Die Bedeutung der Geriatronik (engl. Geriatronics), dem Einsatz von Robotern, robotergestützter Hilfsmittel in der Pflege, der Betreuung älterer und behinderter Menschen steigt kontinuierlich.

Eine immer älter werdende Gesellschaft, eine rapide abnehmende Zahl von Arbeitskräften in Pflegeberufen, bei deutlich gestiegener Arbeitsbelastung, macht den Einsatz von Robotertechnologien zur Unterstützung des Pflegepersonals unabdingbar.  Schätzungen gehen für das Jahr 2030 von bis zu 500.000 fehlenden Pflegekräften alleine in Deutschland aus.

Im Gegensatz zu asiatischen Ländern, wie Japan, Südkorea oder China, wo Assistenz- und Pflegeroboter, robotergestützte Exoskelette bereits erfolgreich einsetzt werden, stehen wir hierzulande noch am Anfang.

Der Lehrstuhl für Robotik und Systemintelligenz Munich Institute of Robotics and Machine Intelligence (MIRMI) – an der TU der Technischen Universität München ist eine positive Ausnahme.
Erste Versuche für den Einsatz von Robotern in der Pflege laufen bereits im Landkreis Garmisch-Partenkirchen.

Garmi heißt der Serviceroboter der in Garmisch-Partenkirchen – Landkreis mit der höchsten Dichte an alten und pflegebedürftigen Menschen – im Altenheim Unterstützung bietet.

Der Deutschlandfunk hat d hierzu einen interessanten Beitrag veröffentlich und in der ARD Audiothek hinterlegt.

Wie viel Technik verträgt die Pflege?

Ein Interessensverein Geriatronik hat sich in GAP gegründet und unterstützt den Einsatz von Robotern in der medizinischen Pflege und Versorgung.

Durch KI Künstliche Intelligenz und die digitale Einbindung in die TI – der Telematik-Infrastruktur in der Medizin, den Pflegeeinrichtungen und Krankenhäusern können zum “ Gamechanger“ im Bereich der Pflege werden, die Arbeits- und Ausbildungsplätze in der Pflege attraktiver machen. Die Digitalisierung macht, neben modernen zeitgemäßen Stellenbeschreibungen, die Arbeitsplätze in der Pflege attraktiv. Mehr Zeit für die eigentlichen Aufgaben von Pflegekräften, sich um das Wohlbefinden und die Gesundheit von Menschen kümmern. Roboter in der Pflege sind keine Konkurrenz für Fachpflegekräfte. Gerade im Bereich der Geratrie ist die menschlich Zuwendung sehr wichtig. Die Roboter machen die Pflege deutlich einfacher und den Beruf der Altenpfleger:in attraktiver. Gleiches gilt natürlich auch für die stationäre Pflege in Krankenhäusern.

AssistenzRoboter werden sprach- und gestengesteuert, sind damit kontaktlos zu dirigieren, reagieren auf Anweisungen und Befehle des Pflegepersonals. Sie können per Smartphone oder Smartwatch App… gesteuert werden. Sie können mit automatischen Türöffnungssystemen (Küche, Funktionsräume) verknüpft werden. Neuere Generationen fordern selbstständig Aufzüge an und können die Etagen autonom wechseln, um auf verschiedenen Etagen ihre Dienste zu verrichten.

