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1. Symposium ICT in der Notfallmedizin

12.06. - 13.06.2012, Rauischholzhausen

Telemedizinische Unterstützung von Rettungsassistenten – erste Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt TemRas

Telemedical support of paramedics – first results of the research project TemRas

Kongressbeitrag

  • corresponding author presenting/speaker Sebastian Bergrath - Klinik und Lehrstuhl für Anästhesiologie, Universitätsklinikum Aachen, Aachen, Deutschland
  • author Marie Schneiders - Lehrstuhl für Informationsmanagement im Maschinenbau, RWTH Aachen University, Aachen, Deutschland
  • author Frederik Hirsch - Klinik und Lehrstuhl für Anästhesiologie, Universitätsklinikum Aachen, Aachen, Deutschland
  • author Bernd Siegers - Klinik und Lehrstuhl für Anästhesiologie, Universitätsklinikum Aachen, Aachen, Deutschland
  • author Rolf Rossaint - Klinik und Lehrstuhl für Anästhesiologie, Universitätsklinikum Aachen, Aachen, Deutschland
  • author Daniel Wielpütz - Klinik und Lehrstuhl für Anästhesiologie, Universitätsklinikum Aachen, Aachen, Deutschland
  • author Michael Czaplik - Klinik und Lehrstuhl für Anästhesiologie, Universitätsklinikum Aachen, Aachen, Deutschland
  • author Sebastian Thelen - Lehrstuhl für Informationsmanagement im Maschinenbau, RWTH Aachen University, Aachen, Deutschland
  • author Christian Büscher - Lehrstuhl für Informationsmanagement im Maschinenbau, RWTH Aachen University, Aachen, Deutschland
  • author Stefan K. Beckers - Klinik und Lehrstuhl für Anästhesiologie, Universitätsklinikum Aachen, Aachen, Deutschland; Berufsfeuerwehr Aachen, Aachen, Deutschland
  • author Jörg Ch. Brokmann - Zentrale Notaufnahme, Universitätsklinikum Aachen, Aachen, Deutschland

1. Symposium ICT in der Notfallmedizin. Rauischholzhausen, 12.-13.06.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. Doc12notit11

DOI: 10.3205/12notit11, URN: urn:nbn:de:0183-12notit114

Veröffentlicht: 11. Juni 2012

© 2012 Bergrath et al.
Dieser Artikel ist ein Open Access-Artikel und steht unter den Creative Commons Lizenzbedingungen (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.de). Er darf vervielfältigt, verbreitet und öffentlich zugänglich gemacht werden, vorausgesetzt dass Autor und Quelle genannt werden.


Gliederung

Abstract

Telemedical applications are increasingly moving into medical practise. For acute stroke and myocardial infarction the benefit of telemedical solutions is clearly proven. Within the research project “TemRas” (“telemedical rescue assistance system”) a multifunctional mobile telemedicine system for the emergency medical service (EMS) is developed. In all kinds of emergencies the ambulance team can be supported telemedically by an experienced EMS physician who is located in a teleconsultation center. This way, the time interval when no physician is present can safely be bridged. Telemedical applications include two-way audio communication via a specifically designed communication unit, vital data transmission, still picture transmission, transmission of auscultation data and real-time video streaming from the inside of the ambulance. From August 2012 a one year lasting evaluation phase is scheduled and was approved by the local ethics committee (University Hospital Aachen, Germany; registration number EK 191/11). Prior to this study phase all participating EMS staff members run through a standardised training program. Tests with a prototype of the system showed satisfactorily results. Real-time vital data transmission and video transmission were possible when at least one mobile UMTS network was available. A conference call between the EMS team and the teleconsultation center could be established in a mean time of 15.82s (SD 1.16 s). The mean time interval for transmission of digital still pictures was 57.75s (SD 23.03 s).


Text

1. Hintergrund

Telemedizinische Anwendungen finden zunehmend Einzug in die medizinische Praxis. In der Akut- und Notfallmedizin sind der Nutzen einer interklinischen Telekonsultation beim Schlaganfall und die Übertragung eines 12-Kanal-EKGs beim ST-Elevations-Myokardinfarkt (STEMI) vom Notfallort an die aufnehmende kardiologische Klinik nachgewiesen [1], [2], [3], [4]. Ziel des Projektes TemRas (Telemedizinisches Rettungsassistenzsystem) ist es, mit einem umfassenden Telemedizinsystem notärztliche Expertise und Entscheidungen dem Rettungsassistenten und auch dem Notarzt vor Ort für alle Notfallsituationen zur Verfügung zu stellen. Im Vorgängerprojekt Med-on-@ix [5] konnte die technische und organisatorische Machbarkeit einer multifunktionalen telemedizinischen Konsultation bereits gezeigt werden [6]. Mit diesen Erfahrungen soll nun das System technisch und organisatorisch weiterentwickelt werden.

