Dank Frau Brönnimann wird die Pflege der Zukunft entwickelt

Im Bieler Medizininformatik-Labor der Berner Fachhochschule werden Produkte und Programme entwickelt, die künftig die Pflege mitprägen werden. Bald sollen dort etwa die führenden Pflegeroboter der Zukunft geschaffen werden. Das Labor umfasst zum Beispiel eine Wohnung, in der das fiktive Ehepaar Brönnimann lebt. Dort findet man ein Tablet auf Rädern, einen intelligenten Kleiderschrank, eine kommunizierende Waage – und einen Fussboden, der mit der Spitex kommuniziert.

Frau Brönnimann hat wahrlich kein einfaches Leben: Im Interesse der Wissenschaft muss sie des Öfteren stürzen, andauernd inspizieren Fremde jeden Winkel ihrer Wohnung und ihr Ehemann wird mitunter für eine Weile aus ihrem Alltag gestrichen. Zu erklären ist dieser Umgang mit der 80 Jahre alten Dame damit, dass sie nicht real existiert: Sie selbst und all ihre Alltagserlebnisse sind eine Erfindung der Zuständigen des Medizininformatik-Labors der Berner Fachhochschule (BFH). In jenem «Living Lab» werden technische Assistenzsysteme entwickelt und getestet, die es kranken und betagten Menschen ermöglichen sollen, trotz ihrer Einschränkungen in ihren eigenen vier Wänden leben zu dürfen. Die Zukunft des Gesundheitswesens, so ist man unter den Bieler Medizininformatikern überzeugt, ist digital unterstützt.

Das ganze Gesundheitssystem in einem Haus
Der Studiengang Medizininformatik wird an der BFH seit 2011 angeboten. Aufgebaut hat ihn Professor Dr. Jürgen Holm, der heute noch als Abteilungsleiter fungiert, zusammen mit seinem Kollegen Professor Michel Lehmann. Die meisten Medizininformatik-Abteilungen weltweit sind an ein Spital angeschlossen – dass dies in Biel nicht der Fall ist, hat man in einen Vorteil ummünzen können. «Wir mussten uns nicht auf ein Spital fokussieren, sondern konnten alle Leistungserbringer gleichermassen berücksichtigen», sagt Jürgen Holm. «Indem wir vor sechs Jahren unser umfassendes Labor aufbauten, haben wir uns gewissermassen das gesamte Schweizer Gesundheitswesen ins Haus geholt.» Das Labor erstreckt sich über vier Etagen und hat rund eine halbe Million Franken gekostet, die vornehmlich von Sponsoren beigesteuert wurden. Im Living Lab können die Medizininformatiker nun möglichst realitätsnah die von ihnen erfundenen Programme und Produkte testen. «Wir entwickeln zwar Technologien, aber der Mensch steht bei unserer Arbeit stets im Zentrum», erklärt Jürgen Holm. «Indem wir den Informationsfluss zwischen allen Akteuren des Gesundheitswesens optimieren, wollen wir dafür sorgen, dass alle Patienten optimal behandelt werden – und sich dabei auch noch wohlfühlen.»

Die Studenten haben sich demnach dem «User-Centered Design» (UCD) verschrieben: Die Gestaltung ihrer Produkte orientiert sich immerzu am Nutzer. «Unsere derzeit 120 Studierenden müssen genau lernen, was eine bestimmte Zielgruppe wirklich will, braucht und kann. Sie sollen sich mit viel Empathie in die künftigen Anwender unserer Technologien hineinversetzen können», sagt Jürgen Holm. Und hier kommt Frau Brönnimann ins Spiel, die unter Diabetes, Arthrose, Bluthochdruck und Herzinsuffizienz leidet. «Wir erfinden für Frau Brönnimann einen Lebenslauf, eine Krankengeschichte und persönliche Vorlieben. Wir kennen die Seniorin genau – und wir fragen uns bei jedem Arbeitsschritt: Wie gross ist der entsprechende Nutzen für Frau Brönnimann?». Die erfundene Seniorin soll dabei gewissermassen «Frau Jedermann» abbilden. Sprich: Die Technik, welche das Leben von Frau Brönnimann erleichtert, soll auch einem Grossteil der echten Schweizer Patientinnen und Patienten zugutekommen.

