Erfindung eines Geräts zur Vermeidung von Medikationsfehlern

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ist Gesundheit die Wissenschaft und Technik, Krankheiten vorzubeugen, die Lebenserwartung zu erhöhen, Menschen über die persönliche Gesundheit aufzuklären, medizinische Leistungen für sofortige Diagnose und Behandlung bereitzustellen und soziale Dienste zur Deckung der Bedürfnisse auszubauen und zu vervollständigen. Sicherheit ist einer der wichtigsten Aspekte der Gesundheit im Gesundheitsversorgungssystem [1]. Eine der wichtigsten Fragen im Gesundheitswesen ist die Qualität der Versorgung. Die Qualität der Versorgung besteht aus einer Gruppe von Elementen, von denen die Patientensicherheit eines der wichtigsten ist [2]. Die Patientensicherheit spielt in der Gesundheitsversorgung eine entscheidende Rolle [3]. In Gesundheitsorganisationen auf der ganzen Welt ist die Patientensicherheit eines der Hauptanliegen der Leistungserbringer. Heute ist Patientensicherheit ein Schlüsselbegriff im Gesundheitssystem und gilt als einer der wichtigen Indikatoren der Qualitätskontrolle von Leistungen [4]. Dennoch zeigen Studien, dass klinische Fehler heute eines der wichtigsten Probleme im Umfeld der Leistungserbringer sind, das die Patientensicherheit bedroht [5]. Obwohl Fehler zu den Faktoren gehören, die die Sicherheit der Patienten gefährden, und viele Anstrengungen unternommen werden, um Fehler im klinischen Umfeld zu verringern, treten sie dort weiterhin auf [6]. In Industrieländern wird etwa jeder zehnte Patient bei der Krankenhausbehandlung geschädigt, wobei die Hälfte dieser Fälle vermeidbar ist [7,8]. Schätzungen zufolge ereignen sich in Entwicklungsländern jedes Jahr 134 Millionen unerwünschte Ereignisse im Krankenhaus, die zu

