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AI-Supported Individual Risk Prediction of Postoperative Cognitive Disorders
Get PDFPostoperative cognitive impairment following surgical interventions frequently occurs in elderly patients (10-50 %). An individual pre-operative risk prediction with subsequent treatment adaptation is currently not possible. This constitutes a serious unmet medical need with consequences for patients, their relatives and the society at large (socioeconomic impact). Postoperative cognitive impairment is debilitating, frequent and costly. It is characterized by acute post-operative delirium (POD) and frequently followed by chronic post-operative cognitive dysfunction (POCD). With ~7.1 million surgical in-patient procedures per year in Germany, POD occurs in 350,000 to 1.75 million elderly patients per year. For these patients, the consequences can be serious: e.g. a prolonged hospital stay including in intensive care units (ICUs), the inability to participate in rehab programs, or transfer to a nursing home. Economic costs for our aging society are dramatic: ~ US pro Jahr in den USA (~30 Milliarden EUR pro Jahr in Deutschland). Die Kosten der POCD für Versicherungsgesellschaften wurden von uns auf ~1,6 Milliarden EUR berechnet (Weber 2021). Unsere neuartige App mit Risikovorhersage-Algorithmus wurde in unserer von der EU finanzierten BioCog-Studie validiert. Die App bietet eine Lösung für diesen ungedeckten Bedarf. Sie unterstützt den präoperativen Entscheidungsprozess, wenn ein chirurgischer Eingriff in Betracht gezogen wird z. B., ob eine Operation, eine konservative Behandlung oder eine Anpassung der prä- bzw. perioperativen Behandlung bevorzugt wird. Sobald sie für die klinische Versorgung zur Verfügung steht, profitieren Patienten und die Gesellschaft von der App. Erwartet wird eine Reduzierung der POD/POCD-Inzidenz um 50 % (konservative Meinung der Experten) zur Verbesserung der Gesundheit und Lebensqualität der Patienten. Gleichzeitig sparen die deutschen Krankenversicherungen mehr als 1 Mrd. EUR/Jahr und die Ressourcenauslastung der Intensivstationen wird in Zeiten eines ansonsten erhöhten Bedarfs an Intensivstationen (z. B. während der COVID-19-Epidemie) reduziert
Interoperability
Get PDFDigital data are anticipated to transform medicine. However, most of today’s medical data lack interoperability: data is often hidden in isolated databases, incompatible systems and proprietary software, which makes it difficult to exchange, analyze and interpret. This slows down medical progress, as technologies that rely on these data (artificial intelligence, big data or mobile applications) cannot be used to their full potential
Using Telemedicine to Support Newborn Emergencies
Get PDFNeonates who require advanced resuscitation, especially those born prematurely, are at greater risk of mortality and morbidity when delivered in hospitals without a Neonatal Intensive Care Unit. Teleneonatology programs, which allow remote neonatologists to connect with rural hospital providers via real-time, audio-video telemedicine, may facilitate improved quality of care and patient safety for these neonates while achieving high levels of provider satisfaction. A retrospective, matched cohort study demonstrated that teleneonatology significantly improves the quality of resuscitation for neonates born in community hospitals who subsequently require admission to the NICU. Neonates who received a teleneonatology consult were more likely to undergo appropriate monitoring of their temperature, glucose and blood gas during the resuscitation. When considering the impact on patient safety, implementation of teleneonatology has resulted in a substantial reduction in birth injury settlement cases across a community hospital health system. Although teleneonatology is a new health care delivery method in the resuscitation suite, both community hospital providers and remote neonatologists report a very high level of program satisfaction. During the resuscitation, the team is able to effectively collaborate and communicate via telemedicine. Teleneonatology is emerging as an effective method to improve the value of care provided to at-risk outborn neonates.Neugeborene - insbesondere Frühgeborene - die eine intensive Wiederbelebung benötigen, haben ein höheres Mortalitäts -und Morbiditätsrisiko, wenn sie in Krankenhäusern ohne neonatalogische