Interaktiv elektronisk patient journal(epj)

Transkript

1 Interaktiv elektronisk patient journal(epj) FORK Af Michael Sørensen December 2009 Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet Syddansk Universitet, Odense

2

3 Resumé Rapporten omhandler det indledende projektarbejde i forundersøgelsesprojekt til speciale. I et forsøg på at skabe en mere dynamisk og agil hverdag for personalet på Gentofte Hospital, er der i dette projekt undersøgt, hvilke udfordringer udviklingen af et softwaresystem til en trykfølsom arbejdsstation i et hospitalsmiljø kan medføre. Den trykfølsomme arbejdsstation skal placeres ved patientsengen på hospitalerne. Ved denne placering er det målet, at personalet får nemmere tilgang til informationer vedrørende patienten. Samtidig minimeres risikoen for fejl, da information opnås ved patienten, og information kan registreres i umiddelbar nærhed af den pågældende patient. I dette projekt er der undersøgt forskellige softwaremæssige og hardwaremæssige muligheder for at understøtte en mulig løsning. Det er undersøgt, hvilke forhold der gør sig gældende for et hospitalsmiljø, og hvilke konsekvenser disse forhold har for udviklingen af software til dette miljø. Det har vist sig, at den traditionelle kontorarbejdsplads er en dårlig løsning for mange opgaver i et hospitalsmiljø, da arbejdet på et hospital er koncentreret omkring aktiviteter og foregår ofte ad hoc. For denne type arbejder, er der behov for, at de relevante informationer er lige ved hånden. Som resultat af den indledende undersøgelse er der udarbejdet en prototype, som ved brug af software- og hardwareløsninger, der blev undersøgt, illustrerer nogle af de funktioner, der kunne tænkes at indgå i en mulig løsning. I projekt er der forsøgt at medtænke personalets behov i så mange aspekter så muligt, da formålet er at kunne afprøve et anvendeligt system hos personalet på Gentofte Hospital. Formålet er endnu ikke nået, da dette er et forundersøgelsesprojekt, men med dette projekt er grundlaget lagt for det fremtidige arbejde i specialet. i

4 ii

5 Forord Denne rapport afspejler et projektarbejde udført ved Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet på Syddansk Universitet i Odense. Dette projekt kaldes FORK, der er et forundersøgelsesprojekt til mit speciale, der er den afsluttende del af kandidatuddannelse i Robotteknologi med profil i software systemudvikling(software System Engineering). Projektet er udført i perioden 1. september til 21. december 2009 under vejledning af Lektor Kasper Hallenborg. Michael Sørensen 21. december iii

6 iv

7 Indhold Resumé i Forord iii Figuroversigt vii 1 Introduktion Problembaggrund Problemformulering Problemstilling Projektafgrænsning Elektronisk Patientjournal(EPJ) Gentofte hospital Teknologi Projektets fokuspunkter Læsevejledning Klinisk software paradigme Pervasive Healthcare Activity-Based Computing ABC-arkitektur Kontekst-bevidsthed Multiple display environment Gentofte Hospital Teknologi Overordnet hardware valg Arbejdsmiljøsammenhæng Applikationsdesign til trykfølsom skærm Fordele og ulemper ved trykfølsomme skærme Designregler Dataindtastning Adgangskontrol Valg af log-in metode v

8 vi INDHOLD Brugervenlighed for log-in i medicinsk miljø Sikkerhed ved log-in Hardware til adgangskontrol Interface Talegenkendelse Talegenkendelsessoftware Mikrofonvalg Patientmonitorering Prototypeapplikation Model-View-Control Model-View-ViewModel Udgivelse og opdatering Sygeplejeskemaer fra Gentofte Hospital Eksperimenter Hardware til adgangskontrol RFID Stregkode Konklusion på eksperimenter med adgangskontrol Interface Touch screen tastatur Talegenkendelsesoftware og hardware Konklusion af interface eksperimenter Prototypeapplikation Status for prototype Epilog Opsummering Fremtidigt arbejde Referencer 61 Appendiks 63 A Skemaer 63 B CD 65

9 Figurer 2.1 Eksempel på en aktivitet fra sygehusverdenen. Aktiviteten Inger Pedersen [Leukemia] binder et sæt service data sammen, der relevant for the behandlingen af patienten for leukemi ABC arkitektur CLINICAL SURFACES ; her ses området, hvor prototypen af CS blev testet. (A) er konferencerummet, (B) patient-stue, (C) gangareal og (D) operationsstue Kryptogratisk smart card RFID tag Eksempel på en RFID scanner Array mikrofon Voice Tracker fra Acoustic Magic Microsoft s.net 3.0 framework stack Model-View-Control Model-View-ViewModel mønster RFID-scanner RFID-antenne Stregkodelæser, der blev anvendt i eksperimentet vii

10 viii FIGURER

11 Kapitel 1 Introduktion Dette kapitel er en introduktion til rapporten over projektarbejdet, der er udført i forbindelse FORK, der er et forundersøgelsesprojekt til speciale på overbygning i Software Systemudvikling ved Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet. 1.1 Problembaggrund Verdenssamfundet har de sidste årtier undergået en hastig udvikling inden for en lang række teknologiske områder. Udviklingen af et produkt sker fra forskningsstadie til kommercielt stadie, hvor produktet gør sit indtog i samfundet som færdigt produkt. I erhvervslivet og offentlige institutioner indføres nye teknologier i takt med, at det bliver økonomisk rentabelt og effektivisering bliver muligt, og ofte sker dette som ringe spreder sig i vandet. I sundhedssektoren har man også set muligheder og fordele i anvendelse af visse teknologier til at assistere i det daglige arbejde, hvorved der bliver skabt mere tid til den enkelte patient. Det er målet at gøre kolde hænder varme, da der i takt med det stigende antal ældre også bliver færre hænder til at udføre de nødvendige opgaver. Hertil kan teknologiske løsninger hjælpe til at frigøre arbejdskraft og/eller arbejdstid til det enkelte individ. Der forskes i dag inden for mange dele af sundhedssektoren for at udvikle intelligente løsninger, der netop har dette formål, hvorved personalet kan koncentrere sig om reel sundhedspleje frem for manuelt og administrativt arbejde. Et eksempel på denne forskning er innovationskonsortiet IntelliCare 1, der vil integrere intelligente hjælpemidler i plejesektoren ud fra en fælles teknologisk platform. Det er ikke kun i plejesektoren, at der forskes i løsninger, der kan løse de nævnte problemstillinger. Samme problematik med manglende hænder 1 1

12 2 KAPITEL 1. INTRODUKTION og for lidt ressourcer opleves også generelt i sundhedssektoren. Derfor har teknologien også gjort sit indtog her, hvor det er muligt at effektivisere og skabe fri hænder til andet arbejde. På hospitalerne foregår størstedelen af administration og kommunikation elektronisk. Bl.a. er patientjournaler efterhånden stort set kun elektronisk. Men journalerne udarbejdes fra almindelige arbejdsstationer, som er placeret væk fra patienten. Inden stuegang konsulterer lægen patientens journal på en arbejdsstation, og efter stuegang vender lægen tilbage til arbejdsstationen for at indføre det nødvendige i den elektroniske journal. Lægen kunne med fordel have adgang til patients elektroniske journal, når lægen udfører stuegang, hvor det er muligt at udføre de relevante ting på stedet, hvilket giver mulighed for en langt bedre kommunikation med patienten. Dette gælder også for de opgaver, som det øvrige personale skal udføre i forbindelse med patienten. I følge Jakob E. Bardram[6] skyldes ovenstående problematik, at teknologien er skabt og primært udviklet til anvendelse på kontorarbejdspladser. Jakob E. Bardram er professor på IT-universitet i København, og har arbejdet med bl.a. pervasive computing inden for sundhedsektoren. 2 Pervasive computing inden for sundhedssektoren kaldes også for pervasive healtcare, hvor der arbejdes med at skabe intelligente løsninger, som forenes med det kliniske miljø i sundhedssektoren. Omkring kontorarbejdsplader på hospitaler udtaler Jakob E. Bardram følgende til Ugeskrift for Læger : Alene udtrykket pc, personlig computer, er i direkte modstrid med den måde, man arbejder på et sygehus. Her har man typisk ikke sin egen computer men skal logge sig ind på forskellige computere i løbet af en arbejdsdag.... Hvis man skal bruge informationsteknologien optimalt på sygehuse, er man nødt til at designe den, så man tager udgangspunkt i den kliniske virkelighed Her rammer Jakob E. Bardram hovedet på sømmet og beskriver grundideen ved pervasive healthcare, hvor det virkeligheden i den kliniske verden, der skal være udgangspunkt. Således der designes i kontekst med det miljø, hvori systemet skal anvendes og ikke set ud fra en skrivebordsanskuelse. En anden udfordring, som pervasive healthcare står over for, er, at der på sygehusene findes systemer og teknologier, som ikke altid kan udveksle data og kommunikere med hinanden, da der er udviklet som selvstændige enkeltstående systemer. Det kunne f.eks. gælde billedsystemer for røntgen og epj-systemer. Udfordringen er at få de forskellige teknologier til at spille hensigtsmæssigt sammen. Hertil udtaler Jakob E. Bardram følgende[6]: 2

