LiCa - Human-Computer Interaction - Universität Konstanz

Mobile LifeCare System – LiCa
Stephan Huber
Fachbereich
Mensch-Computer-Interaktion
Universität Konstanz
huber@inf.uni-konstanz.de
KURZFASSUNG
In dieser Seminararbeit wird eine Auswahl an wissenschaftlichen
Projekten, Studien und kommerzielle Produkten aus dem
medizinischen Bereich vorgestellt, welche sich im gesamten oder
teilweise mit dem Einsatz von mobilen Endgeräten beschäftigen.
Anschließend wird auf unser weiterentwickeltes Konzept
eingegangen, bei dem der Fokus auf der Verwendung von
mobilen Geräten liegt, deren Interfacedesign sich durch die
Aufnahme von Kontextinformationen an die Umgebung anpasst
Das Ziel dabei ist es örtlich bezogene Funktionalitäten, wie das
Bereitstellen von patientenspezifischen Informationen, zu
ermöglichen, um einen schnelleren Arbeitsablauf gewährleisten
zu können.
Categories and Subject Descriptors
H5.2. [Information interfaces and presentation (e.g., HCI)]:
User Interfaces – Adaptive user interface
General Terms
Design, Security, Human Factors
Keywords
Context awareness, Mobile healthcare, Location-based-services
1. EINLEITUNG
Ein zunehmendes Informationsbedürfnis und steigende
Mobilitätsanforderungen machen es heutzutage unabdingbar, sich
im Bereich der mobilen Endgeräte weiterzuentwickeln. Bereits
2005 besaß ein Drittel der Weltbevölkerung ein Mobiltelefon [1].
Laut einer Studie telefoniert statistisch gesehen sogar jede Person
in Deutschland mit einem Handy (siehe Abbildung 1) [2].
Abbildung 1: Entwicklung der Mobilfunkanschlüsse in
Deutschland, 2006 [2]
Oliver Runge
Fachbereich
Mensch-Computer-Interaktion
Universität Konstanz
runge@inf.uni-konstanz.de
Dies betrifft sowohl den privaten als auch den professionellen
Bereich und gerade in Krankenhäusern könnten sich durch den
Einsatz von mobilen Endgeräten vorteilhafte Möglichkeiten
ergeben. Zur effizienteren Bedienbarkeit kann es zudem hilfreich
sein, Kontextinformationen zu erfassen und das Interfacedesign an
die Umgebung, z.B. den Arbeitsbereich des Arztes, anzupassen.
Zeit ist im klinischen Arbeitsbereich ein wichtiger Faktor, gegen
den das Krankenhauspersonal täglich ankämpfen muss. Viele
Patienten müssen schnell versorgt werden, sowie Informationen in
kürzester Zeit abrufbar sein. Um dies zu gewährleisten ist ein
hoher Verwaltungsaufwand nötig, welcher sich dementsprechend
in weniger Behandlungszeit für den Patienten wiederspiegelt.
Natürlich macht es keinen Sinn alle Tätigkeiten auf einem
mobilen Gerät ausführen zu können, um die Beschaffung von
Informationen zu erleichtern. Es ist wichtig, die genauen
Bedürfnisse der Benutzer zu identifizieren und in sinnvolle
Aufgabenbereiche einzuteilen, um für beispielsweise nur groß
visualisierbare Daten, stationäre Geräte zu verwenden, welche vor
Ort erreichbar sind.
2. CONTEXT AWARENESS
Information findend man nicht nur in Büchern oder dem World
Wide Web. Vielmehr lassen sich solche in einer großen Anzahl
auf der Straße oder in Gebäuden On-Demand erfassen. Man
spricht hierbei von Kontextinformationen wie z.B. die genaue
Position eines Menschen oder eines Objektes. Im weiteren Ablauf
lassen sich diese Informationen zu Funktionalitäten umwandeln.
Ein gutes Beispiel hierfür ist ein Navigationssystem. So können
wir bei einer guten GPS-Verbindung unsere Position und
umliegende Straßen ermitteln lassen. Einige dieser Systeme
beinhalten schon einen kleinen Bestandteil mehr an Context
Awareness. Dies macht sich z.B. bei den Navigationssystemen der
Firma Garmin, 2008 [3] durch die Anpassung der
Displayhelligkeit bemerkbar. Anhand der Tageszeit wird die
Helligkeit angepasst und versucht, einerseits Energie zu sparen,
sowie eine optimale Sichtbarkeit der ausgeführten Funktionen für
den Benutzer zu garantieren. Ein weiterer Hersteller geht sogar
einen Schritt weiter und reguliert durch einen Lichtsensor die
Helligkeit des Displays (siehe Abbildung 2) [4].

Abbildung 2: Asus R700t mit Lichtsensor, 2008 [4]
Dies ermöglicht z.B. nicht nur bei Nacht, wie im vorherigen
genannten Produkt, sondern auch in einem Tunnel eine
automatische Anpassung der Displayhelligkeit.
Ein positiver Nebenaspekt ist die zusätzlich entstandene
Sicherheit, da der Fahrer selbst seine Konzentration auf die Straße
und den umliegenden Verkehr richten kann. Man könnte ein
System als context-aware bezeichnen, wenn es den Kontext aus
der Umgebung aufnimmt und dem Benutzer passende
Informationen oder Dienste anbietet [5] [6]. Zusätzlich sollte der
angebotene Service die Tätigkeit des Anwenders unterstützen und
somit versucht werden, ausschließlich relevante Funktionen
bereitzustellen. Warum sollte man also nur auf der Straße
navigierte werden und nicht auch in einem beruflichen Umfeld,
wie beispielsweise einem Krankenhaus ?
In vielen Projekten und kommerziellen Produkten wird von
Location Awareness gesprochen, welches als eine spezifischere
Art des Context Awareness zu sehen ist, bei der der Kontext des
Ortes im Vordergrund steht. Natürlich gibt es neben der Erfassung
des geographischen Kontextes auch weitere Möglichkeiten, wie
beispielweise die aktuelle Tageszeit oder Helligkeit, um das
Interface des Gerätes entsprechend anzupassen. In unserem
Konzept spielt jedoch die Bestimmung des Aufenthaltsortes
(Location Awareness) eine entscheidende Rolle. Der direkte
Fokus liegt auf der Umgebung, in der sich der Benutzer befindet,
um wiederum zu entscheiden, welche Aufgaben der Anwender zu
erledigen hat [7].
