Der Mensch im Fokus der Gesundheitsversorgung:
Was können assistierende
Gesundheitstechnologien dazu beitragen?
Reinhold Haux
Peter L. Reichertz Institut für Medizinische Informatik
d TU B
der
Braunschweig
h i und
dd
der M
Med.
d H
Hochschule
h h l H
Hannover
eHEALTH 2010, Wien, 6. Mai 2010
Der Mensch im Fokus der Gesundheitsversorgung:
Was können assistierende
Gesundheitstechnologien dazu beitragen?
Reinhold Haux
M hi Gi
Matthias
Gietzelt,
l Nil
Nils H
Hellrung,
ll
W
Wolfram
lf
L
Ludwig,
d i Mi
Michael
h lM
Marschollek,
h ll k S
Stefan
f R
Rust,
Mareike Schulze, Bianying Song, Tobias von Bargen, Klaus-Hendrik-Wolf
Peter L. Reichertz Institut für Medizinische Informatik
d TU B
der
Braunschweig
h i und
dd
der M
Med.
d H
Hochschule
h h l H
Hannover
sowie zahlreiche weitere ‘GAL‘-Beiteiligte
eHEALTH 2010, Wien, 6. Mai 2010
Gliederung
•
•
•
•
Gesundheitsversorgung und Gesellschaft im Wandel: ‘Bilder‘
W sind
Was
i d assistierende
i ti
d G
Gesundheitstechnologien
dh it t h l i (AGT)?
AGT-Beiträge zur Gesundheitsversorgung
– ... am Beispiel ‘GAL‘
GAL ...
– ... und allgemein
Schlussbemerkungen
Gliederung
•
•
•
•
•
•
IMIA
PLRI
Gesundheitsversorgung und Gesellschaft im Wandel: ‘Bilder‘
W sind
Was
i d assistierende
i ti
d G
Gesundheitstechnologien
dh it t h l i (AGT)?
AGT-Beiträge zur Gesundheitsversorgung
– ... am Beispiel ‘GAL‘
GAL ...
– ... und allgemein
Schlussbemerkungen
IMIA – International Medical Informatics Association
•
objectives:
–
–
–
–
promotion of informatics in healthcare and biomedical research
advancement of international cooperation
stimulation of research
research, development and education
dissemination and exchange of information
IMIA – International Medical Informatics Association
•
objectives:
–
–
–
–
•
promotion of informatics in healthcare and biomedical research
advancement of international cooperation
stimulation of research
research, development and education
dissemination and exchange of information
in 1967: initial founding twelve nations
IMIA – International Medical Informatics Association
•
objectives:
–
–
–
–
•
•
promotion of informatics in healthcare and biomedical research
advancement of international cooperation
stimulation of research
research, development and education
dissemination and exchange of information
in 1967: initial founding twelve nations
today:
– IMIA is a worldwide network of
Member Societies, Academic Institutions, …
– IMIA’s member societies represent over 50 000 individuals in all
continents
– IMIA is NGO of WHO
IMIA – International Medical Informatics Association
•
–
–
–
–
•
•
in 1967: initial founding twelve nations
today:
– IMIA is a worldwide network of
Member Societies, Academic Institutions, …
– IMIA’s member societies represent over 50 000 individuals in all
continents
– IMIA is NGO of WHO
PLRI – Peter L. Reichertz Institut für Med. Informatik
1974
Gründung des
Instituts für
Medizinische
Informatik an
der MHH
Prof. Pretschner
1938 - 2007
Prof. Reichertz
1930 - 1987
1969
Berufung von Prof.
P.L. Reichertz an
die MHH
(A fb d
(Aufbau
des MSH)
1997
Wechsel von Prof.
D.P. Pretschner an
2007
die TU
Gründung des
Braunschweig
PLRI
1986
Berufung von
Prof. D.P.
Pretschner an
Univ.
Hildesheim
1975-1988
Nebenfach
Medizin an der
TU Braunschweig
u.a. über
Lehrauftrag an
Prof. Reichertz
1996
Gründung des
Instituts für
Medizinische
Informatik an
der TU
Braunschweig
2004
Emeritierung
Prof. D.P.
