Optimierung des Innovations- und Entwicklungsprozesses von biomedizintechnischen Geräten

Objective: Cardiovascular diseases are the leading cause of death. The gold standard for their diagnosis and treatment are angiographic procedures. Clinicians rely on dedicated and specialized equipment for these interventions, e.g. angiography systems. The speed of the associated development is important as better technology enables progress in treatment methods and clinical outcomes. The goal of this article is to show how to optimize the innovation and development process such that it takes minimal time. Methods: 672 data sets on 302 topics were collected over 47 months during a long-term observation of the innovation and development process of angiographic systems. The total data collected is equivalent to efforts worth 30 man-years. This input was used to calculate key process parameters, analyse key process roles, evaluate the use of problem-solving methods and identify key technologies. We also developed a process model comprising the primary innovation sources, important input providers and key processes. This model is characterized by a continuous loop for the innovation and development process. Results: The conducted literature research identifies this closed loop process model as being unique in comparison to the well-established models proposed by Brockhoff, Cooper, Crawford, Durfee, Ebert, Eppinger, Hughes, Pleschak, Thom, Ulrich, Vahs and Witt. According to the best knowledge of the authors no comparable data collection has been performed and presented anywhere else yet. When analysing our 672 data sets, we found that the median process time ( in this data pool (n=672) was to be 10 weeks (p<0,05). The median number of task owners (xPA) per task across all topics was 2. Our data revealed that the number of task owners had a direct impact on the process time. For data sets with up to eight task owners the relationship between process time and task owners can be described as tPd=3.6*xPA^1.4. The median time of owning a topic was determined for Sales (7 weeks), Service (11 weeks), Customer Relationship Management (6 weeks), Product Lifecycle Management (10 weeks) and Research & Development (11 weeks). Main input providers were Sales (53%) and customers (28%). Sales (42%) and PLM (37%) are significant connectors. Problem solvers are PLM (35%), CRM (27%) and R&D (27%). The problem-solving methods were analysed and it was found that clarification (77%) as well as dialog and variation method (both 50%) were used most often. We found that changes to the application software (33%), mechanics, device interfaces and user interface (all 21%) are the four out of six components that were involved in most often. In the analysed datasets a potential of an up to 20% shorter process time was identified. Conclusion: This article proposes a new model for the innovation and development process. Based on our data, we recommend to apply a continuous loop process in the context of innovation and development of medical devices. Our results can, for example, be used for Activity Based Costing Approach or be applied to bring new or upgraded angiography systems faster to market benefitting patient outcome due to improved diagnosis and treatment of cardiovascular diseases

Digital health applications in rehabilitation: Adherence and motivation by gamification

