Abschluss Förderprojekt KIRETT

Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Initiative "KMU-innovativ", hat das KIRETT-Projekt wertvolle Erkenntnisse für die Notfallmedizin gewonnen. Ziel des Projekts im Programm „Forschung für die zivile Sicherheit“ war es, zu erforschen, ob die Erstversorgung bei Rettungseinsätzen durch ein tragbares Gerät, ein sogenanntes Wearable, verbessert werden kann. Dieses Gerät dient der computerunterstützten Situationserkennung und gibt dem Rettungspersonal kontextabhängige Handlungsempfehlungen zum Behandlungsverlauf mittels Künstlicher Intelligenz durch maschinelles Lernen.

Das KIRETT-Wearable integriert mehrere innovative Funktionen in den Rettungseinsatz. Durch die Zusammenführung von Daten aus der Leitstelle, medizinischen Geräten und Eingaben der Rettungskräfte soll die Effizienz und Qualität der Erstversorgung deutlich gesteigert werden. Der entwickelte Demonstrator ermöglicht es den Rettungskräften, ihre volle Aufmerksamkeit auf den Notfallpatienten zu richten, indem es relevante Einsatzdaten automatisch im Behandlungsverlauf bereitstellt. Die gesammelten Einsatzdaten dienen zur Optimierung der Erstversorgungsalgorithmen und der Ausbildung im Rettungsdienst.

Ein zentraler Aspekt des Projekts war die Verbesserung der Versorgungsqualität bei speziellen Einsatzlagen. In Massenanfall von Verletzten-Szenarien (MANV), bei denen viele Verletzte gleichzeitig behandelt werden müssen, und in seltenen Notfällen, wie etwa einem Schlangenbiss, können Unsicherheit, hohe Arbeitsanforderungen und Überforderung der Einsatzkräfte auftreten. Hier leistet das Wearable einen wichtigen Beitrag, indem es automatisch Vitaldaten wie Sauerstoffsättigung und Herzfrequenz sowie Einsatzdaten der Leitstelle und Eingaben der Rettungskräfte erfasst und analysiert. Dies ermöglicht es, Erfahrungslücken zu schließen und den Erfüllungsgrad der notwendigen Maßnahmen zu erhöhen

Von der Konzeptentwicklung zur Umsetzung

Das KIRETT-Projekt startete im Juli 2021 mit der Konzeption und Entwicklung eines tragbaren Demonstrators. Zu Beginn wurde das Konzept gemeinsam anhand von Anwendungsfällen ausgearbeitet, um sicherzustellen, dass die entwickelten Lösungen den realen Anforderungen im Rettungseinsatz gerecht werden. Die Projektpartner brachten ihre Expertise in verschiedenen Bereichen ein: Die Entwicklung umfasste unter anderem die Schnittstellenprogrammierung zu medizinischen Geräten, das maschinelle Lernen für die Künstliche Intelligenz auf einem Field Programmable Gate Array (FPGA) und die Implementierung einer Graphdatenbank zur Auswahl der vom Rettungsdienst für das Projekt bereitgestellten Behandlungsalternativen aus einem Wissensgraphen. Dieser frühe Demonstrator wurde kontinuierlich verbessert und schließlich in Zusammenarbeit mit den assoziierten Partnern in Siegen evaluiert. Die lokale Unterstützung durch die Stadt Siegen und das Jung-Stilling-Krankenhaus während der Konzeptionsphase ermöglichte die Entwicklung einer praxisnahen Lösung.

Die Entwicklung eines tragbaren Geräts für den Rettungseinsatz bringt zahlreiche technische Herausforderungen mit sich. Eine der größten Hürden ist die Integration verschiedener Datenquellen. Das Wearable muss in der Lage sein, Daten aus medizinischen Geräten, wie EKG und Beatmungsgeräten, sowie Einsatzdaten der Leitstelle und manuelle Eingaben der Rettungskräfte zu verarbeiten. Gleichzeitig können fortschrittliche Algorithmen der Künstlichen Intelligenz eingesetzt werden, um die gesammelten Daten schnell und zuverlässig zu analysieren und kontextabhängige Handlungsempfehlungen zu generieren. Die Behandlungsalternativen werden im Einsatz situationsabhängig aus einem Wissensgraphen ausgewählt und über den Bildschirm angezeigt. Bestätigung und Auswahl verschiedener Behandlungsschritte erfolgt über eine Touch-Eingabe.

Evaluation und lokale Partnerschaften

Während der Evaluierungsphase in Siegen wurden relevante Kennzahlen zur Qualität der Situationserkennung und der kontextabhängigen Handlungsempfehlungen erhoben. In der Feuer- und Rettungswache Siegen wurde das tragbare Gerät in verschiedenen Einsatzszenarien getestet und erprobt. Anschließend fanden eine digital unterstützte quantitative Befragung sowie eine qualitative Evaluation in Form von Interviews statt. Die lokalen Partner spielten eine entscheidende Rolle, indem sie wertvolles Feedback und Unterstützung bei den Tests lieferten. Diese Partnerschaften ermöglichten es, den KIRETT Demonstrator in verschiedenen Einsatzszenarien zu testen und zu optimieren.

Die Ergebnisse des KIRETT-Projekts legen den Grundstein für eine nachhaltige Verbesserung der Notfallmedizin. Die im Projekt entwickelten Technologien und Methoden können in zukünftigen Projekten und Anwendungen weiterverwendet und optimiert werden. Besonders die Kombination von tragbaren Geräten und Künstlicher Intelligenz bietet großes Potenzial für die Weiterentwicklung der medizinischen Versorgung. Ein mögliches zukünftiges Einsatzgebiet des KIRETT-Wearables ist die präklinische Versorgung in ländlichen Gebieten. In Regionen, in denen der Zugang zu medizinischer Versorgung begrenzt ist, könnte das Wearable eine wichtige Rolle spielen, indem es die Erstversorgung durch weniger erfahrenes Personal unterstützt und somit die Überlebenschancen der Patienten erhöht. Die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse und Erfahrungen können zudem in die Weiterentwicklung von Ausbildungsprogrammen für Rettungskräfte einfließen.

Gemeinsame Abschlussveranstaltung

Am Ende der Projektlaufzeit fand am 7. Juni 2024 ein abschließendes Projekttreffen statt, bei dem die erzielten Ergebnisse präsentiert und gefeiert wurden. Die Ergebnisse der Projektpartner mit Präsentationen und die Demonstrationen mit dem finalen Wearable-Modell zeigten eindrucksvoll, wie die Integration von künstlicher Intelligenz und tragbaren Geräten die Zukunft der Notfallmedizin gestalten kann. Die Fortführung der Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet wird entscheidend sein, um die Versorgungsqualität weiter zu verbessern und neue Standards zu setzen.

Das KIRETT-Projekt war ein gemeinsames Unterfangen der folgenden Partner: CRS medical GmbH (Aßlar), mbeder GmbH (Siegen), dem Lehrstuhl für Embedded Systems (Prof. Dr. Roman Obermaisser) sowie dem Institut für Wissensbasierte Systeme und Wissensmanagement (Prof. Dr.-Ing. Madjid Fathi) der Universität Siegen. Die assoziierten Partner waren der Kreis Siegen-Wittgenstein, die Stadt Siegen, das Deutsche Rote Kreuz Siegen und das Jung-Stilling-Krankenhaus in Siegen. Die Gesamtzuwendung für das Projekt betrug 1,3 Millionen Euro.