13 1.2. PROBLEMFORMULERING 3 Der er grundlæggende forskel på data fra kliniske målinger, hvor data opsamles i realtid, og så en epj, der har karakter af en database, som ikke kan opsamle data fra f.eks. en løbende pulsmåling. Men måske kan man lave systemer, hvor man kan vise de mange forskellige typer data i en samlet visuel præsentation - det man på websider kalder mash-ups, der er brugergrænseflader, hvor data kommer fra flere forskellige kilder Jakob E. Bardram påpeger, at der eksisterer ofte enkeltstående systemer, som ikke er konstrueret til at interagere og kommunikere sammen. Eksempler på disse forskellige systemer informationssystemer til kommunikation på hospitalerne, billedprogrammer til eksempelvis røntgen, elektroniske patientjournalsystemer og biometriske monitoreringssystemer. Ideen til projeket er relateret til et samarbejdet med Gentofte Hospital, der har angivet en vis interesse i at være med til udvikling af fremtidens sundhedssystemer. Og der skabes basis for projektet i litteratur ved hele paradigmet pervasive healthcare. Projektarbejdet defineres og relateres samtidig til de behov, som personalet på Gentofte Hospital måtte have, hvilket også er ud fra ideen omkring at tage udgangspunkt i miljøet omkring hospitalet. Projektet har til hensigt at blive en brik i et større integreret projekt, der overordnet skal handle om intelligente softwaresystemer i sundhedssektoren lige som IntelliCare er det for plejesektoren. Projektet har grobund i ovenstående beskrivelse samt samarbejdet med Gentofte Hospital. Projektet har til formål at undersøge, hvilke softwareog hardwareteknologiske muligheder der eksisterer for at understøtte dele af arbejdet på et hospital og specifikt Gentofte Hospital. Det skal undersøges, hvilke teknologiske løsninger kan give personalet lettere adgang til den elektroniske patient journal. Målet er at give mere tid til patienten og gøre personalets arbejde med hver enkelt patient mere kontinuert samt at skabe effektivisering og minimere fejl ved at have direkte kontakt med patientens elektroniske journal, når personalet er ved patienten. Det er vigtigt at lægge fokus på at støtte op omkring arbejdsrutiner, hvorved det ikke kommer til at være til gene for personalet og patienter. Desuden vil brugerne nemmere kunne tage et system til sig, hvis der er taget udgangspunkt i deres overordnede arbejdsrutiner. Desuden er håbet, at der vil være mere dialog og give mere tid sammen med patienten. 1.2 Problemformulering I dette projekt ønskes det undersøgt, hvorledes behandlingen af sygehuspatienterne kan understøttes bedre ved at stille udvalgte it-funktioner til rådig-

14 4 KAPITEL 1. INTRODUKTION hed på en interaktiv enhed i den umiddelbare nærhed af hospitalssengen frem for brug af en almindelig arbejdsstation på et kontor. Fokus skal være på, at personalet på hospitalet uden større tilvænning kan benytte denne enhed effektivt i deres arbejdsgang. Arbejdet vil tage udgangspunkt i personalets prioritering af funktioner og det nuværende journalsystem (f.eks. EPJ), som personalet er bekendt med. Projektet vil blive udført i samarbejde med Gentofte Hospital og inddrage den erfaring, som brugere og andre domæneeksperter besidder. Der lægges størst vægt på tilgængelighed og mindre fokus på fuld integration med eksisterende systemer, da et af formålene med projektet også er at demonstrere mulighederne i ny teknologi. 1.3 Problemstilling I dette afsnit beskrives den allerede nævnte problemstilling nærmere. Til at beskrive problemstillingen anvendes et scenarie, som beskriver, hvordan en hverdagssituation kunne tænkes at udspille sig. Ud fra scenariet påpeges det, hvor der i det nuværende arbejde kan udføres forbedringer ved en interaktiv enhed i umiddelbar nærhed af patientsengen. En patient er indlagt på hospitalet efter anbefaling fra den praktiserende læge. Patienten har udvist hukommelsestab og har problemer med balancen. Ydermere får patienten medicin for flere forskellige kroniske lidelser. Patienten bliver ved ankomst registreret og tildelt en seng på en stue. Under opholdet på hospitalet behandles patienten af læger og sundhedspersonale. Lægerne forbereder sig inden stuegang på, hvilke patienter, som skal tilses. Her benyttes en stationær arbejdsstation på et kontor til at konsultere patienternes elektronisk journal, og man rådfører sig med sine kolleger omkring behandling af patienterne. Når stuegang udføres tilses patienterne, lægen gør sig notater og observationer for alle patienterne, heri indgår bestilling af diverse laboratorieprøver og andre undersøgelser, der skal bestilles til udførelse. Stuegang afsluttes ved at vende tilbage kontoret, hvor arbejdsstationerne befinder sig, og her registreres de nødvendige informationer. I løbet af et døgn modtager patienten pleje fra det øvrige personale. Dette indbefatter bl.a. medicinering, diverse målinger og anden pleje. I denne forbindelse noteres de nødvendige omstændigheder og parametre fra personalets stue. Disse registreres senere elektronisk via en arbejdsstation på et kontor. Disse informationer danner grundlag for den videre behandling af patienten.

15 1.4. PROJEKTAFGRÆNSNING 5 Det skal bemærkes, at det selvfølgelig er et simplificeret scenarie, som er konstrueret med den viden forfatteren har om arbejdet på et hospital. Dette scenarie understøttes af [12], der beskriver et lignende generaliseret scenarie efter at have fulgt arbejdet på en hospitalsafdeling. I [12] påpeges det også, at arbejdet for personalet bliver meget fastlåst omkring arbejdsstationerne, hvilket ovenstående scenarie også har til hensigt at beskrive. Det er med udgangspunkt i ovenstående scenarie, at projektarbejdet udføres. Projektet har til formål at undersøge, hvordan det kan lade sig gøre at stille hjælpemidler til rådighed, der gør op med denne fastlåsning og stiller de nødvendige ressourcer til rådighed på det rette sted til det rette tidspunkt. I projektarbejdet skal der være fokus på, at de valgte løsninger bliver anvendelig for personalet, og de er anvendelige i de relevante arbejdssituationer. I og med at projektet udføres i samarbejde med Gentofte Hospital vil der under projektet være fokus på brugeren, der skal anvende et evt. endeligt system. Med brugeren i centrum skal det forsøges, at der ikke blindt skabes nogle skrivebordsløsninger, der ikke vil fungere i praksis. 1.4 Projektafgrænsning Inden det er muligt at afgrænse projektet yderligere end det er gjort i problemformulering skal der undersøge lidt omkring de enkelte elementer, der umiddelbart indgår i arbejdet omkring projektet. Det vil kræve et nærmere kig på den elektroniske patientjournal for at kunne vurdere, hvordan denne kunne arbejdes med i projektet. Desuden skal Gentofte Hospitals rolle omkring projektet defineres lidt nærmere. Slutteligt skal der vurderes lidt nærmere på, hvilke teknologiske områder, der skal undersøges, hvorved projektet kan afgrænses. Dette vil foregå i de følgende underafsnit af dette afsnit, hvor der begyndes med den elektroniske patientjournal Elektronisk Patientjournal(EPJ) En elektronisk patientjournal er i dag med til at erstatte de hidtidige papirjournaler, der er velkendt fra sin praktiserende læge eller et besøg på sygehuset. Der er flere problemer med brug af papirjournaler. Der er et fysisk arkiveringsbehov, der kræver en vis fysisk arkiveringsplads, da det er lovkrav, at journaler skal gemmes 5 år efter en patient er gået bort. Desuden er det svært at holde alt involveret sundhedspersonale opdateret på en bestemt patient, især hvis behandlerne ikke er placeret fysisk i samme bygning. Det giver en forsinket arbejdsgang og en logistik- og kommunikationsbyrde i form af afsendelse af diverse journaler og andre henvendelser til forskellige behandlere