  • Assistenz-Roboter verrichten einfache Aufgaben, Hol- und Bringedienste. Die einfachen aber zeitraubenden Dienste, wie die Essensausgabe, das Einsammeln und Ausliefern von Geschirr, von Bettwäsche, medizinischen Pflegeartikeln und Verbandsmaterial.
  • Die in den Robotern eingebauten Bildschirme können für das Entertainment, die Kommunikation mit Ärztinnen und Ärzten, dem Telekonsil per Video-Link Technologie genutzt werden. Auch für Gehörlose können Texte auf dem Bildschirm der Roboter wiedergegeben werden.
  • Durch maschinelles Lernen, KI-künstliche Intelligenz können Roboter immer komplexere Befehle verarbeiten und umsetzen.
  • Roboter sind 365/24/7 einsetzbar, laden ihr Akkus autonom auf. Wartungen und Service erfolgen meist per Fernwartung.
  • Roboter können kollaborieren, nebeneinander und miteinander arbeiten, Hindernisse erkennen und umfahren, Bewegungen wahrnehmen und stoppen. (Sicherheit)
  • Desinfektiosroboter übernehmen spezielle Aufgaben, desinfizieren und befreien Funktionsräume, Patientenzimmer, Aufenthaltsräume und Kantinen in Pflegeeinrichtungen von Viren, Bakterien, Keimen. Verlässlich und ohne den Einsatz von giftigen Reinigungsmitteln. Gerade die Corona-Pandemie hat uns allen gezeigt, wie wichtig Desinfektion im Gesundheitswesen und besonders bei den vulnerablen Gruppen wie Senioren ist.
  • Mini-Roboter können durch verbale und optische Interaktion, durch Entertainmentsysteme zur Unterhaltung von alten, pflegebedürftigen und behinderten Menschen beitragen.
    Bei alleinlebenden Menschen, kann das Gesundheitsmonitoring, die Überwachung von Vitalwerten durch Roboter übernommen werden.
    Der Datenschutz sollte dabei unbedingt beachtet werden. Einem interessanten Bericht zur digitalen Betreuung, dem Monitoring und der Effizienz bei von alten Menschen, Hightech in der Geriatrie in China findet sich in der ARD Mediathek. Die Probleme einer alternden Gesellschaft teilen China, Japan und Deutschland.

Assistenzroboter sind nicht nur auf Pflegeeinrichtungen beschränkt. Selbst bei der häuslichen Pflege, im privaten Umfeld können sie in Zukunft unterstützen, – auch bei der Bewältigung von Einsamkeit, dem Mangel an Gesprächspartnern -.
Die Diskussion, ob Roboter in der Pflege, der Medizin aus ethischen Gründe eingesetzt werden sollten ist obsolet. Selbst durch die Integration von ausländischen Pflegekräften, – was zusätzlich in enormen Umfang ermöglicht werden sollte – , wird Deutschland es nicht schaffen ohne Roboter-Technologien die Kranken- und Altenpflege in Zukunft zu gewährleisten. Es bedarf der Anstrengung aller. Der Datenschutz sollte immer gewährleistet sein, gerade im medizinischen Umfeld. Die Integration von Robotern in die tägliche Arbeit, sollte immer in geschlossenen, gesicherten IT-Infrastrukturen erfolgen.

Das Bundesministerium für Forschung und Bildung fördert digitale Projekte im Rahmen der Digitalisierungsstrategie.



Geriatronik-Roboter-Pflege
Geriatronik-Roboter-Pflege

KRINKO –  zum Blogartikel
Robotergestüzte Exoskelette in der Pflege und Medizin – zum Blogartikel
Robotic in der Medizin – zum Blogartikel
Geriatronic in der Altenpflege – zum Blogartikel
Robotergestützte Operationssysteme – „da Vinci“ – zum Blogartikel
Bionic in der Medizin und Pflege – zum Blogartikel
Desinfektionsroboter  in der Medizin – zum Blogartikel

Der Tele-Chirurgie gehört die Zukunft in der Medizin bei operativen Eingriffen.

Unter Telechirurgie versteht man Operationen, bei denen Telekommunikationstechniken und Robotersysteme zum Einsatz kommen. 

Sie sind Teil der Telemedizin, der Digitalisierung in der Medizin. Zusätzlich kann ein solches System mit einer Konsilfunktion ausgestattet werden, um auch einen Echtzeit-Expertenaustausch per Video-App während eines operativen Eingriffs möglich zu machen. Die Verwendung dieser Techniken ermöglicht dem Chirurgen ferngesteuerte Operationen, auch über größere Distanzen hinweg. Man unterscheidet in der Telechirurgie zwischen „long distance“ und „short distance“ Operationen. Bei „short distance“ Operationen befindet sich der, die Operateur:in meist in der unmittelbaren Nähe des Patienten, beispielsweise im selben Raum oder im Nachbarraum. Bei „long distance“ Operationen befindet sich der operierende Chirurg hingegen weit entfernt. In Ausnahmebeispielen kam es bereits vor, dass sich der der, die Operateur:in auf einem anderen Kontinent befand.

