eHealth: Connected Medical Devices verbessern die Patientenbetreuung und sparen Kosten


Von Martin Poppelaars, Vice President, EMEA and LAM Sales, Lantronix

Martin_Poppelaars_Medizinische Geräte unterschiedlicher Komplexität werden in vielen verschiedenen Formen angeboten, vom Zungenspateln bis hin zum Kunstherz. Die Anzahl der medizinischen Geräte, die elektronische Daten produzieren, wächst, da Vorrichtungen, die früher rein mechanischer Natur waren, mit Sensoren versehen werden. Diese daraus resultierende Datenerfassung verbessert die Patientenversorgung im Krankenhaus. Die Vernetzung medizinischer Geräte erfordert jedoch echte Fachkompetenz.

Vernetzung verbessert die Versorgung von Patienten

Abb 1: Anteil der Krankenhausgeräte mit EMR-Anbindung, Lantronix

Abb 1: Anteil der Krankenhausgeräte mit EMR-Anbindung, Quelle: Lantronix

Das Steuern, Überprüfen und Konfigurieren von vernetzten Geräten bieten einen offensichtlichen Nutzen, der nicht nur für Geräte in Krankenhäusern gilt. Dieser Nutzen kann natürlich auch in der Medizintechnik abgeschöpft werden. Der vielversprechendste Ansatz, die Vorteile von vernetzten Geräten zu nutzen, liegt jedoch wohl in der Möglichkeit der Patientenüberwachung aus der Ferne. Konstant ermittelte Gerätedaten umfassen Vitalparameter und andere Informationen zur Physiologie des Patienten: Daten zur Arzneimittelverabreichung, darunter Dosis, Zeitplan oder Häufigkeit sowie Daten zur Beatmungsbehandlung und viele andere wichtige Informationen, die Krankenhausmitarbeitern dabei helfen, eine optimale Versorgung für Patienten bereitzustellen.

Werden diese Geräte automatisch an eine elektronische Patientenakte (Electronic Medical Record, EMR) angebunden, übertreffen die so verfügbaren Daten mit Blick auf Vollständigkeit, Aktualität und Genauigkeit bei weitem die manuell möglichen Aufzeichnungen von Krankenschwestern. Das bedeutet, die Qualität und Sicherheit der Versorgung nehmen zu, während Zeit- und Kostenaufwand für die Erfassung und Darstellung der Daten erheblich sinken.

Abb. 2: Anzahl der elektronischen, medizinischen Geräte in Krankenhäusern, Lantronix

Abb. 2: Anzahl der elektronischen, medizinischen Geräte in Krankenhäusern, Quelle: Lantronix

Jedes verbundene medizinische Gerät (Connected Medical Device, CMD) kann pro Krankenschwester pro Tag 4 bis 36 Minuten Arbeitszeit einsparen. Zudem werden bis zu 24 Fehler bei der manuellen Dateneingabe verhindert. Das Durchschnittskrankenhaus nutzt heute Hunderte der in Abbildung 2 dargestellten gebräuchlichen Geräte, wobei es sich bei 85 Prozent von ihnen um Infusionspumpen, physiologische Monitore und Vitalparametermonitore handelt. Im Prinzip sind nur sehr wenige Geräte derzeit an ein Krankenhausnetzwerk angebunden. Wie aus Abbildung 2 hervorgeht, könnte die Anzahl der verbundenen medizinischen Geräte in Krankenhäusern leicht um das Zehnfache wachsen.

Abb. 3: Zeitspanne (Minuten) bis zur Erfassung von Vitalparameterdaten, Lantronix

Abb. 3: Zeitspanne (Minuten) bis zur Erfassung von Vitalparameterdaten, Quelle: Lantronix

CMDs werden auch außerhalb von Krankenhäusern bei der Behandlung chronischer Erkrankungen und der Prävention von Wiederaufnahmen ins Krankenhaus an Bedeutung gewinnen. Auch wenn noch keine zuverlässigen Statistiken für den Einsatz elektronischer medizinischer Geräte außerhalb des Krankenhauses vorliegen, wird die Zahl derartiger Instrumente voraussichtlich steigen. Ein Wachstum wird insbesondere für Patientenhaushalte, jenseits der formellen Versorgungsumgebungen erwartet. Der Grund dafür ist, dass außerhalb von Krankenhäusern das Potenzial mit Blick auf Effizienz, Kosten und Aktualität der Datenerfassung noch größer ist als in Krankenhäusern selbst (s. Abbildung 3).