3. RELATED WORK
Es gibt bereits einige wissenschaftliche Projekte und Ansätze,
welche sich mit dem Thema Context-Awareness für mobile
Geräte im klinischen Bereich beschäftigen. Bevor man sich
allerdings mit der Entwicklung von neuen Konzepten befasst ist
es ebenso wichtig, die heutigen Probleme einer klinischen
Einrichtung zu analysieren.
3.1 Administrativer Aufwand
Aus heutiger Sicht besteht in Krankenhäusern ein teilweise sehr
großer administrativer Zeitaufwand, der des Öfteren die
Patientenpflege zeitlich gesehen übertrifft. Das manuelle Erstellen
und Archivieren von Patientendaten, das Abrufen von
Informationen, sowie die Terminplanung und Aufgabenverteilung
stellen dabei die größten Probleme dar. Laut einer Fallstudie der
Capgemini Deutschland GmbH im Jahre 2005 [8], muss die
Patientenpflege im Vordergrund stehen und der administrative
Aufwand automatisiert und somit einfacher und weniger
zeitaufwendig gestaltet werden. Ein weiterer Problembereich
medizinischer Einrichtungen ist das kollaborative Arbeiten des
Krankenhauspersonals untereinander. Einige Projekte, welche die
oben genannten Probleme behandeln und Lösungsansätze
präsentieren, werden im Folgenden vorgestellt und analysiert.
3.2 Activity-Based-Computing
Gerade um diesen Aufwand zu verringern oder sogar vollständig
zu eliminieren, empfiehlt sich die Verwendung des Activity-
Based-Computing [6] (2005). Das Ziel dieser Methode ist es,
Daten und Aufgaben, der verschiedenen medizinische Bereiche in
einer Klinik, nicht geographisch an einen Ort zu binden, sondern
in wichtigen Situationen einen problemlosen Zugriff zu gewähren.
Des Weitern sollten anwendungsspezifischen Einschränkungen,
wie z.B. ein medizinischer Befund, welcher über einen stationären
Computer in einem Büro abgerufen werden muss, verhindert
werden. Um diese bearbeiten zu können wird beispielsweise ein
Textbearbeitungsprogramm benötigt. Geht man davon aus, dass
zu einem Krankenbefund weitere Daten wie Röntgenbilder oder
Wertetabellen über die Vitalfunktionen eines Patienten anfallen,
entsteht ein verwaltungstechnisches Problem. Es zeichnet sich
durch das Interagieren zwischen den verschiedenen
Anwendungen, zur Bearbeitung, der zu einem Krankenbericht
erfassten Daten aus. In vielen Fällen kommen des Öfteren weitere
Aufgaben dazwischen und garantieren somit für einen weniger
reibungslosen und ineffizienten Arbeitsablauf. Ordnet man nun
aber die Daten, unabhängig von den notwendigen Anwendungen,
den Aktivitäten einer arbeitenden Person zu, werden alle wirklich
wichtigen Informationen in einer „Activity“ zusammengefasst.
Bricht der Anwender eine Aktivität ab und möchte sich mit etwas
anderem beschäftigen, werden die Daten einfach gespeichert und
können im gleichen Gesamtbild, ohne das Öffnen von unzähligen
Anwendungen, wieder geladen werden. Dies ermöglicht ein
einfacheres „Umschalten“ zwischen verschiedenen
Arbeitsaufgaben und sichert so einen schnelleren Ablauf.
Natürlich ist es ebenso wichtig den Benutzern die Möglichkeit zu
geben, „Activities“ untereinander zu tauschen oder
weiterzugeben. Es stärkt das kollaborative Arbeiten da z.B. ein
Anwender die „Activity“ beendet und ein andere sie wieder
aufnehmen kann. Eine weitere wichtige Voraussetzung, die durch
das Activity-Based-Computing gegeben wird ist, dass jeder
Benutzer gleiche Möglichkeiten zur Bearbeitung der Aufgaben
besitzt. Wobei zu beachten ist, dass natürlich die Aufgaben eines
Arztes nicht mit denen einer Krankenschwester gleichzusetzen
sind und somit ein Austausch jeglicher Art keinen Sinn machen
würde.
Jedoch könnte ein solches System als Grundvoraussetzung für die
Entwicklung eines adaptiven mobilen Gerätes dienen, welches
zusätzlich verschiedene Kontextinformationen zur genaueren
Bestimmung der „Activities“ mit einbezieht.
In einem Videoprototyp [9] des ABC Frameworks werden Ideen
zur Erfassung und Verwendung solcher Kontextinformationen
ansatzweise vorgestellt. So wäre es möglich, Arbeitspersonal über
einen RFID Scanner zu lokalisieren (siehe Abbildung 3) und z.B.
beim Betreten eines Patientenzimmers spezifische Informationen
anzuzeigen zu lassen. Dies könnten Vitalwerte auf dem gerade
aktivierten Bildschirm am Bett des Patienten oder die zu ihm
gehörenden Medikamente auf einem Medikamentenwagen sein.
Die Krankenschwester oder der Arzt haben somit die Möglichkeit
Informationen vor Ort abrufen zu können, sowie diese direkt zu
manipulieren.

Abbildung 3: Krankenschwester wird von RFID Scannern
erfasst, 2002 [9]
3.3 Das Hermes Framework
Das „Hermes Framework“, der Universität von Dublin aus dem
Jahr 2005 [10], basiert auf einem mobilen Context-awarepfadgesteuertem
System. Jeder Arzt plant seine täglichen Termine
und Aufgaben und pflegt diese in das System ein. Die
Anwendung generiert dabei eine Art Pfad durch das Krankenhaus,
an dem sich der Arzt orientieren kann (siehe Abbildung 4). Je
nach dem was der User ausgewählt hat, kann das System Pfade
nach dem kürzesten Weg oder nach der Wichtigkeit der Visiten
erstellen. Es wird zusätzlich angeboten, wichtige Patientendaten
auf dem Weg zur Visite zu erhalten und auf dem mobilen Gerät zu
betrachten. Das Besondere am „Hermes Framework“ ist außerdem
der Ansatz der Aufgabenverteilung. Ärzte können beispielsweise
Aufgaben, die während der Visite neu auftreten, an andere
Kollegen, per Knopfdruck an ihrem PDA, zuteilen (siehe
Abbildung 5). Diese bekommen die neue Aufgabe automatisch in
ihren Pfad eingebunden. Je nach Wichtigkeit entscheidet das
System, wo es den neuen Termin einfügt. Bei plötzlich
auftretenden Notfällen wird der Arzt außerdem auf seinem
Display darauf hingewiesen und der Pfad so umgestellt, dass der
Notfall als erstes abgehandelt werden muss. Ein weiterer positiver
Aspekt des Systems isteine Funktion, welche automatisch sich in
der Nähe befindenden Ärzte erkenn. Dadurch schlägt das mobile
Gerät gegebenenfalls vor, Termine mit dieser Person
vorzuverlegen und Aufgaben somit vorzeitig erledigen zu können.
