ViMiTech - Blended Intensive Programme

Projektbeschreibung

Radiologietechnolog*innen stehen durch technologische Entwicklung in der Verantwortung, einen professionellen Umgang mit neuen Methoden in der medizinischen Bildgebung sicherzustellen, um die beste Versorgung für Patient*innen zu gewährleisten. Software- und Hardware-Entwickler*innen benötigen Domainwissen in der Radiologie, um Technologien zielsicher und optimal an die klinischen Anforderungen anzupassen und zu implementieren. Ziel ist es, an dieser Schnittstelle zwischen Technologie und Medizin eine internationale, interprofessionelle Summer School an der FH Campus Wien (FHCW) für personalisierte Medizin zu entwickeln. 

Die internationale Summer School adressiert Themen wie Mixed Reality, 3D Druck und moderne Bildverarbeitungsmethoden wie Deep Learning und wurde als Blended Learning mit Online- und Präsenzphasen konzipiert. Die Lehrveranstaltung umfasst wahlweise drei oder fünf ECTS und trägt den Titel „Vienna Medical Imaging and Technology (ViMiTech) für 3D Visualization in Medicine“. 

Die Summer School wurde 2023/2024 als internationale, interdisziplinäre Lehrveranstaltung an der FH Campus Wien angeboten. Sie wird als ERASMUS+ Blended Intensive Programme (BIP) finanziert und von Lehrenden der Radiologietechnologie sowie der Computer Science and Digital Communications konzipiert. Inhaltlich umfasst sie additive Fertigung per 3D-Druck, medizinische Bildverarbeitung, 3D-Visualisierung mit Mixed Reality und KI-gestützte Bildgebung. Ziel ist die praxisnahe Vermittlung neuer digitaler 3D-Technologien im internationalen radiologischen Bereich. ViMiTech ist an allen Partneruniversitäten als Wahlfach oder im Bereich Internationalisierung verankert.

Die medizinische Bildgebung befindet sich in stetigem Wandel, was eine fortschreitende Digitalisierung und erweiterte digitale Kompetenzen von Studierenden erfordert. Reines Fachwissen in Medizin oder Computerwissenschaften reicht für den erfolgreichen Einsatz innovativer Technologien oft nicht mehr aus. Studierende der Radiologietechnologie müssen den Umgang mit neuen Technologien, Softwarelösungen und Künstlicher Intelligenz vertiefen, während Computerwissenschaftler*innen ein besseres Verständnis für klinische Abläufe und die Hintergründe der medizinischen Bildgebung benötigen. Nur durch diese interdisziplinäre Zusammenarbeit lassen sich technologische Fortschritte sinnvoll in die medizinische Praxis integrieren. Ein enger Austausch zwischen den Fachrichtungen kann den Lernerfolg der Studierenden steigern und langfristig die Diagnostik sowie die Behandlung von Patient*innen verbessern.

Partnerhochschulen

Neben Studierenden der FHCW, nehmen Studierende von sieben Partnerhochschulen an der Lehrveranstaltung teil. Um einen möglichst inklusiven und niederschwelligen Zugang für die Studierenden sicherzustellen, werden unterschiedliche Förderschienen bedient. Durch die Fördermittel und finanzielle Unterstützung von ERASMUS+ kann eine Grundfinanzierung sichergestellt werden und die Studierenden aus dem Partnernetzwerk ihre Mobilität fördern. Für Studierende aus der Schweiz ist die Finanzierung der Summer School aus dem Fördermodell SEMP sichergestellt. Für die Studierenden aus Alexandria, Ägypten wurde 2023/2024 ein FHCW interner Fördertopf zur Verfügung gestellt. So kann eine durchgehende Förderung aller Studierenden erreicht werden.

ERASMUS+: University of West Attica Athen / Griechenland, L-Università ta' Malta / Malta, University College Dublin / Irland, Instituto Politécnico do Porto / Portugal, University of Ljubljana / Slowenien,  

SEMP: Haute Ecole de Santé Vaud Lausanne / Schweiz  

Sonderfördertopf: Pharos University in Alexandria / Ägypten. 

Die Lehrveranstaltung wird an der FHCW als Wahlpflichtfach mit drei ECTS angeboten und international zusätzlich mit drei oder fünf ECTS anerkannt, wobei für die fünf ECTS-Variante ein zusätzliches Proposal erforderlich ist. Das „Blended Learning“-Konzept umfasst eine Onlinephase im August und eine Präsenzwoche im September an der FHCW.

