November 2020

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Pflege mit Durchblick – Augmented Reality bereichert die Pflegepraxis

Das Projekt Pflegebrille verdeutlicht die Relevanz des engen Austauschs mit Anwendergruppen bei der Entwicklung von Pflegelösungen. Die Brille versorgt Pflegekräfte mit wichtigen Informationen.

Pfleger mit Datenbrille am Bett eines Patienten

Allein in Deutschland leiden rund zwei Millionen Menschen an Vorhofflimmern.

Institut für Informatik, TU Clausthal

Die Sicherstellung der Pflege von Menschen ist eine der größten Herausforderungen für unsere Gesellschaft. Täglich sind mehrere Millionen Menschen in Deutschland auf Pflege angewiesen. Und ihre Zahl wird weiter steigen. Damit kommen neue Herausforderungen auf die Pflege zu. Dies betrifft gleichermaßen Akutkrankenhäuser und Reha-Einrichtungen, die stationäre und ambulante Altenpflege sowie auch die Pflege im eigenen Haushalt. Gleichzeitig steigen die qualitativen Anforderungen, denn Pflegefachkräfte müssen zunehmend komplexere Tätigkeiten durchführen. Zudem stellt die Covid-19-Pandemie aktuell ganz neue Anforderungen an die Hygienekonzepte. Der öffentliche Diskurs über die Sicherung einer qualitativ hochwertigen Pflege und die Forderungen nach einer Entlastung von Pflegefachkräften nehmen zu.

Die Forschung verfolgt viele Ansätze, um die Pflege zu verbessern. Es gilt, organisatorische Prozesse zu optimieren und Freiräume für mehr menschliche Zuwendung zu schaffen. Eine zentrale Rolle spielen dabei technische Innovationen, die Pflegekräfte und pflegende Angehörige bei ihrer Arbeit entlasten und die Lebensqualität der Patientinnen und Patienten verbessern können. Innovative Ansätze dafür bieten die neuen Möglichkeiten der Mensch-Technik-Interaktion. Sie können den Alltag und die Arbeit von professionellen Pflegefachkräften und pflegenden Angehörigen erleichtern. Hier setzt das Projekt Pflegebrille der Arbeitsgruppe „Human-Centered Information Systems“ an: Forscherinnen und Forscher der TU Clausthal entwickeln ein interaktives digitales Unterstützungssystem für Pflegekräfte. Dabei kommt eine sogenannte Datenbrille mit Elementen der Augmented Reality zum Einsatz. Die Brille blendet in das Blickfeld der Pflegenden wichtige Informationen ein – von Patientendaten und Details der Patientenhistorie bis hin zu fachlichen Anleitungen oder persönlichen Hinweisen der Kolleginnen und Kollegen. So ersetzt die Datenbrille nicht nur das Nachschlagen von Informationen in Papierakten. Mit ihrer Hilfe können Pflegekräfte auch Informationen abrufen, während sie sich mit beiden Händen den Pflegebedürftigen und den zu erledigenden Tätigkeiten zuwenden.

Um eine optimale Nutzerfreundlichkeit sicherzustellen, entwickeln und erproben die Forschenden alle Funktionen der Brille gemeinsam mit Pflegekräften, Gepflegten und anderen Beteiligten der kooperierenden Einrichtungen. Die Daten der Pflegebrille sind zentral hinterlegt, die Verwendung unterschiedlicher Software an verschiedenen Computern oder gar die Nutzung privater Geräte für das Informationsmanagement und die Dokumentation entfallen. „Wir wollen Pflegetätigkeiten und Dokumentationsprozesse unterstützen, sodass Sicherheit und Qualität gestärkt werden. Unser Ziel ist es, damit die Lebensqualität von Patientinnen, Patienten und Pflegekräften zu erhöhen“, betont Professor Michael Prilla von der TU Clausthal, der das Projekt Pflegebrille leitet.

