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IoT im Krankenhaus

Die Anzahl der medizinischen Geräte, die elektronische Daten produzieren, wächst stetig. Selbst Vorrichtungen, die früher rein mechanischer Natur waren, werden verstärkt mit Sensoren versehen. Krankenhäuser können profitieren, da die daraus resultierende Datenerfassung die Patientenversorgung verbessert und Kosten spart. Doch die Vernetzung medizinischer Geräte erfordert Fachkompetenz, denn es gilt einige Hürden zu überwinden.

 

Das Steuern, Überprüfen und Konfigurieren von vernetzten Geräten bringt in Krankhäusern positive Effekte. Geräte waren früher isolierte Inseln. Diese Inseln nun an das Netzwerk anzubinden, verbessert die Effizienz der Datenerfassung. 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.

Vernetzte Geräte unterstützen Krankenpfleger bei der Arbeit

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 täglich bei der manuellen Dateneingabe verhindert. Das Durchschnittskrankenhaus nutzt heute Hunderte solcher Geräte, wobei es sich bei 85 Prozent um Infusionspumpen, physiologische Monitore und Vitalparametermonitore handelt. Im Prinzip sind bislang nur sehr wenige Geräte an ein Krankenhausnetzwerk angebunden. Doch der Markt ist da. Experten gehen davon aus, dass auf absehbare Zeit die Anzahl der verbundenen medizinischen Geräte in Krankenhäusern um das Zehnfache wachsen könnte.

Datenanalyse hilft bei Entscheidungen

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 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.

Proprietäre Formate erschweren die Anbindung von Krankenhausgeräten

Doch um das Potenzial zu nutzen, brauchen sie die Unterstützung von Herstellern. Trotz der beträchtlichen Vorteile von CMDs erleben Krankenhäuser und Anbieter me-dizinischer Geräte immer wieder Frustra- tionen angesichts der technischen und operativen Hürden bei der Anbindung ihrer Geräte. Hierzu zählt die Übersetzung von Gerätedaten aus zahlreichen proprietären Formaten in für EMRs und andere Informationssysteme lesbare und verständliche Angaben.

Die meisten Krankenhäuser müssen sich Gerät für Gerät mit diesem Problem befassen, da jeder Geräteanbieter über sein eigenes proprietäres Datenformat verfügt. Angesichts des steigenden Datenvolumens und der wachsenden Anzahl netzwerkfähiger Geräte wird dies immer schwieriger. Einige spezialisierte Anbieter von Geräteanbindung integrieren deshalb Übersetzungssoftware in ihre Module. Diese Lösungen können Daten in HL7 und andere Standardformate übersetzen.

Cisco ist ein führender Anbieter für Infrastruktur in Krankenhäusern und für die Bereitstellung sicherer Funkzugangspunkte bekannt. Das Unternehmen entwickelte anfänglich den LEAP-Standard, der ein höheres Mass an Sicherheit bieten sollte; der aktuelle Standard ist nun EAP (Extensible Authentication Protocol). Es ist wichtig, dass Gerätehersteller das bevorzugte Sicherheitsprotokoll eines Krankenhauses (wie LEAP oder EAP) unterstützen, um kostenaufwendige Behelfslösungen zu vermeiden.

Die Kommunikation muss auch in einer störanfälligen Umgebung funktionieren

Das am weitesten verbreitete Funkband hat eine Frequenz von 2,4 GHz, wofür keine spezielle Lizenz benötigt wird. Das 5-GHz-Band wiederum ist ein neuer Standard für den Einsatz mit Krankenhausgeräten. Dieses Frequenzband verspricht eine starke Leistung in einer störanfälligen Umgebung. Während des Übergangs von 2,4- zu 5-GHz-Geräteverbindungen müssen Module die HochfrequenzChips und Firmware zur Unterstützung beider Bänder enthalten.

Geräte sollten verschiedene Netzwerkschnittstellen unterstützen

UART für mehrere serielle Schnittstellen ist der herkömmliche und stabile Standard zur Netzwerkanbindung serieller Geräte. Allerdings sind herkömmliche 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 grossen Datenmengen zu bewältigen, die das Instrument liefert. Gerätehersteller sollten alle verbreiteten Netzwerkschnittstellen unterstützen, um kostenaufwendige Behelfslösungen und suboptimale Performance zu verhindern.

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