Intelligente Objekte und Mobile Informationssysteme im Gesundheitswesen
28.05.2010- Zweitägiges Kooperationsforum als erstes Ergebnis eines Workshops zu RFID und Smart Object-Technologien
- Erfahrungen mit umgesetzten AutoID-Projekten im Gesundheitswesen
- Erste Erkenntnisse aus aktuellen Forschungsprojekten
Der Einsatz von Auto-ID-Lösungen in Krankenhäusern und im Gesundheitswesen bietet zahlreiche Vorteile - beispielsweise in der automatisierten Datenerfassung, daraus resultierender höherer Informationsqualität und Prozesstransparenz sowie der verbesserten Ressourcenauslastung. AutoID bildet die Grundlage für eine Reihe von intelligenten Diensten und Services, sowohl für die Patienten als auch für das Klinikpersonal.
Vor diesem Hintergrund konzipierte und organisierte die Bayern Innovativ GmbH als Träger der Cluster Logistik und Medizintechnik das Kooperationsforum „Intelligente Objekte und Mobile Informationssysteme im Gesundheitswesen" am 19. und 20. Mai 2010 am Fraunhofer IIS in Erlangen, in Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Erlangen, den Universitäten Erlangen-Nürnberg und Bayreuth, dem Fraunhofer IIS, der Arbeitsgruppe Mobiles Computing in der Medizin (MoCoMed) sowie der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e.V.
Das Kooperationsforum zeigte im Rahmen der vier Themenblöcke „RFID & Smart Objects - Anwendungen", „Innovative Dienstleistungen", „Anwendungen in Mobile Computing & Home-Care" sowie „Patientenpfade & Patientendaten" die verschiedenen Möglichkeiten auf, die mobile und ubiquitär vernetzte Informationstechnologien im Gesundheitswesen wie auch im alltäglichen Gebrauch bieten können.
Am ersten Kongresstag, der von Dr. Martin Sedlmayr, Lehrstuhl für Medizinische Informatik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, moderiert wurde, standen Anwendungen im Bezug auf RFID und Smart Objects sowie innovative Dienstleistungen im Vordergrund.
Themenblock 1: RFID & Smart Objects - Anwendungen
Key Note Speaker Professor Jürgen Schüttler, Direktor Anästhesiologische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, stellte den Spitzencluster „Medical Valley" der europäischen Metropolregion Nürnberg vor. Es ist der erste medizintechnisch-orientierte Gewinner des Spitzencluster-Wettbewerbs. Im Medical Valley EMN findet sich regional auf dichtestem Raum ein kreatives, wirtschaftlich orientiertes Milieu, dessen Akteure aus Wirtschaft, Wissenschaft, Gesundheitsversorgung, aus dem Finanzwesen und der Politik sich zwei gemeinsame Ziele gesetzt haben: 1. Produkte, Dienstleistungen und Lösungen zu entwickeln, die einen Beitrag zur Effektivität und Effizienz der Gesundheitsversorgung leisten und 2. die Europäische Metropolregion Nürnberg zu einer Modellregion für eine optimale Gesundheitsversorgung zu entwickeln.
Erfolgreich realisierte RFID-Projekte aus den Bereichen Pharma und Gesundheitswesen erläuterte Marcel Rüdiger, Projektmanager bei smart-TEC GmbH & Co. KG in Oberhaching. Die RFID wird im Bereich des Gesundheitswesens trotz aller Vorbehalte und Hemmnisse zunehmend eingesetzt. Die Kompetenz der Firma smart-Tec liegt in der Herstellung robuster Datenträger für raue Umgebungen, welche sich somit sehr gut für den Einsatz im Klinikalltag eignen. Generell ist im RFID-Bereich ein Trend zur Miniaturisierung zu erkennen, was weitere Anwendungsfelder in der Medizintechnik bzw. im Gesundheitswesen eröffnet.
Der RFID-Einsatz in der Intensivmedizin wurde von Dr. Reinhard Surkau, Competence Center LogiData, Schreiner Group GmbH & Co. KG in Oberschleißheim, dargestellt. Erläutert wurde dies anhand eines Projekts mit Dräger Medical, bei dem RFID-Tags eingesetzt wurden, um bei Beatmungsgeräten Verwechslungen vorzubeugen. Durch die eingesetzte Technologie konnten zudem einige Mehrwertfunktionen bzw. Dienstleistungen implementiert werden. So ist es möglich, dass beim Wechsel des verwendeten Beatmungsschlauches an ein Anästhesiegerät die auf den Patienten eingestellten Parameter automatisch erkannt und übernommen werden und somit eine höhere Patientensicherheit gewährleistet wird. Im Gegensatz zu logistischen Anwendungen dürfen die Radien, in denen die Funkwellen empfangen werden, nur sehr gering sein. Hintergrund ist, dass eine eindeutige Identifikation bei eng nebeneinander liegenden RFID-Tags zu ermöglichen ist. Zusätzlich muss die EMV-Verträglichkeit gewährleistet sein, um medizinische Geräte nicht zu stören.
