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Lehre und Forschung von eHealth-Services in einem Living Lab

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Ausgangslage

Gerade im Gesundheits- und Sozialbereich etablieren sich neue IT-Anwendungen nur sehr schwer. Als wichtige Ursache dafür mag gelten, dass Innovationen im IT-Bereich noch sehr stark als Produkte aus der Entwickler-Perspektive und nicht als Services aus der User-Perspektive konzipiert werden. Die Komplexität der zugrunde liegenden Prozesse ist auf deren starke Interdisziplinarität (Ärzte, Pfleger, Hebammen und andere Gesundheits- und Sozialberufe) zurückzuführen. Zugleich ist die Interaktion zwischen und die Kollaboration von unterschiedlichen Stakeholdern zu ermöglichen (Patienten, Angehörige, Krankenversicherer, Gesundheitsbehörden, Technologieanbieter etc.).

Im Zusammenhang mit Elektronischen Gesundheitsakten (EHR) wird in den Vereinigten Staaten „meaningful use (MU)“ gefordert (siehe z.B. [1], [2]). Das Thema MU der Elektronischen Gesundheitsakte (ELGA) wurde in Österreich aber weitgehend von datenschutzrechtlichen und berufsgruppenspezifischen Fragen überlagert. Möglicherweise begründet sich dadurch der eher zögerliche Start der ELGA in Österreich.

Um solchen Problemen vorzubeugen, schlugen Velson et al. [3] einen multidisziplinären Ansatz zum Requirements-Development für eHealth vor. Damit soll das Spannungsfeld zwischen Technologie, den End-Usern, uns sonstigen Rahmenbedingungen entsprechend berücksichtigt werden.

 

Das Konzept eines Living Labs

Ein Living Lab beschreibt weniger die Art der Räumlichkeit, in der geforscht und gelehrt werden soll, als vielmehr die damit verbundene Lehr- und Forschungsmethodik. Es geht um das Entdecken (sensing), Entwickeln (prototyping), Validieren (validating) und Optimieren (refining) komplexer Lösungen in einem multiplen „Real Welt Labor“, in dem alle wichtigen Stakeholder im Sinne der Co-Creation berücksichtigt werden. Im Basic „Living Labs“ Konzept geht es darum, mittels neuer Technologien im Zusammenspiel mit Unternehmen, der Öffentlichkeit, Usern und Wissenschaft in einem Real-Welt-Kontext neue Resultate zu erzielen [4]. Im Living Lab spricht man daher auch von „distributed innovation“ [5] und meint damit, dass eine „Brücke“ zwischen Technologie-zentrierter und User-zentrierter Innovation gebaut werden soll.

 

Ein Praxisbeispiel

Swinkels et al [6] beschreiben inwieweit sie für die Entwicklung von „eHealth in Primary Health Care“ sich des mit living labs assoziierten Forschungsansatzes bedienten. Sie führen vier Gruppen von Stakeholder an, die sie in ihrem von September 2013 bis Dezember 2016 in den Niederlanden dauernden Projekt „eLabEL“ berücksichtigten:

  • Patienten,
  • Gesundheitsdiensteanbieter (health professionals),
  • Technologieanbieter (Klein- und Mittelbetriebe),
  • Öffentliche Einrichtungen des Gesundheitswesens (health care insurers and policy maker)

Entscheidend ist, dass die Stakeholder in einer integrierten eHealth Infrastruktur zusammengeführt werden, wohl auch um die Anforderungen der jeweils anderen Stakeholder besser verstehen zu können.

Im Projekt eLabEL wurden folgende eHealth-Services untersucht: Online Video-Konsultationen, Online Self-Management coaching für chronische Erkrankungen, Online coaching für physiotherapeutische Übungen sowie eine Applikation zur Koordination der multidisziplinären Pflege.

Unter den lessons learned fassen Swinkel et al [6] zusammen: „Patients, primary health care professionals, entrepreneurs and government need to act together in eHealth projects“.

 

Ausprägungen von eHealth-Anwendungen

Im Folgenden seien versorgungsrelevante eHealth-Anwendungen betrachtet, die als Gesundheits- und Sozial-Anwendungen räumliche und zeitliche Distanzen überbrücken.

