Hallo und guten Morgen in die Runde,
ich bin Arzt und suche für ein Ausbildungsprojekt die Möglichkeit einen Patientenmonitor zu simulieren. Ich habe mir schon einige Gedanken gemacht - aber mir fehlt einfach der technische Hintergrund um die nächsten Schritte anzugehen. Ich würde mich sehr freuen wenn mir hier im Forum jemand helfen könnte.
Ich habe selbst vor einigen Jahren minimale Programmiererfahrungen gesammelt und z.B. mit PHP, MYSQL, Apache und HTML herumexperimentiert - deshalb bin ich auf unten stehenden Lösungsvorschlag gekommen - aber vermutlich stellt dies nicht die beste Idee dar.

Zuerst aber mal etwas zum Hintergrund:
Ein Patientenmonitor zeigt verschiedenste Vitalparameter (z.B. Herzfrequenz, EKG, Suaerstoffanteil, usw.) an. Als Beispiel habe ich mal ein Bild von einem Monitor von Philips angehängt (Anhang: Monitor_01).
Um euch einen Eindruck zu geben, wie so etwas auf einer Intensivstation aussieht - habe ich ein kleines Video hochgeladen.
Hier der Link zu meiner Dropbox: www.dropbox.com/s/fz...ntenmonitor.mp4?dl=0

Die Aufteilung des Bildschirms teilt sich primär in 3 horizontale Bereiche (siehe hierzu Monitor_02)
1. Statuszeile (ohne wesentliche Bedeutung - hier wird nur das jeweilige Profil und z.B. der Vernetzungszustand angezeigt)
2. Dynamische Bereich der die Patientendaten anzeigt (Details siehe unten)
3. Einstellungsbereich (hier kann z.B. die Patientendaten hinterlegt werden, oder eingestellt werden wie häufig der Blutdruck gemessen wird, oder welche weiteren Messungen vorgenommen werden sollen).

Der dynamische Bereich der Patientendaten teilt sich ebenfalls in 3 vertikale Bereiche (siehe hierzu Monitor_03.jpg und das Video aus der Dropbox)
1. Hier wird der aktuelle Wert angezeigt wie z.B. die EKG-Ableitung, der Blutdruck oder die Sauerstoffsättigung. Dies sind jeweils Kurven die von links nach rechts im Verlauf aufgetragen werden.
2. Hier wird zu den angezeigten Kurven meist eine Zusammenfassung der letzten 30 Minuten angezeigt (der Zeitraum lässt sich ändern)
3. Hier werden einige numerische Werte angezeigt wie z.B. die Herzfrequenz, die Atemfrequenz usw.

Ich suche nun nach einer Möglichkeit solch einen Monitor softwarebasiert zu simulieren.

Anforderungen:
- Simulationsmonitor der die Werte anzeigt und auch per Touchscreen einzelne Interaktionen ermöglicht. So sollte man z.B. den Ton für die Herzfrequenz an- und abschalten können
- Möglichkeit zur Steuerung und Veränderung der Werte und der Kurven über ein 2. Steuerungsgerät (gerne ein Tablet).
- Vernetzung der beiden Geräte

Meine bisherigen Gedanken dazu:
Ich würde das ganze als Webanwendung programmieren (lassen). Der Patientenmonitor wird z.B. über die Seite Patientenmonitor.html dargestellt - die Steuerungsseite durch Steuerung.html. Die Vernetzung könnte über einen Apache-Server laufen.
Der Einfachheit halber habe ich mir folgendes überlegt. Die Kurven müssten nicht mathematisch generiert werden. sondern könnten durch vorgefertigte Jpgs hinterlegt werden. So könnte z.B. das EKG "EKG_norm_01.jpg" heißen und das gleiche würde für die anderen Kurven gelten. Diese Jpgs / Bilder müssten sich dann regelmäßig von links nach rechts neu aufbauen bzw, aufblenden.
Die Seite Patientenmonitor.html könnte dann regelmäßig (z.B. alle 3 Sekunden) schauen ob z.B. in einer Datenbank (MySQL?) im Feld „next_EKG“ ein anderer Wert steht als jetzt "EKG_norm_01.jpg“. Sofern hier ein anderer Wert steht - wird ab der nächsten Aufblendung dass neue Bild genommen. So eine Abfrage könnte für verschiedene Variablen gelten (z.B. Herzfrequenz (numerischer Wert), oder andere Kurven.

Auf der Seite „Steuerung.html“ müsste dann die Möglichkeit bestehen, die verschiedenen Werte usw. zu verändern bzw. die Variablen in der Datenbank z.B. „next_EKG“ zu verändern.

Somit könnte man relativ einfach die Werte und Kurven darstellen bzw. verändern.

…so zumindest meine Idee...