16 6 KAPITEL 1. INTRODUKTION samt telefonisk kommunikation. Ved at digitalisere denne informationsopbevaring og tilhørende sundhedsfagligfunktionalitet opnås en potentiel stor besparelse og effektivitetsforøgelse. Desuden øges sikkerheden omkring de oplysninger, som sundhedspersonalet gemmer om hver enkelt patient og der undgås i højere grad fejlbehandling. Desuden effektiviseres rutinerne omkring journalisering og giver samme information til alle uanset fysisk placering. Denne proces betegnes generelt som Elektronisk Patientjournal (EPJ). Der eksisterer mange forskellige EPJ-systemer produceret af forskellige firmaer. Disse systemer er typisk opdelt i moduler f.eks. et modul til medicinering. [9] Som behovet og efterspørgslen er steget efter er der kommet flere systemer til, også inden for forskellige grene af sundhedsvæsnet. Fra begyndelsen har der ikke været nogen form struktur og styring af skabelsen af disse systemer, hvorfor de har haft svært ved at udveksle data. Grundstruktur for Elektronisk PatientJorunal(GEPJ) Med henblik på at skabe et fælles grundlag har Sundhedsstyrelsen skabt en model kaldet GEPJ (Grundstruktur for Elektronisk PatientJournal), som skal give en standardiseret beskrivelse af den kliniske del af en EPJ.[10] GEPJ har til formål at skabe retningslinjer for journalføring, hvor en af fordelene vil være, at der usynligt for brugeren automatisk indberettes til de centrale sundhedsmyndigheder. For at danne rammerne for automatisk indberetning skal journalføring og registrering foregå på en bestemt måde, hvorved der opnås et konsistent datagrundlag. GEPJ skal rumme tværfaglighed, der tillader fremstilling og bearbejdelse af information både forløbs- og problemorienteret.[10] Tværfagligheden har været en mangelvare hos mange EPJ systemer i og med, at dataudveksling har været problematisk. I stedet for at udveksle data manuelt er ideen med GEPJ, at der skal eksistere en form for database, hvorfra det er muligt at trække nødvendige oplysninger, som er indberettet automatisk af andet sundhedsfagligt personale. I dag kendes løsningen som e-journal. Det er tanken, at e-journalen skal bruges til at dele data om patienter mellem sygehuse og praktiserende læger. Desuden kan den enkelte patient se sin elektroniske journal og i øvrigt se, hvem der har kigget i journalen f.eks. på sygehuset.[11] Til at styre og ensrette de mange systemer og aktiviteter inden for sundhedssektorens it-område har en række myndigheder, organisationer og private firmaer oprettet et projekt, der kaldes MedCom. Projektet er blevet permanent i 1999 og har siden vokset i omfang. 3 MedCom er oprettet for at sikre, at der styres mod målet, der er beskrevet i IT-strategien for sundhedsområdet. 3

17 1.4. PROJEKTAFGRÆNSNING 7 MedCom skal bidrage til udvikling, afprøvning, udbredelse og kvalitetssikring af elektronisk kommunikation og information i sundhedssektoren med henblik på at understøtte det gode patientforløb. Og det vigtige her i dette formål er netop det gode patientforløb, som er den fælles motivation for at MedCom eksisterer. MedCom er finansieret af Ministeriet for Sundhed og Forebyggelse, Sundhedsstyrelsen, Danske Regioner, Kommunernes Landsforening, Velfærdsministeriet og Danmarks Apotekerforening. E-journal E-journal er et redskab til klinisk informationsformidling mellem behandlere på sygehusene og praktiserende læger samt overfor borgere. E-journalen blev start i 2004 med adgang for det tidligere Vejle Amts syge huse og er siden udbredt til hele landet for både sygehuse, praktiserende læger og borgere via sundhed.dk. Tilgængeligheden er endnu ikke fuldstændig, men der arbejdes videre mod at nå målet Gentofte hospital Som beskrevet i problemformulering udføres projektet i samarbejde med Gentofte Hospital. Nærmere specifikt sker der i samarbejde med Afdeling C på Gentofte Hospital. På afdeling C har de med geriatriske patienter at gøre. Geriatri er læren om alderdommens sygdomme. Hos geriatriske patienter vil man typisk kunne observere et eller flere af nedenstående symptomer/problemer: Problemer med at få dagligdagen til at fungere Nedsat bevægelighed Svimmelhed/dårlig balance, forvirring Fejlernæring og vægttab Depression Hukommelsestab Behandling med meget medicin, oftest mere end fem slags Langvarigt sengeleje 4

18 8 KAPITEL 1. INTRODUKTION Sociale problemer Denne liste hjælper med at sætte projektet i kontekst i forhold til, hvilket miljø personalet på Gentofte Hospital afdeling C arbejder i. Udgangspunktet for samarbejdet med Gentofte Hospital er, at de præsenteres for projekts grundide og derefter nogle konkrete forslag til, hvordan et system kunne udformes. Det vil dreje sig om både hardware- og softwaremæssige løsningsforslag. Derfra modtages feedback på forslag, og det munder ud i en dialog omkring elementer til systemet Teknologi En del af afgrænsningen er at tage indledende valg for de overordnede teknologiske rammer. Ønsket er, at en del af personalets brug af computere i arbejdet flyttes fra et kontor med stationære arbejdsstationer ud til patientsengen. Helt parallelt kunne en stationær arbejdsstation flyttes ud til sengen, men det ville kræve en del plads, som der oftest ikke eksisterer på patientstuerne rundt omkring på de danske sygehuse. Hvis det ønskes at indføre nyt edb-udstyr på patientstuerne, må det være en kompakt løsning. Den mest kompakte og bærbare løsning er en lommecomputer(pda). Ulempen ved denne er skærmens størrelse, tilslutningsmulighederne er begrænsede, og ydelsen er heller ikke i top. Til gengæld er den bærbar og kan også anvendes uden for patientstuerne. Den næste mulighed, hvor størrelsen er af skærmen er vokset, er en såkaldt tablet PC, der i princippet er en bærbarcomputer med trykfølsom skærm. Den er stadigvæk bærbar, men dog ikke så nem at transportere rundt som en PDA. For tablet PC en er tilslutningsmulighederne lidt større, og den har en bedre ydelse. Generelt for både PDA og tablet PC gælder det, at de må holdes med en hånd og betegnes med den anden, hvorved brugeren af enheden passiviseres. For at frigøre hænderne kan en væghængt PC med trykfølsom skærm anvendes. Herved opnås en god ydelse, en stor skærm, gode tilslutningsmuligheder og den er samtidig pladsbesparende. Her kan det så vælges, hvilke former for interface, der ønskes benyttet. I dette projekt er der valgt at fokusere på en væghængt PC med trykfølsom skærm. I et perspektiv set ud over dette projekt kunne man forestille sig, at der anvendes en kombination af alle tre muligheder. Denne afgrænsning sætter rammerne for det videre forløb af projektet. Det giver et konkret aspekt at holde projeket op mod, når Gentofte Hospital drages ind i projektet. Valget er også truffet på baggrund af indledende samtaler med Gentofte, der har udtrykt interesse for en løsning med trykfølsom skærm ved patientsengen.

19 1.4. PROJEKTAFGRÆNSNING 9 Idekatalog Ud fra det overordnede valg af grundlæggende hardware er der udarbejdet et katalog over ideer til projektet, som skal være til inspiration for et møde med en gruppe fra Gentofte Hospital. Til mødet fremvises desuden en simpel prototype med det formål, at gruppen bedre kan visualisere og forestille sig konceptet. Nedenstående liste repræsenterer de ideer, som blev præsenteret for gruppen fra Gentofte Hospital afd. C. Adgangskontrol Trådløs automatisk eller semiautomatisk log-in. Biometrisk f.eks. fingeraftryk. Almindelig log-in med brugernavn og adgangskode. Biosensorer Måling af livstegn så som puls, temperatur, blodtryk eller respiration via systemet. Optagelse af elektrokardiogram direkte via systemet. Bestilling af og svar på test/prøver Diktering af journalnotater ved talegenkendelse Faglige sparring via videokonference Anvendelig for patient uden for personaleadgang Tv-tuner så kunne det erstatte det nuværende tv på stuerne, og hver patient kunne have rådighed over sit eget. Web-adgang gør det muligt for patienter at holde bedre kontakt med omverdnen ved indlæggelse. Underholdning Leje af film, spil osv. Bestilling af varer fra hospitalets kiosk eller af mad. Ud fra listen og mødet med Gentofte Hospital er det muligt at danne sig et førstehåndsindtryk over, hvilke funktioner, der for dem kunne være interessant at få indarbejdet i en applikation. Ydermere kan der på mødet spørges ind til, hvad det er muligt at arbejde med, og om der eksisterer eventuelle uventede forhindringer.