Die Forschungsgruppe um Prilla begann 2015 mit der Konzeption der Pflegebrille. Damit war sie eine der ersten, die sich mit Datenbrillen für die Pflegepraxis beschäftigte. Entsprechend anspruchsvoll war die Pionierarbeit und hoch waren die Hürden zur praktischen Umsetzung der Idee: Anfängliche Skepsis aus der Praxis vonseiten der Pflegekräfte sowie des Managements von Pflegeeinrichtungen konnte in ersten Testungen und Erprobungen zwar schnell überwunden werden, aber es galt, die Bedienung der Brille im Pflegealltag konkret auszugestalten und herauszufinden, wie und in welchen Situationen die Brille die Pflegepraxis verbessern kann. Erkenntnisse zu diesen Fragen sammelte das Projekt Pflegebrille, das von 2016 bis 2019 durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wurde. Die gewonnenen Erkenntnisse ermöglichten den Forscherinnen und Forschern die entscheidende Weiterentwicklung der Pflegebrille zu einem Werkzeug für die Praxis. Es konnten dabei jedoch noch kaum Erkenntnisse zum langfristigen und nachhaltigen Nutzen gewonnen werden. Diese sammeln die Forschenden nun im Rahmen des Projekts Pflegebrille 2.0, welches von 2019 bis 2021 ebenfalls vom BMBF gefördert wird. „Auch in Langzeiterprobungen wollen wir nun den Nutzen der Pflegebrille klar nachweisen und anschließend ein Start-up ausgründen“, so Prilla über die Ziele des Projekts Pflegebrille 2.0.

Impulse aufgreifen

Die Studien im Vorprojekt Augmented Living lieferten wichtige Impulse und waren der Ausgangspunkt für die Entwicklung der Pflegebrille. Die Forscherinnen und Forscher waren überzeugt, dass eine Technologie mit diesen Möglichkeiten, die noch dazu von Alt und Jung gleichermaßen gut bedienbar ist, in der Pflege eine wichtige Rolle spielen kann. Nachdem die Idee geboren war, holten Prilla und seine Gruppe rechtzeitig weitere Expertinnen und Experten sowie Partner aus der Praxis ins Boot und beantragten das Forschungsprojekt Pflegebrille – das war der Startschuss für die erfolgreiche Erforschung und Implementierung einer interaktiven Technologie in der Pflegepraxis.

Augmented Living (2014−2015)
Datenbrillen im Alltagseinsatz testen

Ausgangspunkt der Vision einer Pflegebrille ist eine Vorstudie, die Prilla im BMBF-geförderten Projekt Augmented Living von 2014 bis 2015 in seiner damaligen Forschungstätigkeit an der Ruhr-Universität Bochum gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie durchführte. Im Rahmen des Projekts untersuchten die Forscherinnen und Forscher zunächst noch ohne Bezug zur Pflege, ob und wie Datenbrillen als alltagsunterstützende Technologien (Ambient Assisted Living) eingesetzt werden können. Prilla konnte dabei auf Erfahrungen aus vorherigen Forschungsprojekten zum Einsatz von Informationstechnologie im Gesundheitswesen zurückgreifen. Eine Studie im Projekt Augmented Living fokussierte auf die Frage, ob ältere Menschen Datenbrillen mit Augmented Reality überhaupt im eigenen Alltag bedienen und ihr Potenzial nutzen können. Die Arbeitsgruppe stellte dabei erstaunlicherweise kaum Unterschiede der Technologieanwendung zwischen jungen und älteren Menschen fest – über 60-Jährige kamen mit der Technologie genauso gut zurecht wie unter 25-Jährige. Die Brille half also altersunabhängig allen Teilnehmerinnen und Teilnehmern bei der Erfüllung von Aufgaben. Aus dieser Erkenntnis entsprang die Idee, Augmented-Reality-Datenbrillen auch in der Pflege einzusetzen, da die Gruppe der in der Pflege tätigen Personen typischerweise ein breites Altersspektrum aufweist und die Verfügbarkeit von Informationen auf solchen Brillen angesichts des steigenden Bedarfs an Unterstützung durch Pflegekräfte im Alltag eine ideale Möglichkeit zur Digitalisierung von Pflegeprozessen darstellt.

Blick durch die Pflegebrille: Die Pflegekraft hat den Patienten immer im Blick und wird mit Informationen versorgt.