Pretschner
PLRI – Peter L. Reichertz Institut für Med. Informatik
PLRI
Standort TU Braunschweig
Standort MH Hannover
Assistierende Gesundheitstechnologien
eLearning in der Medizin und Zahnmedizin
Informationsmanagement
g
und Informationssysteme
y
für das Gesundheitswesen
Verarbeitung und Visualisierung
medizinischer Daten
≥ 25 Mitarbeiter
3 Professoren
Gesundheitsvers. & Gesellschaft im Wandel: ‘Bilder‘
Medizin
„Während die christliche Barmherzigkeit das Grundmotiv des
europäischen Hospitals von der Spätantike bis um 1800 darstellte,
darstellte
kam seit dem 19. Jahrhundert die naturwissenschaftlich geprägte
Medizin als Leitprinzip hinzu. Seit dem Ende des 20. Jahrhunderts
scheinen indessen Wirtschaftlichkeit und Nützlichkeitsdenken jene
beiden traditionellen Orientierungspunkte mehr und mehr in den
Hintergrund zu drängen.“
Prof. Axel W. Bauer, http://www.uniheidelberg.de/institute/fak5/igm/g47/bauerwi16.htm
Gesundheitsvers. & Gesellschaft im Wandel: ‘Bilder‘
Technik – Informatik
vor 50 Jahren
vor 40 Jahren
vor 30 Jahren
vor 20 Jahren
vor 10 Jahren
heute
Transistorradio
Videorecorder
Personal Computer
Mobiltelefon
USB Stick
USB-Stick
‘ubiqutous computing‘
Vortrag Prof. Ebeling, Carl Friedrich Gauß-Kolloquium 2010
Gesundheitsvers. & Gesellschaft im Wandel: ‘Bilder‘
Altersquotient weltweit (Vortrag Wien 2008)
= Personen im Alter 15-64
= Personen über 65
Quelle: Vereinte Nationen
Gesundheitsvers. & Gesellschaft im Wandel: ‘Bilder‘
Architekturparadigmen
Was sind AGT?
• Unter assistierenden Gesundheitstechnologien (AGT) wollen wir
I f
Informatik-Werkzeuge
tik W k
verstehen,
t h
welche
l h einen
i
B
Beitrag
it
zur
Lebensqualität oder zur Versorgungseffizienz leisten.
• Eigentlich interessieren uns ‚neue‘ AGT.
• AGT verarbeiten systematisch Daten, Informationen und Wissen
über den Gesundheitszustand eines Individuums, um ihn zu erhalten
oder zu verbessern.
verbessern
Was sind AGT?
• Unter assistierenden Gesundheitstechnologien (AGT) wollen wir
I f
Informatik-Werkzeuge
tik W k
verstehen,
t h
welche
l h einen
i
B
Beitrag
it
zur
Lebensqualität oder zur Versorgungseffizienz leisten.
• Eigentlich interessieren uns ‚neue‘ AGT.
• AGT verarbeiten systematisch Daten, Informationen und Wissen
über den Gesundheitszustand eines Individuums, um ihn zu erhalten
oder zu verbessern.
verbessern
• Gegenstand:
D M
Der
Mensch
h (t
(typischerweise
i h
i mit
it zukünftigem
kü fti
F
Funktionsdefizit)
kti
d fi it) iin
seiner Lebensumgebung.
• Ziel:
Erhöhung der individuellen Lebensqualität
(bei verbesserter Versorgungseffizienz) durch Anwendung neuer
Assistierender Gesundheitstechnologien.
g
Was sind AGT?
Nutzung:
- zum Messen
M
von
- physikalischen Parametern (Gewicht, Position, Beschleunigung, ...)
- physiologischen Parametern (Atemfrequenz, Hautwiderstand, Blutdruck,
EKG ...))
EKG,
- biochemischen Parametern (Blutsauerstoff, ...)
Was sind AGT?
