebenden Tier nur sehr eingeschränkt möglich. Gemäß der 3G-Regel soll der Einsatz lebender Tiere in der Lehre auf ein Mindestmaß beschränkt werden. Somit rückt die Entwicklung realitätsnaher Ausbildungsalternativen zunehmend in den Vordergrund. Strategien zur Umsetzung realistischer Trainingsalternativen für dynamische bildgebend-diagnostische Intervention, beispielsweise Ultraschall, fehlen bisweilen komplett. Eine auf künstliche Intelligenz (KI) gestützte Ultraschall-Lernumgebung, die Studierenden hilft, gesunde Organe mit einem Ultraschallkopf-Dummy am Modell zu identifizieren und die auch über die physiologische Lage der verschiedenen Strukturen informiert, soll dies erstmals ermöglichen. Das gegenständliche Projekt befasst sich zuerst mit der multizentrischen Erhebung des aktuellen Bedarfs an Übungspferden, die für das Training von Studierenden verwendet werden und welchen Anteil das Ultraschalltraining einnimmt. In einer prospektiven Bedarfserhebung werden vorstellbare Integrationsszenarien in der Lehre und Ausbildung ermittelt. Ferner wird an der technischen Umsetzung einer systematischen sonographischen Erfassung der Brust- und Bauchorgane des Pferdes bei gleichzeitigem relativen räumlichen Positionstracking des Ultraschallkopfes, nachfolgender Datensynchronisation, Bildannotation, und Translation auf ein reelles und virtuelles Pferdemodell gearbeitet. In der finalen Umsetzung soll die neue Lernumgebung zur signifikanten Bedarfsreduktion von Übungstieren (Pferde) in der veterinärmedizinischen Lehre, aber auch in postgradualen Weiterbildungsmodulen, z.B. ultraschallgestützte Regionalanästhesie oder Biopsie, beitragen. Vor allem in der frühklinischen Ausbildung streben wir einem vollständigen Ersatz von Übungstieren an. Zudem wird von einer methodischen Effizienzsteigerung der Studierenden durch die Möglichkeit repetitiver Trainings ausgegangen, was spätere Interventionen am lebenden Tier verkürzt. Wir erwarten, dass mit diesem Projekt ein wichtiger Schritt in der Mission der Forster-Steinberg-Stiftung zur allgemeinen Verbesserung des Tierwohls geleistet wird.