Die Niederlande weisen – direkt nach Belgien – weltweit die höchste Pro-Kopf-Inzidenz bei Brustkrebs auf.1 Als Reaktion auf diese alarmierende Statistik hat das Land innovative Screening-Ansätze eingeführt, die speziell auf Risikogruppen abzielen. Darüber hinaus ist die Niederlande Vorreiter bei der Nutzung innovativer Strategien und Technologien zur Bekämpfung von Brustkrebs. Der Standard-Screening-Ablauf umfasst in der Regel Ultraschall- und Mammographie-Untersuchungen. Wenn jedoch verdächtige Befunde auftreten, ist ein anschließendes MRT aufgrund seiner diagnostischen Möglichkeiten erforderlich. Für Patient*innen mit dichtem Brustgewebe kann die Mammographie besonders herausfordernd sein. Darüber hinaus kann die Wartezeit zwischen dem ersten Screening und dem anschließenden MRT zusätzlichen psychischen Stress und Ängste bei den Patient*innen auslösen.
Um einen schnellen und optimalen Screening-Ansatz zu realisieren, verfolgten Dr. Ritse Mann und sein Team am Radboud University Medical Center (Radboudumc) die Idee einer spezialisierten Einrichtung nur für MRT-Brustscreenings. Dabei sahen sie sich mit komplexen Fragen konfrontiert, wie z. B.:
- Wie kann eine neuartige Abteilung entworfen, getestet und bewertet werden, ohne größere Kosten zu verursachen?
- Ist es möglich, MRT als effiziente Screening-Modalität einzusetzen?
- Kann MRT die Durchsatzraten der Mammographie erreichen oder sogar übertreffen, die derzeit bei etwa sechs Patient*innen pro Stunde liegen?
Mit diesen Fragestellungen wandte sich Radboudumc an die Expert*innen für Facility Design und Consulting bei Siemens Healthineers und bat um Unterstützung.
Wie alles begann ‒ von der Idee zum digitalen Zwilling
Dr. Ritse Mann und sein Team entwarfen ein erstes Konzept für eine MRT-Brustscreening-Einrichtung, das anschließend im niederländischen Parlament diskutiert wurde.2 Mithilfe der finanziellen Unterstützung von ZonMW, einer Organisation, die sich für die Förderung von Innovationen im Gesundheitswesen einsetzt, konnte ein entsprechendes Projekt zur Realisierung des Brustkrebsscreenings auf dem MRT ins Leben gerufen werden. Das Team von Siemens Healthineers wurde Ende 2021 kontaktiert, um das Konzept zu diskutieren und grundlegend weiterzuentwickeln. Dabei entschied man sich nach intensiven Vorgesprächen für die Erstellung einer Workflow-Simulation. Dieser Ansatz ermöglicht es, verschiedene Szenarien anhand einer Reihe von KPIs zunächst zu testen, miteinander zu vergleichen und anschließend zu bewerten.
Entwicklung eines digitalen Zwillings
Expert*innen des Teams Facility Design und Planning Services von Siemens Healthineers besuchten die Einrichtungen von Radboudumc in den Niederlanden und erhielten dort wertvolle Einblicke in lokale Arbeitsmethoden, den Patient*innendurchsatz sowie weitere Informationen, die für die Workflow-Simulation von Bedeutung waren. Diese Informationen bildeten die Grundlage für die Entwicklung eines realitätsnahen digitalen Zwillings.
Es wurden vier Handlungsbereiche mit den folgenden Schwerpunkten identifiziert:
- Technologie und Equipment
- Layout
- Scanprotokolle
- Workflow
In einem ersten Schritt wurden die verfügbaren Technologien für das Layout des neuen MRT-Brustscreenings definiert. Die Entscheidung fiel dabei auf einen 3T-MRT-Scanner MAGNETOM Prisma und eine 18-Kanal-Brustspule. Ein Kontrastmittelinjektor der neuen Generation und ein Wechseltisch wurden außerdem gewählt, um eine möglichst hohe Effizienz des Workflows zu gewährleisten und das Personal gleichzeitig bestmöglich zu unterstützen.
