Das Trendthema Künstliche Intelligenz (KI) wird bereits seit einigen Jahren branchenübergreifend diskutiert. Die neueste Errungenschaft der KI-Entwickler: ChatGPT. Auch im Bereich der Pflege debattieren Expert:innen über die Chancen und Grenzen intelligenter Technologien, die das Gesundheitswesen langfristig stärken sollen. Wir stellen dir sieben spannende KI-Projekte vor. Außerdem werfen wir einen Blick in die Zukunft der Pflege und erklären dir, wie du ChatGPT schon jetzt für dich nutzen kannst.

Bereits in den 1950er Jahren entwickelten KI-Forscher:innen erste Theorien rund um das Thema intelligente Maschinen. Was anfangs noch als pure Science-Fiction abgestempelt wurde, ist heute Realität. Der digitale Wandel revolutioniert unsere Arbeitswelt und unseren Alltag.

Sprachassistenz, Bildanalyse-Systeme, sensorische Patientenüberwachung – die Weiterentwicklung intelligenter Technologien ermöglicht im Gesundheitswesen effizientere Prozesse und präzisere Behandlungsmethoden. Doch wie nehmen Gesundheitsfachkräfte diesen Fortschritt wahr?

Das Pflegepersonal bewertet den digitalen Wandel als grundsätzlich positiv. In einer MEDWING-Umfrage zum Thema Digitalisierung im September 2021 gaben knapp 70 Prozent der befragten Pflegekräfte an, aufgeschlossen gegenüber neuen Technologien und digitalen Kommunikationsmitteln zu sein.

Was genau ist eigentlich KI?

Menschliche Intelligenz ist die Fähigkeit, Informationen aufzunehmen und zu verarbeiten, Probleme zu lösen sowie sich an neue Situationen anzupassen. In der KI-Forschung sollen diese Eigenschaften auf Maschinen übertragen werden. Das Ziel: die generelle Steigerung der Effizienz und Produktivität innerhalb der Gesellschaft.

Je nach Anwendungsbereich verarbeiten smarte Maschinen große Mengen an Daten und erkennen innerhalb kürzester Zeit komplexe Zusammenhänge und Muster. So erfassen, analysieren und generieren sie unter anderem Sprache oder Bilder und lösen Probleme schnell und effizient.

Im Gesundheitswesen werden medizinische und pflegerische Fachkräfte bei ausgewählten Arbeitsschritten bereits heute durch intelligente Technologien unterstützt.

Viele weitere Forschungsprojekte befinden sich noch in der Entwicklungsphase. Ein Teil davon wird im Rahmen der „Strategie Künstliche Intelligenz“ vom Bund gefördert. Ziel der Strategie ist es, die Forschung, Entwicklung und Anwendung von KI in Deutschland zu voranzutreiben. Für die Umsetzung plant die Regierung rund fünf Milliarden Euro bis 2025 bereitzustellen.

7 Beispiele KI-basierter Technologien im Gesundheitswesen

KI ist vielseitig einsetzbar und unterstützt Pflegefachkräfte in fast allen Aufgabenbereichen. Daher ist es kaum verwunderlich, dass Expert:innen das große Potenzial erkannt haben und kontinuierlich neue Projekte ins Leben rufen, um die Gesundheitsbranche mittels KI nachhaltig zu stärken.

Moderne Technik soll pflegerisches Handeln und die Mensch-zu-Mensch-Interaktion dabei nicht ersetzen, sondern Pflegefachkräfte in ihrem Arbeitsalltag entlasten. Langfristig soll so eine intensivere Betreuung der Patient:innen ermöglicht und die personelle Ausfallquote aufgrund mentaler Überlastung verringert werden.

Von der digitalen Dokumentation bis hin zu Pepper, dem Pflegeroboter – wir stellen dir nachfolgend sieben innovative Hilfsmittel vor, die du als Pflegefachkraft kennen solltest.

#1 Das smarte Pflegebett: gut gebettet ist halb genesen

Ein intelligentes Bett, das Bewegungsmuster der Patient:innen analysiert, ihre Vitaldaten dokumentiert und automatisch die Zimmerbeleuchtung steuert. Was vor 10 Jahren einer Utopie gleichkam, ist dank KI-Forschung heutzutage eine wichtige Entlastung für Pflegefachkräfte und steigert die Sicherheit der Patient:innen.