Nutzung:
- zum Messen
M
von
-
- physikalischen Parametern (Gewicht, Position, Beschleunigung, ...)
- physiologischen Parametern (Atemfrequenz, Hautwiderstand, Blutdruck,
EKG ...))
EKG,
- biochemischen Parametern (Blutsauerstoff, ...)
Art der Messung
- extern (im Raum)
- am Körper getragen
- immersiv
- implantiert
Was sind AGT?
Nutzung:
- zum Messen
M
von
-
- physikalischen Parametern (Gewicht, Position, Beschleunigung, ...)
- physiologischen Parametern (Atemfrequenz, Hautwiderstand, Blutdruck,
EKG ...))
EKG,
- biochemischen Parametern (Blutsauerstoff, ...)
Art der Messung
- extern (im Raum)
- am Körper getragen
- immersiv
- implantiert
Krankheiten:
- Herz-/Kreislauferkrankungen, Pulmonologie, Endokrinologie,
Gastroenterologie, Psychiatrie, ...
- Geriatrie
- der gesunde (ältere) Mensch
AGT-Beiträge zur Gesundheitsversorgung
•
zunächst: am Beispiel von GAL
Der Niedersächsische Forschungsverbund
Gestaltung altersgerechter Lebenswelten (GAL)
Informations- und Kommunikationstechnik zur
Gewinnung
g und Aufrechterhaltung
g von Lebensqualität,
q
,
Gesundheit und Selbstbestimmung in der zweiten Lebenshälfte
Forschungsverbund GAL: Projektziel und Ansatz
•
Ziel: Lebensqualität in der alternden Gesellschaft
– Selbständigkeit in den "eigenen vier Wänden“
– Entwicklung von Assistenzsystemen für ältere Menschen, Angehörige
und Betreuungspersonen
– Identifikation von Gefährdungen
– Unterstützung der Versorgungsstrukturen
•
Ansatz: Interdisziplinäre Forschung
– Synergie von Geriatrie, Gerontologie, Informatik, Ingenieurwissenschaften Medizin,
wissenschaften,
Medizin Pflegewissenschaften und
Rehabilitationspädagogik
– Erhebung der Bedarfe und Ressourcen
– Entwicklung,
E t i kl
E
Evaluation
l ti und
dB
Bewertung
t
exemplarischer
l i h A
Assistenzsysteme
i t
t
Struktur
Szenario 1: Persönlicher Aktivitäts- und
Haushaltsassistent
•
Assistenzsystem für die alltägliche
Aktivitäten- und Haushaltsplanung
Aktivitäten
•
Ziele:
–
–
–
–
•
Selbständigkeit in den eigenen vier Wänden
Sicherheit und Komfort
Verwaltung täglicher Aufgaben
Ak
Akzeptanz
t
und
d Vertrautheit
V t th it mitit Technik
T h ik schaffen
h ff
Ansatz:
–
–
–
–
Erhebung des Bedarfs an Unterstützungsfunktion
Monitoring von Ereignissen und Aktivitäten im Haushalt
Situationsbestimmung über Sensorik (akustisch, Ultraschall, Hausgeräte, ...)