Ein Rundgang durchs Labor
Die Welt von Frau Brönnimann – das Medizininformatik-Labor – stösst auf grosses Interesse. Bis zu 800 Interessierte besuchen das Living Lab pro Jahr und nehmen all die getesteten Technologien genau unter die Lupe. An einem Tag im April führt Jürgen Holm auch das «Spitex Magazin» durch die Räumlichkeiten, in denen «eHealth» – die auf elektronischer Datenverarbeitung basierte Gesundheit – allpräsent ist. Er präsentiert Intensivstation, Hausarzt-Praxis, Apotheke, Physiotherapie oder auch den Logistik-Raum. In Letzterem grübeln Studenten und Dozenten derzeit darüber nach, wie die Patientensicherheit verbessert werden kann. «Noch immer passieren hierzulande beängstigend viele Fehler im Medikamentenmanagement, vor allem an den Schnittstellen zwischen den einzelnen Leistungserbringern», sagt Jürgen Holm. Kleine digitale Helfer sollen solche Fehler künftig verhindern: In einem Spital befindet sich zum Beispiel auf jedem Fusionsbeutel, Mitarbeiterausweis und Patientenarmband ein Code. Somit kann das System fortlaufend prüfen, ob eine dazu berechtigte Pflegefachperson sich dem Patienten mit einem Medikament nähert, das ihm verschrieben worden ist – und das ihm nicht bereits verabreicht wurde. «In 99,5 Prozent der Fälle schweigt das System und wird von den Involvierten gar nicht bemerkt», erklärt Jürgen Holm. «In allen anderen Fällen schlägt es hingegen Alarm und kann damit die Patientensicherheit erhöhen.»

Ein Kleiderschrank wählt die Kleidung aus
Schliesslich betritt Jürgen Holm die Wohnung des Labors, von der aus man einen atemberaubenden Blick über die Altstadt von Biel hat. Küche und Badezimmer befinden sich im Bau, aber die Stube und das Schlafzimmer sind längst mit ausgeklügelten Systemen ausgerüstet, die man auf den ersten Blick nicht erkennt: Die Wohnung mutet an wie ein normales Zuhause, samt Bildern von strahlenden Enkeln und allerlei Erinnerungsstücken in den Regalen. Ein Prunkstück dieser Räume ist der intelligente Kleiderschrank, ein Paradebeispiel des Ambient Assisted Living (siehe Infokasten). Die im Schrank integrierte Software erleichtert das Leben von Menschen mit leichter Demenz, indem sie ihnen eine Hilfestellung bei der Kleiderwahl bietet. Die Studenten haben diesen Schrank für den fiktiven Kurt Brönnimann entwickelt. Steht der leicht demente Ehegatte von Elisabeth Brönnimann vor dem Möbel, lässt das Programm einen Bildschirm aufleuchten, der sich mit drei grossen bunten Knöpfen bedienen lässt. Daraufhin begrüsst der technische Assistent Herrn Brönnimann und schlägt ihm Kleidungsstücke vor, die zum Wetter und zum bevorstehenden Anlass passen. Auf dem Bildschirm wird auch gleich angezeigt, wo sich der feierliche Anzug oder der legere Pullover genau befinden. Dies weiss der Sensor im Schrank aufgrund von Elektrochips, die in jedes Kleidungsstück eingenäht sind. «Solche Technologien sind eine grosse Entlastung für Angehörige von Menschen mit Demenz», sagt Jürgen Holm. «Und sie geben den Betroffenen selbst ein Stück Selbstständigkeit zurück».

