Shabanaj Faton, Kapp rafael

Abstract

Background: During radiotherapy incorrect patient identification can have serious consequences. Our main goal was to develop an application that supports the radiotherapists during their workflow and to improve patient safety by the use of scanner terminals.

Methods: The system development was evolutionary. Expert reviews and multiple interviews with target users were held.

Results: A prototype to identify patients during their radiation therapy was made in collaboration with the Radiation Oncology Department of the University Hospital Basel. The result is a fully functional prototype that can be integrated into the existing system landscape.

Conclusions: The system has been successfully implemented and evaluated positively by the customer. It could be tested in the future in a pilot study.

Ausgangslage

In der Radioonkologie steht die Sicherheit der Patienten während einer Strahlentherapie im Vordergrund. Damit die angeordnete Bestrahlungstherapie durchgeführt werden darf, muss vor jeder Bestrahlungseinheit eine Identifikationsüberprüfung des Patienten stattfinden. Da es sich hierbei um einen kritischen Einsatzort mit Interaktionen zwischen Mensch und Maschine handelt, kann ein menschlicher Fehler in Form einer fehlerhaften Identifikation schwerwiegende Folgen in Form einer fehlerhaften Bestrahlung nach sich ziehen [1].

Der Einsatz einer IT-gestützten Identifikationsüberprüfung mit Barcodeverifizierung (Scanner Terminal), welche in den Arbeitsablauf der/des MTRA (Fachfrau/Fachmann für medizin-technische Radiologie) integriert wäre, könnte den Vorgang der Patientenidentifizierung sicherer gestalten [2]. Eine sicher individualisierte Therapieplanung wäre somit sichergestellt und vermeidbare Fehler könnten reduziert werden. Eine solche Applikation ist deshalb explizit vom Projektpartner sowie weiteren Radioonkologie-Abteilungen gefordert und eine etwaige Zusammenarbeit mit einem ROIS-Hersteller (Radioonkologie-Informationssysteme) erstrebenswert.

Ein wichtiges Instrument bei der Behandlung eines Patienten ist die im Vorfeld durchgeführte Informationsbeschaffung im Rahmen der Patientenvorbereitung. Für die Vorbereitung auf den nächsten Patienten mussten im bisherigen Workflow die Informationen teilweise aus unterschiedlichen Programmen zusammengesucht werden. In gewissen Situationen wird diese Tätigkeit der Informationsbeschaffung als umständlich, zeitraubend oder gar redundant beschrieben [3].

Zudem konnte der Wartebereich, in dem sich die Patienten befinden, nur bedingt eingesehen werden. Das Ziel, eine Applikation zu entwickeln, die zeitnah Informationen aus diversen Systemen sammelt, bündelt und entsprechend den Anwenderbedürfnissen darstellt, könnte hierbei unterstützend in den Workflow eingreifen und diesen eventuell effizienter, effektiver sowie sicherer gestalten. Die dadurch gewonnene Zeit könnte im Optimalfall dann primär für die Patientenbetreuung aufgewandt werden.

Methodik

Um das in der Ausgangslage beschriebene Ziel erreichen zu können, sollten folgende Punkte abgearbeitet werden.

– Beschreibung des jetzigen sowie des modifizierten Prozesses unter Berücksichtigung der relevanten Arbeitsschritte.

– Entwicklung einer Applikation für die Sammlung, Bündelung sowie Anzeige der relevanten Patienteninformationen.

– Einbinden von modernsten Technologiekomponenten sowie Verwenden von Standards für die Gewährleistung des interoperablen Austauschs zwischen den Systemen.

– Prüfen und Realisieren des Einsatzes von Scanner-Terminals, welche an strategischen Punkten platziert sind.

– Konzipieren einer benutzerfreundlichen Softwareoberfläche, die auf die Kundenbedürfnisse zugeschnitten ist und einfaches Erlernen sowie Anwenden ermöglicht.

Durch den direkten Austausch mit den beteiligten Anspruchsgruppen konnten die Anforderungen erhoben und spezifiziert werden. Der Arbeitsablauf wurde beobachtet und Expertengespräche sowie Interviews mit MTRAs und Radioonkologen für die Beantwortung von weiterführenden Fragestellungen durchgeführt. Um die Notwendigkeit eines solchen Systems aufzuzeigen, wurde im Vorfeld eine Bedarfsanalyse lanciert. Dabei wurden Radioonkologie-Abteilungen der Schweiz kontaktiert und zu dieser Problematik befragt. Für die Integration des entwickelten Systems wurde die bestehende Systemlandschaft des Projektpartners (Klinik für Strahlentherapie, Universitätsspital Basel) analysiert. Die Prototypentwicklung wurde in Etappen, die verschiedene Entwicklungsphasen vom Mockup bis hin zum ausprogrammierten Prototyp beinhalten, realisiert. Die Ergebnisse aus diversen Prototyp-Reviews sowie Usability-Tests flossen in diese Entwicklung ein.

Ergebnisse

Workflow

Durch unser System ist es möglich, das Patientenaufkommen im Wartebereich ohne den Einsatz von Kameras einzusehen. Dadurch können die Arbeitsabläufe koordiniert durchgeführt werden. Weiter kann eine Unterscheidung in Bezug auf den Patientenstandort getroffen werden. Die Frage, ob sich ein Patient nun im Wartebereich, in der Kabine oder in dem Bestrahlungsraum befindet, kann ohne weitere Anstrengung durch das System beantwortet werden. Zudem lassen sich Rückschlüsse auf die Patientenwartezeiten ziehen. Dies wird durch die an den Scanner-Terminals gemessenen Scan-Aktivitäten realisiert.

