Problem
Durch den Zeitdruck, welchem Ärzte täglich ausgesetzt sind, bleibt immer weniger Zeit für Patienten. Diese werden zwangsweise wie Objekte oder Waren abgefertigt, welche schnell behandelt und entlassen werden müssen – um profitabel zu bleiben. DocType macht es sich zur Mission, dieses Konstrukt zu sprengen. Durch Zeitersparnis bei der Dokumentation steht Ärzten diese gewonnene Zeit wieder für Patienten zur Verfügung.
Dadurch wird die Beziehung zwischen Arzt und Patient verbessert und Vertrauen generiert. Eine Nebenerscheinung der Zeitersparnis sind entspanntere Ärzte, da diesen der Druck genommen wird, sich für tägliche Aufgaben zu hetzen. Daraus resultieren weniger Behandlungsfehler. Diese Thematik wird in der unten beigefügten Forschungsarbeit näher beleuchtet.
Lösung
Ärzte verbringen täglich sechs ihrer neun Stunden Arbeitszeit im Krankenhaus damit, Patientenakten zu pflegen und zu dokumentieren.
Mit DocType können bis zu 82 % dieser Zeit für eine Dokumentation, während der Patientenvisite, eingespart werden. Durch eine Tablet Applikation hat der Arzt jederzeit Zugriff auf alle Daten seiner Patienten. Das Alleinstellungsmerkmal von DocType stellt allerdings die künstliche Intelligenz dar. Diese reagiert auf die Stimme des Arztes und setzt das von ihm Gesprochene direkt in ärztliche Anordnungen um. Hierbei kann der Arzt seinen gewohnten Sprachgebrauch gegenüber dem Patienten
beibehalten, ohne medizinisch korrekte Begriffe nutzen zu müssen. Das System ermittelt daraus, anhand der bereits bestehenden Maßnahmen am Patienten und vergangener Fälle der Diagnose, die passende Anordnung. Der Arzt muss diese nur noch bestätigen, bevor sie in das System übernommen werden. Dadurch behält der Arzt die volle Behandlungskontrolle. Implementiert sind diverse Identifikationsmechanismen, wie beispielsweise eine Sprecher- und Gesichtswiedererkennung. Dadurch wird initial und intervallweise die Identität des Arztes bestätigt. Die Daten der Patienten sind für Unbefugte so nicht einsehbar.
Benefits
Es gibt vier sehr gute Gründe DocType einzusetzen.
Aufwandsreduzierung der
Dokumentationspflicht
Steigerung der
Patientenbeziehung
Weniger Zeitdruck führt
zu weniger Fehlern
Alle Patientendaten immer
leicht einsehbar
Aktuelle Situation
Krankenhausinformationssysteme (KIS) existieren bereits. Selbst eine bloße Patientenverwaltung über Papier wird bereits als ein solches tituliert.
Mittlerweile treibt es immer mehr namenhafte Unternehmen in diesen Bereich um digitale Lösungen zu entwickeln.
Jedoch prangert Prof. Dr. med. Kiesslich, ärztlicher Direktor und Chefarzt in den Helios Dr. Horst Schmidt Kliniken Wiesbaden die Usability dieser Systeme an.
Es werden analoge Papierformulare einfach 1:1 in eine digitale Form gepresst.
Mitarbeiter und Ärzte müssen erst Seminare besuchen, um überhaupt das Grundprinzip des Systems zu verstehen.
An diesem Punkt setzt DocType an. Durch eine gezielte Alltagsanalyse von Ärzten während der Recherche wird mit DocType ein System geschaffen, welches Hand in Hand mit dem Arbeitsalltag dieser geht. Der Arzt kann seine bekannten Routinen weiter ausführen und muss lediglich ein Tablet mit sich führen – anstelle von ständig wechselnden Patientenakten.
DocType ist somit im Gegensatz zu Konkurrenzprodukten nutzerorientiert, übersichtlich, einfach, adaptierend.
