Bessere Patientenergebnisse durch IoT und maschinelles Lernen

Durch das Gesundheitswesen erworbene Infektionen haben alarmierende Auswirkungen auf die Gesundheit und Sterblichkeit von Patienten. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie sie mit einem KI-Netzwerk weitgehend verhindert werden können.

Mehr als 1,7 Millionen Menschen, die in ein US-Krankenhaus eingeliefert werden, entwickeln eine im Gesundheitswesen erworbene Infektion (HAI), und 99.000 sterben an einer solchen, jährlich, nach Angaben der CDC.

Die finanziellen Auswirkungen von HAIs sind fast so verblüffend wie die gesundheitlichen Folgen. Eine aktuelle Artikel in Becker’s Hospital Review schätzt, dass die gesamten direkten, indirekten und nicht-medizinischen sozialen Kosten von HAI jährlich 96 bis 147 Milliarden Dollar betragen.

Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen könnten der Schlüssel zur Eindämmung der menschlichen und finanziellen Kosten sein. Und wie? Indem man Maschinen das tun lässt, was sie gut können – Aktivitäten überwachen und diese Aktivitäten mit den Ergebnissen in Beziehung setzen – und die daraus resultierenden Daten nutzt, um proaktiv Verhaltensweisen zu verbessern, die Infektionen reduzieren können.

Die gute Nachricht ist, dass HAI meist vermeidbar sind. Im Jahr 2018 stellte die Joint Commission fest, dass „die Händehygiene bekanntermaßen die wichtigste Maßnahme zur Verhinderung von Infektionen im Zusammenhang mit dem Gesundheitswesen ist.“

Krankheitserreger und Verfahren machen krank und töten

Das Office of Disease Prevention and Health Promotion (health.gov) definiert HAIs als „Infektionen, die Menschen bekommen, während sie wegen einer anderen Erkrankung medizinisch versorgt werden“. Laut dem CDCEine tödliche Kerngruppe von Erregern und Infektionswegen ist für HAIs verantwortlich. Dazu gehören:

• Mit zentralen Leitungen verbundene Infektionen der Blutbahn (CLABSI)
• Katheter-assoziierte Harnwegsinfektionen (CAUTI)
• Ventilator-assoziierte Ereignisse (VAE)
• Infektionen an der Operationsstelle (SSI)
• Clostridium difficile Infektionen (C-Diff)
• Methicillin-resistent Staphylococcus aureus (MRSA)
• Lungenentzündung

Kontrolle von HAIs: Ein harter Kampf

Die CDC verfolgt und veröffentlicht Berichte über HAIs, den Bericht 2019 der Behörde Bericht zu den Raten dieser Infektionen in den Jahren 2017 und 2018 zeigt, dass einige Arten zwar rückläufig sind, andere sich jedoch überhaupt nicht verändert haben. Die Daten zeigen, dass es zwischen 2017 und 2018 folgende Fälle gab:

• Ein Rückgang der CLABSI um 9 Prozent (größter Rückgang auf der Intensivstation – 11 Prozent)
• Ein 8-prozentiger Rückgang der CAUTI (größter Rückgang auf der Intensivstation – 10 Prozent)
• Keine signifikante Veränderung des VAE
• Von den 10 ausgewählten Eingriffen Der Bericht zeigt keine signifikante Veränderung der SSI bei abdominalen Hysterektomien und Dickdarmoperationen
• Keine signifikanten Veränderungen bei MRSA-Infektionen, die im Krankenhaus auftreten
• Ein 12-prozentiger Rückgang der Fälle von Krankenhausaufenthalten C. difficile Infektionen

Obwohl die Fortschritte bei CLABSIs, CAUTIs und C-Diff-Infektionen ermutigend sind, lassen die Zahlen viel zu wünschen übrig. Derzeit, sterben mehr Menschen an den Folgen einer HAI als an Brustkrebs, AIDS und Autounfällen zusammen zusammen.

IOT Monitore Händewaschen

Es gibt seit langem Bemühungen, das Händewaschen persönlich zu überwachen. Jetzt werden die zunehmenden Anwendungen des Internets der Dinge (IoT) – definiert als die Netzwerkfähigkeit, die es ermöglicht, Informationen über das Internet an Objekte und Geräte zu senden und von ihnen zu empfangen – durch den aktuellen Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) in Krankenhäusern im ganzen Land erweitert.

