Gesundheitswesen revolutioniert: Integrierte Gebäudesysteme für sicherere, intelligentere Einrichtungen

Wenn ich an integrierte Gebäudesysteme denke, springe ich sofort zu kommerziellen Gebäuden. Doch es wurde mir klar, dass Gesundheitseinrichtungen eine sehr wichtige Anwendung sein könnten. Um dies zu untersuchen, interviewte ich Dwight Stewart, Gründer und CTO von Igor, Inc. (West Des Moines, IA). Igors Flaggschiffprodukt Nexos ist eine PoE-basierte IoT-Smart-Building-Plattform, die Hardware, Software und Cloud-Analysekomponenten zu einem digitalen Gebäude-„Rückgrat“ vereint.

Tech Briefs: Welche Arten von Einrichtungen sind gute Kandidaten für integrierte Gebäudesysteme?

Dwight Stewart: Obwohl wir Bürogebäude voranschreiten sehen, verzeichnen wir definitiv einen Anstieg im Gesundheitswesen.

Tech Briefs: Könnten Sie Ihr System beschreiben?

Dwight Stewart: Abbildung 1 veranschaulicht unsere Systemarchitektur. Nexos ist unsere zentrale IoT-Plattform, die unterschiedliche Technologien und Systeme innerhalb eines Smart Buildings vernetzen und steuern kann – einschließlich Beleuchtung, Sicherheit, Sensorik und Security. Sie nutzt die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Power-over-Ethernet (PoE) Strukturverkabelungstechnologie als Rückgrat, behält dabei aber Unterstützung und Kompatibilität mit anderen führenden Marktprotokollen bei. Wie Sie in der Abbildung sehen, ist unser Knoten der grundlegende Baustein des Systems. Sie können beliebig viele Sensoren, Aktoren und andere Geräte an einen einzelnen Knoten anschließen, begrenzt nur durch die PoE-Leistungskapazität von 90 Watt. Wenn ein Knoten weniger als die volle Leistung nutzt, kann er in Reihe mit einem weiteren Knoten geschaltet werden.

Sobald Sie einen Knoten mit dem Netzwerk verbinden, erscheint er in unserer On-Premise-Softwareplattform über das Nexos-Gateway. Das Gateway integriert alle Geräte an jedem Knoten mit einem System aus Standard- oder benutzerdefinierten APIs und Plugins sowie der Cloud. Die Automatisierungsfunktionen werden ebenfalls über das Gateway ausgeführt.

Tech Briefs: Wie könnte dies in einem Gesundheitswesen-Setting genutzt werden?

Dwight Stewart: Das hängt vom Kontext ab; lassen Sie uns über Seniorenpflege sprechen und zuerst ein Bewohnerzimmer betrachten. Es gibt verschiedene Arten von Einrichtungen: Krankenhäuser, Langzeitpflege, betreutes Wohnen, Pflegeheime und Demenzpflege. In diesen verschiedenen Typen gibt es unterschiedliche Engagement-Level des Personals.

In Patientenzimmern sind Stürze ein großes Problem. Eines der Dinge, die wir tun können, ist einen Bettsensor an unseren PoE-Knoten anzuschließen. Wenn jemand mitten in der Nacht aus dem Bett steigt, kann unsere Anwendung das Licht auf beispielsweise 30 % Helligkeit einschalten, damit die Person sehen kann, ohne von voller Helligkeit geblendet zu werden – das macht es unwahrscheinlicher, dass sie stolpert. In Badezimmern gibt es Bewegungsmelder, die typischerweise nur zum Ein- und Ausschalten des Lichts verwendet werden. Wenn Sie jedoch nicht im Bett sind und der Bewegungsmelder im Badezimmer nach einigen Minuten nicht aktiviert wurde, ist das wahrscheinlich ein Zeichen für einen Sturz. Das könnte wiederum einen Alarm an eine Pflegestation senden. Dies könnte durch Erstellen eines Plugins und Laden in die lokale Software über eine API implementiert werden.

Sie können auch ein Armband oder eine Art Bluetooth-Wearable haben, das es einer Person ermöglicht, einen Knopf zu drücken, der ein Signal drahtlos über unser System an einen nearby PoE-Knoten sendet, um jemanden zu benachrichtigen, nach dieser Person zu sehen.

Dasselbe Wearable kann für Echtzeit-Ortungsdienste genutzt werden, was für mehrere Dinge verwendet werden kann. Eines ist: Der Patient muss keinen Schlüssel mit sich führen, was besonders für Demenzpatienten wichtig ist. Das System könnte die Tür automatisch verriegeln, wenn sie ihr Zimmer verlassen. In einer Demenzpflegeeinrichtung gibt es wahrscheinlich andere demenzkranke Patienten, die in Ihr Zimmer wandern könnten, wenn Sie nicht da sind. Wenn Sie also gehen und Ihr Wearable bei sich behalten, ermöglicht es Ihnen, Ihren Tag zu verbringen, und wenn Sie zurückkommen, weiß das System, wer Sie sind, dass Sie in der Nähe Ihrer Tür sind, und entriegelt sie, damit Sie eintreten können.

Ein dritter Aspekt mit dem Wearable ist die Möglichkeit zu wissen, welche Aktivitäten eine Person ausführt. Veränderungen in Verhaltensmustern sind ein sehr signifikanter Hinweis auf eine Veränderung der Gesundheit – psychische Gesundheit, körperliche Gesundheit. Wenn jemand typischerweise jeden Tag zu einer bestimmten Zeit für eine halbe Stunde in den Speisesaal geht und dann mit Freunden fernsieht, ist dieses Profil etwas, das ihre Kinder oder ein Gesundheitsanwalt, sogar halbwegs quer durch das Land, auf abrupte Veränderungen überwachen können. Sie könnten auch sehen, dass Betreuer und Krankenschwestern Zeit mit ihnen verbringen und sichergehen können, dass sie Aufmerksamkeit erhalten. Zum Beispiel: Wer hat ihr heute ein Bad gegeben, weil sie beide zusammen im Badezimmer waren – Dinge, die wichtig sind.