Alleinstellungsmerkmale
DocType bietet drei Aspekte, welche für Ärzte besonders im Vordergrund stehen
und sich von allen Konkurrenzprodukten vollkommen unterscheiden.
und sich von allen Konkurrenzprodukten vollkommen unterscheiden.
natürlich
Durch NLU einfach und direkt
am Patienten dokumentieren.
lernfähig
Permanente Anpassung an das
Verhalten der Ärzte im Alltag.
offline
Lokale Lösungen sichern die
Daten der Patienten maximal ab.
Kurzkonzept
Der Assistenzarzt Ben Schuster beginnt seine Schicht im Krankenhaus. Er betritt das Arztzimmer, zieht sich um und stellt sich vor einen Metallkasten – den Tablet-Hub. Durch sein Gesicht und einen vorhandenen Puls erkennt der Hub, dass es sich um Ben handelt. Es öffnet sich eine Klappe und er entnimmt das vollständig geladene Tablet. Die darauf installierte Applikation begrüßt ihn mit seinem Namen. Er weiß, das Tablet gehört nun ihm. Angezeigt bekommt Ben nun eine Liste seiner Patienten, bei welchen er im Laufe des Vormittags eine Visite durchführt. Auf dem Weg zum ersten Patienten sieht er sich die vergangenen Vitalparameter wie Puls, Blutdruck und Temperatur sowie das in seiner Abwesenheit erstellte EKG des Patienten an. Er betritt das Patientenzimmer, hält sein Tablet kurz an das Namensschild des Patienten und beginnt die Visite. Er redet mit dem Patienten über sein Wohlbefinden, ordnet eine CT Untersuchung des Kopfes an und erhöht die Dosis der Schmerzmittel. Ben tippt zweimal auf sein Tablet, wünscht dem Patienten alles Gute und verlässt das Patientenzimmer.
Normalerweise muss Ben für das CT und die Medikamente nun diverse Formulare ausfüllen, dokumentieren, Anrufe tätigen und Termine planen. DocType übernimmt all das für den Arzt. Durch seine Unterhaltung mit dem Patienten hat das System die Anordnungen bereits verstanden und interpretiert. Auf Basis vergangener Fälle und aktueller Medikation für den Patienten hat DocType dem Arzt die empfohlene Dosierung des Schmerzmittels vorgeschlagen und einen Termin in der Radiologie geblockt. Ben muss diese Vorschläge nur noch bestätigen und absenden. Ist er mit einem Vorschlag nicht völlig einverstanden, gibt das System ihm die Möglichkeit Anpassungen zu treffen und für das nächste Mal daraus zu lernen. Durch den täglichen Gebrauch wächst die Datenbank von DocType stetig und trifft jeden Tag präzisiere Angaben, bei beispielsweise der Einführung eines neuen Medikaments. Durch den vollständigen Einsatz von Offline-Lösungen sind die Patientendaten nur innerhalb eines gesicherten WLANs zu erreichen. Dadurch sind diese bestmöglich gegen Hackerangriff von außerhalb des Krankenhauses geschützt.
Für mehr Informationen wird auf die allgemeine
Konzeptbeschreibung in der Bachelorarbeit verwiesen.
Bachelorarbeit
Produktvideo
Komponenten
Alle Komponenten im Überblick
Hauptkomponenten im Detail
Tablet-Hub
Tablet
NFC Namensschilder
Server
Applikation
Die Tablet-Hubs (TUB) sind massive Metallkästen, welche in den Ärztezimmern der Krankenhäuser zu finden sind. Sie dienen der Lagerung und verifizierten Ausgabe der Tablets sowie dessen Ladeprozess. Durch einen an der Oberseite verbauten LED-Ring ist durch eine rote, beziehungsweise grüne Farbe direkt erkennbar, ob sich mindestens ein aufgeladenes Tablet im TUB befindet.