Die Einführung von RFID in Krankenhäusern im Blickfeld skeptischer Anwender war das Thema von Professor Torsten Eymann, Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik BWL VII, Rechts- und Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät, Universität Bayreuth. Er stellte vor, warum Innovationen speziell im Gesundheits- bzw. Klinikbereich eher schwierig umzusetzen sind. Im Rahmen einer Dissertation an der Universität Bayreuth konnte festgestellt werden, dass der Erfolgsfaktor bei Projekten dann am höchsten war, wenn die Treiber dahinter aus dem Anwenderumfeld kamen. Projekte von Technologieanbietern wurden hingegen selten weitergeführt oder scheiterten. Ein weiterer wesentlicher Faktor bei der Nutzung neuer Technologien im Gesundheitswesen ist die Akzeptanz durch die dort beschäftigten Mitarbeiter.
Themenblock 2: Innovative Dienstleistungen
Die zentrale Materialversorgung in Krankenhäusern durch trägerübergreifende Logistikzentren wurden von Dr. Norbert Kirmaier, Logistik-Consultant aus München vorgestellt. Trägerübergreifende Logistikzentren können grundsätzlich sehr gut ihre Funktion erfüllen. Wichtigstes Aufgabenfeld ist die Entsorgung. Einsparungseffekte werden durch die zentrale Bereitstellung in Kombination mit der Sterilisierung für mehre Nutzer des Klinikbereichs erreicht. Dies gilt speziell für hochwertige Geräte.
Dr. Gitte Händel vom Betriebswirtschaftlichen Forschungszentrum für Fragen der mittelständischen Wirtschaft e.V. an der Universität Bayreuth (BF/M) stellte vor, wie im Rahmen des Logistikprojekts BayGLog im ZIM-Programm Technologieeinsatz zur Vernetzung der Gesundheitsregion Bayreuth beiträgt. Speziell der Bereich der sektorenübergreifenden Patientenlogistik wurde hervorgehoben. Hauptaugenmerk liegt hier auf die Gewährleistung eines nahtlosen Übergangs an den Schnittstellen. Im gesamten Projekt wird anhand eines Mehrphasenmodells, das systematisch durchlaufen wird, regelmäßig überprüft, ob die Wirtschaftlichkeit und andere Ziele erreichbar sind. Die Ausrichtung wird regelmäßig angepasst.
Ein energieautarkes Geotracking-System zur Lokalisierung und Überwachung von Patienten und medizinischen Produkten wurde von Daniel Lenz, alpha-board GmbH in Berlin, vorgestellt. Um Störungen im Klinikalltag durch Funkwellen zu vermeiden, wird auf den Frequenzbereich des Ultra Wide Bands zurückgegriffen. Zur Berechnung der Echtzeitlokalisation dienen die Zentrallaufzeit oder Winkel in den WLAN Feldern. Größtes Problem ist die Reichweite. Der Trend geht zu hybriden Lokalisationssystemen, um den Patienten möglichst viele Freiräume zu gewährleisten. Das Status-Monitoring ist durch Ausstattung der Patienten mit Sensoren möglich. Die Idee und Zielvorstellung ist, das komplette System energieautark zu machen, d. h. die vorhandene Umgebungsenergie zu nutzen. Diese reicht derzeit bereits aus, um die Nahbereichsübertragung durchzuführen.
Tobias Donaubauer und Dr. Karl Weick von der infsoft GmbH in Großmehring hoben die Wichtigkeit der Navigation von mobilen Objekten in Kliniken hervor. Das in den Krankenhäusern und Kliniken vorhandene WLAN-Netz ist im Normalfall mehr als ausreichend, um eine Navigation und Lokalisation von Personen oder Objekten bis auf drei Meter genau zu ermöglichen. Mittels digitalisierter Karten der Gebäude können z. B. Patienten oder Besucher über ihr Handy oder PDA geführt werden. Das System ist auch interaktiv, d. h. ein Umrouten oder ein Empfangen von neuen „Anweisungen" bzw. Status ist möglich. Die Übertragung erfolgt mittels des normalen Handynetzes. Ein aktives Einloggen in das WLAN-Netz ist nicht erforderlich. Als Anwendungsfeld im Krankenhaus wird u. a. der „Patientenmarathon" gesehen (Patient muss am Tag mehrere Stationen durchlaufen).