Blick durch die Pflegebrille: Die Pflegekraft hat den Patienten immer im Blick und wird mit Informationen versorgt.

Institut für Informatik, TU Clausthal

Pflegebrille (2016−2019)
Grundlagen für eine Datenbrille im Pflegebereich

Es folgte das von 2016 bis 2019 vom BMBF geförderte Forschungsprojekt zur Pflegebrille (Fördermaßnahme: „IKT2020-Pflegeinnovationen zur Unterstützung informell und professionell Pflegender“). Die Forschungsarbeiten starteten an der Ruhr-Universität Bochum und wurden später an der TU Clausthal weitergeführt, wohin Prilla berufen wurde. Beteiligt waren Forschungseinrichtungen an Universitäten und Hochschulen (Ruhr-Universität Bochum, TU Clausthal, Hamburger Fern-Hochschule), Industriepartner und Dienstleister (Simplifier AG, Zentrum für Telemedizin in Bad Kissingen) sowie Pflegeeinrichtungen (Christophorus-Gruppe und weitere Partner aus der Pflege).

Impulse aus der Praxis und Einbindung der Nutzenden

Durch die Begleitung der Pflegekräfte in ihrem Alltag und den Dialog mit ihnen haben wir erst richtig verstanden, wie Pflegekräfte arbeiten, welchen Herausforderungen sie gegenüberstehen und wie wir sie bei ihrer Arbeit unterstützen könnten. Wir haben auch im weiteren Prozess eng mit Pflegediensten, Pflegekräften und Experten zusammengearbeitet. Nur so konnten wir ein Werkzeug entwickeln, das auch wirklich im Alltag hilft. Das hat sich ausgezahlt: Wir haben sehr positive Rückmeldungen von den Pflegekräften bekommen und stoßen auf großes Interesse bei Pflegediensten, die auf die Pflegebrille aufmerksam werden.

Michael Prilla

Motivation und Ziel der Forschungsgruppe war es, Nutzbarkeit und Nutzen von Datenbrillen im Pflegekontext zu testen. Hierzu begleiteten die Forscherinnen und Forscher in einer ersten halbjährigen Phase Pflegekräfte in ihrem Alltag und führten Interviews und Workshops durch. Diese Vorgehensweise war eine wichtige Voraussetzung für den Erfolg des Projekts. Denn nur wenn Bedürfnisse und Alltagserfahrung gesammelt werden, kann zusammen mit Fachwissen die Pflegebrille ein nützliches und nutzbares Werkzeug werden.

Auf Basis des Feedbacks entwickelte das Forschungsteam eine erste Version der Pflegebrille und erprobte diese anschließend in ersten Praxistests. Mit Abschluss des Projekts konnte die Pflegebrille Patienteninformationen und Informationen zu Geräten anzeigen, verschiedene Abläufe in der Pflege anleiten und medizinisches Fachpersonal von einem beliebigen Ort aus auf die Brille hinzuschalten. Diese sehen dann „durch die Brille“ alle Tätigkeiten der Brillentragenden und können Pflegekräfte so während ihrer Tätigkeiten unterstützen. Besonders wichtig ist den Forscherinnen und Forschern gewesen, eine Steuerungsmöglichkeit für Datenbrillen in der Pflege zu entwickeln, damit die Hände von Pflegekräften frei bleiben können. Als Ergebnis dieser Arbeit kann die Brille durch Kopfbewegungen bedient werden.

Von der Grundlagenforschung in den Praxistest

Die Pflegebrille stellt aktuell das weltweit einzige verfügbare und praktisch erprobte Konzept zur Unterstützung der Pflegepraxis dar, welches digitale und Augmented-Reality-Funktionen zur Unterstützung einer Vielzahl von Tätigkeiten in der Pflegepraxis in einem Werkzeug vereint. Um langfristig die Qualität der Pflege zu steigern und Pflegekräfte auch tatsächlich zu entlasten, waren basierend auf den Erkenntnissen der ersten Forschungsphase jedoch weitere umfangreiche und langfristige Praxistests notwendig. Da das Forschungsteam vom großen Potenzial der Pflegebrille überzeugt war, wurde im Rahmen der Fördermaßnahme „Start MTI“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) erfolgreich ein Folgeprojekt beantragt, in dem der Nutzen auch in langfristigeren Praxistests konkret nachgewiesen werden soll.