2,6 Millionen Todesfällen durch unsichere Versorgung führen [9]. Tatsächlich können alle Mitglieder des medizinischen Teams, unabhängig davon, wie qualifiziert, genau und engagiert sie sind, bei der klinischen Versorgung Fehler machen [10]. In einer Studie erklärten Armstrong und Kollegen, dass sich durch eine bessere Qualität des Arbeitsumfelds der Pflegekräfte die Kultur der Patientensicherheit stärken lässt [11]. Pflegekräfte sind wichtige Mitglieder des Versorgungsteams und spielen als größte personelle Ressource der Gesundheitsorganisationen eine bedeutende Rolle bei der Verwirklichung der Ziele [12,13]. Psychologen sind der Ansicht, dass Fehler im menschlichen Handeln unvermeidlich sind und zur menschlichen Wirklichkeit gehören. Studien zufolge hängen 38 % der medizinischen Fehler mit Pflegekräften zusammen [14]. Tiller G [15] definiert Pflegefehler als Abweichung von den Versorgungsstandards und führt die Grundlage dieser Standards auf berufliche Pflichten und Verantwortlichkeiten zurück. Ein Pflegefehler ist ein unbeabsichtigter Fehler [16,17]. Die Medikamentengabe ist einer der wichtigsten und komplexesten Prozesse der Pflege [18]. Etwa 40 % der Zeit der Pflegekräfte in jeder Arbeitsschicht entfallen auf die Arzneimitteltherapie [19]. Unter den klinischen Fehlern gehören Medikationsfehler zu den häufigsten [20,21]. In der Definition von Medikationsfehlern heißt es, dass sie Fehler bei der Verordnung der Medikamentenmenge, Fehler bei Verschreibung und Anordnung, die Nichtverordnung des richtigen Medikaments oder der richtigen Medikamentenformel, die Verwendung abgelaufener Medikamente, Fehler beim Zeitpunkt der Medikamentengabe und mangelndes Wissen über die Nebenwirkungen bestimmter Wirkstoffkombinationen umfassen [22]. Untersuchungen zeigen, dass 7000 der 44.000 bis 98.000 jährlichen Todesfälle durch medizinische Fehler auf Medikationsfehler zurückgehen. Die jährlichen Kosten der durch Arzneimittel verursachten Todesfälle und Nebenwirkungen in den Vereinigten Staaten werden auf 1,65 bis 5 Milliarden Dollar geschätzt. Die meisten Kosten entstehen durch Krankenhausaufenthalte aufgrund unsachgemäßer Anwendung von Arzneimitteln oder weil nicht das richtige Arzneimittel verabreicht wurde, durch die Gabe ungeeigneter Arzneimittel und durch unerwünschte Nebenwirkungen [23]. Darüber hinaus zeigen Studien aus europäischen Ländern, dass 19 bis 28 % der stationären Patienten Medikationsfehler erleben. In den Studien von Seki Y und Yamazaki Y [24] in Japan entfällt der höchste Anteil auf den falschen Zeitpunkt der Medikamentengabe. In Jordanien standen 48 % der Medikationsfehler im Zusammenhang mit Pflegekräften, wobei 26 % falsche Dosierungen gemeldet wurden, und in den Studien von Mirzaei M et al. [10] wurde die Prävalenz von Medikationsfehlern unter Pflegekräften mit 79 % angegeben. Außerdem gehören Pflegestudierende zu den Gruppen, in denen Medikationsfehler am häufigsten auftreten [25]. In einer Studie von Cebeci F et al. [26] in der Türkei zeigte sich, dass 38,3 % der Pflegestudierenden Medikationsfehler gemacht hatten. In einer anderen Studie hatten 48,5 % der Pflegestudierenden mindestens einen Medikationsfehler. Medikationsfehler J Bioengineer & Biomedical Sci, Volume 13:4, 2023 entstehen aus verschiedenen Gründen, etwa Wissensmangel, höhere Arbeitsbelastung und Nichtbeachtung von Anweisungen. Diese Fehler können in verschiedenen Phasen des Arzneimitteltherapieprozesses auftreten, zum Beispiel bei der Bestellung, Zubereitung, Verteilung und Verschreibung von Arzneimitteln. Die meisten Fehler ereignen sich jedoch in der Phase der Verabreichung [27-29]. Nach Thema und Ergebnissen der Forschung ist der Medikationsfehler derzeit einer der wichtigsten medizinischen Fehler, der irreparable Nebenwirkungen hervorruft und dem Behandlungssystem großen Schaden zufügt. Zweck dieser Forschung ist es, ein Gerät zur Vermeidung von Medikationsfehlern zu entwerfen und zu bauen. Diese Idee wurde beim iranischen Patentamt unter der Erfindungsnummer 99484 registriert.