Prinzipiell geht es um die Unterstützung des Menschen in einer häuslichen Umgebung, mittels Sensor-Technologien, die aufgrund der Datenvernetzung und Fernsteuerbarkeit zusätzliche Funktionen bieten. Generell sind dies innovative Versorgungsprozesse, die oft im Zusammenhang mit dem Disease Management chronischer Erkrankungen einhergehen, mit dem Vorteil, dass Patienten-Betreuer-Kontakte nicht immer zeitgleich am gleichen Ort erfolgen müssen, sondern virtuell über Kommunikationsplattformen (dies gilt auch sinngemäß für Angehörige, soweit sie in die Betreuung der Patienten miteingebunden sind). Die Kontakte können synchron oder auch asynchron durchgeführt werden. Ärgerliche und wegen der Infektionsgefahr gesundheitlich gefährliche Wartezeiten in den Ambulanzen, Praxen etc. bzw. umständliche Anreisewege zu den Wohnungen der Patienten können damit verhindert werden. Insofern tragen eHealth-Anwendungen volkswirtschaftlich auch zur Reduktion von Kosten der Versorgung bei.

Je nachdem wie intensiv der Grad der medizinischen Unterstützung ist, könnte man folgende Einteilung von eHealth Anwendungen vornehmen:

 CharakteristikTechnologie-AspekteEinbezogene Stakeholder
Telehealth-AnwendungenManagement chronischer Erkrankungen mit hoher medizinischer Relevanz (Diabetes, kardiovaskuläre Erkrankungen etc.)Messung von Vitalparametern vor Ort durch Gesundheitsberufe, e-Medikation, Elektronische GesundheitsaktenÄrzte, Pflege (Telenurse), Angehörige. Ergotherapeuten, Logopäden
Telecare-AnwendungenManagement chronischer Erkrankungen mit erhöhten pflegerischen Anforderungen (z. B: Wundmanagement)Einsatz von Decision Suport, Elektronische Gesundheitsakten, Pflege, tlw. Ärzte, Physio-therapeuten, …
Ambient Assisted Living- Anwendungen (bzw. Active & Assisted Living)Unterstützung bei einfachen pflegerischen Anforderungen (intelligente Diätsysteme, SturzerkennungSchlafqualität…)Selbst-Monitoring von Vitalparametern, Ernährungszustand etc.Pflege (Telenurse), Sozialarbeiter, Angehörige
Smart Home-AnwendungenNicht medizinische Unterstützung bei Verrichtungen des alltäglichen Lebens (Licht- und Energiesteuerung, Notfallsysteme für Küche und Bad, …)sensorunterstütztes Monitoring und FernüberwachungSozialarbeiter, Angehörige

Die Abgrenzung ist mitunter schwierig. Für die sehr komplexe Betreuungssituation mit Angehörigen und pflegerischem sowie medizinischem Fachpersonal ist die rein ingenieursmäßige Betrachtung des Problems zu kurz gegriffen. Fragen der Adhärenz und Partizipation sowie Fragen der Kosteneffizienz müssen gleichermaßen behandelt werden. Dies macht das Forschungsfeld interdisziplinär und spannt den Bogen von angewandter Informatik bis hin zur Pflegewissenschaft, Sozialarbeit und Gesundheitsökonomie.

Bedeutung eines Living Lab für die Forschung

Dokumentationsstandards wie HL7 oder CDISC sollen die Interoperabilität erhöhen und damit zu Effizienzsteigerungen und einer Erhöhung der Outcome-Qualität führen. Bei klinischen Routinedaten gibt es großen Abstimmungsbedarf zwischen den verschiedenen Sektoren des Gesundheits- und Sozialwesens. Ärztliche und pflegerische Entlassungsbriefe, Befunde oder Medikationsdaten müssen zwischen Spitälern, Ambulanzen und Pflegeheimen ausgetauscht werden können. Derzeit gibt es noch eine geringe Durchdringung mit Dokumentationsstandards bei extramuralen Ärzten und nichtärztlichen Gesundheitsberufen. Um innovative telemedizinische Versorgungs- und Dokumentationsprozesse in die Regelversorgung einführen zu können, sind diese unter Laborbedingungen zu entwickeln und zu optimieren bzw. überhaupt erst neue Prozesse zu identifizieren.

Vor allem kleinen und mittelständischen Unternehmen sowie Anbietern aus dem Gesundheits- und Sozialbereich bietet ein Living Lab mit dieser offenen Forschungsumgebung die Möglichkeit, mit innovativen Lösungen in Märkte vorzudringen, die sie bisher nicht adressieren konnten. Das Living Lab stellt eine Plattform zum Austausch und zur Generierung neuer Ideen, und zur Entwicklung, Integration, Erforschung und Erprobung dar.