Intensivstation entbunden werden. Teleneonatologie-Programme ermöglichen, dass Neonatologen sich aus der Ferne über Audio-Video-Telemedizin in Echtzeit mit ländlichen Krankenhäusern in Verbindung setzen können. Dabei verbessert sich die Qualität der Versorgung und die Patientensicherheit für diese Neugeborenen und ein hohes Maß an Zufriedenheit wird bei den Gesundheitsversorgern erreicht. Eine retrospektive, gematchte Kohortenstudie zeigte, dass die Qualität der Wiederbelebung von Neugeborenen, die in kommunalen Krankenhäusern geboren wurden und anschließend auf die neonatalogische Intensivstation aufgenommen werden müssen, durch die Teleneonatologie deutlich verbessert werden konnte. Neugeborene, die eine teleneonatologische Betreuung erhielten, bekamen während der Reanimation eher eine angemessene Überwachung von Temperatur, Glukosespiegel und Blutgaswerten. In Bezug auf die Auswirkungen auf die Patientensicherheit hat die Einführung der Teleneonatologie zu einem erheblichen Rückgang der Geburtsschadenregulierungsverfahren in kommunalen Krankenhäusern geführt. Obwohl die Teleneonatologie eine neue Methode der Gesundheitsfürsorge auf der Wiederbelebungsstation darstellt, berichten sowohl die kommunalen Krankenhäuser als auch die aus der Ferne arbeitenden Neonatologen von einem sehr hohen Maß an Zufriedenheit mit dem Programm. Während der Reanimation ist das Team in der Lage, effektiv zusammenzuarbeiten und über die Telemedizin zu kommunizieren. Die Teleneonatologie entwickelt sich zu einer wirksamen Methode, um die Gesundheitsversorgung von gefährdeten Neugeborenen, die anschließend transportiert werden müssen, zu verbessern
Mission – Innovation: Telematics, eHealth and High-Definition Medicine in Patient-Centered Acute Medicine
Get PDFThrough the application of new technologies and modern data processing with artificial intelligence (AI) capabilities, patient-centered innovations can flourish. Moving forward, patient-centered care must remain the focus of our efforts - digital applications do not fulfil an end in themselves. This volume presents the critical analyses of international experts on the innovative technologies and their integration into acute medicine. It focuses not only on the application of technical components and structures (“tool view”), but also on the incorporation of knowledge in the appropriate environment and context (“ensemble view”). To this effect, the auhors deal with the interdisciplinary and multi-professional possibilities, identify challenges, and consider the responsibilities in guiding innovative approaches in the acute medicine setting, ensuring that it is duly applied for the benefit of the patient
Zeit in Natur und Kultur: Vorträge anlässlich der Jahresversammlung am 20. und 21. September 2019 in Halle (Saale)
Get PDFDie Zeit ist eine Urerfahrung des Menschen und gleichzeitig nach wie vor ein Mysterium. Sie ist ein Fundament unseres Kosmos, wir messen sie immer genauer, wir untersuchen sie und in ihr ablaufende Prozesse über enorme Skalenbreiten – von Bruchteilen von Sekunden bis zu Millionen von Jahren. Wir empfinden ihren Lauf sehr subjektiv und sind den durch die Natur vorgegebenen periodischen Rhythmen unterworfen. Und wir versuchen Zeit für uns optimal zu gestalten. Zur Jahresversammlung 2019 hat sich die Leopoldina dem Thema „Zeit in Natur und Kultur“ gewidmet. Vom 20. bis 21. September diskutierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Halle (Saale) zu technologischen Entwicklungen und gesellschaftlichen Veränderungen. Dabei ging es unter anderem um das Verständnis und den Umgang mit Zeit in Physik, Technik und Chemie, Philosophie und Psychologie, Chronobiologie und -medizin sowie um zeitliche Entwicklungsprozesse
Kohlenstoffmanagement landwirtschaftlich genutzter Böden
No full textKlimawandel und stagnierende Ernteerträge könnten zu einer deutlichen Abnahme der Gehalte und Vorräte an organischer Bodensubstanz führen, und damit zu verminderter Bodenfruchtbarkeit und landwirtschaftlicher Produktivität. Es wird daher notwendig sein, die prognostizierten Verluste an organischer Bodensubstanz aufgrund des Klimawandels durch verbesserte Bodenbewirtschaftung und höheren Kohlenstoffinput auszugleichen. In Abhängigkeit von der Textur ist in den ackerbaulich genutzten Böden ein ausreichendes Speicherpotential für organische Substanz vorhanden. Für Bayern konnte berechnet werden, dass bei Ausnutzung aktuell etablierter Managementpraktiken ein Anstieg der Kohlenstoffvorräte von etwa 1 ‰ pro Jahr zu erreichen ist. Die Möglichkeiten, über eine verbesserte Bewirtschaftung mehr Kohlenstoff in den Boden einzutragen, sind also begrenzt. Hier sollten neue Bewirtschaftungskonzepte erforscht und geprüft werden. Generell muss betont werden, dass eine Erhöhung der Kohlenstoffvorräte sich positiv auf die Nährstoff- und Wasserspeicherung, die Bodenerosion, die Biodiversität und die Nahrungsmittelsicherheit auswirkt und daher auch in dieser Hinsicht entscheidend für die Anpassung an den Klimawandel ist
