E-Health 2020 = Mobil + Ubiquitär + Ökonomisch minus Privatsphäre? Prof. Dr. Torsten Eymann LS Wirtschaftsinformatik (BWL VII) Universität Bayreuth

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1 E-Health 2020 = Mobil + Ubiquitär + Ökonomisch minus Privatsphäre? Prof. Dr. Torsten Eymann LS Wirtschaftsinformatik (BWL VII) Universität Bayreuth

2 Fleet Management: Optimization by Identification Patient Identification: Integration of various personal data sources Flat Panel Diagnostics: Multimedia from integrated databases 2 [S IE M E N S A G, H orizons 2020, 3.siem ens.de/horizons2020/, 2006]

3 Growing Value The Economic Potential of Identification Optimiza -tion Integration Intelligence Identification [E ym ann, Z w icker: E chtzeitanw endungen m it R F ID, K rankenhaus-it Journal, 1/2006] 3

4 Why 100% Identification? T Eymann, Information Systems Management, U Bayreuth 4

5 Vermeidbare Patientenverwechslungen P atien tin verw ech selt, w eil k ein D olm etsch er greifb ar : K aisersch n itt statt Herztonuntersuchung in 28 SSW Quelle: Oberösterreichische Nachrichten, Juli 2004 Download PDF unter

6 Vermeidbare Patientenverwechslungen zw ei P atien ten in d er N otau fn ah m e unter ein und demselben Namen au fgen om m en Quelle: Der Landesdatenschutzbeauftragte Baden-Württemberg in seinem Tätigkeitsbericht 2004 Download PDF unter

7 Vermeidbare Patientenverwechslungen Während Herz-OP versehentlich dem falschen Patienten der Brustkorb geöffnet Quelle: Die Welt, November 2004 Download PDF unter

8 Vermeidbare Patientenverwechslungen 26 bis 38% der Medikationsfehler entstehen bei der Verabreichung, dabei werden 10% der Patienten verwechselt. Quelle: Agency for Healthcare Research and Quality,Rockville, USA, März 2001 Download PDF unter

9 Zahlen für das UKL Freiburg Umsatz ca. 500 Mio >7.000 Beschäftigte ~1.600 Planbetten ~ stat. Fälle p.a. ~ ambulante Besuche p.a. pro Jahr... ~ Arztbriefe ~ OP-Berichte ~ kl.-chem. Befunde ~ rad.befunde ~ Pathologiebefunde ~ mikrob. Befunde ~7 Mio. Seiten Krankenakten ~2 Terabyte Datenvolumen [Vorlesung Krankenhausinform ationssystem e,prof. R. Klar/A. Hauß, Uni Freiburg]

10 Die erfundene Geschichte von Laura Roberto Laura Roberto wird wegen der Frühgeburt Ihrer Zwillinge eingeliefert 0:30 Uhr: Geburt des ersten Zwillings, Anforderung eines kl.-chem. Befundes für Zw illing Roberto,N r.1 0:55 Uhr: Geburt des zweiten Zwillings, Anforderung eines kl.-chem. Befundes für Zw illing Roberto,Nr.2 8:15 U hr: Anforderung von neuen Befunden für Zw illing Roberto,männl. und Zw illing Roberto,weibl. 10:00 U hr: Die Eltern geben ihren Kindern die Vornam en Roberta und Andrea 10:30 Uhr: Aufnahme der Patienten in die EDV durch die Verwaltung 13 Uhr: Neue Befund-Anforderung für Roberta Roberto und Andrea Roberto Frage: Welcher der sechs Befunde gehört zu welchem Kind? [Vorlesung Krankenhausinform ationssystem e,prof. R. Klar/A. Hauß, Uni Freiburg]

11 Ursachen und Risiken für Patientenverwechslungen Namensgleichheit Meier, Müller, Schulze Ortswechsel Patient in falschem bzw. neuem Zimmer oder Bett Patient demente Patienten, Kinder, Schwerverletzte Sprachschwierigkeiten ausländische Patienten, kein Übersetzungsdienst Routinetätigkeiten Akten, Medikamente, Befunde etc. falsch etikettiert & zugeordnet Kommunikation Verständnisschwierigkeiten, fehlender Dialog Download PDF unter

