KI-Angebote für die (zukünftige) Pflege zu Hause

Derzeit werden viele Produkte angeboten und entwickelt, die aufzeigen, wie künstliche Intelligenz die Pflege und Betreuung zu Hause jetzt oder in Zukunft verändern kann. Dazu gehören selbstfahrende Autos, mit Pflegefachpersonen interagierende Bots oder ein intelligentes Stethoskop.

in selbstfahrendes Auto im Test. In rund zehn Jahren könnte es auch das Fahren für die Spitex komplett übernehmen. Themenbild: istock

Spitex-Mitarbeitende können das Fahren künftig ihren Autos überlassen. Wie realistisch dieses Zukunftsszenario ist, erklärt Prof. Raphael Murri.

Der Bundesrat hat im Oktober 2023 die Vernehmlassung [1] über zwei neue Verordnungen eröffnet, mit denen er das automatisierte Fahren regeln will. «Dabei geht es um den Wechsel vom assistierten Fahren zum Automatisierungs-Level 3, dem teilautomatisierten Fahren. Bei diesem darf das Lenkrad unter bestimmten Bedingungen losgelassen werden, etwa zum Einparken oder mit begrenzter Geschwindigkeit auf der Autobahn. Die Fahrerin oder der Fahrer muss aber bei Unsicherheiten oder heiklen Verhältnissen das Fahrzeug wieder übernehmen», erklärt Prof. Raphael ­
Murri, Leiter des Instituts für Energie- und Mobilitäts­forschung (IEM) der Berner Fachhochschule (BFH). «Spitex-Mitarbeitende dürften sich also (noch) nicht so richtig aus der ­Fahrtätigkeit ausklinken. Sie dürfen sich aber zum Beispiel während des Einparkens oder auf gewissen Autobahnabschnitten ihren Akten widmen. Auf Aufforderung des Fahrzeugs müssen sie dieses aber wieder lenken – und je länger die Übernahmezeit dauert, desto gefährlicher.»

Noch ein Jahrzehnt warten
Die neuen Verordnungen werden nicht für einen Boom des automatisierten Fahrens im Schweizer Individualverkehr sorgen, ist Raphael Murri überzeugt. Denn es gebe derzeit nur insgesamt drei Fahrzeugmodelle von Mercedes und BMW, welche eine Genehmigung für dieses Level aufweisen. «Aufgrund der geringen Verfügbarkeit der nötigen Fahrzeuge und wegen der stark eingegrenzten Einsatzbereiche dürfte ein konkreter Nutzen für die Spitex kaum vorhanden sein. Um Spitex-Mitarbeitende effektiv von der Fahraufgabe zu entlasten, wären Automatisierungs-Level 4 oder 5 erforderlich.»

Heutige Systeme reichen noch nicht aus, um alle möglichen und unmöglichen Szenarien auf der Strasse abzudecken.

PROF. RAPHAEL MURRI

Professor an der Berner Fachhochschule

Bis diese Levels bewilligt werden, müssten einige Hürden aus dem Weg geräumt werden: Neben der Zulassung der Fahrzeuge seien dies rechtliche Aspekte, etwa die Regelung der Haftung bei einem Unfall im ­automatisierten Modus. «Die heutigen Systeme reichen zudem noch nicht aus, um alle möglichen und unmöglichen Szenarien auf der Strasse abzudecken. Zudem müsste das System die Kommunikation unter den Verkehrsteilnehmenden wahrnehmen und interpretieren können. Dabei wird uns KI entscheidend weiterbringen», sagt er. «Sind diese Hürden gemeistert, könnten Level 4 und 5 dafür sorgen, dass es für Spitex-Mitarbeitende im automatisierten Auto wesentlich entspannter wird. Eine Aussage darüber, wann wir solche Fahrzeuge auf der Strasse haben können, ist reine Spekulation. Ich gehe aber von einem Zeithorizont von circa zehn Jahren aus.» 

[1]Die Vernehmlassung dauerte bis 2. Februar 2024, bis nach Redaktionsschluss dieser Ausgabe. Mehr unter www.admin.ch.