Intelligent ist in der Wohnung sogar das Parkett im Wohnzimmer: Der sogenannte SensFloor-Boden registriert jede Berührung und erkennt darum, wenn Frau Brönnimann stürzt und liegen bleibt. Dann sendet das System unverzüglich eine Nachricht an eine zuvor bestimmte Person. Ein Angehöriger oder zum Beispiel auch eine Pflegefachperson der Spitex kann sich nach dem Erhalt der Nachricht per Mobiltelefon in das System eines einfachen Roboters einwählen, der in Frau Brönnimanns Wohnung bereitsteht. Den Roboter kann die Person daraufhin steuern, indem sie eine Fingerspitze sanft über den Bildschirm ihres Handys bewegt. Ein Test des «Spitex Magazins» zeigt, dass sich die Technik nach einer kurzen Lernphase problemlos beherrschen lässt, ohne Türrahmen oder Blumentöpfe zu rammen. Die alarmierte Person steuert den Roboter dorthin, wo der allfällige Sturz registriert worden ist. Das Tablet auf dem Roboter filmt die bewusste Stelle und zeigt dem Alarmierten, ob Frau Brönnimann wirklich gestürzt ist. Dann kann der Aus­senstehende per Skype mit der Verunfallten kommunizieren und sie mit den Worten beruhigen, dass Hilfe bereits unterwegs ist. «Tests und Umfragen haben gezeigt, dass Menschen keine festen Kameras in ihren Wohnungen wollen», erklärt Jürgen Holm. «Dank unseres Systems wird eine Kamera nur dann aktiviert und an einen bestimmten Ort gefahren, wenn Hilfe wirklich nötig ist.»

Am Beispiel des intelligenten Bodens wird auch klar, wieso die Studierenden der betagten Frau Brönnimann manchmal ihren Ehemann Kurt absprechen: Die Sensoren im Parkett sind besonders dann wichtig, wenn kein anwesender Angehöriger einen allfälligen Sturz bemerken kann. Entsprechend entwickeln die Forschenden den Boden in der Annahme, Frau Brönnimann sei alleinstehend. «Eine mit künstlicher Intelligenz ausgerüstete Wohnung wird immer wichtiger, je häufiger man allein ist», bilanziert Jürgen Holm.

Auch die Waage kommuniziert
Die Bieler Medizininformatiker entwickeln also Programme, die Alltagsgegenstände untereinander und mit Menschen kommunizieren lassen. «Mitteilungsbedürftig» ist unter anderem auch Frau Brönnimanns Waage: Sie meldet dem Hausarzt, wenn sie eine auffällige Veränderung feststellt. Denn legt die Klientin auffällig an Gewicht zu, kann dies darauf hinweisen, dass sich Wasser in ihren Beinen und ihrer Lunge einlagert. Der Arzt ordnet in diesem Fall einen Kontrolltermin an; regelmässige Routine-Checks werden hingegen überflüssig. Die «Telemedizin» – Diagnostik und Therapie, die eine räumliche oder sogar zeitliche Distanz zwischen Therapeuten und Patient überbrücken – dürfte in Zukunft immer wichtiger werden. «Ein Patient, der eine Operation am Herzen hinter sich hat, wird zum Beispiel mit einem ganzen Koffer voller Messgeräte nach Hause entlassen», führt Jürgen Holm aus. Die mobilen Geräte übermitteln ihre Messergebnisse laufend der verantwortlichen Klinik, welche diese auswertet. «Zur Beobachtung im Spital bleiben» wird durch künstliche Intelligenz folglich immer seltener nötig.

Eine Vision für Frau Brönnimann
«Je älter und gebrechlicher ein Bewohner wird, desto stärker wird die Unterstützung durch die Technik», sagt Jürgen Holm. Ein Umzug wird im Alter immer seltener nötig sein, weil das eigene Zuhause künftig von der «normalen» Wohnung zur assistierenden Wohnung oder sogar zum Pflegeheim zu mutieren vermag. Wie eine solche assistierende Wohnung aussehen könnte, umreisst der Abteilungsleiter in einem «leicht provokativen Zukunftsszenario», wie er selbst sagt: Eines Tages kann Frau Brönnimann ihr Zuhause betreten, woraufhin sofort Musik aus den Lautsprechern zu hallen beginnt, die zur Stimmung der Seniorin passt. Wenn sich Frau Brönnimann aufs Sofa setzt, leuchtet auf dem Wohnzimmertisch ein Bildschirm auf, der sie persönlich begrüsst und fragt, ob man gemeinsam einen Gesundheitscheck durchführen wolle. Der Tisch spricht daraufhin mit Frau Brönnimann über all die Daten, welche die anderen Alltagsgegenstände in ihrer Wohnung und das Armband an ihrem Handgelenk gesammelt haben: Der Medikamentenschrank hat registriert, dass sie ihre Tabletten noch nicht eingenommen hat, und der Boden hat festgestellt, dass Frau Brönnimann leicht schlurft. Entsprechend schluckt Frau Brönnimann die vergessenen Tabletten und erlaubt es dem Tisch, wegen ihres Schlurfens einen Termin beim Orthopäden zu vereinbaren. Dann nimmt sie eine vom Kühlschrank vorgeschlagene Mahlzeit zu sich, und ihr Roboter steht ihr dabei mit seinem Tablet gegenüber und ist per Skype mit ihren Enkeln in Australien verbunden, damit sie nicht allein essen muss.