Innovative Betten werden beispielsweise von Unternehmen wie Wissner-Bosserhoff, Hermann Bock oder Arjo hergestellt und vertrieben. Der Funktionsumfang variiert je nach Modell. Jedoch befinden sich die KI-gesteuerten Betten noch immer am Anfang einer vielversprechenden Entwicklung, sodass in Zukunft mit hoher Wahrscheinlichkeit noch weitere technische Lösungen in Pflegebetten integriert werden.

Beispielhafte Funktionen:

• Warnsystem für das Verlassen des Pflegebettes mit individuellen Zeitintervallen z.B. Toleranzzeiträume für Toilettengänge
• Niedrig-Bett-Funktion
• Integrierte Dokumentationsschaltfläche mit direkter Übertragung in die Pflegeakte
• Ermittlung des Gewichts und BMI-Kontrolle
• Feuchtigkeitssensoren mit automatischer Ruf-Funktion
• Regelmäßige Analyse des Bewegungsprofils und Früherkennungssystem zur Prävention von Dekubitus
• Analyse der Vitalfunktionen inklusive Warnsystem
• Möglichkeit zur Steuerung via Smartphone

#2 Voller Durchblick mit der AR-Pflegebrille

Die intelligente Datenbrille blendet mittels Elementen der Augmented Reality (AR) wichtige Informationen ein. Währenddessen hat der oder die Benutzer:in parallel beide Hände frei für pflegerische Tätigkeiten. So soll die Effizienz und Genauigkeit in der Pflege verbessert werden.

Die ersten Praxistests hat die smarte Brille bereits bestanden. Nun wird sie im staatlich geförderten Forschungsprojekt „Pflegebrille 2.0“ zu einem marktfähigen Produkt für den breiten Einsatz weiterentwickelt.

Zwar verkaufen große Unternehmen wie Microsoft oder Vuzix bereits seit einigen Jahren AR-Pflegebrillen. Jedoch soll die KI zukünftig noch spezifischer auf die Anforderungen und Bedürfnisse der Pflegebranche zugeschnitten werden.

Mögliche Anwendungs- und Funktionsbeispiele:

• Einsicht in Patientendaten
• Visualisierung der Patientenhistorie z.B. Diagnosen oder Medikamente
• Fachliche Anleitungen z.B. bei der Wundversorgung
• Persönliche Notizen und Hinweise von Kolleg:innen
• Sprach- und Videoanrufe
• Überwachung der Vitalfunktionen aus der Ferne
• Interaktive Schulungen und Fortbildungen

#3 Doppelte Entlastung mit dem cleveren Exoskelett

Im Bereich der rehabilitativen Pflege beschleunigen smarte Exoskelette den Behandlungsprozess und sparen dem Pflegepersonal damit kostbare Zeit. Die KI überwacht und analysiert automatisch den physiologischen Zustand sowie die Bewegungsleistung der Patient:innen. In Abhängigkeit vom individuellen Fortschritt werden Gelenke und Muskulatur angepasst trainiert.

Doch die Exoskelette werden nicht nur von Pflegebedürftigen getragen, sondern stärken auch Pfleger:innen den Rücken, während sie schwere körperliche Arbeit, beispielsweise die Umbettung narkotisierter Patient:innen, verrichten. Die Apparatur fördert die Bewegungsabläufe der Träger:innen und steigert ihre Muskelkraft. Dabei messen integrierte Sensoren den Belastungsgrad und beugen physischen Beeinträchtigungen vor.

Eine Vielzahl an Modellen von Firmen wie Cyberdyne, German Bionic oder Sarcos Robotics sind bereits käuflich erhältlich. Die Funktionen und Eigenschaften variieren je nach Modell.

Beispiel-Funktionen:

• Verstärkung der körperlichen Kraft bzw. Gewichtsentlastung, zur Erleichterung anstrengender Bewegungen z.B. Heben oder Tragen
• Sensorische Überwachung der Körperhaltung und der Bewegungsmuster der Benutzer:innen
• Unterstützende Elemente zur Verringerung des Risikos auf Rückenverletzungen
• Ergonomische Passform für den bequemen Tragekomfort
• Bewegungssteuerung für eine einfache und intuitive Bedienung

#4 Sprachgesteuerte Dokumentation: pflegen statt tippen

Digitalisierung verbessert den Informationsaustausch, ist effizient und steigert die Pflegequalität. Zahlreiche Einrichtungen im Gesundheitswesen entlasten ihr Fachpersonal bereits mit der Umstellung auf eine digitale Pflegedokumentation.

