5 research outputs found

    Herausforderungen bei der Prozessunterstützung im Operationssaal: Aktivitätserfassung und Datenspeicherung als Grundlage zur Erkennung des chirurgischen Prozesses

    Get PDF
    Die aktuelle Gesundheitsversorgung ist geprägt durch eine steigende Komplexität, die durch die Verzahnung verschiedener medizinischer Bereiche und die Nutzung immer komplexerer, technisch unterstützter Behandlungsmöglichkeiten bedingt ist. Gleichzeitig stehen Kliniken und das medizinische Fachpersonal unter einem hohen Kosten- und Zeitdruck. Für das Erreichen einer optimalen Behandlung des Patienten durch minimalinvasive und mikrochirurgische Eingriffe sind zunehmend Ansätze notwendig, die auf eine Interoperabilität verschiedener Systeme setzen und die Verwendung von zusätzlichen (semi )automatischen Unterstützungssystemen ermöglichen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit Herausforderungen bei der Prozessunterstützung im Operationssaal. Dabei liegt der Fokus auf der Aktivitätserfassung und Datenspeicherung als Grundlage zur Erkennung des chirurgischen Prozesses. In einem ersten Schritt wurde ein theoretisches Vorgehensmodell für die intraoperative Prozessunterstützung auf der Basis eines geschlossenen Regelkreises entwickelt. Dabei steht der chirurgische Prozess im Zentrum. In weiteren Schritten wurden ein System zur Erfassung des aktuellen Arbeitsschrittes auf Basis der vorhandenen Videodaten (z.B. Mikroskopie, Ultraschall) sowie eine zentrale Speicherlösung für den Operationssaal entwickelt. Diese zentralen Komponenten sollen es Systemen ermöglichen, während des Eingriffs Daten an die verschiedenen Nutzer bereitzustellen und diese gleichzeitig für eine spätere Dokumentation vorzuhalten. Im weiteren Verlauf der Arbeit werden Ansätze zum Erreichen einer Interoperabilität von Medizingeräten und IT-Systemen im Gesundheitswesen vorgestellt, da technische Systeme neben zusätzlicher Sensorik eine wertvolle Informationsquelle für die Erfassung des aktuellen Prozesses im Operationssaal darstellen. Im Rahmen der Arbeiten des Projektes OR.NET (BMBF, 2012-2016) wurde mit der IEEE 11073-SDC-Standardfamilie eine Möglichkeit zur offenen Vernetzung geschaffen. Konzeptionell integriert werden die Systeme durch eine Beschreibung von Mehrwertdiensten von der einfachen Anzeige von Geräteparametern bis hin zur Teilautomatisierung von technischen Arbeitsschritten auf Basis des Kommunikationsstandards IEEE11073-SDC. Diese wurden basierend auf dieser Basistechnologie gemeinsam mit verschiedenen Projektpartnern entwickelt und mit Klinikern und Klinikbetreibern evaluiert. Die Ergebnisse der Evaluation zeigen, dass durch eine syntaktische und semantische Interoperabilität neue, nutzbringende Funktionen umgesetzt und die Arbeit der verschiedenen Nutzergruppen im Gesundheitssystem effektiv unterstützt werden können.:Inhalt Abstract Abkürzungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Motivation für diese Arbeit 1.2 Zielsetzung der Arbeit 2 Grundlagen der Arbeit 2.1 Aktuelle Operationssäle 2.2 Prozessunterstützung 2.2.1 Workflow und Prozessmodellierung 2.2.2 Workflow in der Medizin 2.2.3 Kontextsensitive Systeme 2.3 Klinische Anwendungsfälle im Rahmen der Arbeit 2.3.1 Intrakranielle Eingriffe am Gehirn 2.3.2 Transsphenoidale Hypophysenadenomentfernung 2.3.3 Sanierende Ohr-OP 3 Vorgehensmodell zur Prozessunterstützung 3.1 Interpretation und Action 3.2 Data analysis und Monitoring 3.3 Mögliche Herangehensweisen bei der Umsetzung einer Prozessunterstützung 4 Erfassung prozessrelevanter Daten im Operationssaal 4.1 Stand der Forschung 4.1.1 Team Assessment und Performanzüberwachung 4.1.2 OP-Dokumentation, Qualitätssicherung und Elektronische Patientenakte (EPA) 4.1.3 Workflow Recognition 4.2 Erkennung der Interaktion zwischen Medizingerät und medizinischem Personal basierend auf der Analyse von Videodaten 4.2.1 Methode 4.2.2 Evaluation 4.2.3 Diskussion 4.3 Erfassung von Informationen durch OP-Integration 4.3.1 Stand der Forschung 4.3.2 Grundlagen des Projektes OR.NET 4.3.3 Zusammenfassung 5 Datenspeicherung im Operationssaal (Surgical Data Recorder und die Erweiterungen auf Basis von OR.NET) 5.1 Surgical Data Recorder 5.1.1 Anforderungsanalyse 5.1.2 Systemkonzept 5.1.3 Evaluationsstudie 5.2 Anpassungen des Datenaufzeichnungskonzeptes im Rahmen des OR.NET-Projekts 5.3 Diskussion und Vergleich der Ansätze 6 Mehrwertdienste auf Basis einer offenen Vernetzung 6.1 Setzen von eingriffsspezifischen Informationen auf den angeschlossenen Geräten 6.2 Anzeige von Informationen im Sichtfeld des Chirurgen 6.3 Mehrwerte durch Datenintegration 6.4 Funktionen mit Nutzung von Prozessinformationen 7 Entwicklung der OP-Demonstratoren und Evaluation der implementierten Mehrwertdienste mit verschiedenen Anwendergruppen 7.1 Anforderungsanalyse für den Leipziger Demonstrator 7.2 Infrastruktur des Demonstrators 7.3 Integrationsszenarien in den Demonstratoren 7.4 Umgesetzte Mehrwertdienste im Leipziger Demonstrator 7.5 Vorgehen bei der Evaluation des Leipziger Demonstrators 7.5.1 Technische Evaluation 7.5.2 Klinische Evaluation 7.6 Ergebnisse der Evaluation 7.6.1 Technische Evaluation 7.6.2 Klinische Evaluation 7.7 Diskussion der Ergebnisse 8 Ausblick auf Weiterentwicklungen der offenen Vernetzung im Operationssaal 9 Zusammenfassung 10 Literatur 11 Anhang 11.1 Modellierung der sanierenden Ohr-OP als EPK inkl. möglicher Vernetzungsszenarien 11.2 Übersicht der umgesetzten Use-Cases im Leipziger Demonstrator 136 11.3 Fragenkatalog OP-Personal 11.4 Fragebogen Betreiber 12 Eigenständigkeitserklärung 13 Eigene Literatur 14 Danksagun

