Gesellschaft für Informatik e.V.

Lecture Notes in Informatics


INFORMATIK 2012 P-208, 1366-1381 (2012).

Gesellschaft für Informatik, Bonn
2012


Copyright © Gesellschaft für Informatik, Bonn

Contents

Interdisziplinäre Zusammenarbeit im Forschungsgebiet Ambient Assisted Living zur Bewältigung demografischer Probleme im Gesundheitswesen

Markus Lamprecht , Wolfgang Golubski , Anke Häber , Markus Heinze , Sven Leonhardt , Anne Randow , Susanne Schmidt and Tobias Teich

Abstract


Prognosen des statistischen Bundesamtes erwarten einen steigenden Pflegebedarf durch hohe Altersquotienten, ein kontinuierlicher Anstieg der Zahl an Pflegebedürftigen und einen Rückgang der familiär übernommenen Pflegeleistungen, der durch aktuelle Konzepte der vollstationären oder ambulanten Pflege nicht zu kompensieren sein wird. Um diesen Problemen des demografischen Wandels zu begegnen, wird seit einigen Jahren im Forschungsbereich Ambient Assisted Living (AAL) intensiv nach Lösungen gesucht, die zum einen Pflegebedürftige unterstützen, aber auch die vorhandenen Pflegekräfte durch Bereitstellung von Informationen oder Übernahme einzelner Pflegepositionen entlasten. Die derzeit bereits vorhandenen Lösungen bieten jedoch meist nur Einzelanwendungen im Bereich Haushaltselektronik und Telemedizin. Eine große Herausforderung bei der Etablierung von AAL-Systemen stellt dabei die Bereitstellung einer ganzheitlichen, integrierten Lösung dar, die das häusliche Umfeld als neuen Gesundheitsstandort innerhalb der medizinischen Versorgungskette eingliedert. Um den dafür notwendigen Fachdomänen aus medizinischen, soziologischen, technologischen und wirtschaftlichen Bereichen gerecht zu werden, wurde an der Westsächsischen Hochschule Zwickau ein Projekt initiiert, das Themen aus den Gebieten Architektur, Pflegewissenschaften, Informatik und Wirtschaftswissenschaften aufgreift. Damit werden inter- und transdisziplinäre Aspekte des AAL bearbeitet. Das Projekt beinhaltet die Formalisierung von relevanten Pflegeprozessen, die automatische Konfiguration von Aktorik und Sensorik und deren Integration in die vorhandene Gebäudeinfrastruktur, die Entwicklung einer Middlewarekomponente auf Basis der universAAL Plattform sowie die Entwicklung von Bedienkonzepten für ältere Menschen. Besonderer Fokus liegt dabei auf der Interoperabilität im häuslichen Umfeld und darüber hinaus. 1366 Gerade in Deutschland hat der demografische Wandel enorme Auswirkungen auf die gesellschaftliche und gesundheitspolitische Entwicklung. Die niedrigen Geburtenraten und eine steigende Lebenserwartung führen zu einem Anstieg des Altersquotienten. Das ergab die Bevölkerungsvorausberechnung des statistischen Bundesamtes. Außerdem wird mit einem Anstieg der Pflegebedürftigkeit gerechnet, die bis in das Jahr 2050 prognostiziert wurde [Bun11]. Erschwerend kommt hinzu, dass der Altersquotient regional sehr unterschiedlich ausgeprägt sein wird, und vor allem in den Regionen außerhalb von Großstädten hat die demografische Alterung und die Abwanderung junger Menschen zu dramatische Auswirkungen auf die Sozialsysteme geführt. Den ansteigenden Pflegebedarf primär durch vollstationäre Pflege zu kompensieren, ist keine optimale Lösung, da selbst pflegebedürftige Menschen die ambulante Pflege priorisieren. Es gilt also, die ambulante Pflegephase durch geeignete Maßnahmen zu verlängern und die stationäre Pflege vor allem für Schwerstpflegebedürftige verfügbar zu halten. Dies kann dadurch erreicht werden, dass zukünftig die medizinische Versorgungskette um die Haushalte pflegebedürftiger Menschen erweitert wird. Um den Anforderungen zur Unterstützung