20 10 KAPITEL 1. INTRODUKTION Projektets fokuspunkter I projektet vil der blive fokuseret på nogle bestemte aspekter. På grund af emnets størrelse og projektets begrænsede omfang, er det ikke muligt at beskæftige sig med alle aspekter i dybden. Som nævnte er dette projekt en forundersøgelse forud for et specialeprojekt. Derfor vil arbejdet foregå med at undersøge de indledende og overordnede aspekter for projektet. Projektet stiller nogle udfordringer, hvor der skal arbejdes med at sætte disse i det korrekte perspektiv. Inden arbejdet med design af en applikation til Gentofte Hospital går i gang, er det vigtigt at undersøge, hvilket arbejdsmiljø der skal designes op i mod. Det skal undersøges, hvad der specifikt gør sig gældende for et medicinsk arbejdsmiljø. Denne undersøgelse tager udgangspunkt i projekter og forskning, der beskæftiger sig med udvikling af software til sundhedssektoren. Herved opnås et indblik i, hvilket arbejde der foregår andre steder, og det giver mulighed for at få en bedre opfattelse af, hvilke udfordringer, der kan opstå i et projekt som dette. Det skal besvare spørgsmål omkring det medicinske arbejdsmiljø og arbejdsrutiner, og derefter sætte disse i et fremtidigt perspektiv. Det er især vigtigt at fokusere på, hvad forskningen lægger op til for fremtiden, da det overordnet er med henblik på design af et moderne sundhedssystem. Alt dette kunne under et kaldes det kliniske software paradigme. Efterfølgende undersøges teknologiske løsninger med henblik på at anvende nye former for teknologi i projektet. F.eks. skal det undersøges, hvilke muligheder og konsekvenser indførelsen af en trykfølsom skærm vil frembringe. Det skal undersøges, hvilke teknologiske muligheder for interface til den trykfølsomme skærm, der eksisterer, og hvor anvendelige disse er. Adgangskontrol er også et punkt, hvor det skal undersøges, hvilke teknologiske muligheder der foreligger, og hvordan de kan anvendes i projektet. Når de teknologiske aspekter undersøges, vil det være i kontekst af, hvilken sammenhæng teknologien skal anvendes. Det vil forsøges at blive vurderet, hvorvidt den undersøgte teknologi vil kunne anvendes i et medicinsk miljø. I projektet vil der som nævnt også blive konstrueret en prototype, der i samspil med de øvrige teknologiske aspekter, vil blive eksperimenteret med. Dvs. efter individuelle eksperimenter med forskellige teknologier vil de blive forsøgt integreret i prototypen i det omfang, det findes relevant.

21 1.5. LÆSEVEJLEDNING Læsevejledning Dette afsnit har til formål at beskrive rapportens opbygning. Denne rapport er opdelt i kapitler, der hver især beskriver projektets dele. Dette introduktions kapitel efterfølges et kapitel, der beskriver undersøgelser af det kliniske software paradigme. Undersøgelsen af de teknologiske aspekter beskrives i kapitel 3. Dernæst et kapitel der beskriver eksperimenterne med den i kapitel 3 omtalte teknologi. Slutteligt afrundes rapporten med en epilog, der opsummerer projektarbejdet og afstikker, hvilken retning projektet skal tage, når det går fra at være et undersøgelsesprojekt til at være et specialeprojekt. I rapporten angives kildehenvisninger som [x]. Dette henviser til kildenr. x i litteraturlisten. Litteraturen som er anvendt i projektet er både på engelsk og dansk. I materialet har forfatterne anvendt en række tekniske betegnelser både engelske og danske. Enkelte af udtrykkene er det ikke lykkedes at finde en passende oversættelse på dansk, derfor er det i rapporten valgt at lade visse udtryk forblive uoversat. Med rapporten er vedlagt en CD, hvor relevant projektmateriale er placeret. Nærmere beskrivelse af Cd en kan ses i appendiks B.

22 12 KAPITEL 1. INTRODUKTION

23 Kapitel 2 Klinisk software paradigme Dette kapitel vil introducere softwareudvikling inden for sundhedssektoren. Der vil være fokus på, hvordan problemer i eksisterende systemer kunne løses, og hvordan det forsøges at tage hensyn til udfordringer i fremtiden. Der præsenteres nuværende projekter og forskning, som inspiration til arbejdet i projektet. Slutteligt for kapitlet beskrives det indledende arbejde i henhold til Gentofte Hospital 2.1 Pervasive Healthcare Pervasive healthcare betegner brugen af pervasive and ubiquitous computing (PUC) teknologi inden for sundhedsverdenen til at levere sundhedsydelser. Hovedpointen med PUC er at flytte interaktionen med it fra skrivebordscomputeren og væve det ind i omgivelserne tilpasset til aktuel placering og aktivitet. Mark Weiser, der skabte begrebet PUC, beskrev principperne gældende for PUC 1 som følger: Formålet med en computer er at hjælpe med dig lave noget andet. (The purpose of a computer is to help you do something else.) Den bedste computer er en stille, usynlig tjener. (The best computer is a quiet, invisible servant.) Jo mere man kan ved intuition desto smarter er man; computeren skal understøtte dig ubevidst. (The more you can do by intuition the smarter you are; the computer should extend your unconscious.) Teknologi skal skabe ro. (Technology should create calm.)

24 14 KAPITEL 2. KLINISK SOFTWARE PARADIGME Disse principper beskriver PUC, og hvilken effekt det vil have på livet omkring it. For at det skal kunne lade sig gøre, at disse principper bliver gennemtrængende for hverdagen er det nødvendigt bl.a., at systemerne bliver kontekstbevidste. Det kan f.eks. dreje sig om stedsbestemmelse for nogle systemer. Derfor er en del af udfordringen for PUC interaktion med omgivelserne via sensorer og eksterne enheder. Mark Weiser beskriver PUC som tredje bølge af computere: Ubiquitous computing names the third wave in computing, just now beginning. First were mainframes, each shared by lots of people. Now we are in the personal computing era, person and machine staring uneasily at each other across the desktop. Next comes ubiquitous computing, or the age of calm technology, when technology recedes into the background of our lives. 2 PUC-teknologi inden for sundhedsområdet skal generelt understøtte en effektiv behandling af patienter ved at være, det som ordene betyder, gennemtrængende og allestedsnærværende dog på en naturlig og hensigtsmæssig måde i baggrunden. Desuden skal der leveres ydelser, når og hvor brugerne ønsker det, og at give den enkelte borger og dennes familie en langt mere aktiv rolle i indsatsen for egen sundhed. Inden for pervasive healthcare undersøges forskellige emner: nye former for hardware og softwareteknologi, der passer bedre til sundhedsarbejde; sensor netværk til biologisk monitorering både på hospitalet, i den præhospitale indsats og i hjemmet; nye former for patient-læge-pårørende samarbejde baseret på netværksbaserede tjenester og telemedicin; alarmerings- og overvågningsteknologi samt teknologi til egenomsorg samt egenbehandling. Størstedelen af arbejdet i sundhedssektoren er en stor kontrast til almindeligt kontorarbejde. Sundhedspersonalet befinder sig i allerhøjeste grad i det fysiske domæne og ikke i det digitale domæne på en computer sådan vil det altid være, når det drejer sig om mennesker. Arbejdet på et hospital er meget vekslende og skifter tit kontekst flere gange lige efter hinanden. Mobilitet, samarbejde, arbejdbrydelser, ad hoc problemløsning og fysisk arbejde er nøgleord, der karakteriserer arbejder for sygeplejersker, læger og kirurger samt andet sundhedspersonale.[5] 2.2 Activity-Based Computing Den klassiske brug af computer er en hæmsko i arbejdet på hospitalerne. Arbejdet for personalet bliver tit afbrudt, de skal kunne holde flere bolde i luften 2

25 2.2. ACTIVITY-BASED COMPUTING 15 og kunne håndtere flere sager sideløbende. Derfor kræver det nytænkning inden for softwareudvikling, som er mere passende til PUC og de aktiviteter, der foregår i sundhedssystemet. I den sammenhæng er der defineret et nyt paradigme inden for software, der er mere velegnet og bedre indfanger de nye krav indenfor PUC. Dette benævnes Activity-Based Computing (ABC), og dette er netop opstået i forbindelse med understøttelse af PUC inden for sundhedssystemet. ABC har empirisk ståsted i form af undersøgelser udført på hospitaler og er teoretisk baseret på aktivitetsteori.[2] Nutidens mest udbredte softwaremodel er designet efter en applikationsog dokumentcentreret model, som er meget velegnet til kontorarbejde, hvor der er en enkelt bruger pr. computer. Denne model understøtter dog ikke særligt godt udførelse af aktiviteter på et højere niveau. Her er det op til brugeren at sammenlægge de nødvendige ressourcer for at udføre en bestemt opgave. Disse opgaver kan ses som multi-tasking f.eks. udarbejdelse af en rapport med anvendelse af skriveprogram, regneark o.l. Denne effekt forværres yderligere, når arbejdet flyttes fra kontorlandskabet til et mobilt samarbejdende miljø som et sygehus. Potentielt skal der benyttes forskellige computere og andre enheder, da arbejdet er mobilt. Activity-Based Computing (ABC) er netop skabt for at løse disse udfordringer. Her flyttes fokus fra artefakter som et dokument eller et skriveprogram til at have fokus på en aktivitet. ABC er en infrastruktur, hvor der set fra brugeren eksisterer aktiviteter, som det er muligt at oprette, afbryde, gemme, genoptage og dele til hvilket som helst tidspunkt på hvilken som helst computer enhed, der understøtter ABC-infrastrukturen. Udførelsen af aktiviteten tilpasses automatisk til den kontekst, hvori aktiviteten foregår, hvorved aktiviteten er kontekst-bevidst. Figur 2.1 illustrerer konceptet for en aktivitet på et sygehus ved et eksempel. Formålet med en aktivitet på computeren er at reflektere en menneskelig/fysisk aktivitet og give adgang til relevante ressourcer, så aktiviteten kan udføres. Det kan ses som en sammenlægning af servicer, ressourcer, artefakter og brugere, som er relevant for en virkelig menneskelig aktivitet. ABC er defineret omkring følgende grundprincipper[1]: Activity-Centered En it-aktivitet opsamler sammenhængende data fra en række service til at understøtte brugeren, der udfører en aktivitet. F.eks. når der skal stilles en diagnose for en patient, er dette en aktivitet i ABC, hvor der er brug for patientens medicin skema, resultater af blodprøver, røntgenbilleder osv. Dette er illustreret på figur 2.1. Activity Suspend and Resume En bruger deltager i flere aktiviteter. Brugeren kan skifte mellem aktiviteterne ved at sætte den ene