Um Pflegekräfte bald noch effektiver zu unterstützen, soll die Dokumentation der Zukunft sprachgesteuert sein. Eine KI erfasst das Gesprochene nicht nur automatisch, sie reagiert auch mit Tipps und relevanten Pflege-Richtlinien. So erhalten Pfleger:innen direktes Feedback und erledigen frühere Papier- oder Tipparbeit bald ganz nebenbei, ohne zusätzliche Handgriffe.

Anwendungsbeispiele wie voize oder 3M M*Modal sind in diversen Einrichtungen bereits im Einsatz und erstellen anhand von Spracheingaben automatische Pflegeberichte, Vitaleinträge und Bewegungsprotokolle, die automatisch in das hauseigene Dokumentationssystem übertragen werden. Die gewonnene Zeit bietet Raum für intensive Betreuung und Kommunikation mit den Patient:innen.

Beispielhafte Funktionen:

• Auswahl verschiedener Eingabeoptionen wie Stichworte, Sätze oder ganze Absätze
• Einfache Such- und Navigationsfunktion zur Informationsausgabe
• Geräteübergreifende Zugriffsmöglichkeiten auf die gesamte Dokumentation z.B. per Smartphone
• Integration anderer medizinischer Systeme z.B. Patientenverwaltungsprogramme, Abrechnungssoftware oder elektronische Patientenakten
• Einfache Suche und Navigation zum schnellen Auffinden von Informationen

#5 Intelligente Rollatoren für selbstbestimmte Patient:innen

Der erste moderne Rollator wurde 1978 entwickelt und unterstützt seitdem Patient:innen mit Mobilitätseinschränkungen bei ihren täglichen Bewegungsabläufen. Im Laufe der Jahre wurde die Gehhilfe auf vier Rädern immer detaillierter an die Bedürfnisse von Pflegebedürftigen angepasst. Beispielsweise verfügen einige Modelle über eine höhenverstellbare Sitzfunktion. Andere Ausführungen lassen sich sogar platzsparend zusammenklappen oder besitzen eine integrierte Einkaufstasche.

Die modernste Form ist der intelligente Rollator. Modelle von Unternehmen wie zum Beispiel Whill, Rollz Motion oder Sunrise Medical bringen nicht nur mehr Komfort, sondern auch mehr Sicherheit und Unabhängigkeit in den Alltag von Patient:innen bringt. Alltägliche Herausforderungen, bei denen Pflegebedürftige normalerweise um pflegerische Unterstützung bitten würden, können dank der KI selbstbestimmt durchgeführt werden.

Beispielhafte Funktionen smarter Rollatoren:

• Intelligente Sensoren: Analyse, Bewertung und Korrektur der Haltung, automatische Sturzerkennung mit Ruffunktion, Aufnahme der Bewegungsdaten z.B. Strecke und Geschwindigkeit
• Selbstlokalisierende Navigation und Onlinekommunikation: bessere Orientierung für Pflegebedürftige in der Einrichtung oder außerhalb, kontrollierte Standortüberwachung durch das Pflegepersonal, 24/7 Kontaktmöglichkeit zwischen Pflegeeinrichtung und Patienten
• Automatisierte elektrische Bremse zur Sturzprävention: sicheres, einfaches Stoppen insbesondere bei Bergabfahrten
• Intelligenter Griff: Erfassung von Benutzerwünschen, Höhenanpassung an physiologische Eigenschaften
• Integrierte Beleuchtung: automatische LED-Leuchten die auf die Umgebungshelligkeit reagieren
• Kontrolle der Vitalfunktionen per App: integrierte Sensoren messen die Herzfrequenz

#6 KI-gesteuerte Robotik-Arme: die rechte Hand für Pflegende

In der Pflege sind unterbesetzte Schichten, insbesondere während der Nacht- und Wochenenddienste, keine Seltenheit. In vielen Situationen wünschen sich Fachkräfte eine unterstützende Hand am Patientenbett. Mit KI-gesteuerten Robotik-Armen könnte dieser Wunsch in Zukunft tatsächlich in Erfüllung gehen.

Zu den bekannten Herstellern gehören zum Beispiel RIKEN, Cyberdyne, Mako Surgical Corp. und Kinova Robotics. Jedes Modell bietet unterschiedliche Funktionen und Eigenschaften, um die Arbeit im Pflegebereich zu erleichtern und zu verbessern. Die Robotik-Arme werden speziell für den Einsatz im Gesundheitswesen entwickelt und sollen Pfleger:innen effizient und präzise bei all ihren Handgriffen unterstützen.

