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Continuous monitoring of individual vital parameters can provide information for the assessment of one’s health and indications of medical problems in the context of personalized medicine. Correlations between parameters and health issues are to be evaluated. As one project in this topic area, a telemedicine platform is implemented to gather data of outpatients via wearables and accumulate them for physicians and researchers to review. This work extracts requirements, draws use case scenarios, and shows the current system architecture consisting of a patient application, a physician application with a web server, and a backend server application. In further work, the prototype will assist to develop a vendor-free and open monitoring solution. A conclusion on functionality and usability will be evaluated in an imminent first study.

Context-aware systems to support actors in the operating room depending on the status of the intervention require knowledge about the current situation in the intra-operative area. In literature, solutions to achieve situation awareness already exist for specific use cases, but applicability and transferability to other conditions are less addressed. It is assumed that a unified solution that can be adapted to different processes and sensors would allow for greater flexibility, applicability, and thus transferability to different applications. To enable a flexible and intervention-independent system, this work proposes a concept for an adaptable situation recognition system. The system consists of four layers with several modular components for different functionalities. The feasibility is demonstrated via prototypical implementation and functional evaluation of a first basic framework prototype. Further development goal is the stepwise extension of the prototype.

One of the key challenges for automatic assistance is the support of actors in the operating room depending on the status of the procedure. Therefore, context information collected in the operating room is used to gain knowledge about the current situation. In literature, solutions already exist for specific use cases, but it is doubtful to what extent these approaches can be transferred to other conditions. We conducted a comprehensive literature research on existing situation recognition systems for the intraoperative area, covering 274 articles and 95 cross-references published between 2010 and 2019. We contrasted and compared 58 identified approaches based on defined aspects such as used sensor data or application area. In addition, we discussed applicability and transferability. Most of the papers focus on video data for recognizing situations within laparoscopic and cataract surgeries. Not all of the approaches can be used online for real-time recognition. Using different methods, good results with recognition accuracies above 90% could be achieved. Overall, transferability is less addressed. The applicability of approaches to other circumstances seems to be possible to a limited extent. Future research should place a stronger focus on adaptability. The literature review shows differences within existing approaches for situation recognition and outlines research trends. Applicability and transferability to other conditions are less addressed in current work.

Integrating tools and applications into a clinically useful system for individual continuous health data surveillance requires an architecture considering all relevant medical and technical conditions. Therefore, the requirements of an integrated system including a health app to collect and monitor sensor data to support personalized medicine are analyzed. The structure and behavior of the system are defined regarding the specific health use cases and scenarios. A vendor-independent architecture, which enables the collection of vital data from arbitrary wearables using a smartphone, is presented. The data is centrally managed and processed by attending physicians. The modular architecture allows the system to extend to new scenarios, data formats, etc. A prototypical implementation of the system shows the feasibility of the approach.

Hintergrund: Oftmals werden Informationen aus der Krankenakte oder von Bildgebungsverfahren nur auf recht weit vom Operationsgebiet entfernten Monitoren, außerhalb der ergonomischen Sichtachse des Operateurs, dargestellt. Dies führt dazu, dass relevante Informationen übersehen werden oder ihr Informationspotenzial nicht ausgeschöpft werden kann. In Papierform mitgenommene Notizen befinden sich während der OP außerhalb des sterilen Bereichs und sind dadurch für den Operateur nicht ohne Weiteres zugänglich. Auch bei intraoperativen Einträgen für die OP Dokumentation ist der Operateur auf die Mithilfe der Assistenz angewiesen. Durch die zusätzlichen Kommunikationswege entstehen dabei ein personeller und zeitlicher Mehraufwand und das Fehlerpotenzial nimmt zu. Das anwendungsorientierte Forschungsprojekt OR-Pad - Nutzung von portablen Informationsanzeigen im Operationssaal - soll dem Operateur zu einem verbesserten Informationsfluss verhelfen. Die Idee entstand aus der klinischen Routine der Anatomie und Urologie des Universitätsklinikums Tübingen und wird nun durch Fördermittel vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg sowie vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung an der Hochschule Reutlingen zu einem High Fidelity-Prototypen weiterentwickelt. Ziel: Ziel des OR-Pad Projekts ist es, während einer OP zum aktuellen Zeitpunkt klinisch relevante Informationen in unmittelbarer Nähe zum Operateur darzustellen. Mithilfe des Systems soll der Informationsfluss zwischen dem Eingriff sowie dessen Vor- und Nachbereitung optimiert werden. Der Operateur soll vorab relevante Informationen, wie aktuelle Röntgenbilder oder persönliche Notizen, zur intraoperativen Anzeige auswählen können, die dann am OP-Situs auf einer sterilen Informationsanzeige dargestellt werden. Durch die Positionierung soll eine ergonomische Sichtachse sowie die direkte Interaktion mit dem System ermöglicht werden. Kontextrelevante Informationen sollen basierend auf dem aktuellen OP-Verlauf durch die Entwicklung einer Situationserkennung automatisch bereitgestellt werden. Zur Optimierung des Informationsflusses gehört ebenfalls die Unterstützung der OP-Dokumentation. Für diese sollen während des Eingriffs manuell vom Operateur sowie automatisch vom System Einträge, wie Zeitpunkte oder intraoperative Aufnahmen, erstellt werden. Aus diesen soll nach dem Eingriff die OP-Dokumentation generiert und damit der Prozess qualitativer und zeiteffizienter gestaltet werden. Methodik: Zur Erreichung des Ziels werden zunächst die klinischen Anforderungen spezifiziert und in ein Lastenheft überführt. Hierfür werden Interviews und Beobachtungen bei mehreren Interventionen durchgeführt. Nach dem User-Centered-Designprozess werden Personas und Nutzungsszenarien entworfen und mit klinischen Projektpartnern in mehreren Iterationen evaluiert. Es gilt eine Informationsarchitektur aufzubauen, die eine Einbettung klinischer Informationssysteme sowie Bild- und Gerätedaten aus dem OP-Netzwerk erlaubt. Eine Situationserkennung, basierend auf Prozessmodellen, soll zur Abschätzung des Operationsfortschritts entwickelt werden. Zur Befestigung der Informationsanzeige sollen geeignete Haltemechanismen eingesetzt werden. Das OR-Pad System soll laufend im Lehr- und Forschungs-OP der Hochschule Reutlingen getestet und im Sinne agiler Produktentwicklung mit den klinischen Projektpartnern abgestimmt werden. Der finale Funktionsprototyp soll abschließend in den Versuchs-OPs der Anatomie Tübingen getestet und evaluiert werden. Ergebnisse: Über eine erste Datenerhebung mittels Contextual Inquiry konnten erste Anforderungen an das OR-Pad System erfasst werden, woraus ein Low-Fidelity-Prototyp resultierte. Die Evaluation über Experteninterviews führte in die zweite Iteration, in der das Konzept entsprechend der Ergebnisse angepasst wurde. Über Hospitationen am Uniklinikum Tübingen fand eine weitere Datenerhebung zur Erstellung von Szenarien für die intraoperativen Anwendungsfälle statt. Anhand der Anforderungen wurde ein Konzept für die Benutzerschnittstelle entworfen, die im weiteren Verlauf mit den klinischen Projektpartnern evaluiert wird.