Assistenzroboter Lio wurde vor vier Jahren von ParaHelp ausprobiert und für noch nicht praxistauglich für das Spitex-Setting befunden. Sein Hersteller erklärt, warum dies so ist. 

Einige Roboter werden in der Pflege bereits erprobt oder sogar eingesetzt, etwa die sozialen Roboter «Cutii» (www.cutii.io) und «Pepper» (www.aldebaran.com). ParaHelp, Mitglied von Spitex Schweiz, hat vor vier Jahren Assistenzroboter «Lio» ausprobiert (www.fp-robotics.com/de/Lio). «Er wurde bei einer Frau mit körperlichen Einschränkungen getestet, die auf Betreuungs- und Assistenzpersonen angewiesen ist. Damit sie ihren Alltag unabhängiger bewältigen kann, kamen wir auf die Idee, dass Lio ihr einfache Handreichungen abnehmen könnte», berichtet Nadja Münzel, Verwaltungsratspräsidentin bei ParaHelp. Damals sei Lio aber äusserst langsam gewesen: «Um eine PET-Flasche zu öffnen, hat er bis zu 10 Minuten gebraucht.» Im Weiteren sei der Roboter für viele Haushalte zu gross und zu teuer gewesen. «Für Lio war es zudem herausfordernd, sich im Haushalt zurechtzufinden. Sobald ein Stuhl verschoben wurde, fand der Roboter den Tisch nicht mehr.» Sollten sich diese Punkte ändern, hält ParaHelp einen Roboter als Alltagshelfer für Menschen mit körperlichen Einschränkungen für «eine tolle Sache». «Zudem müssten die Angehörigen dann nicht rund um die Uhr die Betreuung vor Ort sicherstellen. Als Ergänzung zu professionellen Anbietern von Betreuungsleistungen kann man sich einen Roboter ebenfalls gut vorstellen», ergänzt Nadja Münzel. «In der Pflege könnten solche Roboter hingegen nur Handreichungen oder allenfalls diagnostische Auswertungen durchführen. Direkte, eigenständige Pflegeverrichtungen an Klientinnen und Klienten sind in den nächsten 20 Jahren nicht realistisch.»

In der Robotik bedeutet ein Privathaushalt mit all
seinen individuellen, veränderlichen Variablen einen enormen Entwicklungsaufwand.

ALBINO MIGLIALO

Head of Sales & Business Development, F&P Robotics

Assistenzroboter Lio bei der Animation in einem Alters- und Pflegeheim. Bild: F&P Robotics

Lio ist schon im Einsatz
Albino Miglialo ist Head of Sales & Business Development beim Lio-Hersteller F&P Robotics aus Glattbrugg ZH. Er räumt ein, dass Lio für Privathaushalte weniger geeignet ist. «In den letzten Jahren haben wir auf Basis vieler Tests unsere Kernzielgruppe klarer definiert. Nun richten wir uns vor allem an Alters- und Pflegeheime sowie Spitäler und Kliniken», erklärt er. In diesen Settings könne Lio das Personal entlasten, indem er ihm repetitive Arbeiten abnimmt. So könne er unter anderem Objekte über lange Wege transportieren, Patientinnen und Patienten eine Trinkflasche bringen, auch mehrere Bewohnende gleichzeitig mit Vorlesen und Spielen unterhalten – und nachts durch die Gänge patrouillieren und das Personal informieren, wenn sich jemand aus seinem Bett entfernt hat.

