Für mehr Zeit am Menschen: Wie HYPROS mit KI-Lösungen von Google Cloud smarte Patientenzimmer entwickelt

Hinweis vom Editorial Team: Hier handelt es sich um einen Gastbeitrag von Tobias Gebhardt, CEO, HYPROS und Marcel Walz, CTO, HYPROS.

KI und Klinik – wie passt das zusammen? Wie Kittel und Stethoskop, finden Tobias Gebhardt (CEO) und Marcel Walz (CTO) von HYPROS. Das Tech-Start-up aus Mecklenburg-Vorpommern entwickelt KI-Lösungen für die smarten Patientenzimmer der Zukunft. Wie jene aussehen könnten und welche besonderen Herausforderungen KI-Technologie im Gesundheitsbereich erfüllen muss, verraten Tobias Gebhardt und Marcel Walz in diesem Blogbeitrag.

KI als Hoffnungsträger im Pflegesektor

3 Uhr nachts in einer deutschen Universitätsklinik: Ein Metallbecher fällt zu Boden und rollt scheppernd über den Flur. Er war auf der Türklinke eines Patientenzimmers balanciert, um das unterbesetzte Nachtdienstpersonal zu alarmieren, falls ein Patient sein Zimmer verlässt.

Diese improvisierte Alarmanlage zeigt, wie einfallsreich das Pflegepersonal sein kann. Sie ist aber auch ein Symptom für den gravierenden Pflegenotstand in deutschen Einrichtungen. Dort müssen immer weniger Pflegekräfte immer mehr Patient*innen betreuen: Laut Bundesagentur für Arbeit gab es 2023 etwa 35.000 unbesetzte Stellen im Pflegebereich, und Prognosen des Statistischen Bundesamts warnen, dass bis 2049 mindestens 280.000 zusätzliche Pflegekräfte benötigt werden.

Die Kluft zwischen dem Bedarf an Pflege und den verfügbaren Ressourcen wird immer größer. Die Folge: Pflegekräfte sind überlastet, die Versorgungsqualität leidet. Dadurch wächst die Gefahr tragischer Vorfälle, die vermeidbar wären – von Stürzen, die zu spät entdeckt werden, bis zu Patient*innen, die sich nachts verirren. Genau solche Situationen kann die sensorbasierte Patienten-Monitoring-Lösung, die wir mit KI-Technologie von Google Cloud entwickelt haben, verhindern.

Patienten-Monitoring von HYPROS: Gefahrenerkennung per KI

Unser Patienten-Zonen-Sensor ist eine kameralose, batteriebetriebene Box, die ohne Kabel an der Zimmerdecke montiert werden kann. Dort wird er zum verlängerten Arm des Krankenhauspersonals im Patientenzimmer. Er alarmiert nicht nur bei akuten Gefahrensituationen wie Stürzen und Herzinfarkten, sondern erkennt auch weniger offensichtliche, teils unsichtbare Risiken. Dazu gehören beispielsweise Druckgeschwüre, die entstehen, wenn bettlägerige Patient*innen zu lange in derselben Position verharren.

Weil das Backend des Sensors direkt an Kliniksysteme und Alarmserver angebunden ist, kann er gezielte Benachrichtigungen senden, um das Pflegepersonal bedarfsgerecht zu unterstützen. So entlastet er nicht nur das Team, sondern schließt auch Versorgungslücken, die selbst bei voller Besetzung auftreten – beispielsweise in der Nacht.

Im Rahmen von Forschungsprojekten ist unsere sensorbasierte Lösung bereits in einigen Kliniken im Einsatz. In der Universitätsmedizin Greifswald hilft er dabei, Verwirrtheitszustände (Delir) frühzeitig zu erkennen, die bei diversen Patientengruppen ein großes Risiko darstellen. Indem er Risikofaktoren wie die Zimmerlautstärke oder Patientenbewegungen rund um die Uhr kontrolliert, kann er kritische Zustände schneller erkennen und präventive Maßnahmen ermöglichen.

Die Delir-Erkennung ist aber nur ein Einsatzbereich von vielen: Kliniken werden den Sensor ganz individuell an die Bedürfnisse ihrer Häuser und Stationen anpassen können. Unser Ziel ist es, das Patienten-Monitoring zu einem vielseitigen und anpassbaren Helfer zu machen, das Risiken minimiert, Pflegekräfte entlastet und die Versorgungsqualität für Patient*innen nachhaltig verbessert.