Tech Briefs: Könnten Sie etwas mehr über Ihre Systemarchitektur sagen?

Dwight Stewart: Was wir so weit wie möglich versuchen, ist die Anbindung an kostengünstige Standardgeräte/Sensoren, die meist USB sind. Die meisten Gebäudesteuerungssysteme verwenden generell kein USB – sie sind typischerweise sehr proprietär. Unser PoE-Knoten kann jedoch an beliebige Sensoren angeschlossen werden, die keine IP-Geräte sind.

Tech Briefs: Könnten Sie Ihren PoE-Knoten beschreiben?

Dwight Stewart: Es ist eine kleine Box, die PoE akzeptiert. Mit dem Ethernet-Kabel erhalten Sie 90 Watt Leistung sowie Daten- und Netzwerkkonnektivität. Die Knoten sind cybersicher und können USB-Geräte, Leuchten und eine Vielzahl verschiedener Sensoren anschließen.

Vernetzte PoE-Knoten können das digitale Gewebe eines Gebäudes sein. Sie können auch zur Erstellung eines DC-Microgrids verwendet werden. Da Menschen Gebäude mit nachhaltigerer Technologie neu elektrifizieren wollen, werden Sie immer mehr über DC-Microgrids hören. Da ein Solarpanel Gleichstrom liefert, wäre es viel einfacher und effizienter, wenn es eine Gleichstromverteilung im gesamten Gebäude gäbe – PoE könnte ein Mittel zur Implementierung sein.

Sobald Sie Geräte an den Knoten anschließen, erscheinen sie in unserer Software, die in unserer Nexos-Plattform enthalten ist. On-Premise-Software verbindet sich mit allem, was bereits im Netzwerk ist, sowie mit den Dingen, die an unseren Knoten angeschlossen sind. Der Knoten kann auch als drahtlose Brücke zu IP-Funkgeräten fungieren. Die Software vereint alle Geräte in einem Gebäude in einer Plattform.

Die dritte Komponente in Nexos sind Cloud-Services, die es Ihnen ermöglichen, Zugriff mit einem einzelnen Gerät in einem Gebäude, einem Raum, einer Etage zu teilen. Sie können verschiedenen Personen unterschiedliche Berechtigungen für die Freigabe geben.

Unsere Cloud ermöglicht auch tiefe Analysen, die viel Prozessorleistung erfordern. Sie kann es Ihnen ermöglichen, mehrere Gebäude an einem Ort zu sehen, indem sie sich mit dem Internet verbindet.

APIs in der Cloud könnten von einem Mobile-App-Entwickler genutzt werden, um Ihnen zu ermöglichen, die Lichter in Ihrem Raum von einem mobilen Gerät aus über das Internet zu steuern. Wenn Sie interessante Analysen durchführen, beispielsweise wie oft jemand ins Badezimmer ging, könnte das mit einem cloudbasierten Analysepaket gemacht werden. Die Daten in der Cloud gehören unserem Kunden, wir speichern sie nur. Aber sie können diese Daten auch mit Analysen verbinden, die in einem Paket residieren, das sie bereits verwenden, wie Microsoft Power BI oder andere Business-Operations-Software.

Tech Briefs: Wie würden Sie die Vorteile Ihres Systems für das Gesundheitswesen zusammenfassen?

Dwight Stewart: Krankenhäuser und andere Gesundheitsdienstleister stehen vor der massiven Herausforderung, Kosten zu senken, Patientenzufriedheit und -ergebnisse zu steigern und die Produktivität des Personals zu verbessern. Sie müssen dies alles tun, während sie ein höheres Maß an ökologischer Nachhaltigkeit und verbesserter Patientenversorgung demonstrieren. Die einzigartigen Umgebungen in Krankenhäusern müssen die Bedürfnisse von Patienten unterstützen, die möglicherweise eingeschränkte Mobilität und Sehkraft haben. Patientenzimmer erfordern spezialisierte Beleuchtung und Steuerung, während andere Bereiche wie Operationssäle große Geräte umfassen, die es schwierig machen, Licht gleichmäßig und effizient im gesamten Raum zu verteilen.

Igors IoT-Plattform bietet Steuerung, Sehschärfe und Integration mit Gebäudeautomationssystemen. Dies befähigt die Einrichtung, die Versorgungsqualität durch sorgfältiges Management der zirkadianen Rhythmen der Patienten, Geräuschpegelmanagement durch niedrige Beleuchtung, Aufrechterhaltung komfortabler Temperaturen je nach Raum und Licht sowie die Gewährleistung, dass sich Patienten sicher fühlen, zu verbessern.

Es ermöglicht dem Krankenhausmanagement, Beleuchtung gemäß Belegung und Standorten zu analysieren und anzupassen. Es bietet auch bessere Flächennutzung durch Identifizierung belegter und unbelegter Räume für Energieeinsparungen und Ermittlung unterausgelasteter Räume.

Zusammenfassend würde ich sagen: Es verbessert Lebensqualität und Gesundheitsergebnisse für Patienten, hilft bei der Optimierung der Personalproduktivität und senkt Energiekosten.

Dieser Artikel wurde von Ed Brown, Editor of Sensor Technology, verfasst. Für weitere Informationen besuchen Sie hier.