Der Roboter entlastet derzeit die Mitarbeitenden in rund 20 Pflegeinstitutionen in der Schweiz und in Deutschland. Dass Lio (wie so manch anderer Roboter) nicht mehr für das private Setting vermarktet wird, hat verschiedene Gründe. «Ein Privathaushalt bedeutet mit all seinen individuellen, veränderlichen Variablen einen enormen Entwicklungsaufwand und macht Lio damit für die meisten Menschen zu teuer», erklärt Albino ­Miglialo. Derzeit ist Lio ab einer monatlichen Leasingrate  von 2000 Franken verfügbar; für den Einsatz zu Hause würden sich diese Kosten um einiges erhöhen. «Weiter gehören viele Aufgaben wie das Öffnen einer PET-­Flasche, die für den Privatgebrauch wichtig sind, nicht zu den Kernfunktionen von Lio», fügt er an. «Dass Lio eines Tages doch noch für den Privathaushalt weiterentwickelt wird, schliesse ich aber nicht aus. Denn das Setting hat ein riesiges Potenzial für Roboter.»

2021 wurde am Universitätsspital Bern das «NeuroTec-Loft» eröffnet (www.neuro-tec.ch). Dank Sensoren und KI kann das Appartement auch Pflegefachkräften viel über Patientinnen und Patienten berichten. 

Auf den ersten Blick scheint die 3,5-Zimmer-Wohnung am Universitätsspital Bern unscheinbar, aber sie hat es in sich – genauer hat sie Sensoren in sich: «Im ‹NeuroTec-Loft› können Menschen mit neurologischen Krankheiten mehrere Tage wohnen. Ihre Aktivitäten, Bewegungen und das Schlafmuster und werden dabei von zahlreichen Sensoren gemessen», erklärt Prof. Dr. Tobias Nef, Extraordinarius für Gerontechnologie und Rehabilitation an der Universität Bern. Objektgebundene Sensoren sind unter anderem ein Bettmattensensor ­sowie ein Durchflussmesser an den Wasserhähnen. ­Umgebungssensoren sind Infrarotsensoren oder Radarsensoren, die Bewegung, Herzrate und Atmung erfassen. Sensoren am Körper können unter anderem ein EKG oder ein Beschleunigungsmesser sein. Damit ist dieses Sensorsystem viel umfassender als solche, die für den Privathaushalt erhältlich sind (vgl. Ist die Spitex bald künstlich intelligent?).

«Gemessen werden einfache Parameter wie die Ganggeschwindigkeit, aber auch kompliziertere wie kognitive Funktionen und Stimmung. Die Sensoren generieren eine riesige Datenmenge – und KI erkennt darin Muster und stellt diese für Fachpersonen anschaulich dar. Damit hilft KI beim Beantworten der Frage, welche Auswirkungen kognitive Beeinträchtigungen auf den Alltag der Betroffenen haben», erklärt Tobias Nef. «Beispielsweise konnten wir aufzeigen, wie stark sich der  Alltag einer 83-Jährigen mit Demenz von demjenigen einer gesunden 83-Jährigen unterscheidet» (vgl. Abbildung). Durch das Loft können Fachpersonen nicht nur viel über ihre Patientinnen und Patienten erfahren und Interventionen spezifisch an sie anpassen. Das Appartement ist als kontrollierbares Setting auch für klinische Studien geeignet. Aktuell werden dort Studien zu Parkinson, zu Fatigue bei Multipler Sklerose (MS) oder auch zu Hirnverletzungen durchgeführt. 

Das Ziel ist Alltagstauglichkeit
«Alle im NeuroTec-Loft entwickelten Methoden sollen eines Tages den Patientinnen und Patienten im Spital oder zu Hause zugutekommen», sagt Tobias Nef. Ein Unterstützungssystem für die Pflege werde bereits auf ­einer alterspsychiatrischen Station der Universitären Psychiatrischen Dienste (UPD) Bern erprobt: Dank eines Bett- und Radarsensors stellt KI den Pflegefachpersonen laufend Informationen über ihre Patientinnen und Patienten zur Verfügung. «Im Vorfeld haben die Pflegefachpersonen vor allem den Nutzen des Systems in der Nacht erkannt. Zum Beispiel, weil Kontrollgänge unnötig werden und weil das System ihnen berichten kann, wie gut ein Patient oder eine Patientin geschlafen hat.»