Auf dieser Basis entwickelte das Team Facility Design und Planning Services zwei unterschiedliche Layouts für die neue Screening-Einrichtung. Das erste, eher klassische Layout wurde in Übereinstimmung mit den aktuellen Arbeitsabläufen und Ressourcen entworfen und diente als Referenz. Das zweite Layout überzeugte durch seinen besonders innovativen Ansatz. Hier ging es vor allem darum, die Vorteile der angedockten Tische zu nutzen, die einen zügigen und mühelosen Transport der Patient*innen zum und vom Scanner ermöglichen. Durch eine intelligente Aufteilung der Raumstruktur können bei diesem Layout bis zu vier Wechseltische aufgenommen werden, die einen unidirektionalen Patient*innenfluss gewährleisten. Das Siemens Healthineers Team, bestehend aus Research and Development (R&D), Consulting und Facility Design und Planning Services, stellte vor Ort praxisnahe Szenarien mit Wechseltischen nach, um dieses Layout weiter zu verfeinern. Dabei wurden die Effizienz der Workflows und die Zufriedenheit der Anwender*innen besonders berücksichtigt, um sicherzustellen, dass alle Aspekte gleichermaßen mit in eine spätere Umsetzung einfließen.
In Zusammenarbeit mit einem Team aus der Onkologie wurden darüber hinaus Scanprotokolle mithilfe KI-basierter Rekonstruktionstechniken optimiert. Dabei kam vor allem der Deep-Learning-Algorithmus Deep Resolve zum Einsatz. Deep Resolve ermöglicht eine deutlich verkürzte Scandauer, während gleichzeitig eine optimale diagnostische Bildqualität für das Screening gewährleistet ist. Außerdem wurden für einen verbesserten Workflow Mitarbeiter*innenrollen und -verantwortlichkeiten neu definiert, sodass u. a. Aufgaben ‒ wo immer möglich ‒ parallel ausgeführt werden können.
All diese Aspekte wurden in die Workflow-Simulation integriert, die ein digitaler Zwilling der neuen Screening-Einrichtung ist. Verschiedene Layouts sowie eine Vielzahl von Parametern wie Mitarbeiter*innenzahlen, Wechseltische und Umkleideräume wurden in mehreren Szenarien getestet. Leistungskennzahlen wie Wartezeiten, Durchsatz und Mitarbeiter*innen- sowie Raumauslastung wurden während der Simulation getrackt. Diese Metriken waren entscheidend für die Bewertung und den Vergleich der Ergebnisse jedes einzelnen Szenarios.
Ergebnisse und potenzielle zukünftige Auswirkungen
Das Ziel, die Durchsatzraten der konventionellen Mammographie zu erreichen, wurde nicht nur erreicht, sondern signifikant übertroffen. Im Referenzszenario konnten pro Stunde und Scanner nur 4,1 Patient*innen untersucht werden. Im innovativen Szenario mit vier Wechseltischen und drei Anwender*innen gelang es, beeindruckende 6,9 Patient*innen pro Stunde und System zu scannen, während die personelle Auslastung gleich hoch blieb.
Beeindruckt von den Simulationsergebnissen untersucht das Team von Radboudumc derzeit das Kosten-Nutzen-Verhältnis auf mikro- und makroökonomischer Ebene, um die Konzeptidee vom Layout in Richtung Umsetzung einer modernen Screening-Abteilung für Brustkrebs weiterzuverfolgen. Um einen konstruktiven Dialog innerhalb der wissenschaftlichen Community basierend auf quantitativen Daten zu fördern, wurde darüber hinaus von der Doktorandin Lejla Koko (Radboudumc) ein Artikel verfasst, unterstützt durch die Expert*innen von Siemens Healthineers. Der Beitrag wurde in der Zeitschrift Investigative Radiology veröffentlicht.3
Workflow Simulation durch Nutzung eines digitalen Zwillings
Unser Angebot zur Workflow-Optimierung hilft Ihnen, auf kostengünstige Weise qualitativ hochwertige Ergebnisse zu erzielen.
Studie: Optimierte, personenzentrierte Arbeitsabläufe für ein MRT-Screeningzentrum mit hohem Durchlauf
Lesen Sie in dieser Simulationsstudie, wie Siemens Healthineers Consulting dem Radboudumc geholfen hat, die Gesamtdauer der Termine für das MRT-Brustscreening und die MRT-Belegung durch Optimierung der Arbeitsabläufe zu reduzieren.