Beispielhafte Funktionen:

• Hilfe bei der Mobilität: Unterstützung beim Aufstehen, Hinsetzen oder Umlagern
• Nahrungsaufnahme: Hilfestellung bei der Zusichnahme von Essen oder Getränken
• Medikamentenvergabe: Dosierung, Verabreichung oder Zurechtlegen von Medikamenten
• Wundversorgung: Unterstützung z.B. durch Verbandswechsel oder das Anbringen medizinischer Geräte
• Monitoring: Überwachung medizinischer Daten wie Blutdruck, Puls oder Atmung der Patient:innen und automatische Weiterleitung an das Pflegepersonal

#7 Smarte Serviceroboter: die innovativen Alleskönner

Die Lesebrille liegt außer Reichweite des Bettes oder der Kugelschreiber fällt beim Sudoku versehentlich auf den Boden. Patient:innen, die stark in ihrer Bewegung eingeschränkt sind, betätigen in diesem Moment die Stationsklingel und bitten um die Unterstützung des Pflegepersonals.

Dies ist nur eines von vielen Beispielen, in denen ein intelligenter Serviceroboter die Fachkräfte entlasten und die Versorgungsqualität von Pflegebedürftigen verbessern kann. Die mechanische Hilfskraft reagiert auf Spracheingaben und geht auf individuelle Wünsche in den unterschiedlichsten Alltagssituationen ein.

Pepper, Paro und Co. werden bereits in mehreren Pflegeeinrichtungen getestet und bewertet. Mithilfe der Erfahrungsberichte wird die KI der fleißigen Helfer kontinuierlich weiterentwickelt mit dem Ziel, ein passgenaues Modell für den Pflegebereich zu entwerfen. Schließlich sollen die Roboter die Pflegekräfte nicht ersetzen, sondern sie zielgerichtet nach ihren Bedürfnissen unterstützen.

Beispielfunktionen intelligenter Servicerobotern:

• Unterstützung bei Aktivitäten des täglichen Lebens: Anziehen von Kleidung, Aufstehen aus dem Bett oder Toilettengänge
• Kommunikation und Unterhaltung: Zuhören und auf Gesprochenes eingehen, Witze und Geschichten erzählen, Videoanrufe ermöglichen, Musik und Filme abspielen, Gesellschaftsspiele spielen und vieles mehr
• Reinigung: automatische Reinigung und Desinfektion, um die Ausbreitung von Infektionen zu vermeiden
• Logistik und Transport: Beförderung medizinischer Geräte, Medikamente oder Lebensmittel
• Monitoring: Überwachung der Vitalfunktionen und weiteren medizinischen Daten wie Blutdruck, Puls oder Atmung und Weiterleitung an das Pflegepersonal

ChatGPT als vielversprechende Zukunftslösung

Der KI-Chatbot hat mit seiner Veröffentlichung im November 2022 große Wellen geschlagen. Das Programm versteht nicht nur die menschliche Sprache, es ist auch kreativ und sprachgewandt. Anhand von Mustererkennung und Wahrscheinlichkeitsberechnungen gibt die Anwendung präzise Antworten, geht auf Folgefragen ein, schreibt ganze Fachartikel, analysiert Datensätze, fasst Bücher oder Texte zusammen und generiert sogar Gedichte.

ChatGPT greift dabei auf die Inhalte des gesamten Internets, den Großteil aller geschriebenen Bücher und Millionen akademischer Fachmagazine zurück. Das Programm lernt zusätzlich von menschlichem Feedback und optimiert seine Sprachausgabe kontinuierlich. Mit einer derart großen Datenbank wirkt der Chatbot wie ein Universalgenie.

Die Einsatzmöglichkeiten scheinen grenzenlos. Expert:innen diskutieren daher auch das Potenzial zur Verbesserung der Versorgungsqualität im Gesundheitswesen. Folgende Anwendungsbeispiele sind denkbar:

1. Diagnose und Behandlung

Der KI-Chatbot verfügt über ein umfassendes Wissen aus medizinischen Datenbanken und Forschungsstudien. Speist man das Programm mit präzisen Anweisungen und Patientendaten, erkennt und analysiert es die Muster. Auf dieser Basis stellt ChatGPT genaue Diagnosen und gestaltet individuelle Behandlungspläne.