Anbindung von Krankenhausgeräten – die Vorteile sind zahlreich
Geräte in Krankenhäusern waren bisher isolierte Inseln. Diese Inseln an das Netzwerk anzubinden, hat zahlreiche Vorteile. Die Effizienz der Datenerfassung wird durch Vernetzung und Automation natürlich erheblich verbessert. Außerdem zeigen Studien, dass Krankenschwestern rund 2,5 Stunden pro Schicht nur mit der Dokumentation beschäftigt sind – Zeit, die für die direkte Versorgung der Patienten fehlt. Funktionen, die klinische Entscheidungen unterstützen (Clinical Decision Support, CDS) sind der wichtigste Vorteil von EMR-Systemen. Dazu gehören die Auswahl und Dosierung von Arzneimitteln, elektronische Verordnungsprofile sowie automatische Benachrichtigungen bei Laborergebnissen. Darüber hinaus gibt es zahlreiche Einsatzmöglichkeiten, von denen viele jedoch noch detailliertere Daten erfordern. Bisher war die Menge der erforderlichen Datensammlung für die meisten Krankenhäuser einfach nicht bezahlbar.

Neue, hochwertige CDS-Anwendungen beinhalten klinische Überwachungssysteme, die große Mengen klinischer Daten prüfen und Patientenrisiken aufzeigen, um die Versorgung in Echtzeit anzupassen. CMDs können so die Kosten der Datenerfassung für diese Systeme erheblich reduzieren, was sie für viele Krankenhäuser nun erstmals zu einer echten Alternative macht. Geräte mit Netzwerkanbindung liefern zudem analytischen Mehrwert. Werden zum Beispiel alle intelligenten Infusionspumpen eines Krankenhauses mit dem Netzwerk verbunden, können Pumpendaten zusammengefasst werden, um Trends mit Blick auf eine nicht sichere Pumpenprogrammierung sichtbar zu machen. So lässt sich aufzeigen, ob eine Schulung der Krankenschwestern notwendig ist oder ob zu bestimmten Tageszeiten mehr oder weniger Fehler gemacht werden.

Auch außerhalb der Krankenhäuser bringt Vernetzung starke positive Effekte
Wie zuvor angesprochen, sind die operativen Vorteile der Geräteanbindung außerhalb des Krankenhauses größer. Büros von Allgemeinärzten, Pflegeeinrichtungen und insbesondere natürlich die Haushalte der Patienten sind typischerweise weniger stark „verkabelt“ als Krankenhäuser und auch die manuelle Datenerfassung steht kaum zur Verfügung. Infolgedessen stellt es eine größere Herausforderung dar, Gerätedaten außerhalb des Krankenhauses ohne Instrumente zur Patientenfernüberwachung zusammenzutragen. Experten schätzen, dass RPM-Geräte die Kosten der Gesundheitssysteme im Laufe der kommenden 25 Jahre durch die Verbesserung der Versorgung chronisch Kranker und die Prävention von Krankenhauswiederaufnahmen erheblich reduzieren können. So wichtig die klinischen und operativen Vorteile sowie regulatorischen Befugnisse auch sind: Die langfristig treibende Kraft bei der Einführung von RPM-Geräten wird voraussichtlich die Nachfrage der Patienten sein. Können Patienten ambulant behandelt werden ohne das Risiko zu erhöhen, ist das nicht nur gut für Budgets der Krankenkassen sondern auch gut für Patienten, die dann auch Zuhause optimal versorgt werden können.

Herausforderungen bei der Anbindung von Krankenhausgeräten
Trotz der beträchtlichen Vorteile von CMDs erleben Krankenhäuser und Anbieter medizinischer Geräte immer wieder Frustrationen angesichts der technischen und operativen Hürden bei der Anbindung ihrer Geräte. Zu den größten Hürden zählt die Übersetzung von Gerätedaten aus zahlreichen proprietären Formaten in für EMRs und andere Informationssystemen lesbare und verständliche Angaben. Die meisten Krankenhäuser befassen sich Gerät für Gerät mit diesem Problem, da jeder Geräteanbieter über sein eigenes proprietäres Datenformat verfügt. Angesichts des steigenden Datenvolumens und der wachsenden Anzahl netzwerkfähiger Geräte wird dies immer schwieriger. Einige Anbieter von Geräteanbindung integrieren Übersetzungssoftware in ihre Module, um Geräteherstellern und einzelnen Krankenhäusern diese Last abzunehmen. Diese Lösungen können Daten in HL7 und andere Standardformate übersetzen.