Im Jahr 2018 stellte die Joint Commission fest, dass „die Händehygiene bekanntermaßen die wichtigste Maßnahme zur Verhinderung von Infektionen im Zusammenhang mit dem Gesundheitswesen ist“.

Zu diesen Bemühungen gehört die Verwendung von Smart Badges, um das Händewaschen des Personals im Krankenhaus zu fördern. Aber es reicht nicht aus, einfach nur zu überwachen, ob sich die Menschen die Hände waschen oder nicht – wir wollen die Ergebnisse mit den tatsächlichen Ergebnissen verknüpfen Verhalten ändern. Die robusten Daten, die von elektronischen Handwaschmonitoren erzeugt werden, können analysiert werden, um das Handwaschverhalten proaktiv zu verbessern. Und maschinelles Lernen kann medizinische Aufzeichnungen und Patientennotizen analysieren, um zu verfolgen, wie Händewaschen HAIs reduziert.

Textklassifizierung hilft bei der Erkennung von HAIs

Die derzeitigen Qualitätssicherungsprogramme sehen vor, dass Experten Aufzeichnungen nach Hinweisen auf HAI durchforsten. Es überrascht nicht, dass dieser Prozess mühsam und fehleranfällig ist. Deshalb haben Forscher einige Erfolge bei der Das Aufspüren von HAIs in Krankenakten durch Textklassifizierung ist eine große Neuigkeit.

Mit Hilfe von Standardmethoden des maschinellen Lernens und einer robusten Suche, einschließlich Vorverarbeitung, Lemmatisierung, Entfernung von Stoppwörtern, Terminologiedatenbanken, automatischer Synonymerkennung und TF-IDF-Gewichtung, konnten sie medizinische Aufzeichnungen mit HAI-Sprache in etwa 80 Prozent der Fälle eindeutig identifizieren. Dies ermöglichte es medizinischen Experten, eine kleinere Menge von Datensätzen auf HAI-Infektionsinformationen zu untersuchen.

Sie behandelten sowohl strukturierte als auch unstrukturierte Daten als ein einziges, unstrukturiertes Textdokument. „Dies ermöglichte es uns, Standardmethoden zur Textklassifizierung, d.h. die Anwendung von TFs, wie z.B. Merkmale und Standardalgorithmen für maschinelles Lernen, auf das Problem anzuwenden.“ Dies hatte mehrere Vorteile:

• Es entfernt Formatierungsunterschiede zwischen Datensätzen
• Ermöglichte die Einbeziehung von Daten, die in einigen Systemen als strukturiert und in anderen als unstrukturiert behandelt wurden, in die Studie
• Der Ansatz war in der Lage, HAI-Indikatoren zu erkennen, die im Voraus nicht bekannt waren.

Dies ist so bedeutsam, dass die Akkreditierungsagentur ihre Sichtweise auf Verhaltensweisen, die zu HAI führen, geändert hat. Als berichtet in Becker’s Hospital Review, „Ab dem 1. Januar 2018 gilt: Wenn ein Gutachter der Joint Commission feststellt, dass ein Klinikmitarbeiter seine Hände ein einziges Mal nicht gereinigt hat, wird die Organisation als Mangel eingestuft, der eine Verbesserungsanforderung nach sich zieht.“

Der Autor des Artikels, Dr. Chris Hermann, stellte außerdem fest: „Das bedeutet, dass eine einzige verpasste Gelegenheit zur Handhygiene die Akkreditierung eines Krankenhauses gefährdet und wahrscheinlich eine zweite Untersuchung auslöst.“

Im Jahr 2019 „Antimikrobielle Resistenz & Infektionskontrolle“ erfahren Sie, warum die Joint Commission das Händewaschen betont. „Die Infektionsprävention und -kontrolle (IPC) mit der Händehygiene als effektivster Maßnahme ist ein praktischer und evidenzbasierter Ansatz mit nachgewiesener Wirkung auf die Qualität der Pflege und die Patientensicherheit auf allen Ebenen des Gesundheitssystems.“

Trotz der Beweise hat die CDC erst 2017 erklärt erklärt dass Studien zeigen, dass das Pflegepersonal seine Hände weniger als die Hälfte der Zeit reinigt, in der es dies tun sollte. Nicht nur die Patienten infizieren sich mit Krankheitserregern des Pflegepersonals, sondern auch das Krankenhauspersonal selbst erkrankt an den Patienten und untereinander.