12 Verschwundenes Equipment in Krankenhäusern. [Krankenhäuser] können 15-20% des eigenen Equipments nicht finden. Infusions Pumpen verschwinden einfach. Wenn eine Wartung ansteht können wir sie einfach nicht finden. Zahlen von Krankenhäuser zeigen die Größe des Problems: 500 Betten Hospital: 250 von verlorene Pumpen pro Jahr (17%) 150 Betten Hospital: 40 von 500 Pumpen pro Jahr gehen verloren (8%) Verlust= nicht aufgefunden zur Wartung, damit nicht mehr einsetzbar [Quelle: T-Systems]

13 How 100% Identification? T Eymann, Information Systems Management, U Bayreuth 13

14 Armband Identifikationssysteme im Krankenhaus Patientenarmbänder als Qualitätsmerkmal

15 Einsatz von Barcodesystemen im Gesundheitswesen* EAN 128 EAN-13 Code 39 Datamatrix Code 2/5i Codablock Code 128 CODABAR PZN HIBC Janomed 26,0% 24,0% 20,0% 14,0% 10,0% 10,0% 6,0% 4,0% 4,0% 2,0% 2,0% 4,0% 52,0% EAN-13 Amor Barcode Individuell 0,0% 10,0% 20,0% 30,0% 40,0% 50,0% 60,0% EAN 128 *Umfrage des KKC, 2003

16 Radio Frequency Identification (RFID) [E ym ann, Z w icker: E chtzeitanw endungen m it R F ID, K rankenhaus-it Journal, 1/2006] 16

17 RFID Wie funktioniert es? Lokale Schnittstelle Luftschnittstelle Schreib-/Lesegerät Elektromagnetisches Feld Warenwirtschaftssystem RFID-Transponder

18 Offene Systeme Supply Chain Anwendungen Vorlieferanten Hersteller Verteilzentrum Krankenhaus Patient + HOSPITAL+ - Transport Transport Transport Produktionssteuerung Inventur Kommissionierung Wareneingang/-ausgang Warensicherung Wareneingang Inventur Diebstahlsicherung Medikationskontrolle Rückverfolgbarkeit Recycling

19 Standardisierung von RFID-Codes Electronic Product Code: Standard für ein Nummerierungskonzept zur eindeutigen Identifikation Standard für den Transponder Standard für das RFID-Kommunikationsprotokoll Standard für das Kommunikationsnetzwerk über Internet Elektronischer Produktcode (EPC) = EAN + Seriennummer EPC-Nummer

20 Pharma Supply Chain: Herkunftsnachweis und Fälschungssicherheit durch EPC Offene Systeme Lieferung Rohmaterial: Rohmaterial A in Fass 4 Rohmaterial B in Fass 7 Lieferung mit LKW 33 Produktion: geliefert von Chemiewerk X Rohmaterial A Fass 4 + Rohmaterial B Fass 7 Neues Produkt M auf Palette 19 Lieferung an Großhändler Z Lieferung Produkt M Palette 39 Erhalten am Versendet am Flasche 47 von Produkt M wurde entnommen Erhalten am Stammbaum: Palette 39, Großhändler Z Palette 19, Hersteller Y Rohmaterial A, B Fass 4,7 Chemiewerk X 1. Vom Vorlieferanten 2. zum Hersteller 3. zum Großhandel 4. zur Apotheke/ Krankenhaus Alle Informationen sind über das EPC-Netzwerk abrufbar!