Technologisch sind intelligente Assistenzsysteme (Smart Home und AAL-Systeme) im Forschungsfokus. Die Bandbreite reicht von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) und Decision Support Systemen über Standards in Bezug auf die Interoperabilität der Telehealth-Devices und Systeme (zum Beispiel: HL7 CDA, FHIR, Continua Health Alliance). Weiters sind Funktechnologien wie WLAN, RFID, NFC, Bluetooth usw. von Bedeutung. In Hinblick auf die Gebäudesystemtechnik sind auch Smart-Metering-Technologien sowie kabelgebundene und drahtlose Bussysteme (KNX, ZigBee, EnOcean etc.) zu berücksichtigen.

Aus Sicht des Software-Engineerings schlagen Demiris et al. [7]) als Minimalempfehlung für das Design der Schnittstellen, der Systemeigenschaften und der Implementierung folgende drei Maßnahmen vor:

  • Einbeziehen der End-User in möglichst frühe Design-Phasen
  • Messung der Usability mittels Beobachtungen
  • Reflexion der Informationsbedürfnisse der End-User

Das dies nur in einem Living Lab perfekt erfüllt werden kann ist offensichtlich.

 

Bedeutung eines Living Lab für die Lehre

eHealth-Studierende bewegen sich an der Schnittstelle von Informatik, Management und Gesundheitswissenschaften. In den im Curriculum verankerten Lehrveranstaltungen wie:

  • Medizinische Dokumentation und Standards in der Gesundheitsinformatik
  • Netzwerktechnik und Betriebssysteme
  • Hochverfügbare Systeme
  • Biosignale und Biosensoren
  • Software Design
  • Digitale Bildverarbeitung und Mustererkennung
  • Datenschutz- und Datensicherheit

werden die Studierenden in den einzelnen Lehrveranstaltungen vor allem hinsichtlich ihrer Fachkompetenzen (Wissen und Verstehen.), jedoch nicht in Hinblick auf die Methodenkompetenzen (Anwenden, Analysieren, Evaluieren und Erschaffen) gefördert.

eHealth-Anwendungen in den unterschiedlichsten Settings auf Basis von Electronic Health Records, der Datenaustausch mit monolithischen Krankenhausinformationssystemen (KIS), die Implementierung von Decision Support Systemen oder AI-Technologien in den betrachteten Prozessen erfordert jedoch die multi- und interdisziplinäre Zusammenarbeit. Die betrachteten Kern-Prozesse (Diagnose, Therapie, Pflege, …) sollten außerdem unter Einbezug von evidenzgestützten klinischen und intersektoralen Pfaden bzw. Leitlinien und Medizininformatik-Standards (ICD, HL7 CDA, IHE, DICOM etc.) behandelt werden.

eHealth-Services erstrecken sich ferner auf Unterstützungs- und Führungsprozesse, zu denen Dokumentations- und Abrechnungsaufgaben zählen sowie die Informationsversorgung für das Prozesscontrolling und die Qualitätssicherung.

Entwicklungsparadigmen wie Design Thinking und User Centered Design können nur im Zusammenspiel realitätsgetreuer Laborbedingungen unter Einbezug verschiedener Stakeholder sinnvoll umgesetzt werden. Die Stakeholder werden im Falle der Lehre von den jeweiligen Lehrenden repräsentiert, die im Living Lab aufeinandertreffen.

Erfahrungen skandinavischer Länder zeigen, dass die Lehre mit Living Labs sinnvoll unterstützt werden soll [8].

Das heißt, für die Lehre ist ein Living Lab essentiell, da für das Zusammenspiel der verschiedenen Fächer eine Infrastruktur vorgehalten werden muss. Ohne Living Lab müssen sich Lehrende und Studierende in ungeeigneten Lehrräumen oder ihrem privaten Umfeld provisorisch eine entsprechende Infrastruktur aufbauen, welche naturgemäß nur teilweise die Anforderungen an solche Labors erfüllen kann.

 

Aufbau eines Living Lab für eHealth

Eine mögliche Variante für den Aufbau eines eHealth Living Lab, wenn vor allem telemedizinische Anwendungen im Fokus sind, ist folgende:

Die eHealth-Prozesse, die üblicherweise über viele Orte verteilt ablaufen, sollen in einem oder in einigen wenigen Räumen gemeinsam sichtbar werden. Im Labor sollten Daten nur per Fernübertragung übermittelt werden, trotzdem ist für Beobachter im Labor der gesamte Prozess transparent.