Akustische und sprachliche Kommunikation mit dem Anwender
Szenario 2: Monitoring im Präventionsund Rehabilitationssport
•
•
•
Monitoring relevanter Vitalparameter:
Patienten mit chronisch obstruktiver
Lungenerkrankung Ruhe / Belastung
COPD-Prävalenz im Großraum Hannover:
9,3%
,
der über 40-Jährigen
g
Ziele:
–
–
–
–
•
Compliance erhöhen
K
Kontrollierte
lli
T
Trainingstherapie
i i
h
i
Warnung vor Auftreten lebensbedrohlicher Notfälle
Telemedizinische, mobile Erfassung
Ansatz:
– Sauerstoffsättigung und Partialdruck, EKG, Atemfrequenz, Blutdruck,
A t und
Art
d IIntensität
t
ität der
d körperlichen
kö
li h Akti
Aktivität
ität (Body
(B d Area
A
Network
N t
k
mit z.T. neu zu entwickelnden Sensoren),
– Interpretation durch Entscheidungsunterstützungssystem
– Dokumentation der Ergebnisse in persönlicher EGA
Szenario 3: Sensorgestützte Aktivitätsbestimmung
•
Umfassende, automatische und kontinuierliche
g der Aktivitäten in der Wohnung
g
Erfassung
•
Ziele:
– Identifikation langfristiger Verhaltensänderungen
– Warnung vor akuten Gefährdungen
– Unterstützung der Älteren selbst, der
Angehörigen und der Betreuungspersonen
– Individuelle Anpassbarkeit der
Informationsweitergabe
•
Ansatz:
–
–
–
–
Sensorintegration, Klassifikation, Trendanalyse
Ohne explizite Interaktion mit dem Bewohner
N t
Nutzer-adaptierte
d ti t P
Präsentation
ä
t ti d
der aggregierten
i t D
Daten
t
Abbildung der erfassten Aktivitäten auf Klassifikationssysteme wie
ADL/IADL
Szenario 4: Sensorbasierte
Sturzprävention und -erkennung
erkennung
•
Autom. Erkennung von Sturz und Sturzgefährdung
•
Ziele:
– technisch stabile Erkennung von Sturzereignissen
ohne man
manuelle
elle Interaktion d
durch
rch älteren Menschen
– Beurteilung der Sturzgefährdung als Basis für
präventive Intervention und als Ergänzung
geriatrischer
i ti h A
Assessment-Tests
tT t
•
Ansatz
– Beschleunigungssensor und optische Verfahren
– Analyse technisch messbarer Parameter für kontinuierliche Beurteilung
der Sturzgefährdung in der häuslichen Umgebung
Querschnittsthema 1: Technische Plattform
für altersgerechte Lebenswelten
•
Realisierung
g einer modularen technischen
Plattform für altersgerechte Lebenswelten
•
Ziele:
–
–
–
–
•
modular, bedarfsgerecht erweiterbar
nachrüstbar in bestehenden Wohnungen
konkreter Einsatz in den vier Szenarien
generisch
i h einsetzbar
i
t b auch
h fü
für andere
d
AAL-Anwendungsszenarien
Ansatz:
– Integration bestehender Vorarbeiten der Partner sowie
der Entwicklungen für die vier neuen Assistenzsysteme
– Dazu technische Grundbausteine wie:
•
•
•
•
Anbindung von Sensoren/ Aktoren durch Datenpunkt- und Geräteabstraktion
Alarmmeldung und Informations-Routing zu externen Anwendern
persistente Datenhaltung
p
g und Datensicherung
g
Anbindung der Gesundheitstelematik
Querschnittsthema 2: IT-Architekturen
für neue Versorgungsformen
•
Rahmenbedingungen für neue
Versorgungsformen mittels neuer
assistierender Technologien
•
Ziele:
– Referenzarchitekturen für sensorerweiterte
regionale Informationssysteme
– Unterstützung bei den vier Szenarien und
der technischen Plattform im Hinblick auf solche IT-Architekturen
•
Ansatz:
– IT-Architekturen für sensorerweiterte regionale
(d. h. einrichtungsübergreifende) Informationssysteme
– Berücksichtigung
g g der technischen Voraussetzungen
g
(z. B. Kommunikationsstandards)
– Berücksichtigung der organisatorischen Voraussetzungen
( Informationsmanagement )