21 Medikamentenkontrolle Materialmanagement (I) Kontrolle des Warenein- und -ausgangs in der Apotheke und auf der Station Dokumentation des Warenein- und -ausgangs in der Apotheke und auf der Station Kontrolle und Dokumentation klinischer Studien Optimierung von Ge- und Verbrauchsmaterialien Tatsächlicher Verbrauch Optimale Bestellmenge ermitteln Dokumentation der Verbräuche nach Kostenstellen Basis für Controlling Vereinfachung und Kontrolle des Kleiderkreislaufs bzw. reinigung

22 Inventarisierung Materialmanagement (II) Inventarisierung hochwertiger Güter Betten Rollstühle Geräte Automatische Kontrolle der Objekte auf Stationsebene Identifikation beim Verlassen der Station Erfassen der Rückläufer je Station Automatisierte Kontrolle der Objekte Bei Entnahme Bei Rückgabe

23 Tracking & Tracing Rückverfolgbarkeit, z. B. chirurgischer Instrumente Sicherheit bei Rückverfolgbarkeit und Dokumentation Vermeidung von Schwund

24 RFID als zusätzliche Infrastruktur? Aktives Tagging über Wireless LAN Daten Vo IP Standard WLAN

25 Ortung aller mobilen Endgeräte PDAs Laptops VoIP Telefone Barcode/RFID- Scanner Sonstige WLANfähige Geräte Personen oder Geräte mit WLAN Tags

26 Geräteverfolgung mit WLAN Tags Baxter Infusions Pumpe w/t201 GE NIBP w/t201 Hill-Rom bett w/t201

27 Location Services im Krankenhaus 1. Geräteortung Mobile Medizinische Geräte (z.b. IV-Pumpen) Betten Rollstühle IT-Geräte 2. Personalsicherheit Hilferuf insbesondere zu Bereitschaftszeiten in Ambulanz, Psychatrie etc. 3. Patienten Sicherheit Patientenhilferuf Überwachung von Psychatriepatienten Überwachung von Orientierungslosen Patienten

28 1 Hilferuf Schwester drückt den WLAN Tag Rufknopf Ekahau Positioning Engine T201 WLAN tag server 2 Server lokalisiert und leitet weiter. 3 Das am nächsten befindliche Wachpersonal erhält Mitteilung und hilft

29 Wirtschaftliche Bedeutung von Auto-Ident-Technologie (RFID) Asset Management Vollautomatische Lager- und Artikelverwaltung Berührungsloses Erfassen ohne Sichtkontakt Lokalisierung von (teuren) Ressourcen Diebstahlsicherung Grundlage für 1. Ereignisorientierte Informationsverarbeitung (Intelligenz) 2. Verknüpfung und Wissensgenerierung (Integration) 3. Verbesserung von Abläufen und Prozessen (Optimierung) 32

30 Problem: Ersatz von 650 Pumpen durch neue teure Geräte erforderlich. Budget erlaubt dies nicht. Lösung: Beschaffung eines Tracking Systems zur Reduzierung der benötigten Pumpenzahl durch bessere Auslastung. Fallstudie: Asset Tracking Palmetto Health SC ROI : Reduktion der Pumpenbeschaffung um 120 Stück a $4800. Einsparung: $576K Systemkosten: $230K Ergebnis (1. J): +$346K Zusatznutzen: Verbesserte Effizienz im Wartungsprozess Bessere Geräteverfügbarkeit für Medizinisches Personal Transparenz der tatsächlichen Geräteauslastung Reduzierte Verluste durch Diebstahl etc. Mitnutzung des Tracking Systems auch für andere Geräte.

31 Fallstudie: Mitarbeitersicherheit Problem: Sicherheitsprobleme in Notaufnahme Bedrohliche Situationen führen zu Abwanderung von wichtigem Personal Lösung: Schwestern tragen Tags mit Alarmknopf zum gezielten Herbeirufen von Sicherheitspersonal Tuusula Hospital Helsinki ROI: Mitarbeiterzufriedenheit steigt von 50% auf über 75%. Reduktion der Personalmanagement- Kosten durch geringere Fluktuation erwartet. Zusatznutzen: Erhöhte Patientensicherheit durch schnellere Beruhigung bedrohlicher Situationen. Imageverbesserung Erhöhte Transparenz der Effizienz des externen Sicherheitsdienstes. Vermeidung von möglichen Folgekosten durch Schadenersatzprozesse etc. Page 34