Klimawandel: Ursachen, Folgen und Handlungsmöglichkeiten
Get PDFWarum ist schnelles Handeln zum Schutz des Klimas so wichtig und auf welche wissenschaftlichen Grundlagen stützen sich die Berechnungen zu Ursachen und Folgen des Klimawandels? Das erklärt die Leopoldina in ihrem aktuellen „Factsheet Klimawandel: Ursachen, Folgen und Handlungsmöglichkeiten“. Die Publikation bereitet in den ersten beiden Kapiteln das derzeit verfügbare Wissen über Ursachen und Folgen des Klimawandels allgemeinverständlich auf. Die Zusammenhänge und Daten werden in Grafiken veranschaulicht und kompakt erklärt. Im Kapitel „Ursachen des Klimawandels“ werden unter anderem der Treibhauseffekt erklärt, die Entwicklung der atmosphärischen Treibhausgaskonzentration im Verlauf der Erdgeschichte geschildert und die Geschwindigkeit der durch Menschen verursachten Erderwärmung aufgezeigt. Inhalte des Kapitels „Folgen des Klimawandels“ sind unter anderem Extremwetterereignisse, der Meeresspiegelanstieg, Dürre sowie die Auswirkungen des Klimawandels auf Gesundheit und Ernährungssicherheit. Zudem wird die Rolle von Kippelementen erklärt. Im Kapitel „Maßnahmen gegen den Klimawandel“ werden die bisher beschlossenen Emissionsreduzierungen diskutiert. Weitere Themen sind Technologien für „Negative Emissionen“, CO₂-Bepreisung, natürliche CO₂-Speicher wie Böden, Wälder und Ozeane sowie die Verteilung des verbleibenden Emissionsbudgets als politisch-ethische Frage
Der Zukunft eine Chance geben: Psychologische Prozesse, die die Aufmerksamkeit über das Hier und Jetzt hinaus lenken
No full textWe humans are creatures of bounded rationality and finite processing capacity, and it is understandable that we thus focus attention first on the here and now. And yet, many individual and social issues (from sufficient pension savings to healthy eating to sustainable living on our planet) require increased attention to the future costs and benefits of possible courses of action. Climate change is the most recent and arguably the most urgent and difficult challenge for individual and collective decision making. To make wise decisions we need to fully and justly weigh the immediate and certain costs and benefits of action against their delayed, risky, and often disputed costs and benefits. Psychological theories from prospect theory to hyperbolic discounting and query theory predict that the future costs of business-as usual and the future benefits of greenhouse gas mitigation efforts will get short thrift. I present three interventions that have been shown to focus greater attention on future consequences and thus provide entry points for interventions that allow for better balance between short-term and long-term goals and objectives in our daily decisions.Wir Menschen sind Geschöpfe von begrenzter Rationalität und Verarbeitungsfähigkeit, und es ist verständlich, dass wir damit unsere Aufmerksamkeit zuerst auf uns und das Hier und Jetzt richten. Dennoch erfordern viele individuelle und gesellschaftliche Fragen (von gesunder Ernährung bis hin zu nachhaltigem Leben auf unserem Planeten) eine stärkere Aufmerksamkeit gegenüber anderen Menschen oder Arten und den zukünftigen Kosten und dem Nutzen aktueller Handlungsoptionen. Der Verlust der (Bio-)Vielfalt mit seinen Folgen für die menschliche Gesundheit und das Wohlbefinden ist eine dringende und schwierige Herausforderung für die individuelle und kollektive Entscheidungsfindung. Um weise Entscheidungen zu treffen, müssen wir die unmittelbaren und bestimmten Kosten von Maßnahmen vollständig und gerecht gegen ihren verzögerten, ungewissen und oft umstrittenen Nutzen abwägen. Psychologische Theorien von der Prospekttheorie bis hin zu Hyperbolic Discounting und Query Theory sagen voraus, dass die zukünftigen Kosten von Business-as-usual und der zukünftige Nutzen vorausschauenderen Handelns bei solchen Entscheidungen zu kurz kommen werden. Ich stelle drei Interventionen vor, die nachweislich eine stärkere Aufmerksamkeit auf zukünftige Konsequenzen lenken und somit Einstiegspunkte für Interventionen bieten, die eine bessere Balance zwischen kurzfristigen und langfristigen Zielen und Zielsetzungen in unseren täglichen Entscheidungen ermöglichen