Abbildung 4: Screenshot des „Hermes Framework“ – Prototypen
mit aktivem Pfadsystem, 2007 [10]
Der Ansatz der Universität von Dublin ist ein aktueller Versuch
bisherige Probleme mit einer Anwendung zu lösen. Das
Aufgabenmanagement durch das angesprochene Pfadsystem zu
erledigen ist eine hilfreiche Erleichterung im Bezug auf
administrative Arbeiten. Screenshots versprechen ein
übersichtliches Interface mit einer Karte des Krankenhauses. Der
Arzt sieht somit immer, welche Termine er als nächstes erledigen
sollte und in welcher Reihenfolge dies geschieht. Negativ könnte
allerdings die Beurteilung der Wichtigkeit von Aufgaben sein.
Ärzte haben meist eine unterschiedliche Ansicht wie wichtig eine
solche ist. Durch die Verteilung einer neuen Aufgabe und deren
Einstufung durch einen Arzt, könnte ein Problem auftreten, da der
Mediziner, der die Aufgabe erhält, eventuell anders einstufen
würde. Trotz der Konfliktgefahr durch die Aufgabenverteilung ist
das „Hermes Framework“ ein guter Ansatz, um die bestehenden
Probleme des Aufgabenmanagements zu lösen.

Abbildung 5: Screenshot des „Hermes Framework“ – Prototypen
mit neuer Aufgabenübermittlung, 2007 [10]
3.4 IBITECH GmbH
Dass mobile Geräte in Krankenhäusern und anderen klinischen
Einrichtungen überhaupt akzeptiert werden und heute schon
regelmäßig zum Einsatz kommen, kann man an einem Produkt der
Firma IBITECH GmbH aus der Schweiz sehen.
Bei IBI-Care [11] handelt es sich um ein mobiles wie auch
stationäres System, durch welches das Verpflegungsmanagement
einer klinischen Einrichtung verwaltet werden kann. Wie schon
erwähnt, hat man nicht nur über ein mobiles Gerät die
Möglichkeit Informationen zu erfassen, sondern kann ebenso
einen stationären Computer verwenden. Jedoch eignet sich die
mobile Variante beispielsweise gut für die Planung der
verschiedenen Malzeiten eines Tages. Vor Ort kann das
zuständige Personal über einen PDA Bestellungen aufnehmen
(siehe Abbildung 6) und auch Besonderheiten wie z.B.
vegetarisches Essen zu berücksichtigen. Die anfallenden Daten
werden dann mit dem Server synchronisiert und können vom
Küchenpersonal abgerufen werden. Ebenso können auch
patientenspezifische Informationen erfasst und abgerufen werden,
um eine genaue Auswahl der Nahrungsmittel zu vereinfachen.
Abbildung 6: Screenshot der IBI-Care Software auf einem
PDA, 2005 [11]
Allerdings besitzt dieses System noch über keine direkte
Aufnahme von Kontextinformationen, um automatische
Änderungen der anzuzeigenden Informationen zu ermöglichen.
Jedoch wäre dies sicherlich ein weiterer Schritt zur Verbesserung,
wenn beispielsweise, wie im Videoprotoyp von Badram
vorgestellt, die Informationen über den Patienten beim Betreten
des Zimmers angezeigt werden und man nicht erst durch
verschieden Tabs oder Listen navigieren muss.
IBI-Care wird heute an über 30 klinischen Einrichtungen
(vergleiche Abbildung 7) in der Schweiz verwendet. Dabei
handelt es sich nicht nur um große Krankenhäuser sondern auch
um kleinere Eichrichtungen [12].
Abbildung 7: Übersichtskarte der klinischen Einrichtungen,
welche IBI-Care verwenden, 2008 [12]
3.5 Intelligent Hospital
In einem Krankenhaus geht es oft sehr hektisch zu und gerade im
ambulanten Bereich zählt bei Notfällen jede Minute. So ist es
wichtig schnelle Diagnosen und Befunde über den gerade
eingelieferten Patienten zu bekommen, um eine schnellstmögliche

Behandlung zu garantieren. Damit dies aber funktioniert, muss
das Fachpersonal immer erreichbar sein. In den meisten
Einrichtungen besitzen die Ärzte einen sogenannten „Pager“ oder
auch den zu deutsch bezeichneten „Piepser“ (vergleiche
Abbildung 8).
Abbildung 8: Handelsübliche Pager, 2008 [13]
Hierbei handelt es sich um ein mobiles Gerät, über welches das
Personal gerufen werden kann. Außer einer kleinen Anzeige und
einem „Pieps“-Geräusch funktioniert dieses Gerät sehr einfach
und ist dank seiner Größe auch überall mobil verwendbar [13].
Allerdings können keine kompletten Befunde oder eine synchrone
Kommunikation über so einen „Pager“ stattfinden. Der Arzt wird
gerufen und muss dann zu dem betreffenden Patienten gelangen,
um sich ein genaueres Bild machen zu können. Dies kostet
wichtige Zeit bei der Rettung eines Patienten. Eine Lösung für
dieses Problem bietet das Intelligent Hospital [7]. Durch
stationäre Terminals können die Mitarbeiter eines Krankenhauses
miteinander kommunizieren und auch z.B. Laborergebnisse
weitergeben. Durch ein auf Infrarot basierendes System, auch
Active-Badge-System genannt, wird erkannt, wo sich die
Angestellten befinden um anschließend über das zur Verfügung
stehende Terminal zu kommunizieren. Jedes dieser Terminals
verfügt über einen Bildschirm (touchable) und eine Kamera,
welche Bild und Ton übertragen kann. Außerdem tragen alle
Mitarbeiter einen sichtbaren Sensor, welcher ein Infrarotsignal
ausstrahlt. Dieses wird von den im Krankenhaus installierten
Empfängern erkannt und an das Hauptsystem weiter übermittelt.