Älterer im häuslichen Umfeld gerecht zu werden, gibt es seit einigen Jahren rege Forschungstätigkeiten im Bereich Ambient Assisted Living (AAL). Die Umsetzung der Forschungsergebnisse verläuft aber nicht so zügig, wie es im Interesse der Betroffenen und der Wirtschaft ist. Damit können Produkte, Dienstleistungen und Verfahren nicht für viele Ältere verfügbar gemacht werden, sondern verebben oft nach dem Pilotprojekt. Dafür verantwortlich sind zum Einen fehlende finanzielle Ressourcen nach Ende der Laufzeit. Ein weiterer entscheidender Grund sind auch die noch hohen Kosten für die Anschaffung, den Einbau, den Betrieb und die Wartung von AAL-Systemen und die hohen Kosten für Servicezentralen und die überregionale Versorgung. Dafür verantwortlich sind fehlende tragfähige Geschäftsmodelle sowie hohe Preise für die einzelnen existierenden AAL- fähigen Technologien. Außerdem ist ein flexibler Einsatz der Technik z.B. bei Umzug oder Änderung der Pflegebedürfnisse nicht möglich. AAL-Technologien werden als Wachstumstechnologien betrachtet. Trotzdem sind die entwickelten Ansätze langfristig noch nicht wirtschaftlich überlebensfähig und eine erfolgreiche Markteinführung wird verhindert. Deshalb existiert noch kein funktionierender Markt für AAL-Anwendungen trotz des realen Marktpotentials, welches sich aus den gesellschaftlichen und ökonomischen Rahmenbedingungen ergibt. In Deutschland gibt es viel mehr eine Reihe von Einzelanwendungen, davon die meisten in den Themen Haushaltselektronik, Gebäudeautomation, Unterhaltungselektronik und Telemedizin [Geo08]. Diese Anwendungen sind untereinander nicht kompatibel aufgrund fehlender Interoperabilität. Gerade aber in der Kombination dieser Produkte und Dienstleistungen liegt der Mehrwert einer AAL-Anwendung. Die enorme Interdisziplinarität im AAL- Bereich verstärkt das Problem zusätzlich. Diesen Problemstellungen soll durch die Entwicklung von AAL-Plattformen begegnet werden. Diese Plattformen ermöglichen 1367 eine flexible Anbindung von Sensoren und Aktuatoren verschiedener Hersteller, die Bereitstellung von Diensten und die Möglichkeit, Einzellösungen auf einer einheitlichen Plattform zu entwickeln und anzubieten. In den letzten Jahren gab es eine Reihe von Referenzprojekten in diesem Zusammenhang. [Hof12] Die Fachwelt ist sich sicher, dass der AAL-Sektor in den kommenden Jahren stark zunehmen wird, sein Potential wird allein in Deutschland auf eine Milliarde Euro pro Jahr geschätzt. Zusätzliche Effekte ergeben sich durch Potentiale im Pflege- und Gesundheitsbereich und den Export von Produkten und Dienstleistungen ins Ausland. Zudem entstehen neue Berufsfelder, aber auch bestehende Berufsfelder eignen sich neues Wissen an. Von der multidisziplinären Zusammenarbeit profitieren alle beteiligten Akteure. [GS07] In diesem Zusammenhang wurde an der Westsächsischen Hochschule Zwickau (WHZ) das Projekt \?Ambient Assisted Living im kommunalen Wohnungsbau zur Bewältigung demographischer Probleme im Gesundheitswesen“ initiiert, in dem verschiedene Fakultäten am Forschungsthema AAL arbeiten. Jeder der 4 Bereiche Architektur, Gesundheits- und Pflegewissenschaften, Informatik und Wirtschaftswissenschaften verfügt über eigene Erfahrungen, die in das Projekt einfließen. Dem Projekt liegen einheitliche Forschungsziele zu Grunde, die durch die verschiedenen Erfahrungen und Perspektiven der Mitarbeiter in spezifischen Problemstellungen bearbeitet und abgestimmt werden. Das Projekt wird vom Sächsischen Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst (SMWK) über die Laufzeit von einem Jahr gefördert. 