Materialien und Methoden

Dieses Projekt begann mit der Idee eines neuen Forschers. Anschließend wurden durch die Recherche in wissenschaftlichen Artikeln und Büchern Titel und Vorschlag des Projekts mit Zustimmung des Betreuers ausgearbeitet. Danach wurde ein Modell des Geräts in Zusammenarbeit mit Grafikern und Maschinenbauingenieuren entworfen (Finanzierung). Das Hauptwerkzeug wurde vom Forscher erfunden. Mit einem Maschinenbauingenieur und mit SolidWorks wurde der Entwurf dieses Werkzeugs mit professioneller Software und mit dem akademisch-theoretischen Vorschlag der Forscher Mahmoudi M et al. [30] erstellt, der zur Vermeidung von Medikationsfehlern und zur korrekten Umsetzung der medikamentösen Therapie konzipiert ist. Diese Idee wurde mit Software entworfen, und die Datei dieses Entwurfs wurde vom Forscher und vom Maschinenbauingenieur ins Labor übertragen, um Hardware-Design und Mockup zu erstellen. Die Struktur der Orthese wurde hinsichtlich der Morphologie aus allen Blickwinkeln und der Vermessung der Form nach Normen besprochen und nach Änderungen an Formen und Maßen von einem Softwareexperten erneut entworfen. Das Gerät zur Vermeidung von Medikationsfehlern (Höhe: 160 cm, Breite: 100 cm, Tiefe: 100 cm) besteht aus: (einem Bildschirm: Länge: 20 cm, Breite: 5 cm, einem Barcodeleser: Länge 20 cm, einem Platz für Medikamentenbehälter: Länge: 8 cm, Breite: 5 cm, einer Medikamentenausgabe: Länge: 8 cm, Breite: 5 cm, einem Klimatisierungsfach: Länge: 10 cm, Breite: 7 cm, einem Ein-/Aus-Schalter: Länge: 5 cm, einem Medikamentenfach: Länge: 70 cm, Breite: 100 cm, einer Medikamentenposition: Länge: R = 100 cm, einer Sensorposition: R = 100 cm, einem mechanischen Schloss: Länge: 3 cm, Breite: 2 cm, einer Blinkleuchte: R: 0/5 cm, einem Speicher: Länge: 2 cm, Breite: 2 cm). Entsprechend dem Krankenhausumfeld besteht das Gehäuse des Medikamentenprüfers aus Aluminium, das in der Medizinindustrie verwendet werden kann und sterilisierbar ist. Die Funktionsweise ist wie folgt: Zunächst werden die Medikamente im Medikamentenlager (Abbildung 1 – Nummer 5) untergebracht; durch die Verbindung des Medikamentenprüfers, der Medikationsfehler verhindern kann, mit dem Krankenhaussystem (elektronische Gesundheitsakte) werden die Informationen aus den Patientenakten in den Speicher übertragen (Abbildung 3 – Nummer 10). (Die Verbindung erfolgt innerhalb des Netzwerks und auch über WLAN.) Wenn das gewünschte Medikament anhand der Verarbeitung der Patientenakten durch den Speicher bestimmt ist, wird das Medikament aus seiner Position freigegeben (die Medikamente sind in einer Reihe angeordnet) und nach der Freigabe zur Medikamentenposition befördert (Abbildung 3 – Nummer 12). Die Sensoren befinden sich im unteren Teil der Medikamentenposition (Abbildung 3 – Nummer 12) und (Abbildung 3 – Nummer 11). Jeder der Sensoren prüft nacheinander den Namen des Medikaments, das Verfallsdatum des Medikaments und die Dosis des

Abbildung 1. Medikamentenprüfer 1: Bildschirm (LCD); 2: Platz für Medikamentenbehälter; 3: Barcodeleser; 4: Ein-/Aus-Taste; 5: Medikamentenfächer.

Abbildung 2. Medikamentenprüfer 1: LCD; 2: Platz für Medikamentenbehälter; 5: Medikamentenquelle; 6: Medikamentenausgabe; 7: Klimatisierungsfach

Abbildung 3. Medikamentenprüfer 1: Touchscreen-LCD; 5: Medikamentenquelle; 7: Klimatisierungsfach; 10: Speicher; 11: Sensorposition; 12: Medikamentenposition.

Abbildung 4. Medikamentenprüfer 1: LCD; 2: Platz für Medikamentenbehälter; 7; Klimatisierungsfach; 8: Mechanisches Schloss; 9: Blinkleuchten.

Abbildung 5. Medikamentenprüfer 1: Sensorposition; 2: Sensorposition; 3: Sensorposition; 4: Medikamentenausgang; 5: Medikamentenausgang; 6: Medikamentenausgang.