32 Welchen Mehrwert bietet ein Armband? Behandlungen können mittels aufgedruckten Barcodes oder RFID-Tag automatisch dokumentiert und der elektronischen Patientenakte zugeordnet werden Aufzeichnung von Vitalmesswerten und Point of Care Behandlungen Kostenzuordnung von OP-Verbrauchsmaterialien Hotel- und Zusatzleistungen können zum P atientenkonto gebucht w erden Patienten und Besucher können von einander unterschieden werden Download PDF unter

33 Wie viel ist die Sicherheit eines Patienten wert? Kosten je Patient: zwischen 30 und 50 Cent* *KH der mittleren Versorgung, 500 Betten, stationäre Aufnahmen pro Jahr, abhängig von der EDV-Struktur und Organisation Download PDF unter

34 Achtelfinale RFID will be used for healthcare asset identification Ubiquity {everything else} T Eymann, Information Systems Management, U Bayreuth 37

35 Growing Value The Potential of Intelligence Optimiza -tion Integration Intelligence Identification [E ym ann, Z w icker: E chtzeitanw endungen m it R F ID, K rankenhaus-it Journal, 1/2006] 38

36 Ambulante Überwachung durch Menschliche Intelligenz GPRS / UMTS Analyse & Content Management Medizinisches Call Center und Dienstleistungen Messung von Vitaldaten Mobile Netzwerke Patienten Feedback in Echtzeit Arzt [R ainer H erzog, E ricsson A G, M obile G esundheitsdienste - Killerapplikationen für m obile IT?. E ingeladener V ortrag, M ocom ed 2005, F reiburg, 15. S eptem ber 2005]

37 Orts- und Kontextbasierte Verarbeitung GPS Notarzt meldet Diagnose an Einsatzzentrale GPS Tablet PC der Stadionfeuerwehr mit Lageplan und aktueller Gefährdungssituation Zweiter Notfall mit gleicher Diagnose Epidemie? [Robert Gerl u.a., M obiles C om puting für N otfallärzte O ktoberfest 2005, W M 2006 ]

38 Intelligence The Smart Hospital Smart Objects, smart people Location known Status known Running for 525 hrs, needs changing Room occupied by: 3 patients, 2 nurses, 1 doctor Objects communicate with other objects with humans Dr Mueller Dr Schneider Dr. Missing All Mueller activities doctor! passes on door schedule R

39 The Intelligent Hospital Scenario (2) Visit us in the ETRICS exposition area! 43

40 Fallstudie: Prozessverbesserung Probleme: Engpässe in Diabetesambulanzprozessen Patientenunzufriedenheit führt zu Abwanderung Unterauslastung von Personal und Einrichtung Solution: Verfolgung von Patienten mit WLAN Tags für sofortige und schrittweise Prozessoptimierungen ROI: Patientenwartezeit reduziert von durchschn. 2 Std. auf 1:15 Std. Kapazitätsverbesserung für 10 zusätzliche Prozeduren pro Tag a $280. Simple ROI: 5 x $280* = $1400/Tag X 200 Tage = $280,000. Systemkosten: $35K *) Assume 50 % case Zusatznutzen: Erhöhte Patientenzufriedenheit durch geringere Wartezeiten Erhöhte Geräteauslastung als Nebeneffekt Erhöhte Mitarbeitereffizienz. Reduktion von Überstunden. Page 47

41 Growing Value The Potential of Integration Optimiza -tion Integration Intelligence Identification [E ym ann, Z w icker: E chtzeitanw endungen m it R F ID, K rankenhaus-it Journal, 1/2006] 48

42 ehealth Daten- & Schnittstellen Harm onie Lab Data Billing Patient Data Membership Claims Capitation Financial System Utilization Billing Data Warehousing Membership Human Resources 49 Source: Deloitte & Touche Consulting Group

