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Künstliche Intelligenz kann helfen, OP-Planungen effizienter zu gestalten

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Auf der ganzen Welt warten viele Menschen für Nicht-Notfall-Operationen auf eine Versorgung. Ärzte und OP-Personal sind erschöpft, weil sie Überstunden machen müssen, um den Bedarf zu decken. Krankenhäuser leiden unter der finanziellen Belastung.

Doch jetzt kann Künstliche Intelligenz (KI) dabei helfen, die gesamte OP-Planung zu optimieren und Auslastungen einzelner OP-Säle zu verbessern. KI wurde als Lösung für viele Probleme angepriesen, aber im OP-Management, wo so viele Variablen die Planung erschweren, stellen KI und maschinelles Lernen eine sehr reale Möglichkeit dar, Ineffizienzen zu beseitigen und Zeitplanungen zu optimieren - damit Krankenhäuser das meiste Potenzial aus ihren OPs herausholen können.

In der Tat verbesserte Torin in aktuellen Studien die Genauigkeit der OP-Zeit-Vorhersagen im Durchschnitt um bis zu 34 %. "Es ist beeindruckend zu sehen, dass diese Vorhersagen mit modernen Machine-Learning-Algorithmen möglich sind. Das ist wirklich neu und faszinierend.", sagt Matthias Rath, Director Business and Product Line Management, OR Management & Patient Flow Management. 

Die Herausforderungen in der Chirurgie 

Schon vor der Pandemie war die Optimierung der OP-Zeiten entscheidend für den Krankenhausbetrieb und für die Schaffung eines positiven Patientenerlebnisses. Nichts ist ärgerlicher für Patienten, als für eine Operation vorbereitet zu werden und lange auf den Eingriff warten zu müssen. Nichts ist kostspieliger für Krankenhäuser als ein nicht ausgelasteter OP. 

Operationssäle sind voller Fixkosten. Eine Studie aus dem Jahr 2014, an der über 300 kalifornische Krankenhäuser mitwirkten, zeigte, dass der Betrieb eines Operationssaals im Durchschnitt alle 60 Sekunden 37 Dollar kostet.[1] Das sind etwa 2.220 Dollar pro Stunde. Und das ist nur ein Durchschnittswert. Einige Krankenhäuser berichteten von Kosten in Höhe von 100 Dollar pro Minute. Die Kosten für praktisch alle medizinischen Leistungen sind seither gestiegen. 

In einem einzigen OP werden vielleicht zehn Operationen pro Tag durchgeführt. Und ein großes Krankenhaus hat vielleicht 20 OP-Säle. Die Dauer einer Operation wird durch das Alter, das Gewicht und den allgemeinen Gesundheitszustand des Patienten beeinflusst. Erschwerend kommt hinzu, dass jeder Chirurg unterschiedlich viel Zeit für einen bestimmten Eingriff benötigt. Fehleinschätzungen stauen den Fluss von Menschen und Geräten, die versuchen, zur richtigen Zeit am richtigen Ort zu sein. Das bedeutet verlorene Zeit. Verlorene Zeit bedeutet verlorene Einnahmen - aber was noch wichtiger ist, es bedeutet, dass eine weitere Operation verschoben werden muss. Jemand, der schon für seine OP vorbereitet wurde, muss warten.

Eine Lösung für die Komplexität 

Auf dieser Ebene der Komplexität gedeihen KI-Lösungen. Den OP zu optimieren bedeutet, genau zu verstehen, wie lange eine Operation voraussichtlich dauern wird und wie alle beweglichen Teile zusammenkommen, um sie innerhalb eines bestimmten Zeitraums durchzuführen und dann wieder auseinander zu gehen, damit die nächste Operation pünktlich stattfinden kann. 

Torin ermöglicht es OP-Managern, Datenanalysen durchzuführen, die die geplanten Operationen mit den tatsächlich durchgeführten Operationen vergleichen - und zu verstehen, warum die Planung zu kurz kam. Torin nutzt maschinelles Lernen, um 27 verschiedene Variablen zu analysieren - vom Body-Mass-Index eines Patienten bis hin zu dem, was beim letzten Mal passiert ist, als der Chirurg diesen Eingriff durchgeführt hat. Torin vergleicht die Daten tausender Operationen, um die Dauer eines chirurgischen Eingriffs genauer vorherzusagen.

Wir können Daten von 100.000 Operationen sammeln und den Algorithmus so trainieren, dass er viel mehr Variablen berücksichtigen kann, als ein Mensch im Kopf behalten kann. Das maschinelle Lernen kann die Operationszeiten zwischen Schnitt und Naht besser vorhersagen. Wir haben eine verbesserte Vorhersagerate von durchschnittlich etwa 34 % über alle chirurgischen Abteilungen hinweg.

Der KI-Vorteil 

KI ist in der Lage, die Abhängigkeiten zwischen Variablen zu erkennen - wie viel Zeit sollte man z. B. für eine Operation an einem Patienten über 65 Jahren genau berechnen? Wie viel Zeit sollte man für jeden Chirurgen aufgrund seiner individuellen Fähigkeiten addieren oder subtrahieren? Morgens, so die Analyse, dauern Operationen weniger lang als am späten Nachmittag. 

Da er auf maschinellem Lernen basiert, lernt der Algorithmus jedes Mal, wenn neue Operationen geplant und neue Daten erstellt werden, um genauer zu werden. In Verbindung mit anderen Torin OP-Management-Services bedeutet das weniger Chaos, mehr Vorhersagbarkeit und reibungslosere Arbeitsabläufe. Für Krankenhäuser bedeutet das eine genauere Planung jeden Tag, jede Woche, jeden Monat und weniger Zeit, in der der OP ungenutzt ist. 

Und für alle Patienten, die auf eine Operation warten, bedeutet es, dass es ihnen schneller besser geht.

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