Nun die Fragen an die Profis:
- Ist die Problemstellung soweit klar?
- Habt ihr die Hände über dem Kopf zusammengeschlagen?
- Welche wesentlichen Verbesserungsvorschläge habt ihr dazu?
- Würdet ihr eine ganz andere Konzeption vorschlagen?
- Wo und wie könnte ich so etwas entwickeln lassen (freier Entwickler? Informatikstudent?) Mein privates Budget ist leider etwas beschränkt (ca. 2-3.000 Euro könnte ich investieren)

So - jetzt erstmal vielen Dank für alle die soweit durchgehalten haben - und vielen Dank für eure Unterstützung und eure Vorschläge. Ich erwarte selbstverständlich kein vollständiges Konzept von euch - über jeden Hinwes bin ich dankbar

Viele Grüße und einen schönen sonntigen Tag euch,


Markus


Moderiert von Narses: Topic aus VCL (Visual Component Library) verschoben am So 08.03.2015 um 16:09

Vorbildliche Problembeschreibung!

Der Ansatz mit den jpg-Dateien gefällt mir nicht. Wenn man die Rohdaten (die Funktionswerte) in einer Datenbank hinterlegt, dann ist das Erzeugen der Grafik in der Anwendung kein Problem. So muss niemand die Bilder malen, das Datenvolumen ist geringer und es ist deutlich flexibler.

Viel besser, aber eventuell nicht möglich, wäre die Nutzung des echten Patientenmonitors. Ganz naiv stelle ich mir das so vor, dass die Sensorwerte etwa über einen Parallel-Anschluss in den Monitor gelangen. An diesen Anschluss würde ich nun nicht die Sensoren anschließen, sondern einen anderen Rechner. Auf diesem Rechner würde dann eine kleine Software laufen, die per Netzwerk die Sensordaten vom Tablet bekommt und diese an den Patientenmonitor sendet. Eventuell hat ja der Monitor von sich aus gleich WLAN eingebaut, dann könnte man sich sogar das sparen Das Tablet würde dann eine einfache App realisieren, mit der man verschiedene Situationen auslösen kann. Ob nun medizinische Logik dort implementiert ist, oder lediglich Werte aus einer Datenbank gelesen werden, könnte man sich ja noch überlegen. Voraussetzung für diesen Ansatz ist natürlich die Zugänglichkeit und Dokumentation der Anschlüsse am Monitor. Aber ich hoffe doch mal, das ist standardisiert, eventuell will man die Daten ja auch über ein KIS auslesen oder andere Sensoren als von Philipps anschließen Natürlich könnte man auch ein zweites Tablet dafür benutzen, dann muss eben der Patientenmonitor selbst auch noch implementiert werden. Die Kommunikation würde ich trotzdem in Form der Sensorwerte machen. Die Umsetzung als Website in HTML würde ich außerdem durch ordentliche Tablet-Apps ersetzen. Das hängt aber von den Kenntnissen des Entwicklers ab.

Ich stelle mir die Realisierung dieses Konzeptes nicht so schwer vor. Allerdings habe ich auch noch nie eine App programmiert. Ein Informatikstudent wäre auf jeden Fall eine gute Wahl, wenn man den richtigen findet. Die Bezahlung ist dann auch mehr als ok (an der Uni verdient man als Student etwas unter 10€/Stunde bei 40h im Monat).

Wenn ich eine Frage stellen dürfte, warum nicht auf eine vorhandene Lösung zb aus dem Apple Store zurückgreifen? Da gibt es einige sehr gute Umsetzungen.

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Hallo Xion und Elundril,
vielen Dank erstmal für eure Antworten.

zu Xion:
- Die Anmerkungen zu den JPGs ist (vermutlich) richtig. Man könnte ja auch eine Reihe von Rohwerten in der Datenbank hinterlegen - und diese werden dann je nach Auswahl geplottet. (ich wollte vermeiden, dass ein Algorythmus für die Darstellung der Kurven integriert werden muss -> dies wäre nach meiner Einschätzung erstmal zu aufwendig). Aber mit den Rohwerten in der Datenbank dürfte das auch gut passen. Danke!
- die echten Monitore haben zwar teilweise einen Eingang - aber ich möchte aus diversen Gründen keinerlei hardwareseitige Interaktion mit der Klinikinfrastruktur. Nach meinen (sehr eringen) Erfahrungen macht dass ewig viele Probleme. Die Software muss dann zertifiziert werden, usw. (gilt dann wahrscheinlich als Medizinprodukt - Stichwort: Medizinproduktegesetz). Dies will ich alles vermeiden.
Zusätzlich möchte ich evtl. in Zukunft andere Modelle von anderen Herstellern abbilden. Sofern dies komplett softwareseitig gelöst ist - müsste man quasi "nur" das Template austauschen -> und schon würde da dann eben ein Monitor von Siemens abgebildet werden (die Darstellung der Kurven unterscheidet sich nicht großartig zwischen den Herstellern).