2. Methoden

In einem interdisziplinären Konsortium aus Wissenschaft (Klinik und Lehrstuhl für Anästhesiologie, Universitätsklinikum Aachen; Lehrstuhl für Informationsmanagement im Maschinenbau, RWTH Aachen) und Industrie (P3 communications, Aachen; Philips Healthcare, Hamburg; 3M Medica, Neuss) wird die Zielsetzung von Med-on-@ix weiterverfolgt. Das Telemedizinsystem soll nun noch mobiler einsetzbar und noch zuverlässiger gestaltet werden. Eine Miniaturisierung der Übertragungseinheit sowie die Ausweitung auf sechs Rettungswagen (RTW) und zwei Telenotarzt-Arbeitsplätze sind als Beispiele dieser Fortentwicklung zu nennen. Folgende telemedizinische Funktionalitäten sollen dem Rettungsassistenten zur Verfügung gestellt werden: Sprechverbindung zwischen Telenotarzt-Zentrale und Rettungsteam, Echtzeit-Vitaldatenübertragung, 12-Kanal-EKG-Übertragung, Versand von Auskultationsgeräuschen, Übermittlung von Fotos sowie Videoübertragung aus dem RTW. Unter realitätsnahen Bedingungen erfolgten erste Anwendungstests eines Prototyps hinsichtlich seiner Leistungsfähigkeit und Praktikabilität. Hierfür wurde die Performance der erwähnten technischen Kernfunktionalitäten erprobt und gemessen: Benötigte Zeit für den Rufaufbau zwischen Telenotarztzentrale und RTW, „Wechselzeiten“ in der Telenotarztzentrale beim Umschalten zwischen zwei RTW bezüglich der Anzeige von Vitaldaten, Zeitbedarf zur Übertragung eines Fotos von der Einsatzstelle zum Telenotarzt, Wiederaufbau der Verbindung nach Akkuwechsel der mobilen Übertragungseinheit, Performance der Übertragung von Echtzeitvitaldaten und periodisch übermittelten Vitaldaten. Zeitintervalle wurden mit einer Stoppuhr manuell gemessen und anschließend in eine Excel-Datentabelle übertragen (Excel 2003, Microsoft, Redmond, WA, USA). Zeitintervalle wurden deskriptiv dargestellt (SD = Standardabweichung). Neben der Technik wird auch das organisatorische Modell kontinuierlich weiterentwickelt. Es werden softwarebasierte Standard Operating Procedures (SOP) für häufige Notfallbilder und eine entscheidungsunterstützende softwarebasierte Dokumentation für den Telenotarzt erstellt und im Projektverlauf evaluiert. Hierdurch soll eine leitliniengerechte telemedizinische Beratung und Delegation von ärztlichen Maßnahmen möglich werden.

3. Ergebnisse

Alle sechs RTW konnten in Zusammenarbeit mit verschiedenen Sonderfahrzeugausbauern telemedizinisch ausgerüstet werden. Das Gewicht der mobilen Kommunikations- und Datenübertragungseinheit (peeq-Box, P3 communications, Aachen, Germany) konnte von ursprünglich 10 kg auf ca. 1,8 kg reduziert werden. Deutlich kompaktere Ausmaße erlauben nun eine Integration dieser mobilen Kommunikationseinheit mit der eingesetzten EKG-Defibrillator-Einheit (Heartstart MRx, Philips Healthcare, Andover, MA, USA). Neben der mobilen Übertragungseinheit wurden zusätzlich alle RTW mit einem fest eingebauten Datenübertragungssystem ausgestattet. Wenn die mobile Übertragungseinheit in den RTW verbracht wird, erfolgt eine Umschaltung auf dieses fest verbaute Übertragungssystem, mit der bis zu fünf Datenkanäle verschiedener Mobilfunkanbieter parallel über Dachantennen genutzt werden können.