Wenn ein Assistent aus der Ambulanz eine wichtige Frage an den
zuständigen Spezialisten hat, kann er sich mit ihm, über das sich
in der Nähe befindende Terminal, verbinden lassen ohne jegliche
Information über den Aufenthaltsort des Arztes zu wissen. So
können wichtige Informationen schnell ausgetauscht werden, um
gerade bei lebensbedrohlichen Fällen schnell handeln zu können.
Abbildung 9: Prototyp des „Intelligent Hospitals“ mit aktiver
Kommunikation, 2000 [7]
3.6 AWARE Projekt
Das „AWARE Projekt“ [14] von der Aarhus Universität bietet
einen weiteren Lösungsansatz. Ein Krankenhaus wurde hierbei
mit TFT-Touchmonitoren und Mobiltelefonen ausgestattet. Die
Monitore sollten dem Krankenhauspersonal dabei helfen,
kollaborativ Termine und Aufgaben zu verwalten. Beispielsweise
konnten Ärzte und Krankenschwestern gemeinsam OP-Pläne per
Drag & Drop Funktion organisieren und somit einfacher und
komfortabler arbeiten. In die OP-Säle wurde unter anderem eine
kleine Kamera installiert, um es dem Personal zu ermöglichen den
Operationsablauf live auf Monitoren verfolgen zu können. Die
veraltete Variante des Bullauges an der OP-Tür wurde somit
verbessert . Ärzte und Krankenschwestern wurden ebenfalls mit
mobilen Geräten, in diesem Fall ein Nokia Serie 60 Mobiltelefon,
ausgestattet und waren dadurch überall erreichbar. Das Besondere
an den „AWARE Phones“ war außerdem, die Funktion
Nachrichten empfangen und senden zu können. Dabei wurden
empfangene Nachrichten automatisch nach der Wichtigkeit
sortiert und konnten so abgehandelt werden. Des Weiteren gab es
eine Möglichkeit, ähnlich wie bei aktuellen Instant Messengern,
einen eigenen Status anlegen zu können (siehe Abbildung 10).
Dieser wurde zusätzlich zur Anzeige eines aktuellen Termins in
der Kontaktliste einer anderen Person visualisiert. Anhand dessen
konnte festgestellt werden, wo sich jeder Arzt gerade aufhält und
ob es sinnvoll ist, ihn anhand der Statusmeldung und des
eingetragenen Termins telefonisch zu kontaktieren oder besser
eine Textnachricht zu hinterlassen.
Abbildung 10: AWARE Phone mit Statusmeldung anderer
Kollegen, 2003-2005
Das „AWARE Projekt“ zeigt, wie komfortabel und hilfreich es
funktioniert, kollaboratives Arbeiten und Mobilität in einem
Krankenhaus unterzubringen. Ärzte und Krankenschwestern
genießen somit eine gute Unterstützung in ihrem täglichen
Arbeitsbereich. Lästiges Suchen oder Ausrufen von Kollegen fällt
durch das „AWARE Phone“ aus, indem man in der Kontaktliste
jederzeit sehen kann, wo sich der Arzt aufhält und bei welchem
Termin er sich befindet. Gemeinsames Planen und Arbeiten wird
durch die Touchscreen Monitore vereinfacht und ermöglicht eine
bessere Abstimmung untereinander. Die zusätzlichen Funktionen,
wie beispielsweise die OP-Kamera und der aktuelle Status der
Operation, bieten ebenfalls eine hilfreiche Unterstützung. Negativ
fällt auf, dass das gewählte mobile Gerät einen sehr kleinen
Bildschirm hat, auf dem nur begrenzte Informationen abbildbar

sind. Ein größeres Display erscheint wesentlich übersichtlicher für
das Anzeigen von bedeutsamen Informationen. Das Interface des
stationären Monitors ist sehr überschaulich gestaltet und kann
durch die Touch-Funktion intuitive bedient werden. Das
„AWARE Projekt“ wurde im Jahr 2005 erfolgreich getestet und
abgeschlossen.
Abbildung 11: stationäre TFT-Monitor (touchable), 2003-2005
4. KONZEPT
Im diesem Abschnitt wird ein Konzept sowie die Idee einer
adaptiven Benutzerschnittstellen, in Form eines mobilen, sowie
stationären Gerätes vorgestellt, welche möglicherweise in
Krankenhäusern und anderen klinischen Einrichtungen zum
Einsatz kommen könnten. Der Fokus liegt allerdings auf der
mobilen Benutzerschnittstelle für den Arbeitsalltag eines Arztes.
4.1 Einführung und Ziele
Der Name des Konzeptes lautet Mobile LifeCare System (kurz
LiCa) und soll auf einem PDA oder ähnlichem mobilen Gerät
ausgeführt werden.
4.1.1 Einsatzgebiet
Benutzt wird das System von einem Arzt, welcher in
verschiedenen Bereichen des Krankenhauses tätig ist. Unter der
Annahme, dass der Arzt bestimmte Aufgaben in ebenso
festgelegten Bereichen ausführt, können wir das System in vier
grundlegende Abschnitte einteilen:
Büro: Hier werden meist administrative Aufgaben, wie
die genaue Terminplanung, das Abrufen von E-Mails
oder beispielsweise die Nachbearbeitung von
Patientenberichten vorgenommen.
Visite: Unter diesem Bereich versteht man den Besuch
beim Patienten, in der sich der Arzt unter anderem über
das Wohlbefinden des Patienten erkundigt.
Notruf: In der Regel gibt es einen Operationsplan.
Allerdings kann es auch vorkommen, dass ein bereits
operierter Patient einen Rückfall bekommt oder
schlechte Werte aufweist. In diesem Fall muss der
Spezialist, sofern verfügbar, in den OP gerufen werden.