Online Phase

Zur didaktischen Unterstützung der Onlinephase wird eine englischsprachige Onlinelernplattform mit Videos, Tutorials und digitalen Materialien für 3D-Anwendungen in der medizinischen Bildgebung angeboten. Gemeinsam mit täglichen Online-Sessions werden die Studierenden durch den Kurs geführt, um eine gemeinsame Basis zu schaffen – unter Berücksichtigung unterschiedlicher Bildungsbiografien. Radiologietechnologie-Studierende erhalten Einblick in technische Hintergründe, während Computer-Science-Studierende Grundlagen der medizinischen Datengenerierung und -verarbeitung kennenlernen. Die Inhalte werden anschließend in Self-Learning-Phasen mit verschiedenen didaktischen Methoden vertieft.

Der Schwerpunkt liegt auf einer praxisnahen, interaktiven und gemeinschaftlichen Erarbeitung der Inhalte. Die Studierenden sollen am Ende in der Lage sein, verschiedene Technologien eigenständig anzuwenden und aus medizinischen Bilddaten eigene 3D-Modelle zu erstellen. Dafür arbeiten sie in Dreiergruppen mit CT-Daten des Herzens. Mit der Open-Source-Software 3D-Slicer können sie orts- und zeitunabhängig 3D-Modelle erstellen. Unterstützt durch bereitgestellte Lernmaterialien laden sie ihre fertigen Modelle am Ende der Onlinephase hoch, sodass sie diese in der anschließenden Präsenzwoche weiterbearbeiten können.

Präsenzphase

Die Präsenzphase in Wien wird ebenso interdisziplinär und international gestaltet. Die Studierenden werden in gleichgroße Gruppen geteilt, wobei darauf geachtet wird, dass in jeder Gruppe Studierende aus allen Partnerländern und Studienrichtungen vertreten sind. So können die fachübergreifenden Kompetenzen der Studierenden für den Lernerfolg der gesamten Gruppe genutzt werden. 

In Anbetracht der großen und heterogenen Gruppe, beginnt der erste Tag der Präsenzphase nach einer Eröffnung durch die Lehrveranstaltungsleitung mit einem interkulturellen Training. In drei gemeinsamen Stunden können sich die Studierenden vor Ort kennenlernen und mit angeleiteten Übungen auf ihre kulturellen, sowie akademischen Unterschiede eingehen. Das Kennenlernen kann im Anschluss bei einem gemeinsamen Mittagessen fortgesetzt werden. 

Nach einführenden Keynote-Vorträgen wird den Studierenden eine erste Gruppenaufgabe gestellt. Die bereits für die Onlinephase eingeteilten Gruppen sollen sich im Rahmen von drei Lehreinheiten mit ihren akademischen Hintergründen, curricularen Unterschieden und Gemeinsamkeiten beschäftigen. Jede Gruppe kann ein digitales Schaubild erstellen. Anhand dieser Schaubilder wird der Einsatz der in der Lehrveranstaltung behandelten Technologien in den einzelnen Curricula der beteiligten Studierenden gegenübergestellt. 

Die Tage zwei bis vier der Präsenzphase bestehen vormittags aus Hands-on Laborübungen. Die Studierenden können in ihren interdisziplinären und internationalen Gruppen die in der Onlinephase besprochenen Technologien vor Ort anwenden. Die Übungen finden parallel an allen drei Tagen statt, somit können alle Gruppen alle Stationen durchlaufen. 

Skills Lab 1 - Machine Learning mit medizinischen Bilddaten: 

Die didaktische Methode und Evaluierung der Ergebnisse dieses Skills Labs wurde als wissenschaftliche Präsentation beim European Congress of Radiology 2025 als Vortrag erfolgreich eingereicht und präsentiert [1]. 

Für die Übung werden, die in der Onlinephase segmentierten Herz CT-Daten verwendet. Die vorbereiteten Daten können von den Studierenden in der Lernplattform hochgeladen. Diese Datensätze werden im Skills Lab genutzt, um gemeinsam mit den Studierenden ein Deep Learning Modell zu trainieren. Um den Studierenden einen realistischen Eindruck der Modellqualität zu geben, werden Ihre eigenen Ergebnisse mit den Ergebnissen einer Expertensegmentierung verglichen. Das Resultat wird am letzten Tag der Summer School vorgestellt und mit den Studierenden besprochen.