Die Zukunft der Robotik mitprägen
«In Bezug auf das Wort Roboter entstehen schnell Ängste», meint Jürgen Holm. «Aber das ist unnötig. Ein Roboter muss dem Menschen nicht gleichen. Er kann auch nur eine intelligente Matratze sein oder ein Tablet auf Rädern, wie wir es in unserem Labor einsetzen.» In Japan habe er erlebt, was solche Technologien für schwer beeinträchtigte Menschen bewirken können. «Ein Tetraplegiker, der nur noch den Kopf bewegen kann, arbeitet dort in einem Restaurant», erzählt der Professor. «Der Mann bedient in seinem Schlafzimmer liegend einen Roboter, der im Restaurant Kaffee zubereitet. Der Patient muss nur seine Augen über einen Bildschirm bewegen, um den Roboter fernzusteuern. Und er kann über den Bildschirm mit den Restaurantbesuchern sprechen.» Jener Tetraplegiker habe durch seinen Avatar unzählige neue Möglichkeiten erhalten, und den japanischen Kunden gefalle, dass hinter der Freundlichkeit des Roboters ein Mensch steckt.

Die Bieler Medizininformatiker sind jedenfalls überzeugt, dass Roboter in Zukunft eine gewichtige Rolle im Gesundheitssystem spielen werden – und hierzu wollen sie einen namhaften Beitrag leisten. Darum bauen sie derzeit ein Team aus besonders engagierten und begabten Wissenschaftlern aus den unterschiedlichsten Disziplinen auf. «Mit diesem starken Team wollen wir in Zukunft international ein Wort mitreden, was die Robotik im Gesundheitswesen betrifft», sagt Jürgen Holm.

Die Spitex wird involviert und profitiert
In die Entwicklung der Pflegeroboter wollen die Bieler Wissenschaftler auch die Spitex eng miteinbeziehen. «Wir werden mit der Spitex diskutieren, welche Technologien in ihrem Alltag wirklich hilfreich sind», versichert Jürgen Holm. «Denn die richtigen technischen Assistenten können die Effizienz der Pflege erheblich steigern.» Dies sei ein wichtiger Faktor im Schweizer Gesundheitssystem, das zunehmend mit explodierenden Kosten und Personalknappheit zu kämpfen habe.

Technische Assistenten dürften den Spitex-Pflegefach­personen zum Beispiel künftig alle nötigen Vitalwerte «pfannenfertig» liefern: Armbänder und andere Produkte aus dem Bereich mHealth («mobile Gesundheit») überwachen die Vitalfunktionen einer Klientin oder eines Klienten laufend. Die Spitex-Pflegefachfrau muss darum nicht mehr zu allerlei Messgeräten greifen. Pflegeroboter dürften den Klienten zudem künftig wortwörtlich «unter die Arme greifen»: Die Wunderwerke der Technik könnten beim Transportieren und Umlagern bettlägeriger Personen behilflich zu sein. «Zudem protokollieren unsere Systeme jeweils automatisch, welche Arbeitsschritte die Pflegefachperson ausgeführt hat», ergänzt Holm. Dadurch werde der administrative Aufwand der Spitex massgeblich reduziert. «Durch die Technik bleibt den Pflegenden schlussendlich mehr Zeit für das, was wirklich zählt: die Mensch-Mensch-Interaktion.»