2 Ziele des Projektes Ziel des Projektes ist es, hochinnovative Technologiefelder und unterschiedlichste Dienstleistungen (Wohnen, Bewirtschaftung, Mobilität, Pflege, medizinische Dienstleistungen) zu vernetzen und interdisziplinäre Lösungen der Pflege und Betreuung zu entwickeln . Folgende übergreifende Forschungsziele werden abgeleitet: $\bullet $Erweiterung der medizinischen Versorgungskette durch innovative technische Konzepte und Maßnahmen aus dem Bereich des Ambient Assisted Living, um die Leistungsfähigkeit der Pflegedienste im strategischen Verbund mit Vermietern für eine ambulante Versorgung alter Menschen zu stärken. $\bullet $Nutzung der Gebäudeautomation zur Generierung und Analyse von Vitalinformationen von Mietern. Die beabsichtigten Maßnahmen werden darauf ausgerichtet, die unternehmerische Initiative von Pflegedienstleistern und weiteren altersbezogenen Dienstleistern anzuregen und leistungsfähige Versorgungscluster zu entwickeln. $\bullet $Menschzentrierung eines originär technisch ausgerichteten Konzeptes. Anforderungen an die Innenarchitektur und an die ergonomisch und 1368 verständlich zu gestaltenden Interfaces der Wohnung in Bezug auf die Nutzung der Technik durch alte und pflegebedürftige Menschen. Dies betrifft auch die medizinisch zu generierenden Informationen im Sinne der Behandlungspfade. Anhand dieser Forschungsziele werden spezielle Bereiche identifiziert und den einzelnen Projektbeteiligten zugeordnet (siehe Abbildung 1). Zwischen den Akteuren des Gesundheitswesens und dem häuslichen Bereich gibt es noch kein einheitliches Konzept, um die medizinische Versorgung geeignet zu unterstützen. Das Haus als neuer Gesundheitsstandort ist noch nicht optimal in die medizinische Versorgungskette eingebunden und es entsteht eine \?Konzeptionelle Lücke“ (siehe Abbildung 1). Das betrifft vor allem die Bereiche der Pflegeprozesse, Kommunikation mit den Leistungserbringern und Erweiterung der Gebäudesystemtechnik mit geeigneter Aktorik und Sensorik. Abbildung 1 Übersicht der Projektstruktur 3 Aufgabenbereiche der einzelnen Fakultäten Die Aufgabe der Pflegewissenschaften ist es, Prozesse, die bei der ambulanten Pflege auftreten, zu formalisieren. Dabei soll analysiert werden, welche Teile dieser Prozesse ohne eine Pflegekraft durch technische Lösungen realisiert und wie diese durch entsprechende Technologien unterstützt werden können. Die Prozesse sollen der Informatik dienen, um die einzelnen Informationsflüsse zu erkennen, im Sinne eines Informationsmanagements zu gestalten und sie technisch umzusetzen. Außerdem sollen die für den Prozess benötigten Daten analysiert werden. Die erhobenen Daten sollen über eine Regelkomponente ausgewertet und im Informationsprozess weiterverarbeitet werden. 1369 Aus dem Bereiche der Wirtschaftswissenschaften und der in Zwickau ansässigen Wohnungsbaugenossenschaft ist Aktorik und Sensorik zu untersuchen, die zur automatischen Erhebung der Daten in den definierten Pflegeprozessen geeignet ist. Bei der Auswahl der Geräte kommt es vor allem auf die gute Integration in die vorhandene Gebäudeinfrastruktur an. Außerdem liegt die automatisierte Konfiguration der Gebäudeinfrastruktur z.B. bei Mieterwechsel im Fokus. Die Ergebnisse werden von der Informatik aufgegriffen und in die Informationsflüsse und Regeln eingearbeitet. Hier ist ein geeignetes Softwaresystem zu konzipieren, um die erhobenen Daten der Aktorik und Sensorik zu sammeln und zu transformieren und entsprechend des Pflegeprozesses zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus ist eine Kommunikation mit entsprechenden Leistungserbringern aus dem Gesundheitswesen und Kommunikationspartnern zu gewährleisten (Ambulanter Pflegedienst, Niedergelassener Hausarzt, Krankenhaus, Angehörige). Aus dem Bereich der Architektur werden Bedienkonzepte untersucht, die für die für ältere Menschen geeignet sind. Hier sollen architektonische Erwägungen für Menschen, bei denen die definierten Pflegeprozesse zum Einsatz kommen, geleistet werden. Außerdem gilt es zu definieren, wie Sensorik und Aktorik in die Wohnung dieser Menschen integrierbar ist, ohne dass es zu Einschränkungen oder Unbehagen kommt. 