Die Forschenden hoffen, dass ihre Entwicklungen künftig auch vielen Menschen das autonome Leben zu Hause ermöglichen. «Die Spitex wüsste durch unser System jederzeit genau, wie es einem Klienten oder einer Klientin geht und wie sie ihre Einsätze spezifisch an diese Person anpassen kann», sagt Tobias Nef, und fügt an: «Wir Wissenschaftler müssen nun aufzeigen, wie gewinnbringend zusätzliche Daten über Patientinnen und Patienten sind – für die Betroffenen selbst genauso wie für all die Personen, welche sie behandeln, pflegen und betreuen.»

Im NeuroTec-Loft wurden die Tagesabläufe zweier 83-jähriger Frauen verglichen – diejenige rechts hat Alzheimer. Die erkrankte Frau führt viel häufiger kurze, nicht zielgerichtete Handlungen durch. Bild: Universität Bern

Dank KI lassen sich Prozesse bei der Spitex noch besser automatisieren oder unterstützen. Dies zeigen Beispiele wie der Bot «Sidney 2.0».

Automatisiert werden Prozesse bei der Spitex seit einiger Zeit. Die Firma Aveniq mit Sitz in Baden AG bietet nun aber «Hyperautomation» an (https://aveniq.ch). «Dabei werden verschiedene Technologien wie KI und Robotic Process Automation (RPA) kombiniert, um Prozesse effizienter, intelligenter und skalierbarer zu gestalten», erklärt Roland Prüssmann, Head of Digital Solutions & Professional Services bei Aveniq. Auch in der Spitex sei ein riesiges Potenzial dafür vorhanden, Routinearbeiten durch Bots [2] erledigen zu lassen. Beispielsweise könne KI helfen, das vorhandene Wissen aus Pflegeanweisungen schneller zu nutzen, indem sie der Pflegefachperson Behandlungsvorschläge unterbreitet und diese dann automatisiert in die Klientenakte überträgt. Wichtig sei, dass ein Mensch die Ergebnisse von KI stets überprüfe. 

Weiter könne ein Bot ein «Co-Pilot» für Spitex-Mitarbeitende sein, indem er den bisherigen Behandlungsverlauf zusammenfasst, die aktuelle Behandlung dokumentiert sowie wichtige Informationen schriftlich oder  akustisch mitteilt. «Ein Bot könnte sich auch in die Systeme verschiedener Leistungserbringer einloggen und Gesundheitsdaten auf eine gemeinsame Plattform übertragen. Natürlich muss der Datenschutz dabei gesichert sein», fügt er an. Auch im Spitex-Backoffice gebe es viele Möglichkeiten für Bots (vgl. Bericht). Das Entwickeln von KI-Anwendungen könne allerdings kostenintensiv sein. Darum empfiehlt er Cloud-Lösungen, die eine technische Infrastruktur in einer Spitex-Organisation überflüssig machen. «Zudem könnten mehrere Spitex-Organisationen gemeinsam einen Bot entwickeln», rät er.

«Sidney 2.0» soll den Pflegeprozess begleiten
Mitten in einer solchen Entwicklung steckt die Oase-Gruppe mit Sitz in Dübendorf ZH (www.oasegruppe.ch), die mehrere Formen des Wohnens im Alter anbietet. Erst schuf sie den Bot «Sidney 1.0» für die Abrechnung der Leistungen der internen Spitex. «Der Aufwand hat sich gelohnt, denn Sidney 1.0 vergleicht übersichtlich und detailliert die bewilligten Leistungen mit den erbrachten, geplanten und verrechneten. Dies verringert unseren Aufwand für die Abrechnung um zwei Drittel», erklärt Elisabeth Villiger, Delegierte des Verwaltungsrats. Sidney 1.0  war so erfolgreich, dass aus der Oase Gruppe das Startup «Oase Health Solutions AG» entstand. «Sidney 1.0» ist ein RPA-Bot ohne KI. «Die Langzeitpflege ist in Bezug auf KI noch ein Brachland», sagt Elisabeth Villiger. Darum entwickelt die Oase Health Solutions AG nun den KI-Bot «Sidney 2.0», der im Frühling 2024 in die Testphase gehen soll. «Sidney 2.0 wird unsere Mitarbeitenden während des gesamten Pflegeprozesses begleiten», erklärt sie. Der Bot könne auf Basis der Bedarfsabklärung mehrere Pflegeziele[3] samt passenden Pflegemassnahmen vorschlagen. «Unsere Mitarbeitenden wählen dann die wichtigen Ziele aus und überprüfen und ergänzen die Massnahmen. Der Mensch entscheidet am Ende also immer selbst.» Weiter können die Mitarbeitenden «Sidney 2.0» mündlich mitteilen, was der Bot im Pflegebericht notieren soll. «Wir arbeiten daran, dass der Bot sogar Fremdsprachen und Schweizerdeutsch versteht.» 