Der schnelle Zugriff auf relevante medizinische Informationen und aktuelle Forschungsergebnisse unterstützt Pflegekräfte sowie Ärzt:innen außerdem bei wichtigen Entscheidungen.

Ausschnitt aus einer Beispiel-Unterhaltung mit ChatGPT, um Unterstützung bei einer Diagnose zu erhalten:

Dem Chatbot fehlen jedoch klinische Erfahrung, körperliche Untersuchungen und die menschliche Komponente. Zwar können Daten über die Vitalfunktionen und weitere Untersuchungsergebnisse automatisch in das System übertragen werden. Eine Kontrollinstanz durch Fachpersonal ist aber zwingend notwendig.

ChatGPT soll zukünftig eher als ein effizienter und kompetenter Assistent fungieren, um Gesundheitsfachkräfte zu unterstützen, aber nicht zu ersetzen.

Ebenso wichtig, wie die Qualitätskontrolle, ist der Schutz sensibler Patientendaten. Um den intelligenten Chatbot vollumfassend im Gesundheitswesen einsetzen zu können, werden Systeme und Lösungen benötigt, die den Datenschutz langfristig sicherstellen. Tech-Expert:innen, wie zum Beispiel der Tesla-Vorsitzende Elon Musk, verlangen eine Pause in der KI-Entwicklung, bis notwendige Sicherheitsstandards etabliert wurden.

2. Verwaltungsprozesse und Patientenkommunikation

Digitale Terminvereinbarungen via Chatbot, ausformulierte Arztbriefe, verständliche Übersetzungen medizinischer Fachbegriffe aus Diagnosen für Patient:innen, automatisierte Auswahl von Nahrungspräferenzen. ChatGPT kann auch im Bereich Verwaltung und Kommunikation wichtige Prozesse des Klinik- und Praxisalltags optimieren.

Pflegebedürftige und Angehörige haben so beispielsweise in Zukunft die Möglichkeit, jederzeit Antworten auf fachliche und behandlungsbezogene Fragen zu erhalten, selbst wenn gerade kein medizinisches oder pflegerisches Fachpersonal in der Nähe ist.

Ebenso können per intelligentem Chatbot Folgetermine vereinbart, Pflegeeinrichtungen verglichen und individuelle Handlungsempfehlungen für die Zeit nach einem Klinikaufenthalt angefordert werden.

Auch die Kombination mit bereits existierenden Innovationen ist denkbar. Beispielsweise kann ChatGPT die Dialogfähigkeit von Pflegerobotern oder die sprachgesteuerte Pflegedokumentation verbessern. Voraussetzung ist jedoch auch in diesem Bereich der Schutz sensibler Daten und lückenlose Qualitätskontrollen.

3. Verbesserte pflegerische Trainings und Weiterbildungen

Neben offiziellen Kursen bestehen Weiter- und Fortbildungen für Pflegefachkräfte in Teilen auch aus einem disziplinierten Selbststudium. Ein intelligenter Chatbot bietet ihnen den Raum, um in dieser selbständigen Lernphase Antworten auf Fachfragen und Unterstützung beim Verständnis komplexer Zusammenhänge zu erhalten.

Des Weiteren dient ChatGPT als unabhängiger Lernpartner für Prüfungen. Das Programm erstellt mit konkreten Anweisungen Quizfragen und schätzt anhand der Benutzerangaben sogar den aktuellen Wissensstand ein.

Ebenso ist für Lehrkräfte und Dozent:innen der Einsatz des Chatbots bei der Kursvorbereitung denkbar.

Beispielhafte Eingabeaufforderung, um mit ChatGPT ein Lernquiz zum Thema Wundarten und Heilung zu generieren:

Beispielhafte Endbewertung des Wissensstands durch ChatGPT in Anschluss an die detaillierte Korrektur der gegebenen Antworten:

Es wurden bereits zahlreiche intelligente Lösungen zur Stärkung des Gesundheitswesens entwickelt. In Zukunft gilt es, diese noch spezifischer auf die Bedürfnisse von Patient:innen und Gesundheitsfachkräften abzustimmen, um sie erfolgreich in der Pflegepraxis zu integrieren. Bis es soweit ist, müssen jedoch noch wichtige ethische, organisatorische und rechtliche Fragen, insbesondere im Bereich Datenschutz, geklärt werden.

Shirley Schmolke