Bei der Entwicklung Digitaler Gesundheitsanwendungen (DiGA) sind eine Reihe rechtlicher, finanzieller und qualitativer Rahmenbedingungen zu berücksichtigen. Hinzu kommen organisatorische und technische Anforderungen zur Einbindung einer DiGA in Versorgungsprozesse. In Rehabilitationsprozessen spielt die Therapieadhärenz der Patienten eine wesentliche Rolle. Wie bereits vergangene Studien gezeigt haben, können diese durch den Einsatz von Spiel-Design-Elementen gesteigert werden. Die Auswahl, Kombination und das Design einzelner Spiele-Komponenten wirkt jedoch oftmals unüberlegt. Das Ziel dieser Dissertation ist es, einen ganzheitlichen Ansatz zur Entwicklung und Verbesserung von DiGA für die Rehabilitation zum Zweck der Adhärenzsteigerung durch Gamification zu erstellen und in der Praxis zu erproben. Um den Realitätsbezug des Ansatzes zu sichern, wurde das Krankheitsbild der Schulterläsionen als Anwendungsbeispiel genutzt. In acht Ebenen erfolgte die systematische Entwicklung des GISMOR-Ansatzes – ‘Gamification Increasing Motivation for Rehabilitation’. GISMOR unterstützt sowohl bei der Identifikation potentieller Adhärenzfaktoren (Patientenebene) als auch bei der adäquaten auf die Zielgruppe ausgerichteten Auswahl, Kombination und Umsetzung von Spiel-Design-Elementen (Gamificationebene). Dabei legt GISMOR besonderen Wert auf die Interaktion zwischen der DiGA und dem Patienten und stellt damit nicht nur die interaktive und visuelle Gestaltung des User Interface in den Vordergrund, sondern auch die resultierende User Experience (Interaktionsebene). Darüber hinaus gibt GISMOR den rechtlichen, finanziellen und qualitativen Rahmen für die Umsetzung abrechnungsfähiger DiGA vor (Dienstleistungsebene). Für den erfolgreichen Einsatz von DiGA liefert GISMOR weiterhin Anhaltspunkte zur Einbindung dieser in Rehabilitationsprozesse (Prozessebene) sowie zur Integration in transinstitutionelle Informationssystemarchitekturen (Informationssystemebene). Über den Anwendungsleitfaden zu GISMOR wird der entwickelte Ansatz schließlich in der Praxis einsetzbar. Als eigenständiges Dokument dient der Anwendungsleitfaden Softwareentwicklern, Medizininformatikern und Gesundheitsversorgern als Handlungshilfe zur Entwicklung und Verbesserung von DiGA sowie Medizinischen Assistenzsystemen. Am Beispiel des Telerehabilitationssystems AGT-Reha konnte dabei gezeigt werden, dass GISMOR sowohl für die Analyse als auch Ausarbeitung konkreter Maßnahmen zur Verbesserung einer DiGA geeignet ist.A number of legal, financial, and qualitative constraints must be considered in developing operational and billable digital health applications (DiGA). Furthermore, there are organizational and technical requirements for integrating DiGAs into care processes. In rehabilitation processes, patients' motivation and adherence are essential factors as well. Past studies have already shown that these can be increased through the use of game design elements. However, the selection, combination, and design of game components often seems rash. The objective of this thesis is to design and evaluate a holistic approach for developing and improving DiGAs in rehabilitation for the purpose of increasing motivation and adherence through gamification. Shoulder lesions were used as a consistent application example. The systematic development of GISMOR – ‘Gamification Increasing Motivation for Rehabilitation’ – was done in eight tiers. GISMOR supports both the identification of potential adherence factors (patient tier) and the adequate selection, combination, and implementation of game design elements aligned with the target group (gamification tier). GISMOR emphasizes the interaction between a DiGA and the patient, thus focusing not only on the interactive and visual design of the user interface, but also on the resulting user experience (interaction tier). In addition, GISMOR provides a legal, financial and qualitative framework for the implementation of billable DiGAs (service tier). For the successful use of DiGAs, GISMOR continues to provide guidance on how to embed them in rehabilitation processes (process tier) and how to integrate them into transinstitutional information system architectures (information system tier). By means of the GISMOR guide for use, the developed approach will finally be applicable in practice. As a stand-alone document, the User Guide serves software developers, medical informaticians, and healthcare providers as a reference for action in the development and improvement of DiGAs and Medical Assistance Systems. Using the telerehabilitation system AGT-Reha as an example, it could be shown that GISMOR is suitable for both the analysis and the development of concrete measures for the improvement of a DiGA

Ganzheitliche Gestaltung von Arbeitssystemen in Entwicklungsländern

Die medizinische Versorgung der Bevölkerung ist in den meisten Entwicklungsländern der Welt unzureichend. Staatliche Organisationen, karitative Institutionen, die Kirche und viele private Initiativen versuchen die Gesundheitsversorgung in den Entwicklungsländern zu verbessern. Für die Behandlung von (Notfall-) Patienten werden Medikamente, technische Geräte, Verbrauchsmaterialien usw. benötigt. Diese werden in der Regel in den Industrieländern nach deren Vorgaben und Gesetzen für alle Länder der Welt hergestellt. Für den Einsatz der Artikel in den Entwicklungsländern müssen sie sich für die Arbeit unter schwierigen Bedingungen wie z. B. tropisches Klima, unzureichende Energieversorgung und mangelhafte Servicemöglichkeiten eignen und das bei sehr begrenzten finanziellen Mitteln. Jordanien und Palästina zählen zu den Entwicklungsländern. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, am Beispiel der medizinisch-technischen Ausstattung des Rettungstransportwagens ein arbeitswissenschaftliches Modell zu entwerfen, welches den speziellen Anforderungen Rechnung trägt. Anschließend wird dieses exemplarisch eingesetzt, um entsprechende Empfehlungen abzuleiten. Das zu entwickelnde Modell soll dazu beitragen, dass alle Einflussfaktoren auf die Ausstattung berücksichtigt werden und den spezifischen lokalen Anforderungen gerecht wird. Zunächst wird durch Befragungen und Beobachtungen vor Ort eine gezielte Analyse zur Erfassung der derzeitigen Ausstattung des Rettungstransportwagens und möglicher Defizite durchgeführt. Eine anschließende Literaturrecherche nach vorhandenen und geeigneten Ansätzen und