Zur Entlastung der Mitarbeitenden will die Oase Health Solutions AG weitere administrative Prozesse automatisieren. «Zum Beispiel entwickeln wir Bot ‹Tokyo› für repetitive Aufgaben im Eintritts- und Austrittsmanagement», berichtet Elisabeth Villiger. Gegen eine Lizenzgebühr und über eine sichere Schweizer Cloud-Lösung sollen alle Bots auch anderen Spitex-Organisationen zur Verfügung stehen. «Interessierte Organisationen dürfen sich gern bei uns melden», sagt sie.

[2]Unter «Bots« (vom englischen «robots« für Roboter) versteht man Computerprogramme, die bestimmte Aufgaben automatisiert abarbeiten.

[3]Der Bot stützt sich dabei auf NANDA, die «North American Nur- sing Diagnosis Association».

Ein Screenshot von Nachrichten von Bot Sidney 1.0 an eine Mitarbeiterin der Oase Gruppe.
Bild: zvg

KI verursacht einen Innovationsschub bei Hilfs­mitteln für die Pflege – sei es bei Blutmessgeräten, Stethoskopen oder Brillen.

Augmented Reality (AR; «erweiterte Realität») fügt einer realen Ansicht digitale Elemente hinzu. Virtual Reality (VR; «virtuelle Realität») bedeutet eine vollständig simulierte Ansicht. VR und AR enthalten immer häufiger KI, damit die Realitäten etwa durch Sprachbefehle beeinflusst werden können. Im Folgenden werden innovative Beispiele für AR und VR in der Pflege vorgestellt. KI wird dabei zwar nur bei der AR eingesetzt; das Potenzial für eine Erweiterung ist aber auch bei der VR vorhanden:

  • VR für Klientinnen und Klienten: Im Rahmen eines Pilotprojekts bis Juni 2024 bietet die Genfer Spitex IMAD seit fast einem Jahr eine VR-Therapie an. Dies zur Sturzprävention und zur Behandlung der Angst vor Stürzen – und in Partnerschaft mit GenèvePhysio. Mithilfe eines VR-Headsets machen ältere Menschen eine immersive Erfahrung – sie tauchen also in eine Spielwelt ein, die an ein Videospiel erinnert. Die Aktivitäten in dieser Welt wurden entwickelt, damit die Nutzenden an Selbstvertrauen gewinnen und sich sicherer bewegen. «Die virtuelle Realität hilft uns, das Feld der Möglichkeiten in der Rehabilitation für ältere Menschen weit zu öffnen», sagt Loïc Feillens, Physiotherapie-Beauftragter der IMAD.
  • VR in der Ausbildung: Das Berner Bildungszentrum (BZ) Pflege hat mehrere virtuelle Patientenzimmer entwickelt, die durch VR-Brillen erlebt werden. [4] Laut dem BZ Pflege können Studierende damit in einem realitätsnahen Praxisumfeld unterschiedliche Aufgaben lösen und dabei Patientensicherheit und -beobachtung trainieren. Der Mehrwert solcher neuer Medien läge für die Studierenden «in der flexiblen Nutzung, im Einbezug neuer Lern­szenarien, in der interaktiven Lernbetreuung und in der optimierten Simulation realer Situationen.»
  • AR als Co-Pilot während der Pflege: Im Rahmen des Projekts «Pflegebrille 2.0» wurde an der Technischen Universität (TU) Clausthal DE bis 2021 [5] eine AR-­Brille entwickelt, die professionelle und informelle Pflegende unterstützt. Zum Beispiel blendet sie ­Informationen wie Patientendaten und fachliche Anleitungen ins Gesichtsfeld des Trägers ein. Zudem können Videoanrufe mit Fachpersonen getätigt werden, wobei diese Fachpersonen das Gleiche ­sehen wie der Brillenträger. Die Brille wurde laut der TU Clausthal in mehreren Pflegeeinrichtungen getestet; bald soll die Markteinführung erfolgen.

