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Alteryx Dr. Robot, bitte assistieren Sie: So helfen KI-Systeme und Roboter in der Post-Corona-Zeit

| Autor / Redakteur: Andy Dé* / Julia Engelke

Bei der Digitalisierung sehen Experten das deutsche Gesundheitswesen im internationalen Vergleich eher am unteren Ende der Skala. Allerdings hat die Bundesregierung mit Initiativen wie dem Patientendaten-Schutz-Gesetz wichtige Entscheidungen für die weitere Modernisierung der Gesundheitsversorgung getroffen. Systeme für Künstliche Intelligenz und Roboter werden künftig eine entscheidende Rolle spielen.

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Die sogenannten Da-Vinci-Roboter kommen schon heute in der minimal-invasiven Chirurgie zum Einsatz und unterstützen die Chirurgen.
Die sogenannten Da-Vinci-Roboter kommen schon heute in der minimal-invasiven Chirurgie zum Einsatz und unterstützen die Chirurgen.
(Bild: Intuitive Surgical, Inc./BV-Med)
  • Einsatz von Künstlicher Intelligenz bei Diagnose, Überwachung, Prävention und Nachsorge
  • Prozesseffizienz von manuellen und wiederkehrenden Abläufen in der Patientenversorgung optimieren
  • Roboter verringern den direkten Patientenkontakt und unterstützen bei der Patienten-Nachsorge und -Genesung

Die digitale Transformation wird dem Gesundheitswesen in den kommenden Jahren ein enormes Wachstum bescheren. Nach Expertenschätzung könnten digitale Produkte und Dienstleistungen bis zum Jahr 2025 acht Prozent aller Gesundheitsausgaben ausmachen, entsprechend einer Summe von 155 Mrd. Euro für die gesamte EU.

Gesund durch Daten

In der Branche gilt vor allem der Zugang zu Daten als ein wichtiger Markttreiber: nach Schätzungen der Analysten von IDC wird sich das globale Datenvolumen im Gesundheitswesen von 2019 bis 2025 verfünffachen. Allerdings könnte dieses Wachstum ohne Europa stattfinden, denn bis 2025 werden 75 Prozent aller weltweit gespeicherten Daten außerhalb Europas liegen – überwiegend in den USA und China. Immerhin planen europäische Krankenversicherungen bereits konkrete Datenprojekte, beispielsweise um Kundendaten aus Gesundheits-Trackern für personalisierte Angebote zu nutzen.

Darüber hinaus gilt der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) als eine wichtige Technologie in der medizinischen Versorgung, zum Beispiel bei Diagnose, Überwachung, Prävention und Nachsorge. Die in einer Studie des Beratungsunternehmens Roland Berger befragten Experten gehen davon aus, dass 20 Prozent der ärztlichen Leistungen künftig durch KI und Roboter ersetzt werden könnten. Welche Entwicklungen können wir also künftig erwarten und welche Abläufe in Arztpraxen und Kliniken lassen sich überhaupt sinnvoll durch Roboter automatisieren?

Dr. Robot im Einsatz

In der Medizin bieten Roboter in einer Post-Corona-Zeit viel Potenzial, um die Kosten im Gesundheitswesen zu optimieren und die Qualität der Patientenversorgung zu verbessern, während gleichzeitig das Ansteckungsrisiko minimiert wird.

Die im Folgenden vorgestellten Konzepte und Ideen lassen sich grob in vier Rubriken einteilen: Erstens geht es darum, die Prozesseffizienz von manuellen und wiederkehrenden Abläufen in der Patientenversorgung zu optimieren. Zweitens sollen Roboter dabei helfen, den direkten Patientenkontakt zu verringern und so Pflegedienste vor einer möglichen Ansteckung schützen. Drittens sind neue klinische Abläufe notwendig, die robotergestützt die Patientengenesung verbessern und beschleunigen. Der vierte Aspekt beschäftigt sich mit Robotern in der Pflege und wie sie dabei helfen, die Nachsorge zu optimieren.

Manuelle und wiederkehrende Abläufe automatisieren

Ähnlich wie in der Industrie gibt es auch im Krankenhaus regelmäßig durchzuführende Aufgaben, die sich durch Einsatz von Maschinen optimieren lassen. Dazu zählt die Desinfektion von medizinischen Instrumenten: Pick&Place-Roboter könnten hierbei helfen, diese Aufgabe in gleichbleibender Qualität durchzuführen und somit die Sicherheit erhöhen. Weiterhin ist eine autonome Auslieferung von Medikamenten und Material auf einem Klinikgelände möglich, von der Apotheke bis hin zum Patientenbett. Fahrerlose Transportsysteme sind bereits in einigen Krankenhäusern in Deutschland im Einsatz, die unter anderem Patientenproben, Mahlzeiten, Abfälle oder Stationswäsche verteilen. Hochentwickelte Fahrzeuge sind sogar in der Lage, eigenständig Aufzüge zu bedienen.

Eine weitere Aufgabe umfasst die Eingabe von Patientendaten in Formulare, die insbesondere für Senioren und Menschen mit Behinderungen schwierig sein kann. Roboter könnten hier helfen, indem sie mit Patienten in direkten Kontakt treten und über ein Sprachdialogsystem Daten abfragen und diese an die elektronische Patientenakte oder andere klinische Software-Lösungen weitergeben.

Den direkten Patientenkontakt verringern

Roboter können helfen, die Infektionsgefahr für Pflegeteams zu verringern, indem sie den direkten Kontakt mit Patienten übernehmen. Vor allem das Erfassen von Vitaldaten bietet hier viele Möglichkeiten: In Asien werden bereits Systeme verwendet, die Werte wie Temperatur, Blutdruck, Zuckerspiegel oder Pulsoxymetrie erfassen, ohne dass das Pflegepersonal die Patienten berühren muss. Künftig könnten Roboter solche Aufgaben übernehmen, die im Empfangsbereich eines Krankenhauses, von Firmengebäuden, auf Flughäfen oder im Einzelhandel stehen und die Besucher auf eine mögliche Covid-19-Infektion hin untersuchen.