Das optimale Krankenhaus aus logistischer Sicht wurde von Frank Wernert, Product Manager / Head of Auto-ID Solutions, Silverstroke GmbH in Ettlingen, beschrieben. Es sind viele Anfragen aus dem Krankenhausbereich bezüglich Projekten zum Einsatz neuer Technologien wie Smart-Objects oder RFID zu verzeichnen, jedoch nur wenige werden durchgeführt bzw. führen zum Erfolg. Die Gründe hierfür wurden in einer Analyse aufgezeigt. Im Vergleich zu logistischen Anwendungen, bei denen es in erster Linie um einen hohen Durchsatz geht, sind die Herausforderungen im medizinischen Bereich anders gelagert. So sind sogenannte wiederkehrende Design Patterns wichtig, um wirtschaftliche Lösungen zu gestalten. Dies kann z. B. durch eine Umlage der Kosten nach dem „Pay-per-Use" Prinzip geschehen. Durch die Durchführung wirtschaftlich erfolgreicher Teilprojekte können auch die schwachen „Use cases" quersubventioniert werden.
Zum Abschluss des ersten Kongresstages wurden im Rahmen eines Empfangs von Professor Volker Weisbach, Chirurgische Klinik, Abt. Transfusionsmedizin an der Universitätsklinik Erlangen, die Optimierung der Identitätssicherung vor der Bluttransfusion mit dem Projekt OPAL vorgestellt.
Die Moderation des zweiten Kongresstages übernahm Dr. Alexander Pflaum, Leiter Zentrum für Intelligente Objekte ZIO, Fraunhofer-Arbeitsgruppe für Supply Chain Services SCS in Nürnberg. Schwerpunktthemen waren „Anwendungen in Mobile Computing & Home-Care" sowie „Patientenpfade & Patientendaten".
Themenblock 3: Anwendungen in Mobile Computing & Home-Care
Dass eine automatische Erkennung und Klassifikation von Körperhaltungen und Aktivitäten möglich ist, wurde von Daniel Tantinger, Abteilung für Bildverarbeitung und Medizintechnik, Fraunhofer IIS in Erlangen, aufgezeigt. Dies geschieht über Sensornetzwerke, die beispielsweise in einer Jacke integriert sind. Der aktuelle Stand der Technik sind Single-Source Systeme, d. h. nur noch ein Sensor, der über wissensbasierte Methoden und Algorithmen bestimmte Bewegungen erkennen kann. Eine komplizierte Verdrahtung bzw. Anlegen mehrerer Sensoren entfällt somit. Die derzeit erzielbaren Erkennungsraten sind mit denen von Multisensorsystemen vergleichbar. Zukünftige Anwendungsbereiche könnten z. B. in Reha-Maßnahmen oder der Telemedizin liegen.
Dr. Johann Krocza, Entwicklungsleiter bei der knowledgepark AG in Wien, präsentierte ein integriertes Vitaldaten-Monitoring und personalisiertes Fitness-Coaching im Rahmen des Mountainbiking. Neue Innovationen und technische Lösungen werden häufig zuerst im Profisport gestestet, da hier neben dem Willen zum Erfolg auch grundsätzlich eine große Testbereitschaft besteht. Der Transfer in den Alltagsgebrauch gestaltet sich dann relativ einfach, da sich Endgeräte und Technik nicht großartig unterscheiden. Wichtig ist vor allem, dass die eingesetzten Geräte möglichst klein und leicht sind. Dies bedingt wiederum eine hohe Energieeffizienz, da große Akkus mehr Gewicht bedeuten.