Meeting: In fast allen Krankenhäusern ist es üblich, dass
sich die Ärzte mindestens einmal täglich zu einer
Besprechung treffen. Hier werden beispielsweise das
weitere Vorgehen eines Patienten besprochen, sich
beraten und weitere Termine festgelegt.
Natürlich handelt es sich bei diesen vier Bereichen um eine sehr
abstrakte Sicht. Es gibt weiterhin noch viele kleine Abschnitte in
denen sich ein Arzt bewegt, auf die aber hier kein Fokus gelegt
werden soll, um die Grundidee des Systems einfacher zu
verstehen und die Basis der User Needs zu identifizieren. Mit
Ausnahme des üblichen Weges zwischen den Bereichen, werden
im vorgestellten Konzept keine weiteren spezifiziert. Somit dient
das Gesamte als eine Art Framework, mit dem später weiter
gearbeiten werden kann.
4.1.2 Ziele
Wie im ersten Kapitel dieser Arbeit vorgestellt, gibt es gewisse
administrative Probleme, welche ein Krankenhaus immer mehr zu
einer „Abfertigungsmaschinerie“ werden lassen. Der Mensch ist
nicht perfekt, wichtige Informationen können vergessen werden
und Fehler entstehen. Ebenso kommt die eigentliche Pflege und
Aufmerksamkeit für den Patienten zu kurz. Eines der Hauptziele
von „LiCa“ ist es, Informationen schnell und möglichst einfach
bereitzustellen, sowie eine einfache Interaktion zur Bearbeitung
zu bieten. Ebenso sollen die Daten automatisiert und in
Abhängigkeit der vorliegenden Kontextinformationen präsentiert
werden. Dies hat zum Vorteil, dass der Arzt sich weniger
Gedanken über die Beschaffung der Informationen machen muss
und somit mehr Zeit für den Patienten hat. Außerdem wird er
durch das System entlastet und kann die zum jeweiligen Zeitpunkt
anfallenden Daten direkt speichern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass „LiCa“ den Arbeitsalltag
eines Arztes vereinfachen kann und ein effizienteres Erledigen
seiner Aufgaben bewirken soll.
4.2 Szenario
Zum besseren Verständnis dient das nun folgende Szenario. Es
handelt von dem Arbeitsalltag eines Herzchirurgen, welcher das
mobile Gerät verwendet.
Herr Dr. D. Fröhlich ist ein neu eingestellter Arzt in einem
städtischen Krankenhaus. Sein Fachgebiet ist die Herzchirurgie in
welcher er chirurgische Behandlungen angeborener und
erworbener Fehler des Herzens und der herznahen Gefäßen, der
Herzkranzgefäße sowie Herzverpflanzungen vornimmt.
Er beginnt seinen Arbeitstag im Büro wo er sich als erstes die
aktuellen Termine und Aufgaben ansieht. Das mobile Device
ermittelt kontinuierlich die Position des Arztes und kann somit
bürospezifische Funktionen wie Terminverwaltung oder E-Mail
zur Verfügung stellen. Da sein Arbeitstag gerade erst anfängt geht
das System davon aus, dass die Belastung des Arztes gering ist
und somit seine Konzentration und Aufnahmefähigkeit sehr hoch.
Es werden folglich alle anstehenden Termine und Aufgaben zur
Verwaltung angezeigt. Allerdings hat Herr Fröhlich in seinem
Zimmer einen TFT mit dazugehörenden Eingabegeräten welche
mit dem PDA in seiner Tasche synchronisiert werden. Nach dem
Dr. Fröhlich eine E-Mail eines Kollegen beantwortet hat, macht er
sich auf den Weg zur morgentlichen Besprechung mit den
anderen Ärzten des Hauses.
Es wird vom System erkannt, dass der Arzt das Büro verlassen hat
und somit in einen Modus gewechselt, der seinen zeitlich ersten

Termin und die damit verbundenen Informationen bereitstellt. Da
Herr Fröhlich neu in der Klinik ist kann er die
Navigationsfunktion nutzen.
Bei dem nun anstehenden täglichen Meeting werden die
Problemfälle und geplanten Operationen des Tages besprochen.
Der Raum wird von LiCa erkannt und der Meeting-Modus
aktiviert. Dr. Fröhlich (alle anderen anwesenden Ärzte auch) hat
nun die Möglichkeit seine Patienten und deren Information an
einer großen Leinwand zu präsentieren um gemeinsam darüber
diskutieren zu können. Neu hinzukommende Termine kann
Fröhlich gleich in sein mobiles Gerät eintragen.
Nach seinem Meeting begibt sich der Arzt auf seine Visite. Auch
hier kann er sich von seinem mobilen Device zum Patienten
führen lassen und die wichtigsten Informationen wie zum Beispiel
Name und Zustand des Patienten abrufen.
Das Mobile Device hat ihn nun wie erwartet vor die Tür des
Patienten geführt. Er betritt den Raum, was wiederum erkannt
wird und somit der Checklisten-/Patienten spezifischen Aufgaben-
Modus aktiv ist. Dr. Fröhlich arbeitet diese ab, wobei die neu von
ihm eingetragenen Informationen über den Patienten per WLAN
Netzwerk an das Hauptsystem übermittelt werden. Außerdem hat
Herr Fröhlich die Möglichkeit den stationären Monitor beim
Patienten zur Erledigung seiner Aufgaben zu nutzen. Nach
getaner Arbeit trägt er sich noch schnell den nächsten Visite-
Termin für seinen Patienten ein, verabschiedet sich und verlässt
den Raum. Der Modus ändert sich wiederum und der nun als
nächstes anstehende Termin samt Informationen steht bereit.
Kurz bevor der Arzt den Raum zur anstehenden Visite betreten
will schlägt sein Gerät Alarm. Der OP Modus ist aktiv und zeigt
Herr Fröhlich, dass er so schnell wie möglich zu OP 105 im ersten
Stock kommen muss. Wiederum kann er, sofern schon vorliegend,
Informationen über die nun bevorstehende Not OP abrufen und
das Navigationssystem benutzen. Die sich vor Ort befindende
Krankenschwester hat die Möglichkeit den Arzt sofort per
Sprachfunktion zu kontaktieren und nutzt dies. Die
Sprachfunktion blinkt auf und Dr. Fröhlich bestätigt seine
Bereitschaft. Die Krankenschwester informiert ihn über den
Zustand des Patienten und welche schwerwiegenden Verletzungen
vorliegen. Dr. Fröhlich hat nun auf dem Weg zum OP die
Möglichkeit sich ein Bild über den Zustand des Patienten zu
machen. Herr Fröhlich stellt das Gerät in Station, welche vor
jedem OP vorzufinden ist. Das Gerät kann nun geladen werden.