Arzneimittels anhand der auf dem Arzneimittel angebrachten Etiketten und Barcodes und gleicht sie mit den in der Akte registrierten Arzneimitteln ab. Nach der Prüfung der Arzneimittel durch die Sensoren werden die Arzneimittel von den gewünschten Positionen freigegeben (Abbildung 6 – Nummern 1-6) und gelangen nach dem Durchlaufen der Bereiche (Abbildung 5 – Nummer 4-6) zur Medikamentenausgabe (Abbildung 2 – Nummer 6), und die zuständige Person legt die Medikation jedes Patienten in den Medikamentenbehälter, der sich (Abbildung 1 – Nummer 2) befindet. Anhand der im Speicher hinterlegten Arzneimittel-Informationsbank wird jede Patientenakte während der Arzneimittelvorbereitung hinsichtlich Wechselwirkungen, Einnahme, Injektionsweise, Verdünnung des Arzneimittels und notwendiger Patientenschulung geprüft, und die Hinweise werden auf dem Anzeigebildschirm dargestellt (Abbildung 1 – Nummer 1). Die für die Arzneimitteltherapie zuständige Person wird durch die Registrierung des im Bildschirm eingebetteten Fingerabdrucks identifiziert (Abbildung 1 – Nummer 1), und die auf ihren Namen ausgeführten Handlungen werden im Registrierungssystem erfasst; auch Verbrauchsmaterialien werden in die Patientenakten aufgenommen, was die Arbeitsbelastung des Behandlungssystems verringert und dem Behandlungspersonal mehr Zeit für die Betreuung der Patienten lässt. Am Ende jeder Arbeitsschicht meldet der eingebaute Speicher (Abbildung 3 – Nummer 10) die Menge der verbrauchten und verbleibenden Artikel, damit Engpässe beseitigt werden können. Um einen Mangel an Medikamenten auszugleichen und das Medikament korrekt an seinen Platz zu legen, hält die zuständige Person das Medikament zunächst vor den Barcodeleser (Abbildung 1 – Nummer 3); dann wird der Ort des Medikaments durch eine Blinkleuchte angezeigt (Abbildung 4 – Nummer 9), und durch das mechanische Schloss (Abbildung 4 – Nummer 8) werden die Schlösser der anderen Teile geschlossen und das Schloss des gewünschten Bereichs geöffnet, sodass das Medikament an seinen richtigen Platz gelegt wird; damit wird das Problem der richtigen Einsortierung der Medikamente gelöst, das heute eine der Herausforderungen auf Krankenhausstationen ist. Durch den Einbau der Klimakammer (Abbildung 4 – Nummer 7) wird eine geeignete Temperatur für die Medikamente gewährleistet, damit sie nicht verderben. Nach der Verbindung des Medikamentenprüfers mit dem Krankenhaussystem (die Verbindung erfolgt innerhalb des Netzwerks und auch über WLAN) werden die Informationen in den Speicher übertragen (Abbildung 3 – Nummer 10).

Beispielsweise enthält die Patientenakte ein Medikament namens Paracetamol, das entsprechend der Position der Medikamente im Medikamentenfach (Abbildung 1 – Nummer 5) freigegeben wird. Nach der Freigabe wird es zur Medikamentenposition befördert (Abbildung 3 – Nummer 12). Im unteren Teil der Medikamentenposition (Abbildung 3 – Nummer 12) befinden sich Sensoren (Abbildung 3 – Nummer 11). Jeder der Sensoren prüft nacheinander den Namen des Medikaments, das Verfallsdatum des Medikaments und die Dosis des Medikaments anhand der auf dem Medikament angebrachten Etiketten und Barcodes und gleicht sie über den Speicher mit den in der Akte registrierten Medikamenten ab. Nach der Prüfung der Medikamente durch die Sensoren (Abbildung 3 – Nummer 11) werden die Medikamente von den gewünschten Positionen freigegeben (Abbildung 5 – Nummer 1-6) und nach dem Durchlaufen der Bereiche (Abbildung 5 – Nummern 4-6) zur Medikamentenausgabe befördert (Abbildung 2 – Nummer 6). (Abbildung 1 – Nummer 1) Danach stehen die Medikamente der zuständigen Person zur Verfügung, die die Medikamente jedes Patienten in den Medikamentenbehälter legt, der sich (Abbildung 1 – Nummer 2) befindet. Während der Vorbereitung der Medikamente für jeden Fall wird der Speicher jedes Falls anhand der dem Speicher übergebenen Arzneimitteldatenbank hinsichtlich der Medikamente geprüft (Abbildung 3 – Nummer 10), und besondere Hinweise werden auf dem Bildschirm angezeigt. Am Ende jeder Arbeitsschicht werden die Mengen der verbrauchten und verbleibenden Artikel vom Speicher geprüft und auf dem Bildschirm angezeigt, anhand der Zahl der zu Schichtbeginn vorhandenen und der bis Schichtende verbrauchten Medikamente. Zum Nachfüllen der Medikamente prüft die Person das Medikament zunächst mit dem Barcodeleser (Abbildung 1 – Nummer 3), entsprechend der dem Speicher übergebenen Position der Medikamente und entsprechend der Verbindung zwischen Barcodeleser (Abbildung 1 – Nummer 3), Speicher (Abbildung 3 – Nummer 10) und mechanischem Schloss (Abbildung 4 – Nummer 8). Die gewünschte Position wird geöffnet und die anderen werden verriegelt, und so werden die Medikamente der Reihe nach eingelegt, wodurch ein Verrutschen der Medikamente zwischen den Positionen vermieden wird. Auch wird mit der Klimakammer (Abbildung 4 – Nummer 7) die Lufttemperatur im Medikamentenprüfer geregelt und die nötige Temperatur gewährleistet, damit die Medikamente nicht verderben.