Fakultät Informatik

Informationen über die Fakultät Informatik der TU Dresden, Daten und Fakten sowie eine Auswahl aktueller Forschungsprojekte, 2010Information about the Faculty of Computer Science of the Technische Universität Dresden, data and facts and a selection of current research projects, 201

Behandlung von Neglect nach Schlaganfall mit der neuen Augmented-Reality-App „Negami“ für aktives Explorationstraining

Hintergrund: Eine weithin angewandte und wirksame Rehabilitationsmethode bei Schlaganfallpatienten, die unter räumlichem Neglect leiden, ist das „visuelle Explorationstraining". Durch das Training von Explorationsbewegungen und Suchstrategien in Richtung der kontralateralen Seite des Raumes verbessern die Patienten ihre ipsilaterale Aufmerksamkeitsausrichtung und Orientierung. In diesem Zusammenhang können Gamification und Virtual Reality (VR)- Anwendungen einen positiven Einfluss auf die Motivation zur Behandlung und damit auf den Behandlungserfolg haben. Obwohl Augmented Reality (AR) gegenüber VR einige Vorteile bietet, ist die Wirksamkeit von AR- Therapieerweiterungen zur Behandlung von unilateralem Neglect noch nicht untersucht worden. Zielsetzung: Ziel dieser Studie war es, eine AR-basierte App zur Behandlung von räumlichem Neglect zu entwickeln, die ein visuelles Explorationstraining mit aktiver Rotation von Blick, Kopf und Rumpf kontralateral kombiniert und diese umfassend zu validieren. Zur Prüfung der Wirksamkeit für Behandlungszwecke sollte die AR-App „Negami" in einer randomisierten, kontrollierten Studie untersucht werden. Zuletzt sollte die App weiterentwickelt und für einen breitflächigen klinischen Einsatz vorbereitet werden. Methoden: Zehn gesunde, ältere Probanden und zwanzig Patienten mit rechtshemisphärischem Schlaganfall und räumlichem Neglect nahmen an der Studie teil. Die Neglectpatienten wurden nach dem Zufallsprinzip der experimentellen Negami-Gruppe (n=10) oder einer Gruppe mit Standard- Neglect-Therapie (n=10) zugewiesen. Über einen Zeitraum von zwei Wochen erhielten beide Gruppen fünf Trainingssitzungen (à 25 Minuten) pro Woche. Die Schwere der Neglectsymptomatik wurde in beiden Gruppen über einen Zeitraum von fünf Wochen wöchentlich erhoben, wobei die Negami-Therapiegruppe eine zweite Nachuntersuchung im Abstand von ein bis zwei Monaten nach Abschluss des Trainings erhielt. Eine subjektive Bewertung der App erfolgte nach Beendigung der Negami-Therapie sowie für die gesunden, älteren Teilnehmer nach einer einmaligen Negami-Trainingseinheit. Bewertet wurden die Benutzerfreundlichkeit, Nebenwirkungen und das Spielerlebnis. Ergebnisse: Die Negami-Anwendung wurde mit hoher Benutzerfreundlichkeit, kaum Nebenwirkungen, hoher Motivation und Unterhaltung bewertet. Neglectpatienten bewerteten die App durchweg positiv auf den Dimensionen Motivation, Zufriedenheit und Spaß und würden die App zu Behandlungszwecken weiterempfehlen. Die Patienten verbesserten sich hinsichtlich der Neglectsymptomatik in beiden Therapiegruppen signifikant. Während sich die Negami-Therapiegruppe in 4/5 verwendeten Neglect-Tests verbesserte, waren es in der Standard-Therapiegruppe 1/5. Beim direkten Vergleich der Leistungen der beiden Therapiegruppen verbesserte sich die Negami-Gruppe bereits nach der ersten Trainingswoche signifikant. Dieser Unterschied war unmittelbar nach dem Ende des Trainings, sowie eine Woche danach signifikant und blieb bis zu zwei Monaten nach Behandlungsende stabil. Die klinische Evaluation und technische Weiterentwicklung schufen die Grundvoraussetzung für die CE-Zertifizierung als Medizinprodukt. Die Implementierung einer Cloud-Synchronisation ermöglicht die Option, Negami als Methode der Telerehabilitation einzusetzen. Schlussfolgerung: Ein zweiwöchiges Training mit Negami bei Patienten mit unilateralem Neglect nach Schlaganfall verbesserte den räumlichen Neglect signifikant. Somit stellt Negami eine wirksame Alternative oder Ergänzung zur derzeitigen Standard-Neglect-Therapie dar und ist dieser möglicherweise sogar überlegen. Weitere Forschung ist nötig, um die Wirksamkeit von Negami als Methode der Telerehabilitation prüfen