Neue Ansätze sind zu finden in Fortschritten in der Technologie des Gesundheitswesens, die neue Optionen für die Einführung konformer Handwaschprotokolle in US-Krankenhäusern bieten.

Nicht Ihr „Hallo, mein Name ist…“-Abzeichen

Intelligente Ausweissysteme bestehen in der Regel aus vier Komponenten von intelligenten Geräten, die über Internet-Server des Krankenhauses miteinander kommunizieren:

• Das Abzeichen, getragen vom Krankenhauspersonal
• Baken, installiert in der Nähe von Patientenzonen
• Bereich intelligente Seifenspender und/oder intelligente Handdesinfektionsmittelspender so konzipiert, dass sie den Druck beim Herunterdrücken der Düse erkennen
• Eine Basisstation die sich in der Nähe der Stationen der Krankenschwestern befindet und die Daten der Badges über das Netzwerk an ein Online-Dashboard weiterleitet

Wenn der Träger des Ausweises den Spender benutzt, werden die Informationen an den intelligenten Ausweis gesendet. Wenn Mitarbeiter eine Patientenzone betreten, lassen die Beacons den Ausweis vibrieren und erinnern den Pfleger daran, sich zu waschen, falls er dies noch nicht getan hat. Sobald das Händewaschen abgeschlossen ist, vibriert der Ausweis erneut.

Neben der Erinnerung an das Händewaschen können die Smart Badges auch Daten zu folgenden Themen sammeln:

• Gewohnheiten des Gesundheitspersonals beim Händewaschen
• Tageszeiten, zu denen die Compliance steigt oder sinkt
• Meist- und am wenigsten genutzte Spender
• Länge der Zeit, in der die Hände gewaschen werden
• Andere Daten für die Analyse

Die Daten können als Grundlage für künftige Entscheidungen dienen, z. B. ob sich die Spender in geeigneten Bereichen befinden und ob mehr von ihnen benötigt werden, welche Anbieter eine weitere Schulung zum Händewaschen benötigen und können sogar den Patienten helfen, zu wissen, dass ihr Anbieter eine angemessene Handhygiene durchgeführt hat, wenn sie das beruhigende Doppelsummen der Plakette hören.

Krankenschwestern und -pfleger sind nicht die einzigen Mitarbeiter, die daran erinnert werden müssen, wie man sich die Hände wäscht. Laut einer Studie aus dem Jahr 2013 Studie in der Fachzeitschrift Lancet Infectious Diseases wurde festgestellt, dass Krankenschwestern und -pfleger die Richtlinien zur Handhygiene besser einhielten (71 Prozent) als Ärzte (60 Prozent), wenn keine Hinweise zur Handhygiene vorhanden waren.

Einer Studie zufolge Studieführte der Einsatz eines solchen Systems zu einem 25-prozentigen Anstieg der Einhaltung des von der Weltgesundheitsorganisation Handwasch-Protokoll. Eine andere Zeitschrift berichtete dass der Einsatz solcher Erinnerungssysteme das Händewaschen der Mitarbeiter nach dem Toilettengang von 66 Prozent auf 91 Prozent erhöhte.

Vorteile von intelligenten Händewasch-Erinnerungen

Neben den offensichtlichen Vorteilen für die Patientensicherheit und die Krankenhaushygiene gibt es mehrere Gründe für die Einführung von Smart-Badge-Systemen in Gesundheitseinrichtungen. Zum Beispiel können Smart Badge Handhygiene-Systeme:

Beseitigen Sie die Voreingenommenheit der Beobachtung durch den Vorgesetzten. Laut einer 2013 durchgeführten Studie Im BMJ wurde festgestellt, dass Krankenhausmitarbeiter, die wussten, dass sie beobachtet wurden, ihre Händehygiene zu 90 Prozent einhielten, während diese Zahl in den Zeiten, in denen keine Beobachter anwesend waren, deutlich sank. Smart Badges bieten unvoreingenommene und konsistente Erinnerungen, und die Daten zur Einhaltung der Vorschriften werden rund um die Uhr gesammelt.

Beseitigt hierarchische Vorurteile der Mitarbeiter. In bestimmten Bereichen des Gesundheitswesens zögert man vielleicht, höhere Angestellte wie Chirurgen und Vorgesetzte an die Handhygiene-Protokolle der Einrichtung zu erinnern. Die Smart Badges summen, egal auf wessen Brust sie liegen, unabhängig von Titel und Status.