Diskussion

Diese Forschung wurde auf dem Gebiet der Medizin und der biomedizinischen Technik durchgeführt. Angesichts der Statistiken zu Medikationsfehlern und ihren Komplikationen bei der medizinischen Versorgung besteht auf allen Ebenen des Gesundheitswesens die Notwendigkeit, vorbeugende Geräte einzusetzen, um Behandlungsprobleme zu vermeiden. Aufgrund des kreativen Entwurfs dieses Plans ist er darauf ausgelegt, Medikationsfehler, Fehler bei der Anwendung der Medikamente und das Verderben von Medikamenten zu verhindern. Zu den Vorteilen dieses Plans zählen die Vermeidung von Namens- und Formähnlichkeiten bei Medikamenten, die Vermeidung des Verderbens von Medikamenten, die Zeitersparnis für Pflegekräfte, die Anzeige des Medikamentenorts, die Prüfung des Verfallsdatums registrierter Medikamente, ein besserer Zugang zu den Medikamenten, die Ermittlung der auf den

Stationen verbrauchten Mengen, das korrekte Einlegen der Medikamente an ihren Platz, die Schaffung einer geeigneten Temperatur für Medikamente und die Vermeidung von Wechselwirkungen.

Auch nach der Forschung von Tolley CL et al. [31], einer Studie mit dem Titel The impact of a novel medication scanner on administration errors in the hospital setting before and after feasibility study, und von Jessurun JG et al. [32] mit dem Titel effect of automated unit dose dispensing with barcode scanning on medication administration errors: An uncontrolled before-and-after study sowie nach dieser Forschung wird der Einsatz vorbeugender Geräte zur Vermeidung von Medikationsfehlern und ihren Komplikationen sowie zur Vermeidung von Behinderung und Tod von Patienten empfohlen.

Ergebnisse

Auf Grundlage der Ergebnisse dieser und anderer Studien ist die Verwendung vorbeugender Geräte, für die das Gerät zur Vermeidung von Medikationsfehlern mit diesem Ziel entworfen wurde, eine der besten Möglichkeiten, Medikationsfehler und ihre zu Sterblichkeit und Behinderung führenden Komplikationen zu verhindern. Wir sind bereit, für diese Idee mit allen Institutionen und Personen aus Wirtschaft, Bildung, Forschung und Gesundheit sowie mit Start-ups zusammenzuarbeiten [33,34].

Schlussfolgerung

Medikationsfehler sind eine der Hauptursachen für Sterblichkeit und Behinderung bei Patienten; sie haben beträchtliche Fallzahlen und verursachen Folgeprobleme. Eine Möglichkeit, dieses Problem zu verhindern, sind Schulung des Personals und Zwei-Schritt-Kontrollen; ebenso ist die Verwendung von Geräten und Anwendungen auf Forschungsgrundlage zur Krankheitsprävention wirksam. In diesem Artikel wird ein Prototyp zur Vermeidung von Medikationsfehlern entworfen. Angesichts des Bedarfs des Gesundheitssystems an Prävention kann er durch den Bau dieses Geräts und seine Markteinführung als bessere Lösung als die verfügbaren Wege zur Vermeidung dieser Fehler präsentiert werden.

Autor: Mahmoudi, Mohammadmasoud, Fardin Rastegar, Parnia Toudehfallah und Pouyan Ghorbani

et al. „Inventing a Device to Prevent Medication Errors.“ J Bioengineer & Biomedical Sci 13 (2023): 367