26 16 KAPITEL 2. KLINISK SOFTWARE PARADIGME Figur 2.1: Eksempel på en aktivitet fra sygehusverdenen. Aktiviteten Inger Pedersen [Leukemia] binder et sæt service data sammen, der relevant for the behandlingen af patienten for leukemi. på pause (gemmes) og genoptage en anden med dertil hørende data og service. Derved sker et kontekstskift, når f.eks. en bruger afbrydes. Activity Roaming En aktivitet er gemt på en server og kan distribueres over netværket. Altså er en aktivitet ikke på noget tidspunkt låst til en bestemt arbejdsstation, hvorved mobilitet for brugeren understøttes. Activity Adaptation En aktivitet tilpasser sig den enhed og de ressourcer, som er tilgængelig på den enhed, hvor aktiviteten udføres. Eksempelvis er der stor forskel på en arbejdscomputer og en PDA. Activity Sharing En aktivitet kan deles mellem brugere. Ud fra en liste over brugere gives der mulighed for disse brugere kan bearbejde aktiviteten. Hvis to brugere genoptager en aktivitet samtidig vil systemet give besked herom. Brugerne vil vha. en konference via enhederne kunne samarbejde om den akutelle aktivitet. Activity Discovery En aktivitet er bevidst om, hvilken kontekst den befinder sig i og kan tilpasse sig til denne. Ved at følge disse principper opnås et PUC-system, hvor det er muligt at samarbejde synkront og asynkront omkring menneskelige aktiviteter. På Ituniversitet har man skabt et ABC-framework omkring en client-server arkitektur. Serveren er implementeret i Java, mens klientsiden anvender.net.

27 2.2. ACTIVITY-BASED COMPUTING 17 Figur 2.2: ABC arkitektur ABC-arkitektur ABC-arkitekturen er en hybrid mellem en client-server og peer-2-peer arkitektur. Denne hybrid danner ramme for en hurtig lokal svartid og understøttelse af det gennemtrængende samarbejde i systemet. Desuden understøttes der for, hvis forbindelse skulle være utilgængelig, at der kan arbejdes videre. Målet for hybridarkitekturen er at få det bedste fra de to verdner. Client-server kommunikation anvendes til at synkronisere tilstanden og bevare konsistensen i systemet. Derimod anvendes peer-2-peer til overførsel af større mængder data. Arkitekturen er illustreret på figur 2.2. Arkitekturen er delt op i tre lag; et infrastruktur-lag, et klient lag og et UI-lag(applikationslag). Infrastukturlaget håndterer arkivering, runtime management af aktiviteter, samarbejde omkring aktiviteter og styring af kontekst-information. Klient-laget er distribueret på de enheder, som deltager i ABC. Det er midterlaget mellem UI og infrastuktur-laget. Her styres aktiviteterne, der foretages på den pågældende klient og kommunikation med infrastruktur-laget. UI-laget brugerinterfacet som er forskelligt udformet afhængig af enhed, hvor det anvendes. Til kommunikation som en del af infrastrukturen er der konstrueret en

28 18 KAPITEL 2. KLINISK SOFTWARE PARADIGME protokol ABC protokol (ABCP). Protokollen er modelleret som HTTP, hvilket vil sige, at den er tilstandsløs, streng baseret og unicast socket protocol med URI og URL string syntaks. 2.3 Kontekst-bevidsthed Inden for PUC arbejdes med begrebet kontekst-bevidsthed(context awareness) for computere. Hvis en læge eksempelvis anvender en PDA i nærheden af en bestemt, så skal PDA en automatisk vide, at det er den pågældende patient, det drejer sig om. Men der vil også være et sekundært scenarie, hvor lægen er i gang med en anden opgave, hvor vedkommende bare opholder sig i nærheden af en patient, men har behov for en anden slags information, der ikke vedrører patienten. Dette er et eksempel på, at det ikke er en triviel opgave at omsætte en fysisk omstændighed til aktivitet. Udfordringen er at udlede den rigtig aktivitet vha. sensor-input og maskinalgoritmer. Denne disciplin kaldes aktivitets-bevidsthed(activity-aware), der prøver at udlede den igangværende aktivitet ud fra eksempelvis placering, tid, bevægelse og brug af systemet ud fra en syntese af nuværende og historik fra input. En anden mulighed er at lade brugere definere aktiviteterne og de tilhørende ressourcer, der skal være i systemet. Disse to metoder kan også kombineres.[3] 2.4 Multiple display environment Dette projekt har til hensigt at flytte aktivitet fra kontorlignende arbejdspladser og frem i frontlinjen, hvor det faktisk behov for it-støtte eksisterer. Det kunne tænkes, at der skal benyttes en række forskellige enheder fra PDA er til væghængte PC er, der kan arbejde sammen inden for et netværk/framework. En af udfordringerne er at designe teknologi og bruger interface til disse enheder. Arbejdsmiljøet på hospitaler et et oplagt sted, hvor de kunne have gavn af at flytte arbejdspladser til forskellige steder, hvor det er relevant. Det kunne være f.eks. konferencerum, patientstuer, operationsstuer, gangarealer osv. I sammenhæng med ABC-projektet er der startet et projekt, der hedder CLINICAL SURFACES (CS), som har til hensigt at kunne understøtte enheder af forskellig art rundt omkring i et klinisk miljø. Hvor der førhen har ved lignende projekter kun har været fokus på enkelte rum, så har dette projekt fokus på af miljøet består af forskellige typer rum. Projektet tager udgangspunkt i fire principper; (i) activity-based computing, (ii) brug af stationære og mobile skærme, (iii) kontekst-baseret tilpasning, og (iv) opdeling mellem

29 2.4. MULTIPLE DISPLAY ENVIRONMENT 19 Figur 2.3: CLINICAL SURFACES ; her ses området, hvor prototypen af CS blev testet. (A) er konferencerummet, (B) patient-stue, (C) gangareal og (D) operationsstue. offentlig, personlig og privat brug af skærme. CS har fokus på at give hurtig og nem adgang til aktiviteter, og disses tilhørende ressourcer og deltagere. CS har været test på en ortopædisk afdeling på et større hospital. En test hvor der var 8 medlemmer af personalet involveret og figuranter som patienter. På figur 2.3 ses et klinisk miljø, hvor CS-prototypen var installeret.[4] Efter prototypetesten af CS blev det evalueret i en brugerundersøgelse, hvor brugerne generelt var meget tilfredse med systemet. Undersøgelsen viste ydermere, at det kliniske personale kunne se en stor fordel i at generalisere omkring en aktivitet. Den kontekstbaserede del af systemet scorede lavest i undersøgelsen, da brugerne fandt, at systemet ikke altid viste den mest relevant aktivitet til situationen.

30 20 KAPITEL 2. KLINISK SOFTWARE PARADIGME 2.5 Gentofte Hospital I introduktionskapitel(kapitel 1) er beskrevet, hvilke ideer(se afsnit der ønskes præsenteret for Gentofte Hospital. Ved et møde på Gentofte Hospital d. 19/ blev en simpel prototype og listen, der er beskrevet i afsnit 1.4.3, præsenteret for repræsentanterne fra Afdeling C. Mødet var en chance for få et bedre indblik i deres syn på dette projekt og derigennem opnå inspiration og ideer. Umiddelbart virkede de positive over for ideen, at systemet skulle kunne anvendes af både personale såvel som patienter og pårørende. Patientdelen var ikke så interessant for repræsentanterne, hvilket er klart, da de ser systemet fra behandlersiden. Dette resulterede i, at størstedelen af mødet var fokuseret på denne del, hvilket også er mest relevant for dette projekt. Til systemdelen for patient/pårørende blev der luftet ideer om, at det skulle være muligt at skrive beskeder til behandlerne tilknyttet patienten samt andre pårørende. Muligheden for at kunne kalde behandlere op via skærmen og snakke med dem på en videosamtale blev også nævnt, men det blev lettere afvist, da det ville være et forstyrrende element i det daglige arbejde for behandlerne. Til gengæld kunne det være en mulighed at lade pårørende lægge beskeder i systemet til behandlere, som kan behandles, når det passer behandleren, hvorved forstyrrelsen formindskes. På mødet blev der foreslået, at indgangsvinklen for systemet kunne være at stille tjenester til rådighed for sygeplejerskerne, da disse i deres nuværende system enten mangler eller er meget begrænsede. Disse tjenester kunne være, at de sygeplejeskemaer, som på nuværende tidspunkt kun findes i papirformat digitaliseres, hvorved det bliver muligt at udfylde elektronisk på en passende interaktiv måde. Lægerne skal så kunne anvende disse skemaer fra skærmen, når patienten bliver undersøgt for at understøtte diagnosticering og behandling af den pågældende patient. Ydermere skal en del af informationerne fra disse sygeplejeskemaer indsendes til en landsdækkende geriatrisk database. Der blev fremsat en forespørgsel på om det dette kunne gøres automatisk, eller informationerne kunne udtrækkes automatisk. Repræsentanterne foreslog desuden, at man som sundhedspersonale skulle registrere sig via skærmen hos den pågældende patient på patientstuen, hvor vedkommende er ansvarlig. Derved sikres, at personalet kommer rundt og giver sig til kende på alle stuerne, og patienterne ved, hvem de har kontakt med den dag. Dette sætter patienten i fokus. På skærmen kan der så vises med billede, hvem der er ansvarlig den pågældende dag, og hvem der har det overordnede ansvar gennem hele opholdet på hospitalet. Desuden kan pårørende se, hvem der er ansvarlig sygeplejerske den pågældende dag, når de kommer på besøg. Dette vil kunne skabe en bedre relation mellem