Durch KI (AI) – künstliche Intelligenz gesteuerte Roboter unterstützen bei operativen Eingriffen.

Roboter assistieren Ärztinnen und Ärzten bei der Bildgebung, bei der zur Vorbereitung, assistieren bei Operation und 24h Überwachung von Vitaldaten von Intensivpatienten. Die Entwicklungen in diesem Bereich sind enorm und vielfältig. Roboter, die Robotik, computergestützte Systeme ermüden nicht, machen keine Fehler. Künstliche Intelligenz KI (engl. AI Artifical Intelligence)

QR-Telechirurgie

Das nächste “große Ding”, das Metaversum (engl. Metaverse)

Die Möglichkeiten, die das Metaversum, das virtuelle Universum der Medizin, dem Gesundheitswesen bringen wird.

Das Metaversum ist eine Reihe von miteinander verbundenen Online-Räumen. In diesen Räumen können Aktivitäten wie Einkaufen, Veranstaltungen, Spielen – Fortnite ist wohl das bekannteste Online Spiel im Metaverse – über virtuelle Avatare, virtuelle Zwillinge nachgegangen werden. Das Metaversum ist die Verschmelzung verschiedener Technologien wie VR-Virtual Reality, AR-Augmented Reality, MR-Mixed Reality, KI Künstliche Intelligenz. Man kann sich vorstellen, dass die Anwendungen in der Medizin, der Medizintechnik, der Ausbildung… zahlreiche neue Möglichkeiten eröffnen, Krankheiten zu heilen, cooperative Operationen und Konsile durchzuführen.

Head-Mounted-Displays, wie z.B. Datenbrillen, sog. Smart Glasses werden heute schon in der Medizin, der medizinischen Ausbildung eingesetzt.

Was viele vielleicht aus Science Fiction Serien kennen, wird zunehmend Realität. Die Möglichkeiten sind schier unerschöpflich. Die technischen Möglichkeiten sind bereits vorhanden. Anwendungen im Metaverse werden in der Medizin, der Forschung bereits eingesetzt.

Die Ausbildung und Schulung für medizinisches Personal wird im virtuellen Raum, mit Hilfe virtueller 3-D Aufnahmen,Videos durchgeführt. Mehrere Universitäten implementieren Virutal-Reality VR und AR Augmented Reality in die Ausbildung für Ärztinnen und Ärzte. – Eine Reise durch den menschlichen Körper wird im Metaverse möglich.
Maschinelles Lernen (machine learning), die durch KI – künstliche Intelligenz gesteuerte Diagnose auf Grundlage existierender Daten, MRT und CT Bilder, Videos und die Vernetzung unterschiedlicher Gesundheitsdienstleister werden das Gesundheitswesen, die Ausbildung, Diagnose, Operationen, die Entwicklungen von Impfstoffen und Medikamenten insgesamt revolutionieren. Avatare – digitale Zwillinge werden anhand persönlicher Gesundheitsdaten erstellt, helfen Krankheiten zu diagnostizieren.
Dank einer riesigen, gemeinsamen Datenbank mit Fallbeispielen wird die Behandlung und Heilung von seltenen Krankheiten wesentlich effektiver möglich.

Operationen werden mittels Datenbrillen mit Datenquellen, wie MRT und CT Aufnahmen durchgeführt, punktgenau und effizient. Experten können im virtuellen Raum bei Operationen aktiv beraten.
Die Laserbestrahlung von Tumorzellen wird punktgenau ermöglicht (Krebsbehandlung). Hier spielen auch Assistenz-Roboter eine immer größere Rolle.
VR Technologie wird in den USA von Psychiatern bei der Behandlung von posttraumatischen Stress (Kriegsveteranen) eingesetzt.