Eine reale Person ergänzt Frau Brönnimann
Die Bieler Medizininformatiker betonen auch, dass kein Nutzer von technischen Assistenzen befürchten muss, dass seine Daten von allen möglichen Personen eingesehen werden. «Viele Daten sind nur für den persönlichen Gebrauch bestimmt», sagt Jürgen Holm. «Der Patient bestimmt allein, welche sonstigen Personen welche Daten wann ein­sehen dürfen. Wir setzen uns in Biel dafür ein, dass dieser Datenschutz auch in Zukunft gewährleistet ist.»

Dass die Skepsis gegenüber künftigen Technologien durchaus vorhanden ist, zeigt sich an einer realen Person, die das Bieler Labor gut kennt: Um der fiktiven Frau Brönnimann etwas Leben einzuhauchen, schaut die 84-jährige Delia Bornhauser regelmässig im Living Lab vorbei. Dann steht sie den Informatikern Red und Antwort und testet ihre Erfindungen auf Herz und Nieren. «Unsere ersten Entwürfe funktionieren in der Regel noch nicht zufriedenstellend», räumt der Professor ein. «Darum lassen wir sie zahlreiche Praxistests durchlaufen und überarbeiten sie unzählige Male.»

Bei diesem Prozess helfe sie den Wissenschaftlern gerne, sagt Delia Bornhauser gegenüber dem «Spitex Magazin». Als ehemaliges Chormitglied des Bieler Stadttheaters ist sie sich das Schauspielern gewohnt und schlüpft gern in die Rolle von Frau Brönnimann. «Man muss den Informatikern schliesslich etwas bieten, damit sie uns alte Leute verstehen können», ergänzt sie. Was im «Living Lab» entwickelt wird, sei «interessant und auf jeden Fall sinnvoll». Sie nerve sich zeitweise über die negative Einstellung, mit der ihre Mitmenschen viele Neuerungen betrachten. Dennoch hat sie auch kritische Worte parat für die Richtung, in die sich das Gesundheitswesen entwickelt. So empfinde sie die Möglichkeiten zur Überwachung jedes Patienten zeitweise als beängstigend. «Ein freiheitsliebender Mensch wie ich will die totale Überwachung nicht», sagt sie. Auch sei sie der Überzeugung, dass Computerprogramme uns nicht alle Entscheidungen auf dem Silbertablett servieren dürfen: «Die Menschen sollen auch in Zukunft dazu fähig sein, selbst nachzudenken und zu entscheiden.»

Frau Brönnimann ist jetzt berühmt
Immer wieder erreichen Erfindungen aus dem Bieler Labor die Marktreife. Im Frühling wurde beispielsweise die App «Ally Science» schweizweit lanciert, mit der sich Pollenallergien auf einfache Art und Weise klassifizieren lassen. Welche sonstigen Technologien aus dem Living Lab dereinst die Welt erobern, ist offen – bereits internationalen Ruhm erlangt hat indes Frau Brönnimann selbst. «Wenn wir sie an Fachtagungen gegenüber Kollegen erwähnen, denken viele erst, wir spinnen», erzählt Jürgen Holm. «Aber sie merken schnell, dass es uns durchaus ernst ist. Und es gibt auch bereits Nachahmer unserer Vorgehensweise». Frau Brönnimann sei inzwischen international zu einem stehenden Begriff dafür geworden, in der Forschung konsequent den Menschen ins Zentrum zu stellen.

Eigentlich kann Frau Brönnimann also trotz der erwähnten Unannehmlichkeiten nicht klagen: Sie ist berühmt, verhilft unzähligen Seniorinnen und Senioren zu mehr Lebensqualität und erleichtert den Pflegefachpersonen die Arbeit. Kommt hinzu, dass die Bieler Studenten ihr viel Zuneigung schenken: So backen sie zu ihrem Geburtstag einen Kuchen oder senden ihr Ansichtskarten aus aller Welt. «Frau Brönnimann ist uns wichtig, weil sie uns hilft, unser Ziel niemals aus den Augen zu verlieren», sagt Jürgen Holm. «Wir wollen das Schweizer Gesundheitswesen voranbringen – und dies immer zum Wohl der Menschen.»

