Abteilung
Medizinische InformatikKlinikum der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg: Institut für Medizinische Biometrie und Medizinische Informatik
Abteilung
Medizinische Informatik
Visual
Bayes - Ein Lernprogramm zur Bewertung diagnostischer Tests 
Visual Bayes ist ein interaktives Lernprogramm, das grundlegende Methoden zur Interpretation und Bewertung diagnostischer Tests in anschaulicher Form vermittelt. Unabhängig von mathematischen und sonstigen Vorkenntnissen richtet es sich an Studierende der Medizin und ist besonders als Ergänzung für den Kurs der Biomathematik gedacht.
(Installation siehe Software.)
Visual Bayes gliedert sich in zwei Teile. Im ersten Teil (dichotome Tests) werden die zentrale Begriffe und Definitionen im Zusammenhang mit diagnostischen Tests trainiert. Der Anwender wird im Umgang mit einer Vierfeldertafel geschult, wichtige Kenngrößen wie Prävalenz, Sensitivität und Spezifität abzulesen. Kernpunkt des Teils ist die Formel von Bayes, die diese Größen verknüpft und eine präzise Bewertung, in welchem Maße ein positiver bzw. negativer Test für das Vorhandensein einer bestimmten Krankheit bzw. die Nichterkrankung spricht (Vorhersagewerte), ermöglicht. Sie bildet das mathematische Fundament des Prozesses der logischen Folgerung und hat heute breiteste Anwendung in der medizinischen Diagnostik gefunden.
Anschließend werden die über Bayes’ Formel berechneten Vorhersagewerte und Vorhersagegewinne in einem weiteren Kapitel graphisch dargestellt. Insbesondere erlaubt es, ihre Abhängigkeit von Prävalenz, Sensitivität und Spezifität zu testen, und leitet damit zum folgenden Programmteil über, in dem der Anwender in stärkerem Maße die Möglichkeit hat, eigene Werte zu definieren und deren Effekte zu erkunden. Um den ersten Teil abzurunden, schließt sich ein Kapitel über die Kombination von Tests an, die dem Lernenden erlaubt, selbst komplizierte Entscheidungsprozesse auf der Basis der Bayes'schen Formel zu evaluieren.
Weil ein Verständnis dieser Grundlagen außerordentlich wichtig ist, wird der Lernende im ersten Teil des Programms durch gezieltes Abfragen des zuvor erläuterten Stoffs dazu gebracht, sein Wissen kontinuierlich zu überprüfen. Obwohl es möglich ist, die vorgegebenen Werte zu variieren, ist die Struktur im wesentlichen linear gehalten. Dadurch werden der logische Aufbau und die Zusammenhänge ersichtlich, was es deutlich erleichtert, die abstrakte Materie im Kontext zu verstehen und sich einzuprägen. Beispiele aus der medizinischen Praxis veranschaulichen die Zusammenhänge und lockern die Theorie auf.
Im
zweiten Teil des Programmes wird dieses Konzept auf Tests mit eindimensionalen
reellen Testvariablen erweitert. Dazu können Wahrscheinlichkeitsdichten
wie die Gauß'sche Glockenkurve oder eine logarithmische Normalverteilung
festgelegt werden. In Form eines Histogramms wird der Datensatz
einer echten Stichprobe simuliert, und durch die Wahl des Trennpunkts
kann ein solcher Test dichotomisiert werden. Die sich so ergebenden Kenngrößen
Sensitivität und Spezifität werden in einer ROC-Kurve dargestellt,
die es erlaubt, die Güte eines Tests zu beurteilen. Abschließend
wird der Einfluß des Trennpunkts auf die mittleren Kosten anhand der Kostenfunktion
betrachtet.
Die wesentlichen Lernziele des zweiten Programmteils werden vorwiegend in optisch einprägsamer Form durch Graphen und Schaubilder vermittelt. Bewußt wird so das Interesse des Benutzers geweckt, der in diesem Teil durch die eigene Anschauung sein Verständnis schulen soll. Durch visuelle Mittel wie etwa dem Zeichnen und Verschieben bestimmter Verteilungen werden zusätzlich Spiel-Räume geschaffen, die es erlauben, bestimmte Größen zu variieren und so forschend das Verständnis zu vertiefen. Zum gründlichen Training der Definitionen im ersten Teil wird hier der zweite wichtige Aspekt beim Erlernen theoretischer Sachverhalte betont: Daß der Lernende ein Gefühl für deren Zusammenhänge und Realitätsbezug entwickelt.
Das Bayes-Programm stammt in seinen Ursprüngen von der freien Universität Amsterdam und wurde später an der Universität von Limburg in Maastricht in MUMPS weiterentwickelt. Durch die Abteilungen für Medizinische Informatik der Universitäten Maastricht, Freiburg und Gent wurde es als MS-DOS Version in PASCAL neu geschrieben und ins Deutsche, Französische und Englische übersetzt. Diese Arbeiten wurden durch das ERASMUS-Programm der EG-Kommission unterstützt.
Die vorliegende nochmals verbesserte und erweiterte Windowsversion wurde von der Abteilung für Medizinische Informatik der Universität Freiburg i. Br. mit Visual Basic 4.0 (16 Bit) entwickelt.
Visual Bayes ist Freeware, d.h. es kann frei kopiert und verteilt werden. Eine Gebühr wird nicht erhoben; selbstverständlich ist aber für die Weiterentwicklung des Programmes eine freiwillige Spende auf unser Drittmittelkonto willkommen:
Verbuchungsstelle: 10200997
Verwaltung des Klinikums, Abt. Medizinische Informatik
Konto-Nr.: 2004406
BLZ: 680 501 01
Systemvoraussetzungen: PC mit 4 MB RAM und 16-Bit CPU, Darstellung von mindestens 256 Farben im VGA-Modus, Windows 3.11 oder höher.
Eine Installation von Visual Bayes (deutsch und englisch) ist problemlos vom Netz aus möglich. Wählen Sie eine der drei folgenden Optionen:
Weitere Schritte sind nicht notwendig. In allen Fällen lautet der Name der resultierenden Programmdatei vbayes.exe. Nähere Informationen entnehmen Sie bitte der mitgelieferten Datei readme.txt.
Die Visual Bayes-Disketten können ebenfalls von den Biomathematik-Dozenten erhalten werden; außerdem kann an folgenden Stellen mit dem Programm Visual Bayes im Rahmen des Klinikums-Software-Service InfoServer gearbeitet werden:
Mit jeder Weitergabe dieses Programmes verbunden wird auch die Bitte, uns über seinen Einsatz kurz zu informieren. Nachricht über auftretende Probleme, Verbesserungsvorschläge, Anregungen und Erfahrungsberichte sind für die weitere Entwicklung von Visual Bayes von besonderem Wert, und werden per E-Mail dankbar entgegengenommen.