Technische Voraussetzungen für das Metaverse.

Um die Möglichkeiten und Anwendungen, die Vorteile des Metaversums tatsächlich nutzen zu können ist der 5G Mobilfunkstandard, der Netzausbau, neue Funkmasten und der Glasfaserausbau  dringend flächendeckend erforderlich. Cloud-Lösungen für die IT mit entsprechenden Speicherkapazitäten sind Voraussetzung. Die Implementierung der Telematik-Infrastruktur (TI) in Unternehmen der Gesundheitsbranche nimmt zunehmend an Fahrt auf.

Wie maschinelles Lernen, Künstliche Intelligenz (KI) Artificial Intelligence  (AI) helfen können Krankheiten zu diagnostizieren.

Um Krankheiten richtig zu diagnostizieren bedarf es jahrelanger medizinischee Ausbildung und praktischer Erfahrungen. Auch dann ist die Diagnose häufig ein mühsamer und zeitraubender Prozess. Häufig ist eine schnelle Diagnose und Behandlung aber lebensrettend.  Die Nachfrage nach Fachärztinnen und Fachärzten ist weitaus größer als das Angebot, gerade im ländlichen Umfeld.

Maschinen lernen, mittels Algorithmen Krankheiten zu diagnostizieren. Der Ursprung sind erfasste Daten, Dokumente und Bilder, die zuvor digitalisiert wurden.

KI gesteuerte Algorithmen können lernen, Muster zu erkennen, ähnlich wie Ärzte sie sehen. Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, dass Algorithmen viele konkrete Beispiele – viele tausend – brauchen, um zu lernen. Die entsprechenden Informationen, Diagnosen, Fallbeispiele und Bilder müssen den Algorithmen zur Verfügung gestellt werden.

Machine Learning ist also besonders hilfreich in Bereichen, in denen die diagnostischen Informationen, die ein Arzt untersucht, bereits digitalisiert sind.

Einige Beispiele:

  • Erkennung von Lungenkrebs oder Schlaganfällen anhand von CT-Scans.
  • Beurteilung des Risikos eines plötzlichen Herztods oder anderer Herzerkrankungen anhand von Elektrokardiogrammen und kardialen MRT-Bildern
  • MRT-Aufnahmen – Cloud-basierte, KI-gestützte Radiologie. Die Vergleichs-Analyse von MRT-Bildern – Visualisierungs-, Quantifizierungs- und Vergleichsaufgaben, Präzisionsdiagnostik in der Radiologie.
  • Klassifizieren von Hautläsionen in Hautbildern
  • Hinweise auf Diabetis – Retinopathien in Augenbildern finden.

Es gibt zahlreiche weitere Beispiele und es werden stetig mehr. KI und maschinelles Lernen (AI Machine Learing) sind die Zukunft in der Medizin, bei der Diagnose und Behandlung. Die Algorithmen werden dadurch genauso gut wie die Experten. Nur der Algorithmus, die KI kann in Sekundenbruchteilen Rückschlüsse ziehen und ist weltweit kostengünstig reproduzierbar. Bald könnte jeder überall Zugang zu der gleichen Qualität von Spitzen Experten z.B  in der Radiologie Diagnostik haben, und das zu einem niedrigen Preis.

Die Entwicklungen von KI im Gesundheitsbereich, der Diagnostik von Krankheiten nehmen rasant an Fahrt auf. 

Die Anwendung des maschinellen Lernens, von KI – im Gesundheitsbereich, der Medizin stehen noch am Anfang – ehrgeizigere Systeme beinhalten die Kombination mehrerer Datenquellen (CT, MRT, Genomik und Proteomik, Patientendaten und handschriftliche Dokumente) zur Beurteilung einer Krankheit oder ihres Fortschreitens. 