Skills Lab 2 - 3D Surface Scanning

beschäftige sich mit 3D Oberflächenscanning. In Gruppen von jeweils drei Studierenden werden unter Anleitung selbstständig 3D Oberflächenscans von ihren Peers erstellt. Diese Scans werden anschließend gemeinsam bearbeitet und als 3D Modelle exportiert. So kann der Ablauf eines 3D Oberflächenscans gemeinsam durchgeführt werden. Einsatz finden 3D Oberflächenscans bereits in der Skoliosediagnostik, in der plastischen Chirurgie sowie im Erstellen von personalisierten Orthesen. Zusätzlich kann der 3D-Druck Einsatz in der Strahlentherapie finden, um die Applikation der gewünschten Dosis zu optimieren. Dafür müssen bei Bestrahlungen im Kopfbereich thermoplastische Bestrahlungsmasken angefertigt und CT-Scans durchgeführt werden, wobei die Studierenden die Möglichkeit bekommen, die Anfertigung der Masken gegenseitig auszuprobieren. Die Scans erfolgen dann aus Strahlenschutzgründen an anthropomorphen Phantomen. Mit den erstellten Datensätzen wird anschließend ein sogenannter Bolus dreidimensional am Computer erstellt, welcher anschließend gedruckt werden kann.

Skills Lab 3 - 3D OP-Planung: 

Bei dieser Übung werden den Studierenden anfangs die Begriffe Rapid Prototyping in der Medizin sowie computerassistierte Chirurgie erläutert und nähergebracht. Anschließend wird die verwendete Software und deren Funktionen erklärt und die Bilddatensätze importiert, um dann relevante Strukturen im Gesichtsbereich zu segmentieren und 3D-Modelle für eine OP-Planung zu erstellen. Dies kann den Prozess der Gesichtsrekonstruktion unterstützen, um maßgeschneiderte Implantate herzustellen. Abschließend wird das 3D-Modell exportiert und als 3D-Modell gedruckt.

Rahmenprogramm

Um die Partizipation der Studierenden zu fördern und den ersten Abend ausklingen zu lassen, organisieren die Studierenden der FHCW eigenständig eine „Student Activity“, welche durch das Lehrveranstaltungsbudget finanziert wird. Somit können sich die Studierenden weiter vernetzen und Wien kennenlernen. Die Finanzierung durch das Lehrveranstaltungsbudget soll hier sicherstellen, dass alle Studierenden, unabhängig von Herkunft und finanziellem Hintergrund an der Aktivität teilnehmen konnten. 

Um die interkulturelle Vernetzung der Studierenden zu fördern, wird am Donnerstag eine zusätzliche kulturelle Aktivität mit Medizinbezug (Museum) angeboten. Um den Besuch für alle Teilnehmer*innen zu ermöglichen, werden auch diese Führungen vom Budget der Summer School finanziert.

Anschließend werden alle Teilnehmer*innen, Vortragenden und Keynote-Speaker zu einem Abendessen im Lokal Vinzirast der Caritas eingeladen. Dies soll erneut Gelegenheit zum interkulturellen und internationalen Austausch zwischen allen Teilnehmer*innen bieten. Dabei wurde darauf geachtet, das Budget einer Einrichtung mit wohltätigem Zweck zukommen zu lassen. 

Abschluss

Den Abschluss der Summer School bilden die Gruppenpräsentationen der Studierenden am Freitag. Für die Vorbereitung wird jeweils nach den Key Notes Zeit zur Verfügung gestellt, um Aufgaben gemeinsam zu bearbeiten. So werden von den Studierenden zum Beispiel die Curricula der einzelnen Hochschulen dahingehend überprüft, ob Inhalte bezüglich Mixed Reality, 3D-Druck und Machine Learning bereits vorhanden sind und welche Vorlesungen dahingehend gewünscht wären. Zusätzlich soll kritisch hinterfragt werden, welches Know-How die Berufsgruppe der Radiologietechnologie hinsichtlich Patientendaten-Akquisition, Designerstellung, Herstellung und Einsatz bei der additiven Fertigung für die personalisierte Medizin bereits mitbringt und wo es Bedarf zur Vertiefung gibt.

Referenz

[1] C. Schneckenleitner, C. Kamp, C. Vogl, A. Raith, und G. Guevara-Rojas, „Blended intensive programme for innovative technologies and deep learning models (AI) in the radiographer’s working environment“, gehalten am European Congress of Radiology, Wien, 26. März 2025