Ein weiteres Risiko ist der Desinfektionsprozess von Operations- und Untersuchungsräumen. Spezialisierte Roboter mit Bilderkennung könnten UV-Licht dazu nutzen, die Räume gründlich zu desinfizieren, um ein Ansteckungsrisiko für Menschen zu mindern. Auch sind Roboter bereits in der Lage, Patienten vollautomatisch Blut abzunehmen – erste Geräte wurden in den USA schon erfolgreich getestet. Damit wird das Risiko für das Pflegepersonal nochmals reduziert.

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Patientengenesung beschleunigen

Auch in weiteren Abläufen können Roboter unterstützen, von Operationen bis zur Rehabilitation. Zwar werden komplexe OPs weiterhin von erfahrenen Ärzten durchgeführt, jedoch kommen die sogenannten Da-Vinci-Roboter schon heute in der minimal-invasiven Chirurgie zum Einsatz. Durch die hohe Präzision der Maschinen wären kleinere Schnitte und weniger Bluttransfusionen notwendig und auch das Infektionsrisiko wäre geringer. Dazu kommen kürzere Krankenhausaufenthalte und eine schnellere Genesung der Patienten.

In der Nachsorge könnten Roboter bei der physikalischen Therapie helfen, beispielsweise um Bewegungen oder den Gleichgewichtssinn zu trainieren. Patienten könnten gemeinsam mit Robotern lernen wieder zu laufen, ihre motorischen Fähigkeiten zu verbessern und so ihre Lebensqualität steigern. Ein weiterer Schritt ist die Verwendung von robotergestützten Exoskeletten, die Menschen mit Lähmungen oder schweren Verletzungen helfen. Exoskelette lassen sich zum Beispiel über einen Joystick oder Sprachbefehle steuern und helfen Patienten, unabhängiger zu werden.

Um die Schritte von der Diagnose bis zur Behandlung zu beschleunigen, könnten künftig Roboter mit fortschrittlicher Bilderkennung zum Einsatz kommen. Denkbar wäre der Einsatz für eine Erstdiagnose über Telemedizin-Anwendungen, sodass Patienten in Gebieten mit eingeschränkter medizinischer Versorgung vor Ort schneller behandelt werden können.

Patienten aktiv unterstützen

In der Praxis finden sich weitere Einsatzmöglichkeiten für Roboter: so ist in Indien im Stanley Medical Hospital ein Roboter auf den Stationen im Einsatz, der Covid-19-Patienten Essen, Wasser und Medikamente serviert. Eine solche Lösung wäre auch für die Pflege zu Hause denkbar. Zusätzlich ist eine Lösung für die Fernüberwachung und Behandlung von Patienten notwendig: so könnten Roboter, die mit Lautsprecher, Kamera und Videobildschirm ausgestattet sind, dabei helfen, Hochrisikopatienten zu behandeln und zu überwachen.

Ein Beispiel hierfür liefert der US-Anbieter Luvozo mit seinem Concierge-Roboter Sam. Dieser trägt in Pflegeeinrichtungen dazu bei, die Lebensqualität von Senioren zu verbessern, indem er regelmäßig den Status der Bewohner prüft und an die Station meldet. Darüber hinaus werden zunehmend menschliche oder tierähnliche Roboter mit Berührungssensoren, Kameras und Mikrofonen ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, in begrenztem Umfang Gespräche mit Menschen zu führen. Gegenwärtig werden sie vor allem dazu verwendet, Patienten daran zu erinnern, ihre Vitalwerte zu prüfen und Medikamente rechtzeitig einzunehmen.

Der Therapieroboter Paro beispielsweise ist als interaktives Gerät konzipiert, das in Form eines Robbenbabys in der Altenpflege bei der Therapie demenzkranker Menschen hilft. So wird es möglich, die Vorteile der Tiertherapie zu nutzen, ohne auf lebendige Tiere angewiesen zu sein.

Roboter als Autopilot

Obwohl viele Organisationen im Gesundheitswesen bereits Künstliche Intelligenz (KI) und Roboter nutzen, um mit der wachsenden Komplexität in der Medizin Schritt zu halten und ihre klinischen und geschäftlichen Prozesse zu verändern, wird es noch eine Weile dauern, bis Roboter in der Lage sind, Ärzte zu ersetzen. Ob es darum geht, eine Krankheit schneller zu diagnostizieren, sich schneller mit einem Arzt in Verbindung zu setzen oder ein Medikament schneller zu verabreichen, Roboter helfen bereits heute bei der Behandlung und unterstützen bei der Entscheidungsfindung und Diagnose – vergleichbar mit dem Autopiloten in einem Flugzeug: Er unterstützt den Piloten bei seiner Arbeit, kann ihn aber bei weitem nicht ersetzen.

Eines zeigt diese Entwicklung aber auch auf: Die Grundlage des medizinischen Fortschritts werden Daten sein, die die Basis für KI-Systeme bilden. Daher sollten Teilnehmer des Gesundheitswesens ihre Datenkompetenz steigern und innerhalb ihrer Organisation eine neue Datenkultur etablieren, die dabei unterstützt, Daten aufzubereiten und weiterzuverwenden – beispielsweise für Analysen zur Früherkennung von Pandemien oder zur Weiterverarbeitung in KI-Systemen.

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* Der Autor: Andy Dé ist Senior Director für Healthcare Solutions Strategie und Markteinführung bei Alteryx.

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