Der Einsatz eines Smart-Badge-Systems kann flexibel sein. Je nach Hersteller können IoT-Ausweissysteme für eine beliebige Anzahl von Geräten konfiguriert werden. Erinnerungen können so programmiert werden, dass sie an Smartwatches und Mobiltelefone gesendet werden, je nach den Ressourcen und Bedürfnissen einer Einrichtung.

Smart Badges können auch für andere Anwendungen genutzt werden. Laut einem Artikel in WebMD, sind Krankenhauspatienten auch nachlässig beim Händewaschen vor und nach den Mahlzeiten sowie nach dem Toilettengang. Dadurch sind Krankenhauspersonal, Besucher und andere Patienten dem Risiko ausgesetzt, sich mit HAIs anzustecken. Es könnten intelligente Ausweise an Patienten ausgegeben werden, damit auch sie an eine gründliche Handhygiene erinnert werden. Dasselbe könnte für ihre Besucher gelten. Eine gute Möglichkeit, die Einhaltung der Vorschriften in der gesamten Einrichtung zu gewährleisten, besteht darin, alle Bereiche abzudecken.

Smart Badge System ist nicht genug

A 2017 Bericht von CMS zeigt, dass Smart-Badge-Systeme in mehreren US-Krankenhäusern zu einer erheblichen Verringerung von Infektionskrankheiten geführt haben. Im Riverside Hospital in Illinois zum Beispiel führte ein Smart-Badge-Pilotprogramm zu einer 39-prozentigen Steigerung der Handhygiene-Compliance (von 57 Prozent auf 79 Prozent). Die MRSA-Infektionsrate sank um 50 Prozent und die Einrichtung war eine von nur sieben in diesem Bundesstaat, die keine Strafen für Wiedereinweisungen zahlen musste.

In dem Bericht heißt es, dass „eine eine Reihe von … Krankenhäusern elektronische Maßnahmen zur Überwachung der Händehygiene eingeführt und eine Verringerung der Infektionskrankheiten erreicht haben“. Dazu gehören das White Plains Hospital (NY) und das Children’s Hospital and Medical Center, (NE). Dutzende von anderen Krankenhäusern führen ebenfalls Smart Badges ein.

Tom Dennis, Mitbegründer und Direktor bei HITactics, sagte, dass sie festgestellt haben, dass der Zusammenhang zwischen einer verbesserten Einhaltung des Händewaschens und niedrigeren Raten von Infektionskrankheiten ist gut belegt. Obwohl manuelle Verstärkungsprogramme und die direkte Beobachtung von Händewaschgelegenheiten einigermaßen effektiv sind, sind sie teuer und reichen oft nicht aus, um langfristig 90 Prozent Compliance zu erreichen.

„Wir haben festgestellt, dass elektronische Systeme zur Überwachung der Händehygiene eine 100-prozentige Abdeckung bieten und das Verhalten beim Händewaschen in der gesamten Einrichtung überwachen können“, so Dennis. Sie fanden auch heraus, dass eine der besten Möglichkeiten, die Einhaltung der Handhygiene drastisch zu verbessern, darin besteht, den Mitgliedern des Pflegeteams bei allen erforderlichen Handwaschvorgängen (z. B. beim Betreten und Verlassen jedes Patientenzimmers auf einer Herzintensivstation) Echtzeitwarnungen und Rückmeldungen zu geben.

Diese Art von Daten ist wichtig für die breite Einführung von Smart-Badge-Netzwerken in Krankenhäusern. HITactics arbeitet mit Krankenhäusern zusammen, um Smart-Badge-Systeme zu testen und Erkenntnisse über den Nutzen von Smart Badges bei der Reduzierung von HAIs zu gewinnen.

Patientendaten in Kombination mit Smart Badge-Daten

Das sind alles gute Nachrichten – aber wir haben immer noch nicht das ganze Bild. Die Einhaltung der Vorschriften ist eine Sache – die Ergebnisse sind eine andere – und genau danach suchen die Versicherer. Dazu müssen die Daten der Smart Badges mit den Daten aus den Patientenakten zusammengeführt werden – eine viel schwierigere Aufgabe, die bisher nur sporadisch und manuell durchgeführt wurde.

Ein intelligentes Abzeichen Outcome System würde es den Administratoren endlich ermöglichen, die Einhaltung der Handwaschvorschriften mit bestimmten Straftätern in Verbindung zu bringen.