Mit künstlicher Intelligenz gegen Viren

Evaluationsergebnis nach der Benutzung von Handdesinfektionsmittel. Grüner Bereich: Benetzung mit Desinfektionsmittel, Roter Bereich: keine Benetzung mit Desinfektionsmittel

Durch den Ausbruch des Coronavirus SARS-CoV-2 wird das Händedesinfizieren zu einer alltäglichen Aufgabe. Denn über die Hände übertragen sich viele ansteckende Krankheiten. Zwar benötigen die Bakterien und Viren Schleimhäute (Mund, Nase oder die Augen) um in den Körper zu gelangen, doch dorthin gelangen sie im Allgemeinen über die Hände. Daher sollte aktuell jeder auf eine gründliche Händehygiene achten. Besonders in Krankenhäusern und Pflegeheimen gehört die Handdesinfektion von Personal, Patienten und Besuchern zur täglichen und wichtigen Routine.

Doch wie lässt sich kontrollieren, ob die Hände ausreichend und korrekt desinfiziert wurden?

Eine Antwort auf diese Frage kann ein intelligentes Erfassungssystem der GFaI geben. Mit ihm werden optisch die einzelnen Handposen bei der Handwäsche bzw. beim Desinfektionsvorgang gemäß den Vorgaben der WHO erfasst. Mit einer kombinierten Farb- und Tiefendatenkamera kann das System dann erkennen, ob z. B. im klinischen Bereich der Desinfektionsmittelspender wie vorgegeben mit dem Ellenbogen betätigt wurde. Ein künstliches neuronales Netzwerk (KNN), das mit ca. 10.000 Bildpaaren von Farb- und Tiefendaten pro Pose trainiert wurde, ist in der Lage, die sechs von der WHO definierten Handposen mit einer Erkennungsrate von über 85 % zu klassifizieren.

Ein visuelles System überprüft den Ablauf der Handdesinfektion und dessen Wirksamkeit

Um die Wirksamkeit der Händedesinfektion exemplarisch  zu überprüfen, wird beim Reinigungsprozess ein fluoreszierendes Desinfektionsmittel verwendet. Im Anschluss kann in einer Kontrollbox mit integrierter Kamera und UV-Beleuchtung der Grad der Benetzung der Hände mit Desinfektionsmittel individuell ermittelt werden. Zur Auswertung kommt eine entsprechende Analysesoftware zum Einsatz.

Dadurch bietet das nachhaltige Hygienesystem besonders im klinischen Bereich eine ideale Kontrollmöglichkeit und somit auch mehr Sicherheit für Personal und Patienten. Doch auch im öffentlichen Raum lassen sich zahlreiche Anwendungsbeispiele für das optische Erfassungssystem der Handdesinfektion finden, wie zum Beispiel in öffentlichen Gebäuden, Schulen, Geschäften oder zur allgemeinen Aufklärung der Gesellschaft zur richtigen Handhygiene in Kampagnen von Ministerien und Organisationen.

 

Hintergrund: Das Verbundprojekt AKOLEP
Im Rahmen des Verbundprojektes AKOLEP wurden von der GFaI zwei Teilsysteme zum Thema „Bildgestützte Analyse und Bewertung von Körperbewegungen in der Pflege“ entwickelt. Ziel des Projektes „Akustisch und optisch erfahrbares Lernen für den Bereich der Pflegeberufe (AKOLEP)“ ist es, Lernenden in der Pflegeausbildung Rückmeldungen zu ihren fachlichen und sprachlichen Kompetenzen zu geben. Dazu werden Pflegeprozesse modelliert, eine Lernumgebung mit notwendiger Sensorik und Displays ausgestattet, sowie Software für die Darstellung von Anleitungen und Feedbacks entwickelt. Die Ausübung von Pflegetätigkeiten (Körperwäsche, Aufstehunterstützung, Wundversorgung und Hygienemaßnahmen) wird aufgezeichnet und die Bewegungsabläufe in Bezug auf ihre Effizienz automatisch interpretiert. Pflegende erhalten direkte Rückmeldungen zu ihrem Lernfortschritt über Sprachausgabe und Visualisierung auf Displays.

Projektdaten:
Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
FKZ: 16SV7571
Projektpartner: YOUSE GmbH, Promotion Software GmbH, AUCOTEAM GmbH, Deutsches Herzzentrum Berlin