Durch einen Bewegungssensor an der Vorderseite wird überprüft, ob eine Bewegung stattfindet. Ist dies der Fall aktiviert sich die Kamera in der Mitte des LED-Rings und versucht ein Gesicht zu erkennen. Wird ein Gesicht erkannt, gehen die Informationen an den Server, welcher das Gesicht als einen Arzt des Hauses identifiziert. Ist das Gesicht ein Arzt öffnet sich eine Klappe und der Arzt kann das Tablet entnehmen. Er wird von der Applikation mit seinem Namen begrüßt und kann mit seiner Schicht beginnen.
Da jeder Arzt seine Schicht dort beendet, wo sie begonnen hat, steht immer mindestens der eigene Slot im TUB zur Rückgabe zur Verfügung. Endet die Schicht eines Arztes, begibt er sich erneut in das Ärztezimmer und stellt sich vor den TUB. Es öffnet sich, nach dem beschriebenen Identifikationsverfahren, ein leeres Fach, in welches er das Tablet einschiebt. Durch das Schließen des Fachs wird das Tablet anhand der MAC Adresse von ihm abgemeldet und für den nächsten Einsatz geladen.
Das „Holen und Zurückgeben“ von Tablets spiegelt das mentale Modell der Ärzte wider, in welchem Akten geholt, abgearbeitet und zurückgelegt werden. Dies geschieht durch das Konzept jedoch nur einmal am Tag.
Die Rückgabe des Tablets unterstreicht somit das Ende der Schicht für den Arzt.
Das Tablet dient dem Arzt zur Sichtkontrolle der durch die KI getroffenen Entscheidungen. Der Arzt behält durch den Einsatz des Tablets die volle Kontrolle und wird somit dem System nicht untergeordnet. Durch seine kompakte Form (8 Zoll = ca. 20 cm) passt das Tablet in jede Kitteltasche. Trägt der Arzt keinen Kittel, kann es weiterhin problemlos in kleinere Hosenbodentaschen gesteckt werden. Das Tablet verfügt für die Sprach- und Sprechererkennung über ein Mikrofon. Ein Lautsprecher ist nicht nötig, da keine auditiven Signale abgegeben werden. Das Feedback durch die Applikation findet lediglich visuell über den Bildschirm statt.
Dadurch entfallen ebenso die Lautstärketasten. Lediglich eine Powertaste wird beibehalten um dem Arzt das aus- und einschalten des Bildschirmes zu ermöglichen. Da zu keiner Zeit die Applikation geschlossen wird, ist zudem kein „Home-Button“ vorhanden. Um eine Verbindung mit dem Ökosystem des Systems herzustellen befindet sich ein gängiger WLAN Chip im Inneren. Die Verbindungsdaten des Krankenhauses werden bereits vor Auslieferung auf jedem Tablet über eine eigene Firmware eingetragen. Somit ist das Tablet bei Lieferung direkt einsetzbar und muss nicht manuell durch das Krankenhaus konfiguriert werden.
Die NFC Namensschilder dienen zur eindeutigen Identifikation eines Patienten während der Visite. Patienten befinden sich in festen Patientenbetten. Findet ein Bettenwechsel statt, wird auch das Namensschild mitgewechselt. Dies ist ein Vorgang, welcher bereits etabliert ist. Den Zusatz, welche die NFC Tags bieten, besteht darin, dass der Arzt, über das bereits erwähnte Tablet den Patienten direkt aufrufen kann. Er hält das Tablet kurz an das Namensschild und die Patientendaten werden ihm angezeigt – ein Suchen der Akte ist somit nicht mehr nötig. Das Scannen der Namensschilder teilt der Applikation zudem mit, dass gerade eine Visite
stattfindet. Es existiert kein weiteres Szenario, in welchem der NFC Tag gescannt werden sollte. Daher bedeutet jeder Scan eine aktive Visite. Durch die geringe Distanz (ca. 10 cm) ist ein unbeabsichtigtes Scannen ausgeschlossen. Hinterlegt ist auf den Tags lediglich die Identifikationsnummer des Patienten. Scannt eine Dritte Person, welche nicht dem Ärzte- oder Pflegestand angehört, den Tag sieht diese lediglich eine Zahl. Ein Zugriff auf die Daten des Patienten ist ohne aktive Verbindung mit dem DocType Netzwerk und die Nutzung der entsprechenden Applikation nicht möglich.