    Designing Functional Safety Systems: A Pattern Language Approach

    Get PDF
    Human beings, at least most of us, want to feel and be safe. This is one of the fundamental needs of an organism. However, several of the processes and machines used in current societies introduce hazards that could and can harm us causing unnecessary pain and financial losses. Still, our modern societies need these processes and machines to operate so we cannot really be without them. Fortunately, there are ways to reduce risks introduced by systems around us to a tolerable level.This thesis considers the design and development of safety-related systems and safetyrelated parts of control systems referred to as functional safety systems. These systems implement safety functions that reduce risks introduced by machines, processes, and other systems. That is, the functions affect the system under control so that the likelihood of occurrence or severity of consequences are reduced.The design and development of safety systems is typically regulated by laws and standards. This increases the cost of safety system development and therefore eventually also the product in which it is incorporated. However, from a manufacturer viewpoint, safety in all its forms is also a potential asset for the companies developing, producing, and selling the systems. An increase in efficiency to develop and design safety systems offers the potential for a larger margin or increased sales due to the reduced price.One way to support design and development efficiency is to apply good design methods and solutions in form of design patterns. In this thesis, a design pattern language for the development and design of functional safety systems is introduced. The purpose of the language is to support the designers in their task to design and implement safety functions in machines and processes. The language considers various aspects of the development and design of safety systems starting from the initial phases of hazard and risk analysis, followed by the selection of the hazard and risk reduction methods, and concluding with the hardware and software structure, functionality, and design principles considerations. Finally, a functional safety system may, and often does, co-exist and co-operate with a control system. Therefore, a part of the pattern language takes this aspect into account.To compile the design pattern language and the included patterns a design science research approach complemented with grounded theory approach is applied The data to identify the patterns is collected from literature, personal experience, interviews, and discussions with industry representatives and people engaged with the design or use of systems including safety systems or functionality. Like the patterns have evolved during the research, so has the approach to identify, document, and process the patterns

    On the hunt for feedback: Vibrotactile feedback in interactive electronic music performances

    Get PDF
    The expressivity of musical performance is highly dependent on the feedback relationship between the performer and the instrument. Despite current advances in music technology, performers still struggle to retain the same expressive nuances of acoustic instruments. The capacity of performative musical expression in technologically-driven music is mitigated by the limitations of controllers and other sensor-based devices used in the performance of such music. Due to their physical properties, such devices and components are unable to provide mainly the haptic and vibrotactile experience between the instrument and the user, thus breaking the link with traditional musical performance. Such limitations are apparent to performers, suggesting often the existence of an unnatural barrier between the technology and the performer. The thesis proposes the use of vibrotactile feedback as means to enhance performer’s expressivity and creativity in technology mediated performances and situate vibrotactile feedback as part of the tradition of instrumental musical playing. Achieved through the use of small controllable electric motors, vibrotactile feedback can nourish communicative pathways between the performer and technology, a relationship that is otherwise limited or non-existing. The ability to experience an instrument's communicative response can significantly improve the performer-instrument relationship, and in turn the music performed. Through a series of case studies, compositions and performances, the dissertation suggests ways in which vibrotactile feedback may be applied to enhance the experience between the technology and the performer. As a result performers are able to develop expressive nuances and have better control of the technology during performance
    corecore