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Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten
IIG Institut fü für Informatik und Gesellschaft Prof. Dr. Gü Günter Mü Müller Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten Die Patientenlogistik der Zukunft? Workshop: Mobil in intelligenten "Welten". Szenarien - Visionen – Trends Stuttgart 11.12.2003 - 12.12.2003 Dipl. Vw. Moritz Strasser moritz.strasser@iig.uni-freiburg.de www.telematik.uni-freiburg.de Gliederung • Anwendungsdomäne Patientenlogistik – Derzeitige Situation in der Röntgendiagnostik • Selbstorganisation – Leitbild aus der Ökonomie – These I: Selbstorganisation kann das Informationsproblem besser lösen – These II: Prinzipien der Selbstorganisation sind wegen Ubiquitous Computing realisierbar. • EMIKA – Einhaltung von Terminplänen durch Ortsinformationen – Selbsorganisierende Terminpläne durch Verhandlungen • Wandel durch UC und Selbstorganisation – Transparenz der Optimierungsziele – Verantwortlichkeit einzelner Aktionen 2 IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 1 Patientenlogistik 3 IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 Störungen des Ablaufes Notfälle • Medizinische neue Reihenfolge • Umplanung der Ressourcen Verzögerungen • Unpünktliche Patienten • Defekte Ressourcen • Terminüberscheidungen Veränderte Diagnosen • Verträglichkeiten • Komplikationen 4 IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 2 IstIst-Situation Terminplanung: Derzeitige Handhabung von Stö Störungen Informationssystem 4. Verfügbarkeit von Ressourcen, Personal und Räumlichkeiten 5. Fehlende Informationen verhindern Optimierung der Terminpläne Physische Welt 1. Meldung Notfall 3. Benachrichtigung des Arztes 2. Benachrichtigung des Rettungsdienstes 6. Freies Personal wird zu spät benachrichtigt bzw. freie Räume und Geräte nicht genutzt IIG – Telematik 5 Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 Problem: Fehlende Information „Eine zentrale Organisation ist eine intelligente und machtvolle Methode zur Erreichung bestimmter bekannter und vorhersehbarere Ziele.“ F.A. Hayek 1980 Notfälle • Medizinische neue Reihenfolge, Umplanung der Ressourcen Verzögerungen • Unpünktliche Patienten, Defekte Ressourcen, Terminüberscheidungen Veränderte Diagnosen • Verträglichkeiten, Komplikationen Wartezeit Notfall Æ Störung des Ablaufes System schaukelt sich auf Tagesablauf 6 IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 3 Optionen Informationsbereitstellung Von unten nach oben Von oben nach unten Zentrale Planung Gegenwart • • • • direkte Abhängigkeiten globales Wissen gesamte Optimierung definierte Abläufe 7 • • • • Selbstorganisation Zukunft ? Informatisierte Welt lokales Wissen lokale Optimierung definierter Regelrahmen? IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 Kosten von Informationssystemen • Kosten von Informationssysteme setzen sich zusammen aus: – Anschaffungskosten + Instandhaltungskosten Kosten • Informationssysteme werden in der Anschaffung billiger: Instandhaltungs- und Betriebskosten – Hardwarekosten sinken – Bandbreiten vergrößern sich • Aber Kosten der Instandhaltung steigen: – Die Zunahme an Komponenten und Funktionen erhöhen die Komplexität – Anpassungen und Einfügen neuer Komponenten 8 IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser Anschaffungskosten Zeit 12.12.2003 4 These I: Selbstorganisation kann Informationsproblem besser lö lösen „Die Möglichkeit der spontanen Organisation, in der verteilte Informationen zur Organisation einer übergreifenden Ordnung führen, bietet somit neben der besseren Ausschöpfung von Wissen damit zugleich den Vorteil, Stabilität und Flexibilität zu verbinden.“ E. Göbel 1998 Notfälle • Werden dynamisch eingeplant Verzögerungen • Werden erkannt und durch Umplanung berücksichtigt Veränderte Diagnosen • Verändern die flexiblen Terminpläne Notfall Æ Störung des Ablaufes Wartezeit System stabilisiert sich selbst 9 Tagesablauf IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 Formen der Selbstorganisation Kontinuierlicher Prozess • Kontext / Umfeld – Der Zustand des Systems besitzt Auswirkungen auf die Einzelteile dieses Systems, • Strategie / Verhalten – die Einzelteile des Systems "entscheiden" sich, wie sie auf diese Einwirkungen reagieren sollen Aktion verändert Kontext Kontext beeinflusst Strategie • Aktion / Entscheidung – und handeln gemäß dieser Entscheidungen. 