("Informationsmanagement")
Querschnittsthema 3: Soziale, ökonomische und
psychische Voraussetzungen und Konsequenzen
•
Empirische Analyse altersgerechter Lebenswelten
•
Ziele:
– Definition altersgerechter Lebenswelten
– Empirische Erfassung und Modellierung von
Nutzerpotentialen und Technikakzeptanz
– Evaluation und Bewertung
•
A
Ansatz:
t
– Feldtheoretisch angeleitete Untersuchung altersgerechter Lebenswelten
(Experteninterviews, qualitative Inhaltsanalyse)
– Soziale, ökonomische und psychische Voraussetzungen und
Konsequenzen, Chancen und Probleme des Einsatzes von Technik
(repräsentative Befragung, statistische Analyse)
– Sozialwissenschaftlich fundierte Begleitung der exemplarischen
technischen Lösungen (Fallstudien, Evaluationsforschung)
– Makroökonomische Wirkungen (Projektion, statistische Analyse)
Querschnittsthema 4: Informationelle
Selbstbestimmung und Datenschutz
•
Neue assistierende Technologien führen zu
großer Menge an Daten über den
einzelnen Menschen
•
Hohes Risiko im Hinblick auf
– Schutz personenbezogener Daten
– Informationelle Selbstbestimmung
•
Nutzung der üblichen IT-Architekturen bei diesen umfangreichen sowie
komplexen Daten nicht möglich
•
Ziele des Arbeitskreises:
– Analyse der sich ergebenden Probleme
– Erarbeitung von Lösungen
•
Beteiligung
g g aller Projektpartner
j p
Interdisziplinäre Vernetzung der Partner
PLRI
OFFIS HS
Sensorik (Gebäude)
Middleware
Szenario 1:
Aktivitäts- und
Aktivitäts
Haushaltsassistent
OFFIS MN
Sensorik (Position)
Szenario 3:
Sensorgestützte
Aktivitätsbestimmung
OFFIS IG
IT im Gesundheitswesen
OFFIS MI
Multimodale UIs
Sensorik (Sturz)
Entscheidungsunt.
IT-Architekturen
Szenario 2:
Monitoring im
Reha-Sport
TU-BS iRP
Sensorik (Optik)
Szenario 5:
Sturzerkennung/
Sturzprävention
TU-BS IBR
Sensorik (BAN),
Middleware
TU-BS IEMG
Sensorik
(Vitalparameter)
Querschnittsthema 1:
Technische Plattform
ZAG
sozialwiss. + ökon.
Grundlagen
Uni Potsdam
psychologische
Grundlagen
Querschnittsthema 3:
Gesellschaftliche
Rahmenbedingungen
Uni Osnabrück
pflegewissenschaftl.
Grundlagen
FhG-AHSA
Hör-, Sprach- und
Audiotechnik
Querschnittsthema 2:
IT Architekturen
IT-Architekturen
HörTech
Hörtechnik
Bedarfe + Evaluation
(Nutzer)
Uni Oldenburg
Bedarf + Evaluation
(Experten)
MHH
Exp. Sportmedizin,
Erprobung
Charité
Expertise Geriatrie,
Erprobung
„Weltbild“ des Forschungsverbunds:
Der ältere Mensch im Fokus neuer Technologien
Forschungsverbund GAL: Stand und Fazit
•
Stand
– Start des Forschungsverbunds nach mehrjährigen Vorarbeiten im Oktober
2008, zunächst auf 3 Jahre angelegt
– Beteiligt sind 16 Arbeitsgruppen aus 10 Institutionen mit insgesamt ca. 60
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern
– Förderung durch das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und
Kultur im Rahmen des „Niedersächsischen Vorab“
Vorab
•
Fazit
– Die besondere Herausforderung ist die Interdisziplinarität:
• Viele technische Herausforderungen - die zu meistern, reicht aber
nicht aus!
• Ebenfalls benötigt wird ein Verständnis für die Bedarfe und
Ressourcen der Anwender sowie die medizinischen und
ökonomischen Fragen.
http://www.altersgerechte-lebenswelten.de/
Forschungsverbund GAL: Stand und Fazit
Konferenz ‘Ageing and Technology‘ (Vechta, 23.-25.3.2010)
http://www.altersgerechte-lebenswelten.de/
AGT-Beiträge zur Gesundheitsversorgung
•
allgemein:
– in neuen Lebensweisen und
– in neuen Versorgungsformen
Doppelkreislauf!