Während der oben genannten Tests waren immer mindestens zwei, höchstens jedoch vier UMTS-Mobilfunkverbindungen verfügbar. Eine Echtzeit-Vitaldatenübertragung (IntelliVue Information Center, Philips Healthcare, Boeblingen, Germany), die sowohl Kurven als auch numerische Werte in Echtzeit überträgt, erfolgte überwiegend unterbrechungsfrei wenn zumindest ein UMTS-Netz vorhanden war. Als redundante Rückfallebene kann alternativ eine periodische Vitaldatenübertragung bei schlechterer Mobilfunkverbindung (z.B. nur GSM, GPRS) erfolgen (HeartStart Telemedicine System, Philips Healthcare, Andover, MA, USA), was jedoch nur bei vorhandenen UMTS-Netzen getestet wurde. Bei dieser periodischen Vitaldatenübertragung werden alle numerischen Werte, Ereignisse, 12-Kanal-EKGs und EKG-Streifen bei automatisch erkannten Rhythmusänderungen im ein-minütigen Intervall versendet. Der Aufbau einer Sprechverbindung mit dem Telenotarzt erfolgt per Knopfdruck am Headset des Rettungsassistenten. Dabei dauerte es im Mittel 6,46 s (SD 1,26 s) bis die Konferenzschaltung aufgebaut war und 15,82 s (SD 1,16 s) bis der Telenotarzt das Gespräch entgegennehmen konnte, bei der Vorgabe dies schnellstmöglich zu tun (n=5). Fotos von der Einsatzstelle können mit einem Smartphone gemacht werden. Diese werden dann automatisch an die mobile Datenübertragungseinheit bzw. im RTW an das stationäre System via Bluetooth übertragen und an die Telenotarzt-Zentrale über Mobilfunk versendet. Die ermittelten Zeitintervalle für die Fotoübertragung (n=10, 1 Megapixel) betrugen im Mittel 27,74 s (SD 7,1 s) für die Übertragung vom Smartphone (HTC Desire, High Tech Computer Corporation, Taoyuan, Taiwan) zur mobilen Übertragungseinheit via Bluetooth und 57,75 s (SD 23,03 s) für die gesamte Übertragungsstrecke. Die Videoübertragung erfolgt über eine in die Decke des RTW integrierte Kamera (SNC-RZ 50P, Sony Electronics Inc, San Jose, CA, USA), die mit dem fest verbauten Datenübertragungssystem verbunden ist. Immer wenn mindestens ein UMTS-Netz vorhanden war, erfolgte die Übertragung unterbrechungsfrei. Die Steuerung der Kamera inklusive Zoomfunktion erfolgt von der Telenotarzt-Zentrale aus. Diese wurde auf zwei gleichwertige Arbeitsplätze und die Möglichkeit der parallelen Einsatzbearbeitung erweitert. Im Rahmen der Einsatzbearbeitung kann zwischen den verschiedenen RTW umgeschaltet werden. Nach Umschaltung auf einen anderen RTW vergingen bei den Tests im Mittel 5,27 s (SD 0,69 s) bis die Echtzeitvitaldaten des aktuellen RTW angezeigt werden.

Auf Basis internationaler Leitlinien wurden softwarebasierte medizinische SOPs für folgende Notfallbilder entwickelt: Asthma bronchiale, Chronisch Obstruktive Lungenerkrankung (COPD), Hypoglykämie, Akutes Coronarsyndrom (ACS), Hypertensiver Notfall, Schmerztherapie (Trauma und nicht-traumatologisch) und Schlaganfall. Somit kann in der praktischen Evaluationsphase eine leitliniengerechte Telekonsultation erfolgen und delegierte ärztliche Maßnahmen erfolgen streng nach aktuellem Stand der Wissenschaft. Weiterhin sollen auf diese Weise differierende Aussagen bei gängigen Notfallbildern weitestgehend vermieden werden. Organisatorische SOPs, die den Telenotarzt bei seinen Aufgaben aber auch das RTW-Team in der Nutzung des Systems unterstützen, wurden ebenfalls erarbeitet. Zusätzlich wurde eine Dokumentationssoftware entwickelt, die speziell auf eine Telekonsultation ausgerichtet ist und neben der reinen Dokumentationsfunktion auch entscheidungsunterstützende Elemente aufweist.

4. Diskussion und Ausblick

Ein umfassendes, speziell auf die Bedürfnisse eines RTW-Teams ausgerichtetes Telemedizinsystem wurde für den mobilen Einsatz und den Einsatz im RTW entwickelt und erfolgreich unter simulierten Bedingungen getestet. Die gemessenen Zeitintervalle und die Performance des Gesamtsystems können für den aktuellen Entwicklungsstand als absolut zufriedenstellend bewertet werden. Die grundsätzliche Machbarkeit einer umfassenden Telekonsultation konnte bereits im Projekt Med-on-@ix gezeigt werden, wobei hierbei die Konsultation überwiegend zwischen Notarzt vor Ort und Telenotarzt erfolgte [6]. Wenn im Einzelfall eine Konsultation zwischen Rettungsassistent und Telenotarzt erfolgte, so war immer ein physisch anwesender Notarzt vor Ort.