Im System wird vermerkt, dass Herr Fröhlich sich in einer OP
befindet. Während des Eingriffes werden von einem OP
Assistenten patientenspezifische Informationen über einen
Touchscreen eingegeben. Der Arzt kann diese in einer
Großansicht auf einem weiteren, für alle in der OP Anwesenden
sichtbaren, Bildschirm überprüfen. Außerdem kann Dr. Fröhlich
über diesen Bildschirm zu einer anderen OP gerufen werden die
seine speziellen Fähigkeiten erfordern
Die OP verlief erfolgreich und der Arzt geht seinen noch
anstehenden Terminen nach.
Dr. Fröhlichs Arbeitstag endet wie er angefangen hat in seinem
Büro. Er sieht noch ein paar E-Mails nach und legt sich für den
kommenden Arbeitstag Termine an.
Natürlich begleitet ihn das Device auch beim Verlassen der
Klinik. Denn Fröhlich hat Bereitschaftsdienst. Wie in allen
Situationen zuvor wechselt das Gerät auch beim Verlassen der
Klinik in den richtigen Modus. So kann er gleiche Informationen
wie heute vor dem OP auch unterwegs erhalten. Heute hat Dr.
Fröhlich aber Glück und wird zu keinem weiteren Notfall gerufen
da seine Konzentrationswerte geringer sind als von anderen
ebenfalls sich in Bereitschaft befindenden Ärzte.
4.3 Domäne und Kontext
Wie im Szenario vorgestellt und auch zuvor angesprochen, gibt es
verschiedene Bereiche in denen ein Arzt tätig ist. Um hier einen
besseren Überblick zu gewinnen, teilen wir die Hautdomäne
Krankenhaus in vier Unterkategorien ein. Dazu gehören das Büro,
das Meeting, die Visite und der Notruf zum OP. Auf dem mobilen
Gerät werden je nach Standort des Arztes einer, der diesen
Bereichen zugeordneten Dienste, aufgerufen und angezeigt. Im
folgenden Abschnitt werden die Domänen in Form von
ortsbezogenen Diensten näher erläutert. Durch je ein
ontologisches Modell [15] wird schnell sichtbar, welche Kontexte
sich auf die Domäne auswirken und welche nicht einfließen.
4.3.1 Bürodienst (siehe Abbildung 12 Anhang )
Der Bürodienst unterstützt den Arzt mit relevanten Funktionen
und Informationen. Er wird dementsprechend auf dem mobilen
Gerät aktiviert, wenn die Person das eigene Büro betritt. Es
werden Daten, die am eigenen Arbeitsplatz vorrangig benötigt
werden, wie beispielsweise Termine, Nachrichten oder das
Internet, angeboten. Der Arzt hat so die Möglichkeit ohne
Zeitaufwand sofortigen Zugriff auf relevante Informationen zu
erlangen. Um die Arbeit im Büro komfortabler zu gestalten bietet
der Dienst zusätzlich die Synchronisation des mobilen Gerätes mit
einem aktiven Desktop, in Form eines stationären TFT-Monitor
mit Maus und Tastatur, an. Die Arbeit an einem größeren
Bildschirm ist angenehmer und übersichtlicher. Die Funktionen
des Bürodienstes können auch an anderen Orten manuell betätigt
werden. Allerdings sind hierbei einige Einschränkungen zu
machen. Beispielsweise sollte man den Funktionen im OP-Saal
nicht ausführen können. Bei der Visite oder im Meeting könnten
Funktionen, wie der Kalender, allerdings hilfreich sein. Die
Arbeitszeit spielt auch hier eine wichtige Rolle. In der Dienstzeit
und in der Bereitschaft wird der Bürodienst ohne Einschränkung
angeboten. Eine Ausnahme ist die Freizeit des Arztes.
4.3.2 Meetingdienst (siehe Abbildung 13 Anhang)
Der Meetingdienst unterstützt Ärzte in einem Meeting. In
morgendlichen OP-Besprechungen gibt es beispielsweise die
Möglichkeit, Daten und Informationen über den betroffenen
Patienten mit Kollegen zu besprechen und auszutauschen. Hierzu
kann der Arzt sein PDA mit einem Beamer synchronisieren, um
die Informationen übersichtlicher darstellen zu können. In
Meetings werden wichtige Abläufe besprochen und ebenfalls neue
Termine festgelegt. Funktionen, wie der Kalender oder das
interaktive Zusammenstellen eines OP-Planes werden
dementsprechend angeboten. Allerdings sollte man außerhalb des
Meetings keinen Zugriff auf diesen Dienst haben. Außerdem ist
der Meetingdienst abhängig von der Arbeitszeit des Arztes.
Außerhalb der Anwesenheit verfügt die Person über keinen
Zugriff auf die Meeting-Funktionen.
4.3.3 Patientendienst (siehe Abbildung 14 Anhang )
Sobald der Arzt einen der oben genannten Dienste und somit
Räumlichkeiten verlässt, wechselt das System in eine Art
Zwischendienst. Es zeigt den bzw. die nun zeitlich nahe-liegenden
Termine an, um mit der Arbeit fortzufahren. Wird der Arzt dabei
zu einer Visite geleitet, kann er beispielsweise schon auf dem

Weg patientenspezifische Daten abrufen, um sich im Voraus ein
Bild zu machen. Betritt der Arzt das Patientenzimmer, wechselt
der Modus in den Patientendienst. Hier steht ihm nun z.B. eine
Checkliste mit Fragen über das Befinden des Patienten zur
Verfügung, um einfach und schnell zu einem Befund oder anderen
Ergebnis zu kommen. Ebenso kann es sein, dass der Arzt die
bevorstehende Operation, aufkommende Komplikationen oder
sonstige Anliegen näher erklären möchte und vielleicht zu einer
einfacheren Darstellung ein Röntgenbild benötigt. Da nun zwei
Personen an einer Information interessiert sind, macht es keinen
Sinn, diese auf einem mobilen Gerät (PDA, oder PDA ähnliche
Größe) zu visualisieren. Ein stationärer Bildschirm wäre von
Vorteil. Somit ist nicht nur bei dem PDA des Arztes eine
Veränderung zu sehen, sondern auch auf dem, am Patientenbett
installierten, stationären Bildschirm. Alle für den Arzt wichtigen
Informationen können darauf angezeigt werden. Ein großer
Vorteil bei Daten, die eine höhere Auflösung benötigen und auf
einem kleinen Display schlechter darstellbar sind. Wir gehen nun
davon aus, dass wie im Szenario beschrieben, der Arzt seine
Checkliste bearbeitet und danach die Möglichkeit hat, neue
Termine mit seinem Patienten festzulegen. Auch diese kann er
direkt auf seinem mobilen Gerät eintragen. Er muss sich also
weniger merken und wird vor Eintritt des Termins automatisch
benachrichtigt. Wie auch in den beiden oben genannten Diensten,
kann sich der OP-Dienst jederzeit einschalten, da es sich um einen
Notfalldienst handelt. Die bis zu diesem Zeitpunkt bearbeiteten
Daten werden gespeichert und können zu einem späteren
Zeitpunkt wieder aufgenommen werden.