Zu elundril:
- die vorhandenen Apps (Apple / Android) passen leider nicht. Die Seite monitor.html soll sich vom "look-and-feel" genauso verhalten wie das jeweilige Originalmodel (dies ist aus didaktischen Gründen notwendig - und wird von keiner App so geboten).
Zusätzlich sollen evtl. zukünftig weitere Optionen integriert werden (z.B. Messung des zentralen Venendrucks (in der Regel in dem ein Katheter mit angeschlossener Messsonde in die Halsvene eingebracht wird)). Diese weiteren Integrationen stelle ich mir softwareseitig auch nicht schwierig dar - hierbei handelt es sich dann einfach um eine weitere Kurve die bei Bedarf eingeblendet wird.

Soweit kurze Antworten. Gibt es noch weitere Meinungen dazu? In welcher Sprache würdet ihr das ganze denn realisieren?

Vielen Dank und Grüße

Markus

Ah, vestehe, du möchtest nicht generell "einen" Patientenmonitor simulieren sondern einen spezifischen.

Also generell wüsste ich nicht warum das mit HTML5 und JavaScript nicht gehen sollte. Mittels HTML5 könnte man schön die Kurven zeichnen, den Pulston ausgeben und mit JavaScript die ganzen Zeitevents wie NIBP umsetzen. Vorteil vor allem wenn du die Kurven selbst zeichnest, zb eine Tachykardie wird dann im EKG auch tatsächliche Tachykardie angezeigt und passt zur angezeigten HF und RR-Kurve bei arterieller RR-Messung.

Die Fernsteuerung könnte man sicher auch nett durch einloggen als User lösen.

Nachteil: Das ganze muss in einem Netzwerk/Internet hängen. Bei einer rein App-basierten Lösung könnte man das ev. über Bluetooth lösen.

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Ein Simulationsmonitor muss nicht identisch mit einem realen Patientenmonitor sein.
Ein Patientenmonitor hat aber für Schulungszwecke einen DEMO-Modus, wo man OFFLINE alles testen kann.
Ein Patient darf dann NICHT angeschlossen sein.

Ein Patientenmonitor hat mit Sicherheit kein WLAN und kein BLUETOOTH.
ALLE Messwerte, die vom Patienten kommen, werden über OPTOKOPPLER eingespeist.
Andere Sensoren, als vom Patientenmonitorhersteller certifiziert, dürfen NICHT angeschlossen werden.
Ausserdem gibt es noch Eingänge, die Signale verarbeiten, die von anderen Geräten kommen, z.B. Beatmungsgerät mit allen Parametern.
Ein Netzwerkanschluss sendet die Daten in den Serverraum, wo die Messwerte in einer Datenbank gespeichert werden, z.B. von SAP.

Hallo Hathor,
vielen Dank für deinen Input.
Für die Idee die ich habe benötige ich ein recht genaues Abbild des jeweiligen Patientenmonitors. (Aus didaktischen Gründen ist dies nicht unbedingt erforderlich - aber für die weitere Entwicklung der Idee schon...).
Der Demomodus alleine genügt den Anforderungen leider auch nicht - aber auch dass ist eine gute Idee.

Nach reiflichem Abwägen bin ich dann eben auf die softwareseitige Simulation des Patientenmonitors gekommen.

Aber Danke dir auch noch. Gibt es noch Anmerkungen zur Programmiersprache? HTML und JavaScript? Klingt für mich soweit schlüssig. Die Vernetzung der Komponenten würde dann über einen kleinen WLAN-Accesspoint erfolgen. Somit muss kein Internetanschluss vorhanden sein. Der Server läuft eben als Apache-Server softwareseitig... (soweit meine Vorüberlegung)

Viele Grüße

Markus

Gerade innerhalb eines Krankenhauses ist es manchmal etwas schwierig, eine Website zu hosten - was aber nötig wäre, damit das ganze mit HTML/CSS/Javascript zu machen ist.

Ich persönlich finde dieses Projekt sehr interessant. Ich würde aber eher eine kleine Serveranwendung bauen, an die sich die "Lehrlinge" mit ihren Pads anmelden. Der Chefarzt kann dann simpel per Knopfdruck Simulationen starten, die augenblicklich auf den Pads der Studis loslaufen. Dann kann man zeigen "Wenn sich der Thrombus löst und an Stelle X landet, dann sieht das so aus... Und an Stelle Y dann so...".

Sensorik-Erweiterungen finden dann nur an einer Stelle statt, statt auf allen Pads ggf. mühsam über ein dutzend Android-Versionen hinweg angepaßt zu werden. Durch Verwendung einer lokalen DB für die Sensordaten wäre auch eine Interaktion mit den KH-Servern ausgeschlossen - was ja nun mal absolut oberste Priorität hat.