Kameraloses Monitoring: Anonyme Daten, konkrete Warnungen

Um die Privatsphäre der Patient*innen zu schützen, haben wir bewusst auf Kameratechnologie verzichtet. Stattdessen arbeitet der Sensor kontaktlos und anonymisiert, indem er Daten wie Bewegungen, Wärme- und Höhenprofile in den Patientenzimmern erfasst.

Für sich genommen sind diese Daten natürlich wenig aussagekräftig. Sie zeigen zwar, dass jemand das Bett verlassen oder sich schon länger nicht mehr bewegt hat – aber nicht, ob es sich um eine harmlose oder kritische Situation handelt. Genau hier liegt die Herausforderung: Die Daten müssen intelligent analysiert werden, damit das Pflegepersonal nur dann eingreift, wenn es wirklich notwendig ist. Hier kommt Vertex AI ins Spiel.

Vertex AI verwandelt Sensordaten in smarte Erkenntnisse

Die mit Vertex AI erstellten Modelle bilden sozusagen das “Gehirn“ unseres Patienten-Monitorings. Es analysiert die Sensordaten und übersetzt sie in konkrete Erkenntnisse, indem es sie mit zuvor definierten Mustern abgleicht. Grundlage dafür ist ein trainiertes Videomodell, das Bewegungsmuster, Positionen und Abläufe im Patientenzimmer erkennt. So kann das System feststellen, ob eine Person sicher im Bett liegt, eine Bewegung auf einen Sturz hindeutet oder einfach nur jemand aufgestanden ist, um das Licht auszuschalten.

Dieses KI-Training mithilfe von Sensor- und Videodaten ist enorm datenintensiv, zumal wir parallel unterschiedliche Modelle und Modellversionen testen und optimieren, um die Ergebnisse weiter zu verbessern. Dank der skalierbaren Infrastruktur von Google Cloud im Hintergrund ist das aber kein Problem: Damit können wir selbst große Datenmengen effizient verarbeiten und die besten Modellversionen für verschiedene Szenarien testen.

Im Rahmen des Google for Startups-Programms unterstützt uns Google Cloud dabei nicht nur mit der nötigen Cloud-Infrastruktur für unser Projekt, sondern stellt uns auch KI-Tools, die wir für das Training unserer KI-Modelle benötigen, zur Verfügung.

Genauso wertvoll ist die fachliche Unterstützung, die wir vom Google Cloud-Team erhalten. Im KI-Bereich ist Expertise aktuell so gefragt, dass es für Start-ups schwierig sein kann, Top-Talente zu gewinnen. Bei Google Cloud standen uns von Anfang an erfahrene Expert*innen zur Seite, die uns bei der Nutzung der KI-Tools und dem Training unserer Modelle begleitet haben. Technik und Support: Bei Google Cloud erhalten wir alles aus einer Hand.

HYPROS und Google Cloud verbindet dabei ganz grundsätzlich die Lust an der Herausforderung, KI-Lösungen für den Gesundheitsbereich zu entwickeln. Dass es für unser Patienten-Monitoring noch keine „out-of-the-box“-Lösung gab, hat das Google Cloud-Team genauso gereizt wie uns.

Mit sicheren KI-Lösungen zum smarten Patientenzimmer

Herausforderungen gibt es im Gesundheitswesen noch viele. Wir bei HYPROS sind überzeugt, dass KI-Lösungen nicht nur die Sicherheit und Versorgung von Patient*innen verbessern, sondern auch das Krankenhaus- und Pflegepersonal nachhaltig entlasten können.

Gerade im Gesundheitswesen darf Technologie aber nie kompliziert oder invasiv sein. Hier sind Lösungen gefragt, die sicher, datenschutzkonform und nahtlos in den Arbeitsalltag des Pflegepersonals integrierbar sind – und genau nach diesen Prinzipien haben wir unsere Lösung zum Patienten-Monitoring entwickelt. Er ist der erste Schritt hin zum smarten Patientenzimmer der Zukunft, in dem menschliche Fürsorge und medizinische Exzellenz durch KI sinnvoll ergänzt werden.

Gemeinsam mit Google Cloud verwirklichen wir unsere Vision eines Gesundheitswesens, in dem KI-Technologie die Rolle eines stillen Helfers übernimmt, der das Personal diskret unterstützt, Risiken frühzeitig erkennt und Klinikpersonal entlastet. So bleibt mehr Zeit für das Wesentliche: die Menschen in den Betten.