Kathrin Morf

www.bfh.ch/de/studium/bachelor/medizininformatik

Wohnen mit technischen Assistenten: zwei Projekte mit der Spitex
«Active Assisted Living» oder «Ambient Assisted Living» (AAL) umfasst vor allem technische Assistenzlösungen für das selbstbestimmte Leben von älteren Menschen sowie von Menschen mit Einschränkungen. Entsprechende Technologien sind in der Schweiz auch schon Teil von konkreten Projekten, oft in Zusammenarbeit mit der Spitex. Im Folgenden werden zwei Beispiele genannt: In Freiburg wurde 2018 das Projekt «Silver&Home» ins Leben gerufen, das die Entwicklung von Technologien und Dienstleistungen zur Förderung der Betreuung von Senioren zu Hause zum Ziel hat. Verschiedene Produkte – unter anderem intelligente Matratzen und Systeme zur Sturzsicherung – haben bereits die Aufmerksamkeit des 20-köpfigen interdisziplinären Projektteams erregt. Die technischen Assistenten werden in einer Wohnung im Freiburger Zentrum getestet; am 1. Oktober 2019 findet dort ein Tag der offenen Tür statt. Das auf zwei Jahre ausgelegte Projekt wurde vom Gérontopôle Fribourg/Freiburg initiiert. Die Kosten von rund 230 000 Franken werden hauptsächlich von der Fachhochschule Westschweiz (HES-SO) übernommen. Für die Freiburger Spitex-Organisation AFAS (Association fribourgeoise d’aide et de soins à domicile), die dem Silver&Home-Lenkungsausschuss angehört, ist dies ein wichtiges Projekt. «Diese Technologien müssen es uns ermöglichen, den aktuellen und vor allem zukünftigen Personalengpass zum Teil zu überwinden und gleichzeitig die Lebensqualität unserer Klientinnen und Klienten sowie die Pflegequalität zu verbessern», sagt Thierry Müller, AFAS-Generalsekretär und Vorstandsmitglied von Spitex Schweiz. Mehr unter www.silverhome.ch

Das von der EU unterstützte Projekt «Smart Service Power» (Arbeitstitel) bietet ein technologisches Rundumpaket für das Wohnen im Alter zuhause an. Die Technologie stammt von der Deutschen Vivai Software AG. «Im 1. Quartal 2020 werden wir das Produkt voraussichtlich als Erstes im Kanton Thurgau auf den Markt bringen», erklärt Peter Wiedl, CEO der Thurgauer Firma Waypoint, die das Projekt hierzulande betreut. «Zuvor werden umfangreiche Praxistests durchgeführt.» Die Technologie kann in Privatwohnungen installiert werden – oder auch in Heimen und Alterswohnungen. Laut Wiedl haben diesbezüglich schon mehrere Gemeinden ihr Interesse bekundet. Das System erkennt dank dezenter Sensoren, wie es dem Bewohner geht. Es bemerkt Stürze, beugt Dehydrierung vor, erinnert an die Medikamenteneinnahme und kontrolliert Blutdruck und Gewicht. Es kommuniziert mit dem Bewohner über die Stimme und informiert im Notfall Angehörige oder Gesundheitsfachpersonen. Smart Service Power soll bald in der ganzen Schweiz erhältlich sein. «Dabei ist es uns sehr wichtig, dass wir mit Leistungserbringern wie der Spitex eng zusammenarbeiten», sagt Wiedl. Darum hat er Smart Service Power dem Spitex Verband Thurgau präsentiert. «Das Projekt ist sehr spannend», sagt dessen Geschäftsführerin Christa Lanzicher. «Die Spitex könnte mit ihrer Expertise einbezogen werden. Und sie könnte Teil des Netzwerkes sein, welches an das System an­geschlossen ist. Am Ende entscheidet aber jede unserer Basisorganisationen selbst, ob sie sich involvieren möchte.» Mehr unter www.smartservicepower.de

Bildlegende:
Über sein Handy bedient Jürgen Holm im Pflegelabor einen Roboter mit einem Tablet, das mit Kamera und Skype-Funktion ausgerüstet ist. Er steuert den elektronischen Assistenten dorthin, wo in einer Übung eine ältere Frau gestürzt ist. Bilder: Leo Wyden.