Das Thema „Smart RFID Tag mit Linearskalenfunktionalität für Befindlichkeitsabfragen im Rahmen von Patienten-Heimmonitoring und AAL-Anwendungen" war Inhalt des Beitrages von Gernot Schmid, Projektleiter EMC & Optics, Seibersdorf Labor GmbH aus Österreich. Er stellte die Teilergebnisses eines großen Kooperationsprojektes zur Datenerfassung auf Patientenseite vor. Hierbei erfassen Patienten selbst Parameter wie z. B. Blutdruck, Blutzucker oder Medikamenteneinnahme. Die erfassten Daten lassen Rückschlüsse auf die Befindlichkeit des Patienten zu. Welche Anforderungen stellen sich an das Gerät zur Datenerfassung? Es sollte zuverlässig und unkompliziert funktionieren sowie abhörsicher sein, um den Datenschutz zu gewährleisten. Hier kommt nun die 13,56 Mhz RFID/NFC (Near Field Communication) zum Einsatz. NFC ermöglicht eine einfache Verknüpfung elektronischer und nicht-elektronischer Daten durch ein für Jedermann zugängliches Lesegerät (Mobiltelefon). Die Bedienung erfolgt intuitiv durch einfaches „in-die-Nähe-bringen" der Geräte, die User-Identifikation kann z. B. über die Gesundheitskarte (eCard) erfolgen.
Interessante Anwendungen zur Erfassung von Bewegungen im Raum mit einer SensFloor-Fußmatte als Smart Textile für den Health-Care-Bereich wurden von Christl Lauterbach, Managing Director, Future-Shape GmbH in Höhenkirchen-Siegertsbrunn, aufgezeigt. Bei der Entwicklung war das Hauptproblem das Clustern von aktivierten Sensoren, um ein eindeutiges Bewegungsmuster zu erkennen. Die Sensoren sind dafür in einer zwei cm dicken Trittschalldämmung, die unter dem Teppichboden verlegt wird, integriert. Die Stromversorgung erfolgt nur an einer Stelle mit neun Volt. Die Technologie ist auch für geflieste Böden, z. B. im Badezimmer, anwendbar. Hier werden die Sensoren dann auf eine metallisch galvanisierte Glasfaser aufgebracht und unter den Fliesen verklebt. Hierfür existiert derzeit ein Projekt mit der BASF. Anwendungsbereiche für Sensfloor sind beispielsweise intelligente Raumüberwachung oder intelligente Türöffnungs- bzw. Schließfunktion in Supermärkten und Einkaufszentren.
Im Gesundheitswesen findet das System Anwendung im Bereich der Verhütung (z. B. automatisches Einschalten von Licht) und Entdeckung von Stürzen (automatisches Absetzen von Notrufen, wenn Patient sich längere Zeit nicht mehr bewegt hat).
Der Fitnessbegleiter - ein Projekt im Forschungsverbund „Fit for Age" - als persönliches Trainings-Assistenzsystem für Senioren wurde von Martin Rulsch, Abteilung für Bildverarbeitung und Medizintechnik, Fraunhofer IIS in Erlangen vorgestellt. Er dient zur Erhaltung der Mobilität älter werdender Menschen. Im System werden Bewegung und Atmung erfasst und bei der Ausführung motorischer Bewegungen unterstützt. Zudem bietet es Trainingsmöglichkeiten unter Anleitung.
Themenblock 4: Patientenpfade & Patientendaten
Norbert Leifeld, Consultant Imaging & IT Division bei der Siemens AG in Sankt Wolfgang, erläuterte anhand des Projekts OLog-Pat die Chancen und Nutzen des Einsatzes von Mobile Computing in Verbindung mit Krankenhausinformations-Systemen. In der Sozialstiftung Bamberg, in der der das Forschungsprojekt OLOGPat derzeit durchgeführt wird, sind zum Teil erhebliche Unterschiede bei der Terminierung in den einzelnen Abteilungen feststellbar. Während die eine Abteilung alle Patienten zeitgleich auf 8:00 Uhr terminiert und dann nacheinander abarbeitet, plant die die andere im Halbstunden-Rhythmus, ohne auf die Dauer einzelner Untersuchungen einzugehen. Hier setzt das Forschungsprojekt u. a. an. Ziel ist eine gezielte Steuerung und Koordination der Patientenströme und somit eine höhere Effektivität des Krankenhauses, aber auch eine Erhöhung der Zufriedenheit von Patienten und Personal.
