Multi-Telemonitoring: "Datenerfassung und Aufzeichnung von Vitalparametern und Primärsignalen auf dem PC oder PDA“

Multi-Telemonitoring: „Datenerfassung und Aufzeichnung von Vitalparametern und Primärsignalen auf dem PC oder PDA“ Ralf Vandenhouten, Thomas Behrens, Miriam Selz ABSTRACT: In Kliniken besteht der Bedarf nach einer lückenlosen Aufzeichnung der Vitalparameter (z.B. Herzfrequenz, Blutdruck) und Primärsignale (z.B. EKG). Dies ermöglicht durch entsprechend visualisierte Darstellung einen schnellen Überblick um den aktuellen Status des Patienten unter Berücksichtigung der Historie. Diese Daten werden zum einen für die aktuelle Patienten-Dokumentation aber auch zur Analyse im Bereich der Forschung und Studien genutzt. Das Multimonitoring-System ist ein professionelles, leistungsfähiges Werkzeug zur PC-Datenerfassung und Fernvisualisierung für Patientenmonitore. Die Patientendaten gelangen direkt auf den PC oder PDA. Egal ob man sich über das lokale / drahtlose Netzwerk oder direkt an den Patientenmonitor anschließt. 1 Multi-Telemonitoing Projekt des Telematikinstitutes an der TFH-Wildau: „Datenerfassung und Aufzeichnung auf dem PC oder PDA von Vitalparametern und Primärsignalen“ Autoren: Ralf Vandenhouten, Thomas Behrens, Miriam Selz Kontakt: Telematikinstitut für Software Engineering an der TFH-Wildau Prof. Dr. R. Vandenhouten Bahnhofstr. 15745 Wildau e-Mail: rvandenh@tfh-wildau.de 2 Inhalt Aufgabe ........................................................................................................................................................ 4 Architektur und System ................................................................................................................................ 4 Datenerfassung und Speicherung................................................................................................................ 5 Anwenderprogramm ..................................................................................................................................... 7 Datenvisualisierung................................................................................................................................... 7 Funktionen ................................................................................................................................................ 8 Funktionsumfang (Einzelplatzlösung)....................................................................................................... 8 Netzwerklösung, zur Einzelplatzlösung kommen folgende Funktionen hinzu:......................................... 8 Graphische Oberfläche ............................................................................................................................. 8 Bildschirmdarstellung................................................................................................................................ 9 Datenexport .............................................................................................................................................. 9 Zusammenfassung ....................................................................................................................................... 9 Weiterentwicklung ........................................................................................................................................ 9 3 Aufgabe In Kliniken besteht der Bedarf nach einer lückenlosen Aufzeichnung der Vitalparameter (z.B. Herzfrequenz, Blutdruck) und Primärsignale (z.B. EKG). Dies ermöglicht durch entsprechend visualisierte Darstellung einen schnellen Überblick um den aktuellen Status des Patienten unter Berücksichtigung der Historie. Durch eine Aufzeichnung über einen längeren Zeitraum lassen sich retrospektiv einzelne Ereignisse genauer analysieren. Diese Daten werden zum einen für die aktuelle Patienten-Dokumentation aber auch vermehrt im Bereich der Forschung und Studien genutzt. Die Aufgabe bestand darin die Patientendaten in Echtzeit direkt auf dem PC visualisieren und speichern zu können. Um ein Multimonitoring und die Fernvisualisierung zu ermöglichen, sollte es über das lokale Netzwerk (LAN und WLAN), Internet oder direkt an den Patientenmonitor anschließbar sein. Zudem kommt die mobile Komponente, das bedeutet, die Anwendung sollte auch auf einem PDA lauffähig sein, um somit, gerade in der Intensivmedizin, den aktuellen Status eines Patienten