Zukunftstechnologien, virtuelle Welten wie z.B. das Metaverse, beruhen auf künstlicher Intelligenz und werden die schnelle Diagnose und die Behandlung von Krankheiten ermöglichen. Die Datenbasis von Datenbrillen, AR und VR beruhen auf KI – Künstlicher Intelligenz. Die Untersuchung, die Operationen, Pflege und Rehabilitation werden durch KI auf ein neues Level gehoben.

Wie maschinelles Lernen, Künstliche Intelligenz- KI – Artificial Intelligence –  AI helfen kann Krankheiten zu diagnostizieren.

Maschinen lernen, mittels Algorithmen, künstlicher Intelligenz-KI aus verschiedenen Datenquellen Krankheiten zu diagnostizieren. Der Ursprung sind erfasste Daten, Dokumente und Bilder, die zuvor digitalisiert wurden.

Um Krankheiten richtig zu diagnostizieren bedarf es jahrelange medizinische Ausbildung und praktische Erfahrungen. Auch dann ist die Diagnose häufig ein mühsamer und zeitraubender Prozess. Häufig ist eine schnelle Diagnose und Behandlung aber lebensrettend.  Die Nachfrage nach Ärztinnen und Ärzten Fachärztinnen und Fachärzten ist weitaus größer als das Angebot.

KI gesteuerte Algorithmen können lernen Muster zu erkennen, ähnlich wie Ärzte sie sehen. Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, dass Algorithmen viele konkrete Beispiele – viele tausend – brauchen, um zu lernen. Die entsprechenden Informationen, Diagnosen, Fallbeispiele und Bilder müssen den Algorithmen in digitalisierter Form zur Verfügung gestellt werden.

Das sog. Machine Learning ist also besonders hilfreich in Bereichen, in denen die diagnostischen Informationen, die ein Arzt untersucht, bereits digitalisiert worden sind.

Beispiele in denen KI und maschinelles Lernen in der Medizin heute schon Anwendung finden.

  • Erkennung von Lungenkrebs oder Schlaganfällen anhand von CT-Scans.
  • Beurteilung des Risikos eines plötzlichen Herztods oder anderer Herzerkrankungen anhand von Elektrokardiogrammen, kardialen MRT-Bildern
  • Klassifizieren von Hautläsionen in Hautbildern
  • Hinweise auf Diabetis – Retinopathien in Augenbildern finden.

Es gibt zahlreiche weitere Beispiele und es werden stetig mehr. KI und maschinelles Lernen sind die Zukunft in der Medizin, bei der Diagnose und Behandlung. Die Algorithmen werden dadurch genauso gut wie die Experten. Nur der Algorithmus, die KI kann in Sekundenbruchteilen Rückschlüsse ziehen, Behandlungswege aufzeigen und ist weltweit kostengünstig reproduzierbar. Bald könnte jeder überall Zugang zu der gleichen Qualität von Spitzen Experten z.B  in der Radiologie Diagnostik haben, und das zu deutlich niedrigen Kosten.

Das Metaversum – Metaverse ist die Zukunft des Internets, der digitalen Behandlung, der medizinischen Ausbildung, von operativen Eingriffen und stellt die Gesundheitsbranche insgesamt vor neue Aufgaben, Möglichkeiten und Herausforderungen.

Sie werden mit der Schaffung des Metaverse geschehen, einer virtuellen Welt, die von vielen als die nächste Revolution des Internets angesehen wird. Im Metaverse werden Benutzer, Operateure, Forscher, medizinisches Personal mithilfe von Avataren, digitalen Zwillingen in digitalen Räumen gemeinsam agieren. Grundlage sind große Datenmengen aus CT und MRT Scans, digitale Fotos, 3d-Modelle der Anantomie, Expertenwissen und bereits gemachten Erfahrungen.

green: Durch den Wegfall von persönlichen Konsultationen bei Fachärzten, Spezialisten können unnötige Reisen, Krafstoffe und Energie eingespart werden. Das hilft der Umwelt und dem Klima. Umweltschutz und Nachhaltigkeit als herausragende Aufgabe der Menschheit wird gefördert