Kernelemente

In der Abbildung 1 sind die Hauptkomponenten des Systems visualisiert und um den erweiterten Aufbau in Form von externen Partnersystemen sowie Schnittstellensystemen ergänzt. Die Patientenidentifikation und das damit verbundene Patiententracking werden über die Scanner-Terminals, einen PC-Client sowie einen Monitor für eine direkte Rückmeldung bewerkstelligt. Die Scanner sind hierfür mit einer Raspberry-Pi(Einplatinencomputer-)Einheit verbunden, wodurch sie Wi-Fi-fähig werden. Der gelesene Barcode wird als Scanner-Event mit dem MQTT-Protokoll (Message Queue Telemetry Transport) an das nachverarbeitende System gesendet. Durch die gewählte Architektur besteht die Möglichkeit, einfach weitere Scanner-Terminals an das System anzuschliessen. Nebst dieser Skalierungsmöglichkeit wird auch eine einfache Installation (Plug and Play), eine Integration in die bestehende Systemlandschaft sowie ein Wartungszugriff per Secure Shell ermöglicht.

Prototyp

Der Prototyp (Abbildung 2) wurde mit Java und JavaFX (Web Application Framework) entwickelt. Die Umsetzung erfolgte mit einem PC für die Informationsanzeige, den Scannern für die Patientenidentifikation (Anbindung über Raspberry Pi), einer Datendrehscheibe (Schnittstellenserver) für den Austausch der HL7-Nachrichten (Health Level Seven) sowie einer relationalen Datenbank, in der die HL7-Nachrichten gemappt werden.

Nach dem erfolgreichen Login gelangt man auf die Startansicht, in der neu zu behandelnde Patienten ausgewählt werden können. Zum ausgewählten Patienten wird ein Identifikator erstellt. Dieser Identifikator ist eine Karte, die mit dem zuvor generierten Barcode und ausgewählten Patientenstammdaten bedruckt ist. Von diesem Einstiegspunkt aus kann man durch eine Navigationsleiste zu der Patientenübersicht, der Kabinenübersicht, der Wartezeitenübersicht sowie zu der detaillierten Patienteninformationsübersicht gelangen. Die hier genannten Ansichten sind auf das Notwendige reduziert und bieten eine übersichtliche Darstellung der gewünschten Patienteninformationen.

Diskussion

Die Forderung einer vollumfänglichen Workflowintegration ergab sich aus den erhobenen Anforderungen beim Auftraggeber. Ebenfalls haben sich für eine effiziente und intuitive Bedienung dynamische und mit Touch-Gesten bedienbare grafische Oberflächen bewährt [4]. Die Bedienbarkeit sowie die Darstellung der Informationsinhalte von STAHLOS sind genau auf die Arbeitsweise der Zielgruppe abgestimmt und weisen den gewünschten Funktionsumfang auf. Der Bedarf eines solchen Systems ist gegeben [5] und die Problematik der fehlerhaften Identifiziervorgänge [6] kann durch dieses System reduziert werden. Der evolutionäre Ansatz der Prototypentwicklung hat sich in den Reviews mit dem Auftraggeber und den Experten bewährt. Mit dem Ansatz, bekannte Komponenten (Scanner) in ein neues Umfeld einzusetzen, ist ein neuer Weg eingeschlagen worden. Aus dem Einsatz von zukunftsträchtigen Komponenten wie beispielsweise der Raspberry Pis, des MQTT-Protokolls, TinkerForge (Plattform für Mikrocontrollerbausteine) oder des JavaFX Frameworks ergeben sich Vor- und Nachteile. Diese gewählten Technologiearten sind im Spitalumfeld in unserem konkreten Anwendungsfall zwar neu, haben sich aber in unserem Projekt bewährt. Zusätzlich ist die Interoperabilität durch die Verwendung von Standards (HL7) sowie einer Datendrehscheibe für den Transfer der benötigten Daten gewährleistet. Die intuitive Bedienung sowie der benutzerfreundliche Aufbau wurden in Reviews sowie einem Usability-Test mit den potentiellen Anwendern ausreichend überprüft.

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Damit haben wir die Grundlage für ein Pilotprojekt beim Auftraggeber erarbeitet, das zu vertiefteren Erkenntnissen im produktiven Betrieb führen wird.

Correspondence

Korrespondenz:

Faton Shabanaj

Berner Fachhochschule Medizininformatik

Quellgasse 21

CH-2501 Biel

faton.shabanaj[at]students.bfh.ch

Literatur

1 Henneman PL, Marquard MJL, Fisher PDL, et al. Bar-code verification: reducing but not eliminating medication error. J Nurs Admin 2012.

2 Hasner A. eXakt PR GmbH, Medizin als Hochrisikobranche setzt auf mehr Sicherheit. Available: www.assekurisk.eu/downloads/PT_PateiskyHaerting_11092012.doc.

3 MTRAs, Interviewee, Interview mit MTRAs von der Radioonkologie. [Unpublished interview]. 22.05.2014.

4 Vogel M. Eizo T2351W: PC-Monitor mit Multitouch. IT Magazine 2011/09. Available: http://www.itmagazine.ch/Artikel/47623/Eizo_T2351W_PC-Monitor_mit_Multitouch.html.

5 Kapp R, Shabanaj F. Grunddokument LCII.

6 Rosis Datenbank. Available: http://www.rosis.ch.

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