31 2.5. GENTOFTE HOSPITAL 21 pårørende og personale, og de pårørende kan føle, at de nemmere kan følge med i behandlingen. Ulempen ved det er, hvis der for personalet ikke er tid til denne registrering, hvorved effekten mistes. Vedrørende biosensorer var dette ikke et emne, der blev berørt ret meget. Der blev talt om, at der var mulighed for, at skærmen kunne erstatte nogle andre apparaters display ved at koble dem direkte op mod systemet. Der kunne f.eks. overvejes iltmætningen i blodet(saturation), puls, blodtryk osv. Desuden kunne det tænkes, at der blev udført en døgnblodtryksmåling vha. systemet, så blodtryksmåleren blev indstillet via systemet til at udføre en måling med et vist interval. Overfor ideen omkring faglig sparring virkede det ikke som om, at de troede rigtig på ideen, men dog var de ikke afvisende. Omkring patientens kommunikation med personalet, så kunne skærmen give den mulighed at kalde på personalet uden brug af alarmklokken. Alarmklokken kan virke som en voldsom effekt at bruge for at skabe opmærksomhed, hvilke måske afholde nogle patienter fra at benytte den. Hvis der gives mulighed for at kalde på assistance, der ikke er akut, ville det formodentligt give flere patienter mod på at kalde, når de faktisk har brug for hjælp uden at virke belastende. I den mere praktiske diskussion omkring systemet blev der stillet spørgsmål til montering af den pågældende skærm. Dette må naturligvis undersøges nærmere, hvordan det praktisk kan lade sig gøre. Der blev nævnt muligheden for en svingarm. Ydermere bliver der gjort opmærksom på, at der behandles personfølsomme oplysninger, så der muligvis er brug for en tilladelse fra datatilsynet, når systemet en gang skal afprøves i en test. Efter mødet blev der som aftalt sendt en række forskellige sygeplejeskemaer fra Gentofte. Disse skemaer er listet i appendiks A. Der er et stort udvalg og mange forskellige typer af skemaer.

32 22 KAPITEL 2. KLINISK SOFTWARE PARADIGME

33 Kapitel 3 Teknologi I dette kapitel beskrives forskellige teknologier, der undersøges og tænkes at kunne danne rammerne for en samlet teknologisk løsning til projektet. Det efterfølgende kapitel 4 beskriver konkrete eksperimenter med de i dette kapitel beskrevne teknologier. 3.1 Overordnet hardware valg Det er fra begyndelsen af projektet besluttet, at der skal fokuseres på, at der skal anvendes en trykfølsom skærm som hardwaregrundlag til afvikling af den tiltænkte applikation. Dette valg er taget grundlæggende på baggrund af to faktorer, hvoraf den ene er, at Gentofte Hospital har ytret ønske om en sådan løsning, og den anden er, at det anses som en praktisk løsning med muligheder. Med denne beslutning følger en vurdering af, hvilken stykke hardware der specifikt skal anvendes. Som udgangspunkt er det ikke så afgørende i denne indledende fase, da det er muligt at udskifte hardware senere hen så længe grænsefladen forbliver den samme. For dette projekt er udgangspunktet blevet en Asus EEE-top, der er en trykfølsom skærm integreret med en computer. Dvs. grundlæggende eksisterer alle basale PC-funktioner med Windows XP home edition, som en almindelig arbejdsstation, hvor skærmen desuden er trykfølsom og har integreret trådløs netværkskommunikation. Det er muligt at tilslutte 5 x USB enheder og eksternt lydudstyr. Ydermere er der integrerede højtalere og webcam. Denne pakke danner udgangspunktet for den overordnede hardwaredel af projektet. Med dette udgangspunkt kan undersøgelsen omkring andet hardware, der ønskes anvendt forsætte, da platformen er lagt. Inden da vil der i de følgende afsnit være fokus på, hvilke konsekvenser og forholdsregler der er i forbindelse med en trykfølsom skærm. 23

34 24 KAPITEL 3. TEKNOLOGI Arbejdsmiljøsammenhæng Ved indførelse af en trykfølsom skærm, så påvirker man arbejdsmiljøet. Den trykfølsomme skærm bliver en overflade, hvorpå der kan sætte sig bakterier. Dette ville i almindeligt kontorlandskab ikke være det store problem, men i et klinisk arbejdsmiljø er dette ikke uden betydning. Generelt er der naturligvis fokus på hygiejne på hospitalerne i forvejen blandt personalet. Hvis der ikke bevares en forsvarlig håndhygiejne ved brug af trykfølsom skærm, vil der eksistere en forøget smittefare. Forskellen fra et almindeligt tastatur og mus er ikke den store. Det afgørende er placeringen. Og det må formodes, at personalet vil benytte skærmen i sammenhæng med behandling af patienterne i og med, at de bevæger flere gange til og fra skærmen. Dvs. bakterier fra patienten på skærmen kan forekomme, men ved tilstrækkelig håndhygiejne efter benyttelse af enheden kan eliminere de største smittefarer. 3.2 Applikationsdesign til trykfølsom skærm I følgende afsnit vil der være fokus på, hvordan man designer en applikation til en trykfølsom skærm(touch screen). Der er faktorer, der har indvirkning på design, idet applikationen skal anvendes på en touch screen og ikke bare en almindelig computer. Touch screens har været anvendt i mange sammenhænge, og historisk går de tilbage til 1960 erne. Typisk bliver de brugt til POS-systemer(Point- Of-Sale), museer og andre steder som interaktiv guide. Touch screens er det mest direkte bruger interface, som vi kan komme i nærheden af i dag, og en af fordelene er, at det kræver en forsvindende lille mængde træning at anvende dem, hvis de er designet på en passende måde. Ved anvendelse af touch screens kan man også se nogle begrænsninger. Hvis man bruger en finger til at trykke rundt på skærmen, så har fingeren en større flade end musemarkøren. Dette kan afhjælpes ved at bruge en skrivestift(stylus). Hvis en applikation designes til, at der skal bruges en stylus, så begrænses brugen af applikationen, da det gør det sværere at interagere med applikationen, hvis der ikke lige er en stylus ved hånden. Når der er behov for at give applikationen et sekventielt input fra brugeren, så er en touch screen langsommere end et tastatur, hvor der næsten parallelt kan gives input. Samtidig vil det hurtigt komme til at virke stressende og hårdt at skulle pege på hvert enkelt bogstav, hvis det drejer sig om et længere stykke tekst. Brug af mus kontra brug af touch screen, så gør touch screen det også vanskeligt at trække forskellige ting hen over skærmen f.eks. flytte et ikon på skrivebordet. Mouse-over event er heller ikke anvendeligt i forbindelse med touch screen applikationer.

35 3.2. APPLIKATIONSDESIGN TIL TRYKFØLSOM SKÆRM Fordele og ulemper ved trykfølsomme skærme I det følgende nævnes umiddelbare fordele og ulemper ved touch screens. Fordele: Nærhed Forholdet mellem den fysisk verden ved håndens bevægelse og markøren på skærmen er kort. Manipulation af objekter på skærmen minder om virkeligheden. Hurtig dog mindre præcis pga. fingerens overflade kontra markørens størrelse. Fingerstyret der er ikke behov for anden hardware så som mus. Intet tastatur dette sparer plads. Anvendelig ved: nybegyndere, applikationer beregnet til informationssøgning. Ulemper: Lav præcision hvis ens finger er for stor til objekterne på skærmen medfører det dårlig præcision. Håndbevægelser hvis der bruger tastatur sammen med en touch screen vil det medføre, at der meget bevægelse fra tastatur til skærm og omvendt. Træthed hvis placeringen af skærmen og brug af denne gør armen træt. Position - brugeren skal forholdsvis tæt på skærmen for at nå skærmen. Regngøring skærmen gøres mere ren i forhold til en almindelig skærm, da der sættes fingeraftryk. Dette er også en vigtig faktor i et klinish miljø, hvor det må antages at smitte og infektions risici er større end i et almindeligt kontorlandskab. Overskuelighed brugerens arm kan dække for dele af skærmen, der indeholder relevant information. Aktivering typisk aktiveres funktionerne ved et enkelt tryk, hvorved det kan ske, at funktioner aktiveres ved en fejl.