Biodiversity – Impact and Change
No full textSeit den 1990er-Jahren hat sich unser Bild von der biologischen Vielfalt gewandelt – in mehrfacher Hinsicht. Rolle: Im Angesicht der globalen Biodiversitätskrise trat die Frage in den Vordergrund, was mit Ökosystemen passiert, denen Vielfalt verloren geht. Wie viele Arten und welche braucht man, damit ein Wald funktioniert? Was sind die Wirkmechanismen? Diese Fragen zeichnen einen Paradigmenwechsel: Biologische Vielfalt reagiert nicht nur auf die Umwelt, sondern gestaltet sie als Akteur und erbringt dabei Leistungen, von denen wir profitieren. Artenschutz wird zu Prozessschutz wird zu Daseinsvorsorge. Revolution: Im selben Zeitraum haben zwei wissenschaftliche Revolutionen, die molekularbiologische und die digitale, biologische Vielfalt und ihr Schicksal in einem zuvor unbekannten Ausmaß sichtbar gemacht. Wir lösen neue Facetten auf, z. B. genetische, strukturelle, funktionelle Vielfalt, und erweitern unsere Betrachtungsskalen vom Mikrobiom eines Teelöffels Boden bis zur Baumartenvielfalt des Amazonas. Das ermöglicht Durchbrüche, schafft aber auch neue Paradoxien. Wir sehen viel mehr, als wir verstehen. Zeit: Die Zeit arbeitet gegen die Biodiversitätsforschung, weil ihr der Untersuchungsgegenstand abhandenkommt und weil Erkenntnisse von heute für eine +2 °C-Welt kaum gültig sind. Wir müssen lernen, biologische Vielfalt dynamisch zu denken. Empfinden: Schwindend, schön, interessant und nun auch nützlich: Unser Verhältnis zur biologischen Vielfalt wandelt sich. Tat: Trotz aller Fragezeichen wissen wir genug, um zu handeln. Wie man biologische Vielfalt schützt und vermehrt, ist bekannt. Dass es sich lohnt, auch.Our view of biodiversity has changed in several ways since the 1990s. Role: In the face of the global biodiversity crisis, the question of what happens to ecosystems that suffer from a loss in diversity came to the fore. How many species and which ones are needed for a forest to function? What are the underlying mechanisms? These questions mark a paradigm shift: biodiversity not only responds to the environment, but shapes it as an actor, providing services from which we benefit. Revolution: In the same period, molecular and the digital revolutions have made biodiversity and its fate visible on a previously unknown scale. We are unravelling new facets, e.g., genetic, structural and functional diversity, and we are expanding our scales of observation from the microbiome of a teaspoon of soil to the richness of tree species in the Amazon basin. This enables scientific breakthroughs, but also creates new paradoxes. We see much more than we understand. Time: Time is working against biodiversity research because it is losing its object of study and because today’s findings are hardly valid in a +2 °C world. We must learn to think dynamically about biodiversity. Perception: Dwindling, beautiful, interesting, and now also useful: our relationship to biodiversity is changing fast. Action: Despite all of the scientific challenges, we know enough to act. It is generally known how to protect and increase biodiversity; so that it pays off for us, too
Kann Wissenschaft in die Zukunft sehen?: Prognosen in den Wissenschaften
Get PDFJede Epoche und jede Kultur wird immer wieder aufs Neue versuchen, in der eigenen Gegenwart und auch in der Vergangenheit nach Spuren des Zukünftigen zu suchen, um diese zu deuten und daraus eine Vorstellung von dem Kommenden zu gewinnen. Welche Rolle die formalisierte Erkenntnisgewinnung bzw. die Wissenschaft dabei spielt, untersucht der vorliegende Band. Die Beispiele für Varianten entsprechender Orientierungen reichen von der Wahrsagekunst des Alten Orients und der antiken Medizin über die Astrologie/Astronomie in der Frühen Neuzeit sowie Wissens- und Glaubenssysteme auf dem afrikanischen Kontinent und in den Geschichtswissenschaften allgemein bis hin zu Voraussagen der Geophysik über die zukünftige Entwicklung des Erdmagnetfeldes, Prognosen in der Krebstherapie und Rechtsmedizin sowie Fragen der Statistik und Psychologie