KI-gestützte Algorithmen erkennen, zählen
und messen die Zellen.

Alexander Küenzi

Co-Projektleiter Microcyte, BFH

Ein intelligentes Blutmessgerät
Die Diagnose von Blutarmut sowie viralen und bakteriellen Infektionen erfordert in der Regel einen Arzt- oder Klinikbesuch für ein grosses Blutbild[6]. Bisherige Tests sind jedoch komplex und die Diagnosegeräte gross und teuer. Darum entwickelt das Institute for Human Centered Engineering (HUCE) der Berner Fachhochschule (BFH) von 2023 bis 2025 das Gerät «Microcyte»: Dieses soll Blutanalysen mit wesentlich geringeren Kosten ­sowie zu Hause ermöglichen. «Eine Fachperson muss einer Person bloss einen Tropfen Kapillarblut des Fingers entnehmen», berichtet Co-Projektleiter Alexander Küenzi. Die Fachperson gibt das Blut dann auf einen ­Mikrochip, wo es unter anderem automatisch mit Chemikalien gemischt wird. Daraufhin wird der Chip in das Gerät geschoben, wo ein Fluoreszenzmikroskop Bilder der roten und weissen Blutkörperchen sowie der Blutplättchen aufnimmt. «Die Bildverarbeitung erfolgt ­mittels KI-gestützter Algorithmen: Diese erkennen, zählen und messen die Zellen und ergeben die Blutwerte eines grossen Blutbilds», ergänzt er. Könne die Zusammenarbeit mit der Ärzteschaft geklärt werden – weil für eine Diagnose eine Ärztin oder ein Arzt nötig ist –, dürfte sich das kleine und leichte Microcyte laut Alexander Küenzi künftig zum Beispiel für die Spitex anbieten.

Ein Stethoskop, das zuhört
Das «Pneumoscope» des Westschweizer Start-ups Onescope erleichtert die Diagnose und Behandlung von Atemwegserkrankungen (www.onescope.ch). Das intelligente digitale Stethoskop funktioniert wie die App «Shazam», welche anhand der Melodie eines Musikstücks dessen Titel und Interpret erkennt. Das Pneumoscope hört den Klang der Lunge eines Patienten ab und ist dank KI-Algorithmen in der Lage, die akustische ­Signatur einer Krankheit wie Bronchiolitis, Lungenentzündung oder Asthma zu erkennen. Das Universitätsspital Genf ist für die medizinische Forschung rund um das Projekt zuständig und die Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne für die Entwicklung der KI-Algorithmen. Das mit mehreren Innovationspreisen ausgezeichnete Stethoskop soll 2025 zu einem niedrigen Preis auf den Markt kommen.

Das Pneumoscope, das künstlich intelligente Stethoskop, erkennt Krankheiten an deren Geräuschen. Bild: Onescope

[4]Mehr Informationen samt Videos: https://medienundbildung.ch/ sample-page/virtual-reality

[5]www.ifi-hcis.tu-clausthal.de/forschung/forschung-bei-hcis/ abgeschlossene-projekte/pflegebrille

[6]Im Folgenden wird unter anderem dieser Artikel zitiert: «Micro- cyte: Grosses Blutbild im Kleinformat» in «spirit biel/bienne» 2024/1, www.spirit.bfh.ch.

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