beobachten zu können. Zur Entwicklung solch einer Anwendung wurden zuerst folgende Projektziele gesetzt: • Erfassung, Speicherung und Visualisierung von Vitalparametern und Primärsignalen (EKG Kurven etc.) • Client/Server Architektur mit 3 Tier Konzept. • Zentrale oder dezentrale Datenerfassung • Zentrale Speicherung der erfassten Daten • Unabhängige Client Anwendung zur Visualisierung und Auswertung der Daten • Datenschutz: Zugriffsverwaltung benutzerorientiert Architektur und System Für die Vernetzung war es notwendig, ein neuartiges WWW- und WAP-basierten Telematik-Systems zur Unterstützung der Fernüberwachung und -steuerung von vernetzten Geräten zu entwickeln. Das System ist in der Lage, vorhandene IT-Infrastrukturen in Häusern (Betriebe, KH etc.) zu integrieren, Betriebsdaten (z.B. Zustände von Patienten aber auch von Maschinen, Werkstoffen und Mitarbeitern) auszuwerten und transparent externen Abfragern ortsunabhängig und zu jedem Zeitpunkt über Internetdienste (WWW) sowie im Falle mobiler Einheiten über WAP (Wireless Application Protocol) zur Verfügung zu stellen. Dabei ist sowohl die (passive) Überwachung von Ressourcen, Parametern und Qualitätsmerkmalen möglich, als auch die Fernmanipulation von Einflussgrößen. Um sowohl eine Einzelplatzlösung als auch eine Mehrplatzlösung mit verteilter Last zu erreichen war es wichtig, dass die 3 Ebenen der Datenverarbeitung strikt voneinander getrennt sind. • Datenerfassung von Patientenüberwachungsgeräten • Speicherung der Daten in einer Datenbank • Visualisierung der Daten aus der Datenbank mit einem Client Programm 4 Hierdurch lässt sich sehr flexibel ein Einzelplatzsystem (Abb. 1), bei dem alle 3 Komponenten auf einem Rechner laufen, wie auch ein verteiltes Mehrplatzsystem (Abb. 2) aufbauen, bei dem neben mehreren Client-Instanzen des Anwenderprogramms auch eine flexible Anzahl von Patientenmonitoren eingebunden werden kann. Die einzelnen Komponenten müssen sich kooperativ mit anderen Anwendungen auf dem jeweiligen Rechner die lokalen Ressourcen teilen. Dies gilt auch für die Netzwerkbelastung. Abb. 1 Einzelplatzsystem Abb. 2 Mehrplatzsystem Datenerfassung und Speicherung Die unabhängige Datenerfassung unterstützt folgende Szenarien: 1.) Läuft auf einem zentralen Rechner und erfasst die Daten von einem oder mehreren Überwachungsgeräten mit zentraler Datenspeicherung (Abb. 3) 2.) Läuft dezentral auf z.B. bettseitigen Rechnern und speichert die Daten von einem bzw. mehreren Überwachungsgeräten in einer zentralen Datenbank. (Abb. 4) Für ein Einzelplatzsystem ist die oben genannte zentrale Datenbank auch lokal auf einem z.B. bettseitigen Rechner lauffähig (Abb. 1). Hieraus ergibt sich, dass die zentrale Datenbank von mehr als einer Datenerfassungsinstanz speichert und die Daten eindeutig einem Patienten zugeordnet werden kann. 5 Abb. 3: Netzwerklösung mit lokaler Speicherung Abb.4 zentrale Datenbanklösung 6 Anwenderprogramm Datenvisualisierung Abb. 5 Anwenderprogramm, aktuelle Daten Bei der Datenvisualisierung kann neben einer Trenddarstellung der Vitalparameter (Abb. 5) zu jedem beliebigen Zeitpunkt auch mittels einer Zoomfunktion auf die Primärsignale zurückgegriffen werden. Die anzuzeigenden Daten, Aktuelle oder auch Historische, können aus der zentralen Datenbank oder direkt vom lokalen Datenerfassungsmodul geladen werden und dies ohne wesentliche Zeitverzögerung. Das Anwenderprogramm zeigt beim Start automatisch die Daten für einen bestimmten Patient bzw. die Daten eines bestimmten Bettes (bzw. des darin aufgenommenen Patienten) an. Die Anwendung ist „Citrix-fähig“, so ist ein flexibler Aufbau eines vernetzten Systems ermöglicht worden, d.h. die webfähige Anwendung kann direkt vom Patientenmonitor Patientenmonitor gestartet werden (Abb. 6). Abb. 6: Applikation auf dem Patientenmonitor 7 Funktionen Die Art der Signaldarstellung ist vielfältig konfigurierbar (Abb. 7). Man wählt hier aus, welche Daten angezeigt bzw. gespeichert werden sollen. Beim nächsten Programmstart werden die letzten Einstellungen automatisch wieder hergestellt. Außerdem können komplette Einstellungsprofile gespeichert, und somit zwischen verschiedenen Betriebsmodi gewechselt werden. Wenn sich an das lokale Netzwerk angeschlossen wird, gibt die Anwendung die Möglichkeit, Patientendaten gleichzeitig an mehreren Rechnern auszuwerten. Man sieht an einem Rechner alle an das lokale Netzwerk angeschlossenen Patientenmonitore. Abb.