Die Pflegebrille wurde in realitätsnahen Situationen in insgesamt 16 Pflegeeinrichtungen mit rund 120 Pflegekräften erprobt und evaluiert. Getestet wurden die unterschiedlichen Funktionen der Brille für verschiedene Pflegetätigkeiten an Orten wie Patientenzimmern oder Pflegelaboren. Die Ergebnisse zeigten eine sehr hohe Akzeptanz von Pflegekräften für den Einsatz der Brille sowie klare Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis auf. Gleichzeitig wiesen die Pflegekräfte darauf hin, dass weitere Tests der Pflegebrille im realen Einsatz erforderlich sind, um Verbesserungspotenziale zu erkennen und auszuschöpfen.

Validierung in der Praxis

Bevor wir die Pflegebrille als Produkt anbieten können, müssen wir erst ihren Nutzen in der Praxis nachweisen. Das ist oft in risikoreichen Forschungsprojekten mit Grundlagencharakter aus zeitlichen Gründen nicht möglich. Schließlich wussten wir ja zu Beginn des Projekts noch gar nicht, ob die Brillen in der Pflege überhaupt nutzbar und nützlich sind. Nun bekommen wir durch die Förderung des Projekts Pflegebrille 2.0 die Möglichkeit dies nachzuweisen.

Michael Prilla
Medizinische Fachangestellte sitzt am Monitor und beobachtet Patienten.

Im Falle von Rückfragen zu Pflegetätigkeiten können Expertinnen und Experten virtuell hinzugezogen werden. Diese können über eine in die Brille eingebaute Kamera die Situation der Pflegenden nachvollziehen und Hinweise geben. Diese Hinweise werden den Pflegenden wieder
auf der Brille eingeblendet.
 

Institut für Informatik, TU Clausthal

Pflegebrille 2.0 (2019−2021)
Langfristige Erprobung und der Weg zur Ausgründung

Das 2019 gestartete Projekt Pflegebrille 2.0 soll die Weichen für den breiten Einsatz der digitalen Datenbrille in der Pflege stellen. Ziel der Forschungsgruppe der TU Clausthal unter der Leitung von Prilla ist die Weiterentwicklung der interaktiven Lösung zu einem marktfähigen Produkt. Dafür ist eine Ausgründung in der Start-up-Förderung des BMBF im Bereich der Mensch-Technik-Interaktion geplant. Um einen breiten Radius an Einsatzmöglichkeiten der Pflegebrille in der Pflege zu ermöglichen, arbeitet das Forschungsteam weiter am Ausbau der Funktionen der Datenbrille. Auch Schnittstellen zu bestehenden digitalen Anwendungen sollen künftig für Synergien sorgen, wie etwa die Anbindung der Pflegebrille an Systeme für die digitale Pflegedokumentation.

Aus geplanten Langzeitevaluationen in der Pflegepraxis fließen außerdem weitere Erkenntnisse in die Entwicklung und Ausgestaltung des Systems ein. Die verschiedenen Anwendungen sollen hierbei den unterschiedlichen Tätigkeiten, Pflegesituationen und Einrichtungen in der Pflege in Deutschland angepasst werden. Eine enge Kooperation mit Pflegeeinrichtungen und Fachleuten für Pflege ist somit weiterhin wichtige Grundlage der Forschungsarbeiten.

Langfristige Kooperationen

Wir bekommen großartiges Echo aus der Praxis. Über 20 Pflegedienste aus ambulanter und stationärer Pflege sowie auch Krankenhäuser wollen mit uns arbeiten und wir werden mit einigen von ihnen nun über längere Zeit erproben, wie die Pflegebrille im Alltag einen Mehrwert erzeugen kann.