Schreiben würde ich das mit Oxygene, das ist ein Object-Pascal für .NET, das auch zugleich für Android/Apple benutzt werden kann. Alternativ ginge das auch mit C#.

Sehr schöne Idee, gefällt mir gut
Ich könnte mir vorstellen, dass ein derartiges Projekt auch auf dem Markt Erfolg hat?

Wirklich viel beitragen kann ich nicht, aber ich habe eine kleine ergänzende Idee:

Es wurde ja bereits geschrieben, dass Bilder für die Kurven eher unpraktisch sind. Eine mathematische Funktion wäre das Optimum, flexibler geht nicht, aber es wird vermutlich recht schwer sein, eine Funktion zu bilden, die eine zumindest halbwegs realistische Kurve bringt. Wenn sich da niemand findet, der das kann, würden simulierte Werte auch reichen. Es würde dazu reichen, einen Teilabschnitt zu nehmen und für die einzelnen Intervalle eine neue und deutlich einfache Funktion bereit zu stellen. Die könnte man dann relativ einfach austauschen und über Parameter wird der ganze Teilabschnitt gesteuert. So lässt sich der Herzschlag nicht perfekt simulieren, allerdings zumindest ausreichend realistisch andeuten und auch steuern.
Die Steuerung kann dann wiederum über einzelne Interfaces für die einzelnen Sensoren stattfinden.

Außerdem wäre es möglich - und darauf will ich hinaus - einen Zeitraum zu starten, wo dann die Werte von Ihnen permanent verändert und die gewählten Parameter aufgezeichnet werden. Wenn nur die prozentualen Parameter (z.B. 120% Herzfrequenz) mit geschrieben werden, entsteht so eine Demo-Sequenz, die auf verschiedene virtuelle Patienten angewendet werden kann, die Darstellung würde sich immer passend zu den Werten des Patienten, aber gesteuert von der Demo-Sequenz, verändern.
Es können dann beliebig viele solche Sequenzen vorbereitet werden, sodass die Studenten per Knopfdruck vor die jeweils simulierte Situation gestellt werden können. Das ganze lässt sich dann wiederum mit einem Formular verknüpfen, wo die Studenten möglichst zeitnah die notwendige Hilfe auswählen können, oder eben mündlich.


Ob das für einen Studenten, der das dann neben Arbeit (wenn er einer nach geht) und Studium umsetzt, das richtige Projekt ist, bezweifle ich allerdings.
Nicht dass es zu schwer wäre, allerdings wird eine intensive Kommunikation zwischen Entwickler einem fachkundigen Arzt (also Ihnen) nötig sein, doch eventuell schätze ich den fachlichen Teil etwas größer ein, als er tatsächlich ist.



Umsetzen würde ich das auch als Web-Anwendung. So kann sich das Jeder, der ein mobiles Gerät (Notebook, Handy, Tablet) besitzt (und wer hat das nicht), sich die Simulation anschauen, während es einen Administrator gibt, der die Demonstration steuert.
Ich weiß nicht, ob die Internet-Anbindung in Krankenhäusern so gut ist, aber eine solche Anwendung ist sowohl aus entwicklungstechnischer Sicht als auch aus Sicht der Nutzung am einfachsten. Die Anwendung ist sowohl das OS als auch das Gerät betreffend unabhängig, während nur eine URL zum Anschauen nötig ist.


Eventuell lässt sich das Projekt auch etwas umfangreicher aufziehen? Ich weiß nicht, wie die Kosten für ein solches Projekt liegen würden, aber ich würde glatt darauf wetten, dass es Leute gibt, die es unterstützen möchten. Krankenhäuser, Universitäten, oder eben die breite Masse über Crowdfunding, die Idee ist gut und am Ende hilft es Jedem. Denn irgendwann landet Jeder einmal im Krankenhaus und wird von einem Arzt behandelt, der auch mal angefangen hat. ^^

Wenn man Google nach Patientenmonitor+Simulation suchen läßt, erhält man nebst vielen weiteren Simulatoren den Free Downloadable Vital Sign Simulator & Patient Monitor oder auch die wohl eher kommerzielle Kardiotokografie-Simulation auf iPad-Basis. Sowas neu entwickeln zu lassen, und das bei sehr begrenztem Budget, lohnt meiner Ansicht nach nicht wirklich, da mit Sicherheit schon früher jemand auf dieselbe Idee verfallen ist und das auch umgesetzt hat.

Hallo nochmal von mir,
ich wollte mich nochmals für die vielen Ideen und die konstruktive Kritik / das Feedback bedanken.
Hat mich und die Idee jetzt erstmal weiter gebracht.

Vielen Dank - tolle Forum hier!

Markus