Veränderung der digitalen Kompetenzen von Pflegefachpersonen und Medizinern

Einführung: Digitale Kompetenzen sind heutzutage nicht mehr wegzudenken. Digitale Prozesse und digitale Tools sind alltägliche Begleiter, die eine gewisse digitale Kompetenz voraussetzen. Angesichts des Voranschreitens der Digitalisierung auch im Gesundheitswesen müssen sich die digitalen Kompetenzen von Medizinerinnen und Medizinern sowie Pflegefachpersonen verändern. Fragestellung: Die Masterarbeit beschäftigt sich mit der Frage, welche Schwerpunkte sich in der digitalen Kompetenz für Pflegefachpersonen und Mediziner verschieben werden und wie die digitalen Kompetenzen gefördert werden können. Methode: Es wird eine umfangreiche Literaturrecherche durchgeführt, um einen Überblick über Trends, die neusten Technologien sowie die diversen Sichtweisen zur Thematik zu erhalten. Zum Stand des Wissens ab Kapitel 2 werden die Erkenntnisse der Literaturrecherche zusammenfassend dargestellt. Als Nächstes wird auf Basis der Theorie und als Grundlage zur Beantwortung der Forschungsfrage ein digitales Kompetenzmodell entwickelt. Die digitale Kompetenzpyramide wird beim Entwurf der Onlineumfrage sowie als Basis für die Experteninterviews verwendet. Die Zielgruppe der Mixed-Methode sind Pflegefachpersonen, Mediziner und Digitalisierungsexperten. Ergebnisse: Die Kompetenzebenen werden sich von den ICT-Skills zu den Informations-, Inhalts und Datenkompetenzen hin verschieben, wobei die digitale Kreativität eine der wichtigsten digitalen Kompetenzen zur Innovationsschaffung darstellt. Die Aufgabe der Kompetenzförderung liegt beim Individuum selbst sowie bei der Organisation und – als wichtigster Aspekt: Sie beginnt bereits während der Ausbildung. Hierzu sind digitale E-Learning-Plattformen, Design-Thinking-Ansätze, das Besuchen von Digital Health Labs und Projektmanagement-Tools zu nennen. Für die Informations-, Inhalts- und Datenkompetenzen werden wissenschaftliches Arbeiten und statistische Auswertungen sowie das Abhandeln von Datenschutz im Unterricht empfohlen. Diskussion: Die Barrieren der Digitalisierung und der digitalen Kompetenzentwicklung werden aufgezeigt. Gesellschaft, Politik und Ausbildungszentren werden aufgefordert, die digitalen Kompetenzen zu fördern. Es werden problematische hierarchische Aspekte und “zähe“ Prozesse genannt, die mit der digitalen Kompetenz einhergehen