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Art x Science School for Transformation
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CVSim – Herz-Kreislauf Maschine als didaktischer Ansatz der Physiologie.

Eine mechanische Simulation des Herz-Kreislauf-Systems macht kardiovaskuläre Funktion und Erkrankungen interaktiv messbar.

Im Rahmen des TRANSFORM-Projekts wurde ein Modell entwickelt, das eine hydraulische Simulation des Herz-Kreislauf-Systems darstellt und technisch in der Lage ist, verschiedene Krankheitsbilder nachzubilden. Dieses Modell kam in der Pflichtlehrveranstaltung "Praktikum Alterung II" im 4. Semester der Humanmedizin an der JKU zum Einsatz und erhielt durchweg positives Feedback von den Studierenden. Aktuell wird nach Finanzierungsmöglichkeiten gesucht, um den verbesserten Prototyp mindestens zwei Mal nachzubauen und den dauerhaften Einsatz in der Lehre der Humanmedizin zu ermöglichen.

 

Modellbeschreibung.

Das Herzmodell basiert auf der Publikation "A hydraulic model of cardiovascular physiology and pathophysiology embedded into a computer-based teaching system for student training in laboratory courses", öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster und wurde mittels Linearmotor und flexibler Membran nachgebildet. Die Windkesselfunktion der Aorta wurde durch einen modifizierbar elastischen Balg simuliert, und der periphere Widerstand durch ein Nadelventil realisiert. Mit diesem Modell lassen sich durch die Manipulation des Motors, der Aorta, des peripheren Widerstands und der Herzklappen verschiedene pathophysiologische Zustände darstellen. Basierend auf dem praktischen Einsatz konnten weitere Anpassungen vorgenommen werden, um zusätzliche Nutzungsmöglichkeiten zu schaffen, darunter eine Simulation der Nierenfunktion und eine Erweiterung der Gefäßfunktion. Das erweiterte Modell befindet sich aktuell in der Testphase und soll nach Abschluss in medizinischen Fachjournalen veröffentlicht werden.

Details zum Projekt

WANN

Einsatz in der allgemeinen medizinischen Lehre (3/4 Semester) der Physiologie

WAS

Praktikum Physiologie
Modul Herz-Kreislauf-Atmung
Modul Alterung des Menschen

WER KONNTE TEILNEHMEN

Studierende der Humanmedizin

LVA-LEITUNG

Jakob Völkl

Lehrveranstaltung.

Der erste Prototyp wurde am 20. Juni 2024 in der Lehrveranstaltung "Praktikum Alterung II" der Physiologie an der JKU eingesetzt. Über 200 Studierende nahmen an dieser Pflichtveranstaltung teil. Das Modell wurde in Kleingruppen von 15 bis 30 Personen unter Anleitung von Tutor*innen und Dozent*innen für die Dauer von einer Stunde genutzt. Die Gruppen erhielten verschiedene pathologische Szenarien, darunter systolische und diastolische Herzinsuffizienz, zentraler und peripherer Bluthochdruck sowie Aortenklappenerkrankungen. Die Studierenden analysierten die jeweiligen Krankheitsbilder und stellten diese anschließend gemeinsam am Modell vor.