Das Living Lab sollte mindestens in drei Teilbereiche gegliedert werden:

  • Eine Modellwohnung bestehend aus Bett, kleiner Küche, Kühlschrank, Fernseher, Couch und Couchtisch, eventuell Nassbereich. Alles ausgestattet mit Smart Home und AAL-Technologien.
  • Eine Teleordination mit PC-Arbeitsplätzen zum Monitoring der Vitalparameter bzw. der elektronischen Kommunikation mit den Probanden in der Modellwohnung. Vitalparameter und sonstige Messungen werden über diverse Übertragungswege WLAN, LAN, Bluetooth, NFC etc. mit der Modellwohnung ausgetauscht.
  • Ein Beobachtungs- und Präsentationsbereich wo die Prozesse quasi „von außen“ gesamtheitlich dargestellt werden. Z.B. über eine Darstellung des Prozesses via Beamer.

 

Fazit

Auf der Etablierung moderner eHealth-Services beruht die Hoffnung die gesellschaftlichen und finanziellen Herausforderungen infolge der demografischen Entwicklung, der gesteigerten Konsumentenansprüchen und des medizinisch-technischen Fortschrittes bewältigen zu können. eHealth-Services werden aber nur angenommen, wenn sie einen Mehrwert bringen.

Meaningful Use von eHealth-Services ist nur möglich, wenn diese eine hohe Usability aufweisen. Damit steigt die Akzeptanz für eHealth-Services sowohl bei den Bürgern und Patienten als auch bei den Gesundheitsberufen sowie den beteiligten administrativen Stellen der Gesundheitsbehörden und Krankenversicherungen.

Deswegen ist schon in der Entwicklung und Optimierung von eHealth-Services sowie in der Lehre darauf zu achten, dass ein multidisziplinärer und realitätsnaher Ansatz gewählt wird. Living Labs stellen einen geeigneten Ansatz dafür dar.

Nur wertstiftende eHealth Services werden die digitale Transformation im Gesundheitswesen positiv beeinflußen.

 

Literatur

[1] Susan McBride, Mari Tietze, Mary Anne Hanley, Laura Thomas (2017): Statewide Study to Assess Nurses‘ Experiences With Meaningful Use-Based Electronic Health Records. CIN Computers, Informatics, Nursing. Volume 35, Number 1. January 2017

[2] Deepa Wani, Manoj Malhotra (2018): Does the meaningful use of electronic health records improve patient outcomes? Journal of Operations Management. 60 (2018) 1-18

[3] Velsen, L., Wentzel, J., Gemert-Pinjen, J. (2013). Designing eHealth that Matters via a Multidisciplinary Requirements Development Approach. JMIR Res Protoc. 2013 Jan-Jun; 2(1): e21. PMCID: PMC38154232. doi: 10.2196/resprot.2547

[4] Mats Eriksson, Veli-Pekka Niitamo, Seija Kulkki (2005): State-of the-art in utilzing Living Labs approach to user-cventric ICT innovation – a Europen approach. CDT, Luleå University of Technology. Proceedings of the 12th International Conference on Concurrent Enterprising: Innovative Products and Services Through Collaborative Network. Sweden Dec. 15, 2005.

[5] Dimitri Schuurman, Lieven De Marez, Pieter Ballon (2013): Open Innovation Processes in Living Lab Innovation Systems: Insights from the LeYLab. Technology Innovation Management Review. November 2013. www.timereview.ca.

[6] Ilse Catharina Sophia Swinkels, Martine Wilhelmina Johanna Huygens and Luc de Witte (2018): Lessons Learned From a Living Lab on the Broad Adoption of eHealth in Primary Care. J Med Internet Res. Mar, 20(3) e83.

[7] Demiris, G., Krupinksi, E., Washington, K., Farberow, B. (2010). The Role of Human Factors in Telehealth. Telemedicine and e-Health, May 2010. doi: 10.1089/tmj.2009.0114

[8] Outi Ahonen, Ulla-Mari Kinnunen, Jarmo Heinonen, Gun-Britt Lejonqvist, Elina Rajalahti, Kaija Saranto (2018): Students‘ competence as eHealth and eWelfare service developers based on the international Medical Informatiocs Association IMIA’s curriculum structure and design thinking. Finnish Journal of eHealth and eWelfare. FinJeHeW 2018; 10(1).

Robert Mischak

Robert Mischak

DI Dr. Robert Mischak ist Wirtschaftsingenieur und Master of Public Health und seit fast dreißig Jahren in der Gesundheitsbranche in diversen Aufgaben tätig. Aktuell ist er an der Fachhochschule JOANNEUM Instituts- und Studiengangsleiter für eHealth sowie Departmentvorsitzender für Angewandte Informatik. Seine Fachgebiete sind Gesundheitsökonomie, Controlling und Management im Gesundheitswesen und Business Intelligence. Außerdem ist er Vize-Präsident der Österreichischen Gesellschaft für Pflegeinformatik (OeGPI).