Ab August 2012 soll das nun weiterentwickelte System in einer einjährigen Studienphase in der Praxis verschiedener ländlicher als auch städtischer Rettungsdienste wissenschaftlich evaluiert werden. Die Rettungsassistent-Telenotarzt-Konsultation steht dabei im Vordergrund und erfolgt grundsätzlich auf Entscheidung des Rettungsassistenten, wenn dieser eine solche für sinnvoll erachtet. Alle beteiligten Rettungsdienstmitarbeiter werden vorab standardisiert geschult. Es sollen sowohl Einsätze mit als auch ohne notärztliche Präsenz unterstützt werden. In der Phase in der (noch) kein Notarzt vor Ort ist, können ärztliche Maßnahmen vom Telenotarzt an den Rettungsassistenten delegiert werden. Im konkreten Fall ist zu überprüfen, ob eine Maßnahme delegationsfähig ist (z.B. i.v.-Blutdrucksenkung, i.v.-Schmerztherapie). Eine „klassische Notkompetenzsituation“ entfällt im Rahmen der Telekonsultation, was eine deutlich erhöhte Rechtssicherheit für den Rettungsassistenten bedeutet. Die Handlungsmöglichkeiten des RTW-Teams werden somit erweitert. Dies kann eine Verkürzung des therapiefreien Intervalls für den Patienten bedeuten. Zudem werden ärztliche Maßnahmen nun in Echtzeit überwacht. Mögliche Komplikationen können so effektiver behandelt werden. Nach Eintreffen des Notarztes besteht die Möglichkeit auch diesen bei Bedarf zu unterstützen (z.B. zweite Meinung, EKG-Interpretation, Voranmeldung in der Klinik). Die angestrebten Verfahren wurden zuvor durch Rechtsgutsachten abgesichert und von der Ethikkommission des Universitätsklinikum Aachen genehmigt (EK 191/11).

Nach Abschluss der praktischen Evaluationsphase kann bewertet werden, ob eine Verkürzung des therapiefreien Intervalls und eine Qualitätssteigerung der individualmedizinischen Notfallversorgung erreicht werden konnten. Doch schon jetzt gibt es deutliche Hinweise darauf, dass durch Telekonsultation im Notfall die Prozesskette der Notfallversorgung verbessert werden kann. So gelang es im Projekt Stroke-Angel, dass durch strukturierte, telemedizinische Voranmeldung von Schlaganfallpatienten, die Zeit von der Ankunft des RTWs in der Zielklinik bis zur cerebralen Bildgebung fast zu halbieren. Zudem konnte die Lyserate beim ischämischen Schlaganfall deutlich gesteigert werden. Dafür kommen diverse Faktoren in Frage, jedoch spielt maßgeblich der verbesserte Informationsfluss durch strukturierte elektronisch unterstützte Datenerfassung von der Präklinik in die Klinik eine entscheidende Rolle [7]. Im Projekt Med-on-@ix konnte ebenfalls gezeigt werden, dass durch die Anwendung einer „Stroke-Checkliste“ und die Übermittlung dieser an die Zielklinik der Anteil der schlaganfallspezifischen Informationen signifikant erhöht werden konnte [8]. Den Projekten Stroke-Angel und Cardio-Angel gelang der erfolgreiche Übergang vom wissenschaftlichen Projekt in die Regelversorgung und die kontinuierliche Ausweitung auf mehrere Standorte.

Für die 12-Kanal-EKG-Übertragung beim akuten STEMI ist mittlerweile nicht nur eine Verbesserung der Versorgungszeiten, sondern sogar eine Outcomeverbesserung nachgewiesen [1]. Jedoch sind die Erfolge solcher Projekte nicht allein auf die technischen Möglichkeiten zurück zu führen, sondern vielmehr ein Produkt aus Schulung der Mitarbeiter, modernen Technologien und zukunftsweisenden organisatorischen Modellen. Beispielsweise konnten Scholz et al. schon allein durch ein regelmäßiges Datenfeedback die Versorgungszeiten beim STEMI verbessern [9]. Ein weiteres Beispiel für den Erfolg von verbesserter Schulung und modernem organisatorischem Modell zeigten Kill et al., die durch eine im Vergleich technisch einfach zu realisierende Telefonkonsultation eine i.v.-Analgesie durch Rettungsassistenten sicher und effektiv realisiert haben [10], [11]. Der Unterschied all dieser Projekte im Vergleich zu TemRas liegt jedoch in der Beschränkung auf ein einzelnes oder wenige Notfallbilder bzw. einzelne Maßnahmen und der Beschränkung auf einzelne telemedizinische Applikationen. Nach Abschluss der Evaluationsphase des Projektes TemRas kann bewertet werden, bei welchen Notfallbildern eine präklinische Telekonsultation die Prozesskette der Notfallversorgung optimieren kann.