Michael Prilla

Für die Ausgründung rechnet die Forschungsgruppe mit schnellen Erfolgen. Bei rund 20 Kooperationspartnern aus ambulanter und stationärer Pflege sowie in Krankenhäusern besteht Interesse an einer Einführung der Pflegebrille in den Pflegealltag. Mit acht dieser Partner führt die Forschungsgruppe bereits seit 2019 Workshops mit der Methode „Design Thinking“ durch, bei denen Ideen von Praktikerinnen und Praktikern stets einbezogen werden. Im Rahmen der Workshops wird ein konkreter Praxisplan für den Einsatz der Pflegebrille erarbeitet. Aus den Workshops fließen außerdem weitere wichtige Erkenntnisse zu den Themen Datenschutz und Datensicherheit sowie zu automatisierten Updates der Software ein. Auch wird derzeit eine Funktion umgesetzt, mit der sich die Anwendung auf die speziellen Bedürfnisse und Vorgaben der jeweiligen Pflegeeinrichtung zuschneiden lässt. Die testweise Einführung der Pflegebrille 2.0 soll im vierten Quartal 2020 erfolgen. Die ersten Langzeiterprobungen werden dann zunächst mit vier der 20 interessierten Kooperationspartner in Deutschland durchgeführt.

Referenzkunden gewinnen

Für den Transfer der Pflegebrille in die Praxis sollen aus dem Pool der Interessenten wichtige Referenzkunden gewonnen werden, mit denen nach Ausgründung eines Start-ups das Produkt dann gemeinschaftlich ausgerollt wird. Diese Partner sind entscheidende Multiplikatoren auf dem Weg zu weiteren Kunden. Erste Kunden, die die Pflegebrille gern so schnell wie möglich einsetzen möchten, haben bereits ihr Interesse signalisiert.

Wie geht es weiter?

Ausgründung und Transfer sind die nächsten Meilensteine, die im Projekt angegangen werden. Klicken Sie auf die Jahreszahl, um die zukünftigen Schritte zu sehen.

Ab 2021

Unternehmensgründung

Nach ersten Forschungsarbeiten zu alltagstauglichen Einsatzmöglichkeiten von Augmented Reality im Jahr 2014 – zunächst noch ohne Bezug zur Pflege –plant das Forschungsteam um Prilla mit Ablauf des Projekts Pflegebrille 2.0 Ende 2021 eine Firmenaus-gründung und die Einführung der interaktiven Pflege-brille am Markt. Die Langzeitstudien im Projekt sollen hierzu wichtige Erkenntnisse liefern und den Nutzenaufzeigen. Die Forscherinnen und Forscher erkennen einen aktuell hohen Bedarf solcher Augmented-Reality-Technologien in der Pflege und rechnen mit einer steigenden Nachfrage. Die Kooperationspartner in der Pflegepraxis zeigen Interesse an einem Roll-out der Pflegebrille nach Abschluss der Erprobung in ihren Einrichtungen. Zudem soll perspektivisch geprüft werden, wie die Pflegebrille als Medizinprodukt zertifiziert werden kann, um beispielsweise auch die ärztliche Versorgung abdecken zu können.

Geschäftsmodell

Gemeinsam mit der Gründerunterstützung der TU Clausthal und den beteiligten Pflegediensten wird ein Geschäftsmodell entwickelt, mit dem die Pflegebrille angeboten werden kann. Dazu gehört beispielsweise die Einführung von Lizenzen – etwa pro Nutzer oder als Volumenlizenz. Auch soll die Pflegebrille entweder als Alleinprodukt oder in strategischer Kooperation als Paket mit einer Pflegesoftware auf den Markt kommen. Unterstützung hat die TU Clausthal dabei durch die Hamburger FernHochschule und das Zentrum für Telemedizin.

Nutzenoptimierung

Die Forscherinnen und Forscher arbeiten zudem an einem offenen, benutzerorientierten und partizipativen Ansatz zur Nutzenoptimierung, welcher individuelle Anpassungen und Einstellungen der Pflegebrille für Pflegedienste ermöglicht. Rahmenbedingungen und Vorgaben wie die Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Pflegewissenschaft und die Datenschutz­-Grundverordnung (DSGVO) sind hierbei zu berücksichtigen.