4.3.4 OP-Dienst (siehe Abbildung 15 Anhang)
Kommt es zu einem Notfall im Krankenhaus, welcher die
Kompetenz und das Fachwissen des Spezialisten verlangt, wird
der OP-Dienst automatisch aktiv. Der bis dahin ausgeführte
Dienst wird pausiert und kann später wieder aktiviert werden. Der
Arzt hat nun die Möglichkeit, sich mit den vor Ort befindenden
Assistenten oder Krankenschwester in Verbindung zu setzten, um
selbst eine Diagnose und schnell durchzuführende Maßnahmen zu
bestimmen. Hierbei ist es hilfreich, wenn es eine Live-Video-
Übertragung gibt, in der sich der Arzt mit den zuständigen
Personen unterhalten kann. Ebenso ist es hilfreich, veränderte
Werte oder weitere Informationen über den Patienten einholen zu
können. Zum Zeitpunkt des OP-Dienstes kann der Arzt über keine
weiteren anstehenden Termine informiert werden, damit seine
volle Konzentration auf den vielleicht bevorstehenden Eingriff
liegt.
4.4 System
Um das Projekt „LiCa“ umsetzen zu können, benötigt es einer
guten Planung. Die automatische Anpassung des mobilen Gerätes
an die Umgebung und die Bedürfnisse des Arztes, werden durch
die Erfassung der verschiedenen Kontextinformationen
ermöglicht. Im Folgenden wird erläutert, welche Anforderungen
an die Hardware zu stellen und welche Kontexte zu erfassen sind.
4.4.1 Hardware
Unser Projekt beruht auf der Anpassung der mobilen Einheit an
die umliegenden Gegebenheiten und der Synchronisation mit
stationären Geräten, um wichtige Informationen übersichtlicher
darstellen zu können. Am sinnvollsten erscheint es ein Endgerät
mit großem Bildschirm zu verwenden, wie beispielsweise ein
PDA, um die nötigen Daten übersichtlich anzeigen zu können,
ohne die Inhalte immer scrollen zu müssen. An Betten, OP-Sälen
und Schwesternzimmern erleichtern berührungsempfindliche
TFT-Monitore die Arbeit und fördern kollaboratives Interagieren.
Ärzte können z.B. die nächste Operation zusammen mit
Krankenschwestern planen und interaktiv die Vorbereitungen
treffen. Des Weiteren wären in Büroräumen stationäre Monitore
und in Konferenzsälen Beamer denkbar, die mit den mobilen
Geräten synchronisierbar sind, um Termine, Emails oder
Meetings an einem noch größeren Bildschirm bearbeiten zu
können. Um Context-Awareness im Krankenhaus zu ermöglichen
ist es in diesem Fall erforderlich, verschiedene Sensoren im
Gebäude zu installieren, die Signale senden, welche von dem
PDA erfasst und verarbeitet werden. Wir haben uns auf Grund
von Reichweiten und der Genauigkeit für Infrarotsensoren
entschieden (vergleichbar mit einem „Active-Badge-System“).
Für eine zuverlässige Ortung der Personen, müssen in allen
Räumen und Fluren solche Sensoren angebracht werden. Als
Empfänger benötigt der Arzt einen Active-Badge-Sensor, der
beispielsweise im Namensschild des Arztes untergebracht ist. Da
eine Übetragung des Signalesnicht durch Wände möglich ist,
handelt es sich hierbei um eine sehr genaue Ortung. Der User
befindet sich genau in dem Raum, in dem der Sensor installiert ist.
Das System empfängt das Signal und ändert somit, je nach
Aufenthaltsort und Bedürfnissen, die Ansicht und schlägt
passende Funktionen vor. Der entstehende Datenaustausch bei
Anfragen oder Änderungen des Users, nach beispielsweise
Patientendaten oder Diensten, wird durch ein WLAN-Netzwerk
ermöglicht, das mit speziellen krankenhausfähigen Routern
ausgestattet ist. Die notwendigen Daten und Funktionen auf dem
mobilen Gerät, stelltein Server zur Verfügung, der im Hintergrund
alle Veränderungen und Anfragen registriert und auswertet. Da
dieser sehr wichtige Daten enthält und auch bereitstellen soll,
muss sichergestellt werden, dass der er vor Ausfällen gesichert ist
und oft aktuelle Datensicherungen vornimmt.
4.4.2 Kontexterfassung und -verarbeitung
Es müssen verschiedene Kontextinformationen erfasst und
verarbeitet werden, um die automatische Anpassung der Dienste
zu ermöglichen. Ein wichtiger Kontext ist der Ort. Er wird durch
die Infrarotsensoren in den verschiedenen Räumen aufgenommen
und von einem Gerät verarbeitet. Das System registriert den Ort
und stellt dem User passende Funktionen zur Verfügung. Das
mobile Gerät selber ist ebenfalls ein Kontext, der erfasst wird.