Cisco ist der derzeit führende Anbieter für Infrastruktur in Krankenhäusern und für die Bereitstellung sehr sicherer Funkzugangspunkte bekannt. Cisco entwickelte anfänglich den LEAP-Standard, der ein höheres Maß an Sicherheit bieten sollte; ihr aktueller Standard ist EAP. Es ist wichtig, dass Gerätehersteller das bevorzugte Sicherheitsprotokoll eines Krankenhauses (wie LEAP oder EAP) unterstützen, um kostenaufwändige Behelfslösungen zu vermeiden. In vielen Fällen sind manuelle Anpassungen nicht praktikabel und das Krankenhaus muss stattdessen einen Anbieter konformer Geräte wählen. Das am weitesten verbreitete Funkband ist 2,4 GHz, wofür keine spezielle Lizenz benötigt wird. Das 5-GHz-Band wiederum ist ein neuer Standard für den Einsatz mit Krankenhausgeräten, der starke Leistung in einer störanfälligen Umgebung verspricht. Während des Übergangs von 2,4- zu 5-GHz-Geräteverbindungen müssen Module die Hochfrequenzchips und Firmware zur Unterstützung beider Bänder enthalten.

UART für mehrere serielle Schnittstellen ist der herkömmliche und stabile Netzwerkstandard. Allerdings sind serielle Anschlüsse sehr langsam und wurden bei vielen gebräuchlichen Geräten durch USB-Anschlüsse ersetzt, die schneller und kleiner sind. Sonstige verbreitete Schnittstellenoptionen sind SPI mit noch höherer Geschwindigkeit und I2c. Einige Geräte wie Elektrokardiografen benötigen die schnellere SPI-Schnittstelle, um die große Datenmenge zu bewältigen, die das Instrument liefert. Gerätehersteller müssen alle verbreiteten Netzwerkschnittstellen unterstützen, um kostenaufwändige Behelfslösungen und suboptimale Performance zu verhindern.

Die Anbindung ist bereits in vollem Gang
Die Vorteile der Anbindung medizinischer Geräte sind nicht zu übersehen und erste Schritte wurden bereits getan, um Geräte zu ersetzen, die bislang nur mechanischer Natur waren. Dies erfordert ein hohes Maß an Fachkompetenz und Krankenhäuser sowie Anbieter müssen eng zusammenarbeiten, um von den enormen Vorteilen zu profitieren, die ein verbundenes Krankenhaus für beide Seiten – das Krankenhaus selbst und die Patienten – haben kann. Gerätehersteller müssen die regulatorischen und strategischen Gesichtspunkte, die die drahtlose Geräteanbindung voranbringen, vollständig nachvollziehen können und verstehen, wie sich diese speziell auf ihre Geräte auswirken. Sie müssen die sekundären Verwendungsmöglichkeiten der Daten von ihren Geräten und den potenziellen Geschäftsnutzen dieser Daten uneingeschränkt verstehen.

Für die Planung müssen Krankenhäuser die Zeit dokumentieren, die für die Sammlung und Eingabe der Daten von medizinischen Geräten in ihre Intensivstationen benötigt wird. Dies wird ihnen bei der Erstellung eines Geschäftsmodells basierend auf den einmaligen Kosten und Vorteilen helfen, um den Kauf und die Implementierung von CMDs zu unterstützen. In jedem Fall ist die Anbindung medizinischer Geräte bereits in vollem Gang und neue, intelligente Instrumente werden schon jetzt implementiert. Dies wird die Betreuung von Millionen von Patienten wesentlich verbessern und in Kosteneinsparungen für Krankenhäuser resultieren, sodass diese eine bestmögliche Versorgung bereitstellen können.

Lantronix 

Zitierte Studie aus: Hendrich, A; Chow, M., Skierczynski, B., Lu, Z., A36 – Hospital Time and Motion Study: How Do Medical-Surgical Nurses Spend Their Time? The Permanente Journal/Summer 2008/Volume 12 No. 3

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