Die Wichtigkeit der Erkennung und die Möglichkeit der Nachvollziehbarkeit von Ausbreitungsmustern nosokomialer Infektionen wurden von Christoph Höser, Institut für Hygiene und Öffentliche Gesundheit, Arbeitsgruppe Medizinische Geographie & Public Health an der Universität Bonn, hervorgehoben. Problemstellung war die Ausbreitung von Infektionen im Krankenhaus. Eindämmungsmaßnahmen könnten durch eine Wegeverfolgung des Verbreiters getroffen werden. Hierbei müssten Personen getrackt werden, ein Bewegungsprofil erstellt und gewisse Zeit gespeichert werden, um nachvollziehen zu können, wo der infektiöse Patient sich überall aufgehalten hat, welche Bereiche kontaminiert wurden und wer sich eventuell angesteckt haben könnte. Während in den USA solche Verfolgungssysteme bereits eingesetzt werden, ist dies in Deutschland aufgrund der geltenden Datenschutzregelungen nicht möglich.
Die Mikromobilität von Patientendaten mit mobilen IT-Arbeitsplatzlösungen als Rundum-Sorglos-Paket wurde von Dr. Stefan Beckmann, März EMCC GmbH in Essen, vorgestellt. Die modular aufgebaute Arbeitsplatzlösung für den Krankenhausbetrieb besteht aus Dienstleistungen und Produkten, die individuell für den Einsatz angepasst oder zusammengestellt werden können. Durch „Easy Mobility" sind die digitalen Patientendaten überall dort verfügbar, wo sie benötigt werden. Durch den so entstandenen Wegfall von Such- und Wegezeiten ergibt sich eine enorme Zeitersparnis.
Wichtig ist hier eine optimale IT-Infrastruktur (W-LAN), die eine reibungslose Datenübertragung und Netzabdeckung in allen Räumen gewährleistet. Die mobilen Geräte sollten in der Ausstattung flexibel und dem jeweiligen Prozess angepasst sein.
Eine permanente Verbesserung und Anpassung ist ebenso sinnvoll wie notwendig, da kleinste Fehler dazu führen können, dass die vorhandene Infrastruktur nicht mehr genutzt wird.
Barbara Franz, Wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Fakultät für Informatik, Kommunikation und Medien, FH Oberösterreich, Hagenberg in Österreich zeigte die Vorteile des Austauschs von pflegerelevanten Daten zwischen häuslicher Pflege und Gesundheitseinrichtung mit dem Projekt e-Care auf.
Häufig funktioniert dieser Austausch nicht reibungslos, da viele Partner beteiligt sind und die Koordination der Schnittstellen hakt. Es mangelt an Vernetzung, zudem liegen die meisten Informationen schriftlich vor, was einen stark papiergestützen Workflow bedingt.
Bei einer Einweisung in ein Krankenhaus ist der betreuende mobile Dienst nur punktuell vor Ort, um ein Pflegebegleitschreiben zu erstellen bzw. mitzugeben. Dies führt dazu, dass in den meisten Fällen die relevanten Daten im Krankenhaus nicht an der richtigen Stelle ankommen und neu erfasst werden müssen. Durch das Projekt e-Care wird ein gemeinsamer Datenpool geschaffen, auf den beide Seiten Zugriff haben. So ist jederzeit ersichtlich, wo sich der Patient befindet und die relevanten Daten können abgerufen werden. Das Pflegebegleitschreiben in Papierform wurde durch Pflegetransferdaten ersetzt. Zu beachten ist, dass aus datenschutzrechtlichen Gründen der Patient im Vorfeld eine Einverständniserklärung unterschreiben muss. Da viele Personen aus dem Pflegebereich bislang noch nicht mit derartigen Systemen gearbeitet hatten, wurde gemeinsam mit diesen die Bedienerfreundlichkeit entwickelt. Wichtig ist die Akzeptanz und damit das Einsetzen der entwickelten Lösungen im Alltag. Dies wurde erreicht durch Information, Schulung und gemeinsame Entwicklung mit den Nutzern/Pflegekräften. Sämtliche Verbesserungsvorschläge wurden dokumentiert und dienten zur weiteren Optimierung.
Das österreichische Pilotprojekt läuft noch bis Ende Oktober - erst dann lässt sich abschließend sagen, ob das System sich wirklich in der Praxis bewähren kann.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass sich innovative AutoID-Technologien wie RFID und Sensornetzwerke in der Logistik als effiziente Verfahren zur Identifizierung und Lokalisierung von Gütern etabliert haben. Wegen der hohen Anforderungen an Qualität, Hygiene und Effizienz bieten sie aber auch im Gesundheitswesen viele Potenziale. Reibungslose Abläufe bei Beschaffung, Lagerwirtschaft, Transport und Patientenversorgung können entscheidend dazu beitragen, Behandlungen zu verbessern und die Kosten im Klinikbetrieb zu reduzieren.
Ansprechpartner
Frank Hoppe