4 Ergebnisse 4.1 Konzeption und Entwicklung von Szenarien und Prozessen unter besonderer Berücksichtigung der Vitaldaten innerhalb der medizinischen Versorgungskette Innerhalb des Projektes wurden verschiedene Szenarien für fiktive Mieter einer Wohnung mit AAL-Technologie konzipiert. Dabei wurden bewusst ältere Menschen als mögliche Anwender ausgewählt. Dies begründet sich aus der demografischen Lage in Deutschland und insbesondere in Sachsen. Der Anteil an Senioren ist in Sachsen im Bundesländerranking Deutschlands mit 24,7 \% am höchsten. Betrachtet man den Katalog der Krankenkassen im Hinblick auf Tätigkeiten der Behandlungspflege im ambulanten Bereich, wird schnell deutlich, dass viele pflegerische Tätigkeiten noch nicht unabhängig von menschlicher Präsenz durchführbar sind. Interessante Ansatzpunkte aus der Behandlungspflege sind bspw. Blutdruck- und Blutzuckerkontrolle und die Medikamentengabe. Hier könnten technische Lösungen auch ohne menschliche Präsenz greifen, zum Bsp. durch Einsatz von Vitalsensorik und automatischen Medikamentendosierern (mit Feedback). In diesem Sinne ist hier eine Vernetzung der unterschiedlichen Akteure und Leistungserbringer anzustreben. Gleichzeitig könnte hier ein Ansatz für die Kostenbeteiligung der Krankenkassen gegeben sein, woraus wiederum tragfähige Geschäftsmodelle entstehen können. Für das weitere Vorgehen wurde sich zunächst auf den AAL-Bereich Gesundheit \& HomeCare, speziell auf telemedizinische Anwendungen beschränkt. Aus den 1370 verschiedenen Szenarien wurde das Gesundheitsmonitoring als eine telemedizinische Anwendung ausgewählt. Das Szenario \?medizinische Unterstützung für eine 75-jährigen übergewichtige Diabetikerin“ umfasst damit folgende Aktivitäten: $\bullet $Erfassung der Vitalparameter (messen, dokumentieren, speichern) $\bullet $Kontrolle der Vitalparameter (visualisieren) $\bullet $Monitoring der Vitalparameter (überwachen) $\bullet $Datenübermittlung zur Servicezentrale, zum Pflegedienst oder behandelnden Arzt $\bullet $Datenauswertung in der Zentrale, im Pflegedienst oder beim Arzt $\bullet $Meldung kritischer Situationen durch Grenzwertanalyse an Angehörige oder den Notdienst Um die Pflegeprozesse einheitlich zu beschreiben, wurden erweiterte ereignisgesteuerte Prozessketten (eEPK) verwendet. Diese dienen als Diskussionsgrundlage für die verschiedenen beteiligten Mitarbeiter. Anhand der eEPK wurde nach Optimierungspotential im Ablauf und nach Möglichkeiten zur technischen Unterstützung gesucht. Das können beispielsweise eine automatische Erfassung von Vitaldaten, Erinnerungsmeldungen für eine Messung oder Handlungsanweisungen (Termin beim Hausarzt, Ernährungstipps) sein. Aus verschiedenen Teilprozessen (Blutzuckermessung, Insulingabe $\cdots $) wurde ein Gesamtprozess gebildet, aus dem die Beteiligung der verschiedenen Akteure (Patient, Pflegepersonal, Home-Client1) ersichtlich wird. Eine schematische Darstellung eines solchen Gesamtprozesses ist in Abbildung 2 zu sehen.


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Gesellschaft für Informatik, Bonn
ISBN 978-3-88579-602-2


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