AGT-Beiträge zur Gesundheitsversorgung
•
in den ‘neuen Lebensweisen‘
– Selbständigkeit und Selbstbestimmtheit
Selbstbestimmtheit,
bei guter Lebensqualität
– soziale Teilhabe und Kommunikation
– individualisiertes,
i di id li i t
altersadaptiertes
lt
d ti t
Wohnen
– individualisierte, altersadaptierte
Arbeitsumgebungen
– individualisierte, altersadaptierte
Mobilität
– individualisierte, altersadaptierte
Dienste des alltäglichen Lebens
AGT-Beiträge zur Gesundheitsversorgung
•
in den ‘neuen Lebensweisen‘
–
–
–
–
–
–
•
Selbständigkeit und Selbstbestimmtheit
Selbstbestimmtheit, bei guter Lebensqualität
soziale Teilhabe und Kommunikation
individualisiertes, altersadaptiertes Wohnen
individualisierte, altersadaptierte Arbeitsumgebungen
individualisierte, altersadaptierte Mobilität
individualisierte, altersadaptierte Dienste des alltäglichen Lebens
in den ‘neuen Versorgungsformen‘
– ... durch assistierende Gesundheitstechnologien (‘AAL‘)
( AAL ) und
patientenzentrierte, einrichtungsübergreifende Versorgung (‘eHealth‘)
– Diagnostik / Therapie, vermehrt auf Distanz,
vermehrt patientenzentriert
– Prävention!
– vermehrte ambulante Versorgung, insb.
bei ambulanter Pflege
Schlussbemerkungen
• Literatur
-
-
Bardram
B
d
JJ.
Pervasive Healthcare as Discipline.
Methods Inf Med. 2008; 47: 178-185.
Koch S et al.
On Health-enabling and ambient-assistive technologies.
Methods Inf Med. 2009; 48: 29-37.
Saranummi N.
IT applications for pervasive,
pervasive personal,
personal and personalized health
health.
IEEE Trans Inf Technol Biomed. 2008; 12: 1-4.
Mantas J,, Ammenwerth E at al.;; IMIA Recommendations on Education
Task Force.
Recommendations of the International Medical Informatics Association
(IMIA) on Education in Biomedical and Health Informatics. First
Revision.
Methods Inf Med. 2010; 49: 105-20.
(kostenlos abrufbar!)
Schlussbemerkungen
•
•
•
Gesundheitsversorgung durch AGT ohne ‘eHealth‘?
Gesundheitsversorgung durch AGT mit ‘eHealth‘?
Initiativen, wie ELGA, welche die patientenzentrierte Versorgung als
Ganzes sehen
sehen, sind wichtig!
•
Nicht zu vergessen:
g
– immer wieder: Praxis! (Produkte, Dienstleistungen)
Der nichtregulierte Versorgungsbereich mag hier flexibler sein.
– kritische Evaluation (Wirksamkeit,
(Wirksamkeit Lebensqualität,
Lebensqualität Effizienz)
– Integration in die (Medizininformatik)-Lehre
neue IMIA-Empfehlungen zur Ausbildung 2010!
Schlussbemerkungen
•
•
•
Gesundheitsversorgung durch AGT ohne ‘eHealth‘?
Gesundheitsversorgung durch AGT mit ‘eHealth‘?
Initiativen, wie ELGA, welche die patientenzentrierte Versorgung als
Ganzes sehen
sehen, sind wichtig!
•
Nicht zu vergessen:
g
– immer wieder: Praxis! (Produkte, Dienstleistungen)
Der nichtregulierte Versorgungsbereich mag hier flexibler sein.
– kritische Evaluation (Wirksamkeit,
(Wirksamkeit Lebensqualität,
Lebensqualität Effizienz)
– Integration in die (Medizininformatik)-Lehre
neue IMIA-Empfehlungen zur Ausbildung 2010!
•
Der Mensch im Fokus der Gesundheitsversorgung:
g
...
Können AGT dazu beitragen?
Schlussbemerkungen
•
•
Peter L. Reichertz Institut
für Medizinische Informatik
der TU Braunschweig und
der Med. Hochschule Hannover
www.plri.de
Der Mensch im Fokus der Gesundheitsversorgung:
Können AGT dazu beitragen? Ja!
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