36 26 KAPITEL 3. TEKNOLOGI Disse fordele og ulemper bør tages i betragtning inden der påbegyndes design af en applikation tiltænkt en touch screen. Det er vigtigt at sætte en applikation i relation med de omgivelser, hvor den skal anvendes, hvilket også stemmer overens med filosofien bag Activity-Based Computing (se afsnit 2.2).[17] Designregler I følge [17] er der nogle gyldne designregler, der skal holdes for øje, når man designes applikationer til touch screens. Hastighed Det er vigtig, at applikation er hurtig, så brugeren ikke føler tidsspild. Intuitiv Dette gør anvendelsen bedre. Det er vigtigt, at det er intuitivt for brugeren og ikke kun for designeren. Valg Begræns antallet af valgmuligheder. Guide Hjælp brugeren så meget så muligt Test Brugertest er vigtigt for at sikre, at designreglerne er overholdt fra brugerens synspunkt. Desuden foreslår [18] bl.a., at designet bruger lys baggrund i fuldskærm og anvender store knapper med simpelt tryk-og-klik funktionalitet. Ydermere er det vigtigt for brugeren, at denne får en form for feedback, når der er trykket enten ved lyd eller effekt på skærm. Knapper bør som minimum være 2x2cm og være spredt med 3 mm i mellem hinanden Dataindtastning Generelt er touch screens ikke velegnede til at lave indtastninger. Når det gælder indtastning af værdier, så kan det løses ved, at det enten er muligt at vælge prædefinerede værdier, +/ funktion, skydefunktion eller brug af tastatur på skærm eller i nærheden af skærmen. Disse metoder er listet, så den første er den bedste og så fremdeles. Omkring interface til trykfølsomme enheder er der beskrevet yderligere i afsnit 3.4.

37 3.3. ADGANGSKONTROL Adgangskontrol Et springende punkt for anvendeligheden af et system til benyttelse i sundhedssektoren er let tilgængelighed. Det tænkte system skal være placeret direkte i forbindelse med hospitalssengen, hvorfor det er vigtigt, at der er et sikkerhedslog-in til de læge- og sundhedsfaglige funktioner. Begrebet Pervasive and ubiquitous computing (PUC) beskriver en udvikling hen imod, at der vil komme flere computersystemer i hverdags livet, og man vil lægge mindre mærke til dem. Med denne tendens vil det være ubekvemmeligt, at man skal logge ind med brugernavn og kodeord, da der vil utallige enheder, der kræver log-in. Også enheder man med tiden ikke vil lægge mærke til. En umiddelbar løsning kunne være et log-in, som er automatiseret og skjult for brugeren, så denne ikke skal bekymre sig om det derved bliver det også en del af PUC. Ud over anvendelighedsproblemet i ved det klassiske brugernavn/kodeord log-in er der også et sikkerhedsmæssigt problem. Ofte følger en sikkerhedsprotokol med denne løsning, hvor der skal skiftes kodeord hver 3. måned. Dete gør, at brugerne laver kodeord, som er nemme at huske og skriver ofte også kodeordet ned. Dette medfører faktisk den modsatte effekt, at sikkerheden bliver forringet. Et problem, der eksisterer i den nuværende sundhedssektor, er, at personalet skal logge ind af flere omgange på de forskellige systemer, som anvendes i dagligdagen. Et fokus under dette projekt vil være, at det er let at få adgang til systemet, og at det ikke kræver log-in flere gange. Derfor må der vælges en anden løsning end brugernavn/kodeords-løsningen Valg af log-in metode Mulighederne for adgangskontrol er efterhånden mangfoldige. Fra det helt klassiske brugernavn/kodeords log-in til scanning af iris for personidentifikation. Design af log-in berøres sjældent ret meget, når der skal designes et nytcomputer system, da det ofte antages, at der skal anvendes brugernavn/- kodeord. Scanning af iris er en undergruppe af biometriske personidentifikationstyper. Som udgangspunkt indeholder biometri følgende muligheder: Ansigtsstruktur Fingeraftryk Håndgeomtetri Iris mønster Nethinde mønster

38 28 KAPITEL 3. TEKNOLOGI Underskrift Stemmeaftryk Disse biometriske identifikationsmuligheder ligger stadig inden for forskningsområdet, dog med undtagelse af fingeraftryk, der har fundet vej til en del bærbare computer, som adgangskontrol. Forskningen inden for dette område er fokuseret på præcision og sikkerhed frem for brugervenlighed, hvilket må siges at være naturligt, da sikkerheden og præcision skal være til stede før brugervenligheden kan stilles i fokus.[12] Når det skal vælges, hvordan der skal logges ind, er det vigtigt, at man sættes i brugerens sted. Dvs. log-in skal være effektivt og sikkert. Idet systemet skal placeres i umiddelbar nærhed af en hospitalsseng er brugernavn/kodeords log-in ikke den bedste løsning, da personalet vil skulle logge ind og ud mange gange om dagen på flere forskellige enheder. Den traditionelle log-in metode er simpelthen ikke passende til arbejde på sygehuse og hospitaler, da arbejdet er meget varierende og bliver ofte afbrudt af presserende sager. Den traditionelle log-in metode er designet til, at brugeren befinder sig ved den samme arbejdsstation i længere perioder ofte en hel arbejdsdag. Denne type af log-in er ikke passende til de arbejdsmetoder og -rutiner, som eksisterer på nutidens moderne hospitaler. Arbejdet foregår ofte ad hoc og i et hurtigt tempo, som for andre kan virke kaotisk. Der kan blive tale om, at det skal kombineres to løsninger, hvor brugernavn og kodeord er en form for backup løsning, hvis en anden metode af forskellige årsager ikke er tilgængelig Brugervenlighed for log-in i medicinsk miljø Hele log-in problematikken starter med, at de informationer, som håndteres af sundhedsfagligt personale er yderst personfølsomme, hvilket kræver et højt sikkerhedsniveau. Desuden er det nødvendigt at kunne spore alle data, som f.eks. hvem der har udstedt en recept til en patient, og hvem der har behandlet patienten på en bestemt dag. Og som nævnt er den traditionelle log-in metode, hvor der anvendes brugernavn og adgangskode, ikke tilsvarende de arbejdsmetoder og -rutiner, der benyttes på hospitalerne. I [12], der opstiller mange problematikker af lignende karakter med dette projekt, nævnes fire punkter der skal lægges specielt vægt på ved design af en ny log-in mekanisme til brug i medicinsk sammenhæng. Disse er: Nærhedsbaseret(proximity-based) brugergenkendelse, hvor brugerne logges ind bare ved at nærme sig enheden Support for log-in i baggrunden, hvor bruger skjult kan skifte mellem at være logget ind

39 3.3. ADGANGSKONTROL 29 Support for vandrende bruger session, giver bruger mulighed for at bære deres arbejde med dem på vejen rundt Support for at køre flere bruger sessions med forskelligt indhold. Ved at fokusere på disse punkter bliver udviklingen af log-in mekanismen drejet i retning af PUC. PUC kan være et mål for at kunne indarbejde systemer på sygehuse, og for den sags skyld andre arbejdspladser. Arbejdspladserne vil have fokus på produktivitet frem for brug af it-systemer. For nærhedsbaseret brugergenkendelse er tanken, at brugeren skal logges på enheden, når brugeren er inden for en vis afstand af enheden. Set i medicinsk kontrast er denne form for log-in meget hygiejnisk idet, at det ikke kræver nogen form for berøring. Som bruger vil man typisk gerne have en form for fysisk bevægelse eller gestus, som indikerer, at man vil logge ind, hvilket giver en form for interaktion med systemet. Log-in skjult i baggrunden er til gavn for brugerne, når de skal arbejde sammen på en enhed, så det ikke er nødvendigt at logge ind og ud for at skifte bruger hele tiden. F.eks. hvis en læge skal ordinere medicin til en patient, men det er sygeplejersken, der er logget ind. Så skal personalet på de nuværende systemer logge ud og logge ind igen, hvilket giver unødigt tidsspilde. Derfor er det ønskeligt, at det er muligt at have et delt log-in, hvor det stadig registreres, hvem der er ansvarlig for de forskellige handlinger. Til at understøtte muligheden vandrende bruger sessions er basalt to løsningsmuligheder. (1) Bærbare enheder såsom PDA ere og tablet PC ere. (2) Ved at udstyre hospitalet med computer relevante steder. Der er selvfølgelig også muligheden at kombinere de to muligheder. Ulempen ved bærbare enheder er, at deres skærm er for lille, og de har ikke regnekraft nok. Tablet PC ere vil give det problem, at man ikke har hænderne fri til behandling, hvilket også er en ulempe Sikkerhed ved log-in Log-in kan deles op i identificering, bekræftelse og adgangstilladelse. Ved log-in skal en bruger identificeres, identiteten skal bekræftes, og til sidst skal der gives adgangstilladelse til de ressourcerm brugeren har tilladelse til at bruge. Det er vigtigt for næsten alle systemer, at der er kontrol med, hvem der får adgang til systemet, og hvilke ressourcer, der gives adgang til. Det er vigtigt at tænke over sikkerheden, når man vil indføre nærhedsbaseret log-in. For det første skal det overvejes, hvilken type hardware, som er praktisk i det pågældende miljø. I denne sammenhæng er det også vigtig, at sikkerheden for hardwaren er i top, da det ikke skal være muligt at kunne kopiere hardwaren,