10 IIG – Telematik Strategie bestimmt Aktion Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 5 Formen der Selbstorganisation Regelrahmen und Spontane Ordnung • Ökonomische Selbstorganisation „Katallaxie“ - F.A. Hayek • Regeln und Autonomie Regelrahmen – Einschränkung der Aktionsmöglichkeiten durch Verbote – Alternative Aktionen innerhalb des Regelrahmen bleiben zulässig Aktion verändert Kontext Kontext beeinflusst Strategie Strategie bestimmt Aktion • Spontane Ordnung – Einzelne Beziehungen und Interaktionen – Endogene hervorgerufene systemweite Muster 11 Spontane Ordnung IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 Informatisiertes und vernetztes Krankenhaus • Objekte und Ressourcen werden durch UC informatisiert: – Ziele – Aufenthaltsort – Zustand Bisherige Bisherige Laufzeit: Laufzeit: 525 525 Stunden Stunden • Ressourcen Kommunizieren: – mit Ressourcen – mit Menschen Anwesende Anwesende im im Raum: Raum: 33 Patienten, Patienten, 22 Schwestern, Schwestern, 11 Arzt Arzt Arzt „XY“ Arzt Terminplan Arzt „XY“ passiert kann Arzt Terminplan Arzt „XY“fehlt fehlt passiert kann eingehalten die werden eingehalten die Tür Tür „R123“ „R123“ werden 12 IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 6 These II: Prinzipien der Selbstorganisation sind wegen Ubiquitous Computing realisierbar? • Kontext / Umgebung kann wahrgenommen werden. (Sensornetzwerke) • Mobile persönliche Endgeräte können individuelle Strategien vorschlagen. (Mensch-Maschine Interaktion) • Einzelne Entscheidungen Aktionen können automatisiert werden. (Maschine-Maschine Interaktion) Smart Objekte: schlagen Kontext bezogene Aktionen vor. Smart Objekte erkennen den Kontext Mobileendgeräte informieren und kommunizieren mit realen Akteuren. Neue Aktionen verändern den Kontext 13 IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 Krankenhaus Szenario 00110011100 01111 11 „Leben in einer Smarten Umgebung“ • Kontexterkennung – Erstellung einer Schattenwelt • Ad-Hoc Optimierung – Probleme werden erkannt – Umplanungen werden angestoßen Behandlungsraum 2 Pfleger Assistenz Arzt Patient Assistenz Arzt physische Welt Ober - Arzt digitale Schattenwelt • Umplanung der Realen-Welt – Benachrichtigung betroffener Akteure • Kontinuierlicher Koordinationsprozess – Kontext beeinflusst Aktionen – Aktionen verändern den Kontext 14 IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 7 Echtzeitgesteuerte mobile Informationssysteme in klinischen Anwendungen Multi-Agenten-System Jede Ressource wird durch einen Software Agenten repräsentiert Patient Meier Sensoren übermitteln den Kontext Frau Neumann Planungen und Aktionen berücksichtigen den Kontext RAUM1 Notwendige Veränderungen werden bekannt gegeben virtuelle Welt reale Welt Mobileendgeräte für die Kommunikation und Information UC-Technologie 15 Dr. Fritz Dr. Albrecht IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 EMIKA Prototyp Schnittstellen zwischen Virtueller und Realer Welt: IrDa Sender/Empfänger • Kontexterkennung: – Lokalisierung – Ereignismeldungen • Kommunikation: – Benachrichtigung – Rücksprache RFID Leser RFID Labels 16 IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 8 Reaktion zur Laufzeit Patient Meier MTRA Neumann Behandlungsraum I 17 Arzt Notfall Dr. Fritz Behandlungsraum II Arzt Dr. Albrecht Wartezimmer IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 Terminplänen - Zielkonflikte, Unsicherheit • Zielkonflikte - unterschiedlicher Ziele in der Terminplanung – Ambulant - pünktlich – Notfall - unmittelbar – Stationär - passend • Unsicherheit - Anzahl an Patienten und Behandlungsdauer – Patienten sind unpünktlich – Behandlungsdauer verlängert sich – Notfälle sind unplanbar Ambulante Ambulante Patienten Patienten Dispatching Stationäre Stationäre Patienten Patienten Reaktives Scheduling Notfall Notfall Patienten Patienten CT CT DL DL AG AG Ressourcen Strategie 18 MRT MRT Koordination Prädiktives Scheduling IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 9 Stabile Terminpläne durch Verhandlungen • Ökonomische Selbstorganisation „Katallaxie“ - F.A. Hayek – Eigeninteresse der Akteure (Nutzenfunktion) – Auswahl von Alternativen (Preisunterschiede) – Informationsaustausch (Marktplatz) • Verhandlungs-Objekt: – Termine der