Der Server ist die Schaltzentrale des Systems. An dieser Stelle laufen alle Fäden zusammen, werden ausgewertet oder zurückgegeben. Hier liegen in einem RAID10 System alle Patienten- und Mitarbeiterdaten. Gleichzeitig lagern hier die Stimm- und Gesichtsprofile der Ärzte, welche zur Identifikation nötig sind. Neben diesen Daten laufen auf ihn diverse Skripte, welche den Einsatz von DocType ermöglichen.
Hierzu zählen unter anderem die offline Gesichts- und Sprechererkennung, sowie die Umwandlung des Gesprochenen in korrekte Fachtermini – die Künstliche Intelligenz. Über einen MQTT Broker, dem Nachrichtenverteiler, werden bestimmte Prozesse in die Wege geleitet sowie deren Ergebnisse an die Applikation und Datenbank gesendet.
Die Applikation im Ökosystem DocType ist das Sprachrohr zwischen der Server- und der Clientseite – dem Arzt. Zum einen nutzt sie die Komponenten des Tablets, wie beispielsweise das Mikrofon, um so das Gesprochene Wort selbst zu analysieren, beziehungsweise an den Server weiterzuleiten. Erhält die Applikation eine Antwort des Servers, werden diese entsprechend aufbereitet und dem Arzt in einer leserlichen, aber medizinisch korrekten Form angezeigt. Dieser kann nun die einzelnen Anordnungen bestätigten, modifizieren oder löschen.
Neben den Anordnungen hat der Arzt jederzeit die Möglichkeit, während und außerhalb einer Visite, die Daten und Diagnosebefunde eines Patienten einzusehen und so die weitere Behandlung für den Patienten zu planen.
Prototyp
Der Prototyp besteht aus der Android Tablet Applikation, der prototypischen Umsetzung des Servers sowie die Umsetzung des gesamten Verbindungskonzepts aller Komponenten. Für die Android Applikation wurden alle gezeigten Screens umgesetzt und mit ihren entsprechenden Funktionen ausgestattet. Entgegen des Konzept wird der NFC Tag mit einem externen Smartphone gelesen. Dies ist notwendig, da aktuelle Tablets in der geforderten Größe auf dem Markt über keine Möglichkeit verfügen NFC Tags zu lesen. Mit dem Prototyp ist es möglich Patienten anhand der NFC Tags zu unterscheiden und eine Visite zu starten, initial den Arzt anhand seiner Stimme zu erkennen, Anordnungen anhand des Gesprochenen zu interpretieren und diese während der Visite anzuzeigen.
Zudem existiert die Möglichkeit Anordnungen während der Visite zu löschen und über einen Slider zur Bestätigung, nach abhaken aller Anordnungen, abzuschicken. Die Visite ist damit beendet. Ein Raspberry Pi 3 repräsentiert den Server. Hier liegt der MQTT Broker, die Datenbank und alle Skripte, welche zu einer Identifizierung einer Person oder des Gesagten notwendig sind. Der Fokus des Prototyps liegt im Test des Verbindungskonzepts und der Usability. Da Ärzten die Arbeit erleichtert werden soll, muss alles reibungslos übermittelt und verarbeitet werden. Zudem müssen eine leichte Handhabung und Umgang mit der Applikation stattfinden. Dies wird mit dem Prototyp überprüft.