Dadurch, dass jeder PDA einer bestimmten Person zugeordnet ist,
weiß das System nicht nur wann jemand den Raum betritt,
sondern auch wer. Je nach Status der Person bekommt man
beispielsweise andere Informationen auf den stationären
Bildschirmen in Patientenzimmern angezeigt. Krankenschwestern
benötigen im Allgemeinen nicht die gleichen Daten und
Informationen wie Ärzte. Ein weiterer Kontext ist das
Patientenbett. Dieses verfügt ebenfalls über ein Active-Badge und
ist genau einer Person zugeordnet. Dadurch wird ermöglicht, dass
relevante Daten über den Patienten direkt vor Ort abgerufen
werden, auch wenn der Patient nicht an seinem Platz sein sollte.
Der Kontext Termine ist ebenfalls relevant. Es können Funktionen
und Dienste, wie zum Beispiel die Navigation zu einem Zimmer,
abhängig vom nächsten eingetragenen Termin, bereitgestellt
werden. Diese Unterstützung spart Zeit und ermöglicht somit
mehr Aufmerksamkeit gegenüber dem Patienten. Der in Notfällen
bereitgestellte OP-Dienst wird nur anwesendem Personal
angezeigt. Dadurch ist die Arbeitszeit ebenfalls ein wichtiger
Kontext.
Das Zusammenspiel der Kontexte ist der Wichtigste Teil unseres

Systems. Ohne Kontextinformationen wäre es nicht möglich, dass
Krankenhauspersonal auf diesem Wege zu unterstützen.
5. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
Ist das System umsetzbar?
Wir haben gesehen, dass die technischen Voraussetzungen heute
bereits vorhanden sind und sogar teilweise in einigen vorgestellten
Projekten zum Einsatz kamen. Es wäre somit möglich ein solches
System zu realisieren. Ein Problem könnten die anfallenden
Kosten zur Realisierung und Installation des Produktes sein,
welche sich aber später durch geminderte Kosten in der
administrativen Ebene relativieren würden.
Außerdem ist zu beachten, dass in einer klinischen Einrichtung
nur eingeschränkt technische Geräte verwendet werden dürfen.
Gerade im Bezug auf die Strahlung und Frequenz der WLAN
Router, ist man teilweise durch das Angebot der Produkte
eingeschränkt.
Ist Adaption notwendig?
Man könnte hier argumentieren, dass die Krankenhäuser von
heute auch ohne Adaption funktionieren und mobile Geräte
bereits ohne wirkliche Context-Awareness im Einsatz sind.
Allerdings liegen die klaren Vorteile unseres Konzeptes in
folgenden Punkten:
Kontextspezifische und relevante Informationen nicht
nur auf Abruf, sondern automatisiert bereitgestellt.
Synchronisation der Daten unterstützt ein besseres
kollaboratives Arbeiten
Direkte Manipulation der Informationen am
Entstehungsort
Dadurch geringerer administrativer Aufwand und mehr
Zeit für Patientenpflege
Wir wollen nicht das grundlegende Konzept eines Krankenhauses
ersetzten sondern die Arbeitsabläufe beschleunigen und trotzdem
die Qualität der zu erfassenden Informationen steigern. Betrachtet
man unter diesen Gesichtspunkten unser Konzept ist Adaption
sinnvoll.
6. DANKSAGUNG
Wir bedanken uns bei ACM SIGCHI für die Erlaubnis, ihre
Vorlagen verwenden und bearbeiten zu dürfen. Speziell möchten
wir auch dem Leiter des Seminares Mathias Heilig sowie Jens
Gerken und allen weiteren Beteiligten für die Unterstützung und
das Einbringen von Ideen und Vorschlägen bedanken.
7. REFERENZEN
[1] Zahl der Handynutzer durchbricht 2-Milliarden-Marke,
Heise Online, 2005
http://www.heise.de/newsticker/Zahl-der-Handynutzerdurchbricht-2-Milliarden-Marke--/meldung/64069Referenz
[2] Mehr Handys als Einwohner in Deutschland, Poolalarm.org,
2006
http://www.poolalarm.de/kindersuchdienst/handy-smogsteuer.html
[3] Garmin Nüvi 200 PNA Personal Travel Assistant
Navigationssystem im Test, Testberichte Online, 2008
http://www.testberichteonline.de/garmin-nuevi-200-pna
[4] Asus bringt 3D-Navigation mit Lichtsensor Referenz, Golem
News, 2008
http://www.golem.de/0803/58600.html
[5] Towards a Better Understanding of Context and Context-
Awareness, Anind K. Dey and Gregory D. Abowd, 2001
[6] From Desktop Task Management to Ubiquitous Activity-
Based Computing, Jakob E. Bardram, 2005
[7] Context-Aware Multimedia Computing in the Intelligent
Hospital, Scott Mitchell, Mark D. Spiteri, John Bates,
George Coulouris, 2000
[8] Mobile Lösungen im Gesundheitsbereich, Capgemini
Deutschland GmbH, 2005
[9] Videoprototyp, Activity-Based-Computing, Bardram, J.,
Bossen C., Lykke-Olesen, A., Madsen, K.H. & Nielsen, 2002
activitybasedcomputing.org/video.html
[10] Facilitating Dynamic Schedules for Healthcare
Professionals, Cormac Driver, Éamonn Linehan, Mike
Spence, Shiu Lun Tsang, Laura Chan and Siobhán Clarke,
University of Dublin, 2007
[11] IBI-care Factsheet, Leistungserfassung IBI-care, IBITECH
GmbH, 2005
[12] IBI-care, Kurzbeschreibung, IBITECH GmbH, 2008
http://www.ibitech.com/CH/Produkte/ibicareinfo.aspd
[13] Funkmeldeempfänger Wikipedia, 2008
http://de.wikipedia.org/wiki/Funkmeldeempf%C3%A4nger
[14] The AWARE Architecture: Supporting ContextMediated
Social Awareness in Mobile Cooperation, Jakob E. Bardram
and Thomas R. Hansen, University of Aarhus, 2003-2005
[15] Ontologiebasiertes Engineering kontextadaptierter
Webanwendungen, J. Wolfgang Kaltz, Steffen Lohmann,
Eike Lang, Tim Hussein und Jürgen Ziegler, 2005

Anhang: Ontologische Modelle
Abbildung 12: Onthologiemodell Bürodienst

Abbildung 13: Ontologiemodell Meetingdienst

Abbildung 14: Ontologiemodell Patientendienst

Abbildung 15: Ontologiemodell OP-Dienst