Behandlungsgeräte, Patienten und Ärzte • Verhandlungs-Sprache: – Preise – Preishöhe signalisiert die aktuelle Kapazität. • Verhandlungs-Mechanismus: – Angebot und Nachfrage werden durch einen Marktmechanismus zusammengebracht. Ambulant Stationär Notfall Strategie Präferenzen Regeln Softwareagent Patienten Software- Strategie agent Kapazität Regeln Nachfrage Markt Mechanismus Angebot Ressourcen Terminkoordination IIG – Telematik 19 Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 Simulation - Umgebungsparameter • Medizinische Prioritäten werden durch die Höhe der Budgets ausgedrückt. • Verbrachte Wartezeiten erhöhen das Budget. • Raum- und Patientenagenten verhandeln autonom um Termine. Ambulante Patienten Termin bei A, B oder C Raum Stationäre Notfall Patienten Patienten A, B oder C Angebot Termin ? Ja Behandlung Nein Preisbildung Behandlungsraum-Agent Verhandeln A Zuschlag Ja Behandlung Nein Warten Anfangsbudget 10 10 20 Wartezeitvergütung 1 ZP 0,1 ZP 5 ZP 20 Patienten-Agent IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 10 Preise signalisieren Ressourcenknappheit • Patienten treffen im Krankenhaus ein, füllen das Wartezimmer und fragen Behandlungen nach. Nachfrage über der Kapazität Æ Preise steigen Nachfrage entspricht der Kapazität Æ Preise bleiben stabil Nachfrage unter der Kapazität Æ Preise sinken IIG – Telematik 21 Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 Verhandlungen stabilisieren den Ablauf • Notfall-Patienten haben ein höheres Budget, generieren eine Nachfrage nach einem speziellen Raum. Notfall-Patient verändert die Preisstruktur Nach der Notfallsituation fällt der Preis. Preise stabilisieren sich Notfall 22 IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 11 Transparenz der Optimierungsziele • Akzeptabilität ? Regelrahmen – Privatsphäre (Hippokrates) – Kontrollierbarkeit und Verantwortung – Gerechtigkeit der Abläufe • Regelrahmen – Koordinationsgegenstand – Koordinationsgröße Aktion verändert Kontext Kontext beeinflusst Strategie • Rationalisierungspotential – Steuergröße? – Optimierungsgröße? – Skalierbarkeit? Strategie bestimmt Aktion Spontane Ordnung 23 IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 Verantwortlichkeit einzelner Aktionen • Selbstorganisierende komplexe Systeme sind „empfindlich“: – Einzelne Aktionen können zu Veränderungen des Gesamtsystems führen. • Die Frage der Verantwortlichkeit einzelner Aktionen muss entsprechend geregelt sein. 24 IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 12 IIG Institut fü für Informatik und Gesellschaft Prof. Dr. Gü Günter Mü Müller Telematik Wie sieht das Krankenhaus der Zukunft aus? Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! 26 IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 13 Definition Selbstorganisation • Selbstorganisation ist das spontane Auftreten neuer Strukturen und neuer Verhaltensweisen in offenen Systemen fern vom Gleichgewicht, die durch innere Rückkopplungsschleifen charakterisiert sind und mathematisch durch nichtlineare Gleichungen beschrieben werden. • Systeme, die all ihre bestandesnotwendigen Strukturen durch eine interne Dynamik hervorbringen, werden selbstorganisierend genannt. Sie sind in materiellenergetischer Hinsicht offen zur Umwelt, zugleich aber informationsmässig und operationell geschlossen. 27 IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 Beispiel der Selbstorganisation Beispiel Regelrahmen • 7 Zwerge sollen nach der Farbe ihrer Mütze geordnet werden. • Regeln: – Geht nicht gleichzeitig – Man Stellt sich nicht zwischen gleichfarbige Zwerge. 28 IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 14 EMIKA-Experiment: Szenarium Benachrichtigung und Aushandlung: Patient zu Arzt Patient zu Logistik Patient zu Behandlungszimmer KOORDINATIONSGRÖSSE- UND REGELN 29 IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 Informatisierung und Datenschatten Belegung erkannt Informationssystem Umterminierung Datenschatten Patient: Mr. Smith Diagnosis: Spine Fracture current location: Room 1236 Appointments: MRT checkup @ 10:00 a.m. Resource belegt Datenschatten Please reschedule my appointment at 10:00 a.m. today. Physische Welt Ändert Ablauf ! Informatisierter Patient 30 Informatisierter Arzt IIG – Telematik Geduldige Technologie für ungeduldige Patienten / Moritz Strasser 12.12.2003 15