Interessenkonflikt

Die Autoren erklären, dass sie keinen Interessenkonflikt haben.


Literatur

1.
Sanchez-Ross M, Oghlakian G, Maher J, Patel B, Mazza V, Hom D, et al. The STAT-MI (ST-Segment Analysis Using Wireless Technology in Acute Myocardial Infarction) trial improves outcomes. JACC Cardiovasc Interv. 2011;4(2):222-7. DOI: 10.1016/j.jcin.2010.11.007 Externer Link
2.
Adams GL, Campbell PT, Adams JM, Strauss DG, Wall K, Patterson J, et al. Effectiveness of prehospital wireless transmission of electrocardiograms to a cardiologist via hand-held device for patients with acute myocardial infarction (from the Timely Intervention in Myocardial Emergency, NorthEast Experience [TIME-NE]). Am J Cardiol. 2006;98(9):1160-4. DOI: 10.1016/j.amjcard.2006.05.042 Externer Link
3.
Meyer BC, Raman R, Hemmen T, Obler R, Zivin JA, Rao R, et al. Efficacy of site-independent telemedicine in the STRokE DOC trial: a randomised, blinded, prospective study. Lancet Neurol. 2008;7(9):787-95. DOI: 10.1016/S1474-4422(08)70171-6 Externer Link
4.
Schwamm LH, Holloway RG, Amarenco P, Audebert HJ, Bakas T, Chumbler NR, et al. A review of the evidence for the use of telemedicine within stroke systems of care: a scientific statement from the American Heart Association/American Stroke Association. Stroke. 2009;40(7):2616-34. DOI: 10.1161/STROKEAHA.109.192360 Externer Link
5.
Skorning M, Bergrath S, Rörtgen D, Brokmann JC, Beckers SK, Protogerakis M, et al. E-health in der Notfallmedizin - das Forschungsprojekt Med-on-@ix. Anaesthesist. 2009;58:285-92. DOI: 10.1007/s00101-008-1502-z Externer Link
6.
Bergrath S, Rörtgen D, Rossaint R, Beckers SK, Fischermann H, Brokmann JC, et al. Technical and organisational feasibility of a multifunctional telemedicine system in an emergency medical service - an observational study. J Telemed Telecare. 2011;17:371-7. DOI: 10.1258/jtt.2011.110203 Externer Link
7.
Ziegler V, Rashid A, Müller-Gorchs M, Kippnich U, Hiermann E, Kogerl C, et al. Einsatz mobiler Computing-Systeme in der präklinischen Schlaganfallversorgung Ergebnisse aus der Stroke-Angel-Initiative im Rahmen des BMBF-Projekts PerCoMed. Anaesthesist. 2008 Jul;57(7):677-85. DOI: 10.1007/s00101-008-1395-x Externer Link
8.
Bergrath S, Reich A, Rossaint R, Rörtgen D, Gerber J, Fischermann H, et al. Feasibility of Prehospital Teleconsultation in Acute Stroke – a pilot study in clinical routine. PLoS One. 2012;article in press.
9.
Scholz KH, Hilgers R, Ahlersmann D, Duwald H, Nitsche R, von Knobelsdorff G, et al. Contact-to-balloon time and door-to-balloon time after initiation of a formalized data feedback in patients with acute ST-elevation myocardial infarction. Am J Cardiol. 2008 Jan 1;101(1):46-52. DOI: 10.1016/j.amjcard.2007.07.078 Externer Link
10.
Kill C, Greb I, Wranze E, Hartmann H, Hündorf HP, Gliwitzky BW, H. Kompetenzentwicklung im Rettungsdienst. Ein Pilotprojekt zur erweiterten Notfalltherapie durch Rettungsassistenten. Notfall Rettungsmed. 2007;10:266-72. DOI: 10.1007/s10049-007-0919-2 Externer Link
11.
Greb I, Wranze E, Hartmann H, Wulf H, Kill C. Analgesie beim Extremitätentrauma durch Rettungsfachpersonal. Notfall & Rettungsmedizin. 2011;14:135-42. DOI: 10.1007/s10049-010-1364-1 Externer Link