Data Science in Perioperative Care

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AG Data Science in Perioperative Care

Die Abteilung für Anästhesiologie und operative Intensivmedizin der CharitéUniversitätsmedizin Berlin ist eine der größten in Europa. Pro Jahr werden mehr als 66.000 Narkosen bzw. Interventionen durchgeführt und 26.000 Intensivpatienten behandelt - mit einem stetig wachsenden Strom klinischer Daten, die in der elektronischen Patientenakte (EHR) erfasst werden.

Die multidisziplinäre Arbeitsgruppe Data Science in Perioperative Care unter der Leitung von Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Felix Balzer, Anästhesist und Informatiker, hat sich zum Ziel gesetzt, die klinische Nutzung dieses Datenstroms in Hinblick auf Patientensicherheit und Qualität der Gesundheitsversorgung zu verbessern. 

Dazu gehören:

  1. Förderung von personalisierter Medizin durch die Entwicklung prädiktiver Modelle und Nutzung künstlicher Intelligenz zur Unterstützung der klinischen Entscheidungsfindung bei der Behandlung kritisch kranker Patienten
  2. Im Rahmen von Value-Based Healthcare sollen Informationen aus dem EHR für eine patientenzentrierte Behandlung mit Fokus auf klinische Qualität, Ressourcenverwendung und Verbesserung der klinischen Praxis verwendet werden
  3. Implementierung der Konzepte Internet of Medical Things und Ubiquitous Computing, um relevante Informationen gezielt dann zur Verfügung zu stellen, wenn sie für medizinische Entscheidungsfindungen wichtig sind
  4. Etablierung von tragbaren Remote Monitoring Devices für perioperative Fast-Track-Protokolle zur Vermeidung längerer Aufenthalte auf der Intensivstation
  5. Entwicklung von Anwendungen, die Standards wie z.B. Fast Healthcare Interoperability Resources (FHIR) verwenden, um so den interdisziplinären Austausch und die Interoperabilität von Gesundheitsinformationen im perioperativen Bereich zu unterstützen
  6. Erforschung der medizinischen Usability und soziotechnologischer Faktoren der Mensch-Maschinen-Interaktion, um einen schnellen und effizienten Austausch von Informationen zwischen Mensch und Maschine an Orten wie dem OP oder der Intensivstation zu ermöglichen, die ein hohes Maß an Zuverlässigkeit erfordern.

Unsere Arbeitsgruppe besteht aus interdisziplinären Experten aus den Bereichen Anästhesiologie, Intensivmedizin, Psychologie mit den Schwerpunkten Entscheidungsfindung und Entscheidungsunterstützung, Medizinproduktentwicklung und Implementierung in den klinischen Workflow, Medical UX Design, Datenvisualisierung, biomedizinisches Datenmanagement und -analyse sowie Machine Learning.

Durch die vollständige Ausschöpfung des aktuellen klinischen Datenstroms und die Verbesserung der Mensch-Maschine-Interaktion ist es unser Ziel, die Qualität der perioperativen Versorgung zu verbessern und eine schnelle und dauerhafte Genesung nach der Operation zu fördern. 

Projekte

Staff Acceptance of Remote Patient Monitoring on ICU (SARPI) Beobachtungsstudie mit begleitender Mitarbeiterbefragung

Ziel der Studie ist die Evaluation der Nutzerakzeptanz eines Patienten-Fernüberwachungssystems (VitalSync, Medtronic) im Rahmen seiner Implementierung auf einer PACU (Post-Anesthesia Care Unit). 

Die Technologie des Remote Monitorings ändert das Tätigkeitsprofil des Fachpersonals auf der Intensivstation wesentlich und bestimmt weitgehend die Eigenschaften ihres Arbeitsablaufs. Deswegen kann die Erforschung der Integration der Patienten-Fernüberwachung in den Arbeitsalltag auf der Intensivstation nicht nur aussagekräftige Ergebnisse in Bezug auf die spezifische Technologie liefern, sondern auch aufzeigen, wie technologische Fortschritte die medizinischen Tätigkeitsfelder im Allgemeinen beeinflussen können.

Die SARPI-Studie soll dazu beitragen, dass das Potential neuer digitaler Infrastrukturen in Zukunft optimal ausgenutzt werden kann, und die Voraussetzungen für einen nachhaltigen Technologietransfer (Bahnung von Entwicklung und Implementation neuartiger Technologien im perioperativen Umfeld) geschaffen werden.

Die ständige Re-Evaluation der Patienten-Fern-Überwachungstechnologie durch die End-Nutzerinnen und -Nutzer ermöglicht ihre kontinuierliche Optimierung der im Sinne einer nutzerzentrierten Entwicklung. Hierzu werden qualitative Forschungsmethoden wie leitfadengestützte Interviews sowie quantitative Methoden in Form von standardisierten Online-Fragebögen genutzt.

Ausführlichere Einführung in das Projekt auf YouTube unter diesem Link

Preise und Auszeichnungen

Research to Market Challenge: forschungsbasierte Geschäftsidee der AG Data Science in Perioperative Care ausgezeichnet

Ein interdisziplinäres Team aus Ärzten, Informatikern, User Experience-Forschern und Psychologen von der Klinik für Anästhesiologie mit Schwerpunkt operative Intensivmedizin und der Klinik für Geriatrie und Altersmedizin der Charité hat das Augmented-Reality-Cockpit für Anästhesiologie und Intensivmedizin (ARCAI) entwickelt. ARCAI, welches federführend von Dr. Akira Poncette und Dr. Johannes Starlinger eingereicht wurde, informiert interaktiv und bedarfsgerecht über Patienten der Intensivmedizin, zum Beispiel über ihren Blutdruck oder die Sauerstoffsättigung im Blut. Das Tool soll außerdem helfen, die Tendenz der Vitaldaten zu analysieren und Entscheidungen am Krankenbett auf der Intensivstation und in der Anästhesiologie durch Vorhersagen zu unterstützen. In der Kategorie „Digital“ erhielt ARCAI den zweiten, mit 1.000 Euro dotierten Preis. Mit dem Preisgeld kann das ARCAI-Team nun die bisherigen Modelle und Konzepte mit einer Augmented Reality Brille in einer intensivmedizinischen Umgebung testen.

Am Wettbewerb konnten Studierende, Absolventinnen und Absolventen, Doktorandinnen und Doktoranden und wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aller Fachbereiche der Charité und der drei großen Berliner Universitäten teilnehmen. Ihre Geschäftsidee musste einen klaren Bezug zum Arbeitsgebiet der Teilnehmerinnen und Teilnehmer haben und sich in die Praxis umsetzen lassen. Die Konzepte wurden von einer Jury im Hinblick auf Innovationsgehalt, Forschungsbezug, Realisierbarkeit und Kundennutzen bewertet.

Die beteiligten Wissenschaftler der Charité waren: Prof. Dr. Dr. Felix Balzer, Dr. Niklas Keller, Dr. Akira-Sebastian Poncette, Dr. Johannes Starlinger und Dr. Anika Steinert. Weitere Informationen zu den Preisträgern finden Sie hier.