Indoor-Navigation für Patienten mit Demenz

Patienten mit Demenz sind häufig verwirrt und verlieren deshalb schnell die Orientierung; sie verlaufen sich. Ziel eines Indoor-Navigationssystems für Klinikgebäude ist es, den Patienten ausfindig zu machen und ihn sicher an seinen eigentlichen Bestimmungsort zu bringen. Dabei müssen dem Patienten situationsgerechte und auch krankheitsgerechte Informationen zur Verfügung gestellt werden. Diese umfassen im Wesentlichen Informationen zur eigenen Person (Wer bin ich? Wo bin ich? Wo komme ich her? Wo will ich hin? Was ist der nächste Schritt z.B. in einem Therapieplan?). Ebenfalls ist eine möglichst detaillierte Beschreibung der aktuellen Umgebung erforderlich, so z.B. ob sich ein Hindernis wie eine Treppe oder eine Sackgasse in unmittelbarer Umgebung befindet. Es müssen somit einige Teilfunktionen entwickelt und miteinander verknüpft werden:

1. Eine metergenaue Ortung ist notwendig. Realisierbar ist diese über GPS, RFID, unauffällige tragbare Transponder, welche eine autarke und möglichst langlebige Energieversorgung haben.
2. Um dem Patienten die Informationen visuell oder akustisch anzuzeigen, werden Displaysysteme am Patienten benötigt. Denkbar wäre es, diese in eine Armbanduhr oder die Kleidung zu integrieren. Dies ist allerdings nur möglich unter Verwendung von leichten, kleinen, flexiblen, und tragbaren Displays.
3. Die Integration in die Kleidung stellt eine Herausforderung an die Aufbau- und Verbindungstechnik dar. Die Systeme müssen vor dem Patienten geschützt werden und gleichzeitig müssen sie bei direktem Körperkontakt biokompatibel sein.
4. Zusätzlich stellt sich die Frage nach der dauerhaften und kabellosen Energieübertragung. Es gibt noch keine technisch realisierten Lösungen dazu.
5. Die Gewährleistung der ständigen Abrufbarkeit über eine Anbindung an die Krankenhaus-IT, Bluetooth, Infrarot oder WLAN, ist ebenfalls Teil des Projektes.

Das intelligente Patientenbett

Das Krankenhausbett ist der Ort, an dem sich Patienten die meiste Zeit im Krankenhaus aufhalten. Aus diesem Grund spielt das Krankenbett eine wichtige Rolle bei der Diagnose und Therapie:

1. Demenziell Erkrankte haben häufig einen unruhigen und unterbrochenen Schlaf durch einen gestörten Tag-Nacht-Rhythmus. Dies führt während der Nacht häufig zu Stürzen aus dem Patientenbett und in Folge dessen zu vermeidbaren Verletzungen.
2. Die Überwachung der Vitalparameter, speziell zur Überwachung und Behandlung von akuten Krankheiten der Patienten mit Demenz, stellt eine große Herausforderung dar, da die Patienten sich oft von diesen Geräten, Kabeln, Schläuchen bedroht fühlen und versuchen diese zu entfernen.
3. Darüber hinaus neigen speziell demente Patienten dazu, ihre Medikamente nicht in der erforderlichen Zuverlässigkeit einzunehmen

Intelligente Patientenbetten können bei der Lösung der genannten Probleme helfen. Zur Realisierung sind verschiedenste Neuentwicklungen nötig: Das Patientenbett muss mit Sensoren ausgestattet werden, u.a. Lagesensoren, Feuchtigkeitssensoren, Druck- und Temperatursensoren, Bewegungssensoren, bio(chemische) Sensoren. Der multisensorische Ansatz soll das Schlafverhalten und generell die Vitalparameter des Patienten so genau wie möglich aufzeichnen. Die Sensoren müssen zudem für den Patienten unsichtbar und unmerklich verbaut sein. Sie müssen somit eine klug versteckte Verkabelung erhalten (z.B. durch verschiedene Lagen innerhalb von Stoffen und Geweben). Auf Grundlage der aufgenommenen Daten sollte das Bett auf die Bedürfnisse des Patienten reagieren können, z.B. durch Absenken bei Sturzgefahr, durch aktives Bewegen (Dekubitus-Prophylaxe), durch Auslösen von Warnmeldungen. Die Möglichkeit Patienten mit Wearables zur Detektion von Vitalparametern auszustatten scheitert häufig an dem zeitaufwändigen und komplizierten Batteriewechsel an tragbaren, körpernahen Messsystemen. Hier kann über das Konzept der evaneszenten Aufladung das Patientenbett gleichzeitig Ladestation für die Energiespeicher der Wearables werden. Diese Art intelligenten Bettes ist so nicht erhältlich. Entwicklungsbedarf besteht bei der Sensortechnik selbst, der Integration in Betten und der Softwareentwicklung.

Erkennung und Steuerung des Gemütszustands

Eine große Herausforderung bei der Pflege von Patienten mit Demenz ist, dass sie unsicher werden, Ängste entwickeln, unkooperativ oder sogar aggressiv werden. Diese Veränderungen im Gemütszustand passieren häufig innerhalb weniger Augenblicke und für Außenstehende oft nicht direkt mit einer Ursache verknüpft. Ziel ist es, den Gemütszustand eines Patienten über Sensorsysteme zu erkennen, mittels künstlicher Intelligenz zu interpretieren und rechtzeitig Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Dies erhöht die Zufriedenheit der Patienten und verringert die Belastung aller Beteiligten, der Pflegekräfte wie der Angehörigen. Zur Erreichung dieses Zieles sind eine Reihe von Teilfunktionen wichtig, welche unterschiedliche technologische Konzepte und Entwicklungen erfordern:

1. Neben der Messung der Vitalparameter über Körpersensoren soll die Gemütserkennung über die Erkennung des Gesichtes und der Mimik erfolgen. Dazu sind eine Software zur Gesichtserkennung und zum Eyetracking, Kameras, Mikrofone und weitere Sensoren nötig. Dies alles muss in den Patientenraum unauffällig und flexibel in Möbel, Fenster, Türen, Betten, Stühle verbaut werden, um für den Patienten nicht bedrohlich zu wirken.
2. Für die Interpretation der so gewonnenen Daten müssen Big-Data-Konzepte und neuronale Netze entwickelt werden.
3. Zur Reaktion auf einen kritischen Gemütszustand bietet sich die Einflussnahme über Bilder, Beleuchtung, Musik u.ä. an. In Japan hat man darüber hinaus auch bereits positive Erfahrungen mit Robotertieren gemacht, die auf die Patienten reagieren und so Spannungen lösen.