43 EAI ehip: Basis für Integrierte Versorgung Vertikale und horizontale Prozessintegration durch ehip am Beispiel Krankenhaus Future Hospital Barmbek Niedergelassener Arzt Krankenhaus Reha, Nachsorge Workflow Management Workflow Management Endgeräte KIS Workflow Management Medizinische Endgeräte Medizinische Dokumentation RIS PACS Medizinische Endgeräte Medizinische Dokumentation Rechnungswesen FI / CO / ERP* Software Infrastruktur Hardware Infrastruktur Labor... Medizinische Dokumentation Rechnungswesen Betriebssysteme Dokumentations- Archiv (Bilder, Dok.) Betriebssysteme Hardware Dokumentations- Archiv (Langzeit.) Hardware ehip Kommunikation Komm. zw. Leistungserbringern Basisdienste ehip Medizin. Dienste Rahmenarchitektur Mehrwertdienste Komm. zw. Leistungserbringern ehip Kommunikation 50

44 e-hip Design & Konzept Implementierung von Anwendungsfällen (z.b. elektronische Anfrage, elektronischer Entlassbrief) + Standards aus Industrie & Gesundheitswesen + CDA Clinical Document Architecture EKG Lösungsarchitektur Microsoft Standard Produkte 51

45 Health Information Networks Integration Platform EMR Adapter HIS Adapter Data W/H Enterprise Portal BI/Report, Services Orchestration/ Rules Engine CDISC Pharmaceutical Adapter CDISC Lab Hospital HL7 HL7 Radiology DICOM Regional Health Network (RHIO) HIPAA HIPAA Clearinghouse Federal / State Government HIPAA NCPDP CCR HIPAA HIPAA Health Plan Pharmacy 52 Primary Care Physician HIPAA Employer

46 Health Information Networks National Health Information Network initiative set forth by the US Government Allow for exchange of clinical and administrative information Based upon open standards Cost of fully functional National Health Information Network (NHIN) estimated at $156B over five years (*), over $50B spent by hospitals Regional Health Information Organizations (RHIO) being funded to jumpstart NHIN development ~150 RHIOs funded today Majority of hospitals and healthcare organizations in the U.S. will join a RHIO within 5-7 years Touches the entire healthcare continuum Physician offices, health plans, pharmaceutical companies, state and local government, federal government 53

47 E-Health 2006 Asklepios Hospital, Hamburg Newly built and running since March 2006 A hospital project by Microsoft and Intel Similar Projects: Jacobi Medical Center, New York (Siemens), 2005 Son Llatzer Hospital, Mallorca, Spain (General Electric), T Eymann, Information Systems Management, U Bayreuth 54

48 Halbfinale RFID and Mobile Computing will be used for healthcare identification & processes Ubiquity {everything else} T Eymann, Information Systems Management, U Bayreuth 55

49 What is the most important security threat to ubiquitous healthcare? Losing identification Losing accountability Losing the patient Privacy (as anonymity)? No T Eymann, Information Systems Management, U Bayreuth 60

50 Growing Value What has to be protected in E-Health Privacy? Optimiza -tion Integration Intelligence Identification [E ym ann, Z w icker: E chtzeitanw endungen m it R F ID, K rankenhaus-it Journal, 1/2006] 61

51 The User in the Age of Ubiquitous Computing Patient Physician Employee Cafeteria Visitor 30 RFID chips in clothes and money wallet chips every day in disposables (drinks, food) = ~ 400 chips in your possession per year?

52 The Digital Elephant and the blind receivers Physician Employee Cafeteria Visitor Patient

53 The Digital Elephant (2) Patient Physician? = Employee Cafeteria Visitor Attacker

54 Ubiquity vs. Privacy Naive requirement of the human user: Protecting privacy by disallowing to combine profiles Caveat: Creation of profiles from different UCtag sets leads to different results

55 Ubiquity vs. Privacy How can the elephant show that he is in fact an elephant?

56 Making a case for the Alibi Machine Give the user deliberate control over own identity by combination of Alibi Location biometric authentification and signed location/context data On a certified device Time By 2020 or earlier? Authentification

57 Finale Ubiquitous Computing = Zurechenbarkeit, Nachvollziehbarkeit Grösste Bedrohung = Mehrdeutigkeit in der Identifikation Schutzmechanismus = aktive Identifizierung = Alibi Ubiquity Privacy T Eymann, Information Systems Management, U Bayreuth 68