40 30 KAPITEL 3. TEKNOLOGI så denne kan anvendes til at opnå ulovlig adgang. Der er flere forskellige muligheder, som vil blive omtalt i næste afsnit. Valg og design af log-in metode er ofte et trade-off mellem brugervenlighed og sikkerhed. Sikkerheden er vigtig på et hospital, hvorfor målet er at finde en metode, som er tilpas sikker og tilbyder stor brugervenlighed, så byrden omkring brugerlog-in afskaffes. Traditionelt er adgangskontrol sikkert, hvis der anvendes en kombination af; noget brugeren har (f.eks. RFID tag), noget brugeren ved(f.eks. et kodeord) eller noget brugeren er(f.eks. fysisk karaktertræk).[13] [13] præsenterer en udvidet log-in procedure, som anvender den traditionelle adgangskontrol sammen med kontekst og placering af brugeren. Ud fra brugerundersøgelser og studier af arbejdet i medicinsk miljø opstiller [13] følgende krav til en log-ind mekanisme for et PUC miljø: Nærhedsbaseret En del af log-in proceduren skal foregå, når brugeren kommer til på enhed, så adgangskontrollen kan foregå hurtigt uden at spilde for meget tid. Sikker På et hospital behandler personalet stort set kun personfølsomme oplysning, hvorfor sikkerheden omkring log-in er utrolig vigtig. Uautoriseret adgang må ikke forekomme. Desuden er der behov for at adgangen differentieres, så det f.eks. kun er lægerne, der kan ordinere medicin til en patient. Og måske kan sygeplejerskerne kun få adgang til information om de patienter, hvor de er tilknyttet behandlingen. Aktiv gestus Undersøgelserne viste, at der er behov for en aktivitet fra brugerens side, når der ønske adgang til en bestemt enhed. Problemerne med 100% automatisk log-in var, at der ofte var steder på hospitaler, hvor der var flere enheder ved siden af hinanden og flere personer. Et andet aspekt er også om person, der er til stede, overhovedet ønsker at bruge en computer. Log-af funktion Arbejdet foregår ofte ad hoc og i et højt tempo på et hospital. Undersøgelserne viste, at personalet ofte gik fra en åben journal med uafsluttet arbejde. Derfor skal det overvejes at indføre en form for automatisk log-out. Disse krav giver en bekræftelse af overvejelse og ideer til hvilke elementer, der er vigtige ved design af adgangskontrol til et system inden for sundhedssystemet. Kontekst-bevidst adgangskontrol [13] har baseret deres design omkring tre principper. (i) Der anvendes en fysisk genstand i forbindelse med aktiv gestus ved log-in. (ii) Kontekst-

41 3.3. ADGANGSKONTROL 31 bevidsthed bruges til at verificere placeringen af brugeren og logge denne ud, når computeren forlades. (iii) Der eksisterer en back-up løsning således, at hvis systemet ikke kan læse konteksten, så skal brugeren indtastes et password, og ligeledes hvis systemet ikke kan læse kendetegnet, så skal brugernavn og password indtastes. Informationen, som placeres på den fysiske genstand, er bruger id og password. Det giver en sikkerhedsbrist, hvis informationen kommer uvedkommende i hænde. Dette sikkerhedsproblem kan løses ved brug af en form for kryptering Hardware til adgangskontrol I dette afsnit vil der være fokus på forskellige hardwareteknologier til brug i forbindelse med log-in. I denne forbindelse vil skal det forsøges at finde det mest optimale valg af hardware ud fra ovenstående beskrevne faktorer, der gør sig gældende i forbindelse med brug i sundhedsverdenen. Overordnet er det følgende teknologier, som er beskrevet: Smart card RFID Stregkode Magnetkort Teknologierne beskrives i ovenstående rækkefølge. Smart card Smart card kender alle efterhånden fra sin hver dag, når man benytter sine kreditkort. Når man bruger kreditkortformatet i andre sammenhængene end betaling, så er det fordi, at befolkningen generelt er meget bekendt med dette format. Disse er udstyret med en chip, som indeholder information om kort o.l. En chip er et integreret kredsløb. Der findes to typer kort hukommelseskort og mikroprocessorkort. Mikroprocessorkort indeholder volatile hukommelses og en indlejret mikroprocessor, hvor hukommelseskortet kun indeholder non-volatile hukommelse. Overordnet set kan kortene modtage et input, som behandles i kortets kredsløb, og hvorefter der sendes et output ud. Der er en række fordele ved disse kort. Kortene kan bruges til identifikation, godkendelse og data lagring. F.eks. kan smart cards bruges ved single sign-on til arbejdsenheder så som pc er, bærbare computere.[15] Kortene der anvendes til single sign-on er ofte af den type, der hedder kryptografisk smart cards, som kan ses på figur 3.1. De kryptografiske kort har

42 32 KAPITEL 3. TEKNOLOGI Figur 3.1: Kryptogratisk smart card indlejret muligheden for at benytte forskellige algoritmer til forøgelse af sikkerheden ved at kryptere indholdet. Typisk er det algoritmerne Triple DES og RSA. Fordelen ved denne form for teknologi er, at der er en fysisk kontakt, når et smart card sættes i en kortlæser. Dvs. kortet kan ikke udnyttes uden indehaverens viden. Man skal have kortet i hænderne for at kunne benytte det. Det kan ikke kopieres uden, at en person har stjålet kortet. Og hvis der tilknyttes den sikkerhedstest, at der skal indtastes en pinkode sammen med brug af et kryptografisk kort vil det forøge sikkerheden yderligere. RFID En anden type inden for smart cards er kontaktløse smart cards. Disse kort benytter Radio Frequency Identification (RFID), der er en betegnelse for de teknologier, der anvender radiobølger til identificere mennesker eller objekter. RFID kan sammenlignes lidt med stregkoder, dog med den forskel, at der skal være visuel kontakt med stregkode læseren for at læse stregkode, hvorimod RFID kan læses trådløst. Identifikationen sker via en såkaldt RFID-tag(transponder). En RFID-tag er et artefakt som kan påsættes eller indlejres i et produkt, dyr, fødevarer, beklædning eller en person for senere at kunne bruges til identificering via radiobølger. Afstanden fra RFID-tag til RFID scanneren afhænger af, hvilken type tag, der anvender. Det kan variere fra 1 til 100 meter.

43 3.3. ADGANGSKONTROL 33 Figur 3.3: Eksempel pa en RFID scanfigur 3.2: RFID tag ner Rent fysisk besta r et RFID system af en RFID læser(scanner) og en eller flere RFID-tags. RFID tag en kan variere i anvendelsesmulighed og udformning. Det afhænger af den chip og antenne, som et sa dan besta r af. I de simple tags er det ofte kun et nummer, der eksistere i chippen, dette nummer kaldes for Electronic Product Code(EPC). Med dette nummer kan det f.eks. lade sig gøre at sla op i forskellige databaser, der enten er lokalt eller globalt tilgængelig. De næste generations tags vil byde pa flere muligheder sa som at ma le temperaturer, tryk, rystelser og fugtighed. Der findes ba de aktive og passive tags. De aktive tags kan selvstændigt sende data til RFID læsere, hvor de passive tags kun reflektere deres information, hvis de aktiveres af læserens radiobølger. Radiobølgerne konverteres til energi i en tags chip, hvorved tag en kan sende sin information tilbage. Ved anvendelse til adgangskontrol er det vigtigt, at sikkerheden for RFID overvejes. Hvilken information ønskes placeret pa en tag. Datasikkerhed og uautoriseret adgang til personfølsomme oplysninger, som anvendelsesomra det ma siges at tilhøre, er faktorer, som der skal tages højde for. Da informationsbærer kan aflæses tra dløst og uden adgangskontrol, det samme problem som man kender fra tra dløse PC-netværk. Problemet eksisterer, hvis det vælges at skrive anden information end den unikke ID eller, hvor der samtidig er a ben adgang til databasen med informationerne til den unikke ID. Derfor skal der kobles et andet led i sikkerheden pa, hvis det vælges at anvende RFID teknologien.[14] For at RFID skal kunne yde en tilpas sikkerhed for et endeligt system, sa skal der kobles en personlig pinkode eller kode sammen med brugen af kortet, da den tra dløse passive enhed i form af et RFID tag kan udnyttes uden