Wer in der Luftfahrt „Human Factors“ sagt, meint damit das Zusammenspiel von Mensch und Maschine. Besatzungsteams werden dazu ausgebildet, richtig zu handeln, um auch in schwierigen Situationen die Kontrolle über das Flugzeug zu behalten und es sicher zu steuern. Nico von Falkenhayn ist ausgebildeter Trainer für Human Factors in der Luftfahrt und arbeitet derzeit in Projekten der Firma MarServices. In meinem Interview wollte ich von ihm wissen, wie die Medizintechnik von der Luftfahrt lernen kann.
Was ist Human Factors? Und was kann dieses Forschungsgebiet für die Medizintechnik bringen?
Human Factors ist ein Forschungsgebiet, das bei der Interaktion zwischen Menschen und auch Mensch und Maschine ansetzt, also immer dann, wenn Menschen mit Maschinen arbeiten müssen. Es geht darum, die Zusammenarbeit im Team und die Kommunikation der Beteiligten zu verbessern und so zu gestalten, dass die Menschen in entscheidenden Augenblicken die richtigen Entscheidungen treffen. Natürlich bezieht sich Human Factors auch auf die Maschinen, zum Beispiel auf die Ergonomie der Gerätebedienung – in der Luft- und Raumfahrt also zum Beispiel auf die Knöpfe im Cockpit. Insgesamt geht es um die Sicherheit und die Benutzerfreundlichkeit, wie es auch in der medizinischen Norm DIN EN 62366 gefordert ist. Mir zeigt diese Norm, dass Human Factors im Gesundheitswesen ein ebenso wichtiges Thema wie in der Luftfahrt ist.
Zur Gestaltung von Geräten: Hast Du hier ein Beispiel zu Human Factors aus der Luftfahrt?
Die beiden führenden Flugzeughersteller, Boing und Airbus, automatisieren ihre Cockpits immer weiter. Der Human-Factor-Aspekt kommt bei jedem neuen Modell zum tragen: Wie müssen wir die Cockpit-Ausstattung auf den Piloten zuschneiden, damit er gut arbeiten kann? Wie hoch darf der Grad der Automatisierung sein? Welche Informationen sollte der Pilot erhalten? Wie kann er den Überblick über wichtige Parameter behalten, ohne überfordert zu sein? Solche Entwicklungen bewegen sich zwischen zwei Extremen: Das eine beinhaltet die vollkommene Automatisation: Der Pilot drückt nur noch einen Knopf und das Flugzeug fliegt ganz von alleine. Der A380 zum Beispiel startet, fliegt und landet alleine, man bräuchte ihn gar nicht mehr zu steuern, man könnte ihn als Drohne fliegen lassen. Im anderen Extrem möchte man diese Vollautomatisierung nicht, um unter anderem Monotonie bei den Menschen zu vermeiden, die dort arbeiten. Folglich wird darauf geachtet, den Piloten kontinuierlich zu fordern. Er muss immer wieder selbst tätig werden, seine Parameter im Griff behalten, kontrollieren und agieren, dass er die „Airmanship“ also beherrscht. So bezeichnet man die Fähigkeit, das Gerät auch in kritischen Situationen voll steuern zu können.
Ein gutes Beispiel aus der Medizintechnik wäre ein Chirurg, der eine Operation mit einem Roboter ausführt. Wo liegen da die Grenzen? Wann soll die Maschine die Kontrolle haben und wann der Mensch?
Wo man die Grenze ziehen sollte, ist von Anwendung zu Anwendung unterschiedlich und hängt unter anderem damit zusammen, wie die Fehlerkultur in einem Krankenhaus gelebt wird. Diese entscheidet letztendlich, wie sich die Qualität einer Operation durch den Einsatz von Robotern verbessert. Im Prinzip gilt: Der Chirurg muss das automatische Gerät gut kennen und dessen Parameter einschätzen können. Er muss wissen, wie es auf seine Handlungen reagiert. Dieses Zusammenspiel muss er trainieren, um reinzukommen und ein Gespür zu entwickeln. Dazu eignen sich Übungssimulationen. Voraussetzung ist, dass der Operateur den Eingriff auch ohne Hilfe der Maschine sicher beherrscht. Wir nennen das die Betriebsersatzlösung. Allerdings würde im Krankenhaus niemand sagen, nur um in Übung zu bleiben: Schalte die Automatisierung aus und operiere von Hand. Die Fehlerquote wäre dann höher, bestimmte Schnitte zum Beispiel können ohne technische Hilfe einfach nicht so genau gesetzt werden. Daher brauchen die Ärzte das Simulationstraining. Zusammenfassend kann man sagen: Der Mensch ist nach wie vor gefragt.
In der Medizintechnik hat die Norm DIN EN 62366 Anhang C2 das Thema Fehlerkategorien. Ich nenne die Namen und Du sagst mir, wie ich mit Human Factor das Problem angehen kann: „Aufmerksamkeitsfehler“.
Sie passieren, wenn man nicht richtig konzentriert ist. Begriffe, die mir dazu einfallen, sind einerseits Ablenkung und andererseits Müdigkeit (Fatigue). Auslöser können physischer, aber auch psychischer Natur sein. Der Verbesserungsansatz ist dann, den Menschen zu trainieren, damit er länger aufmerksam sein kann, und die dafür richtigen Rahmenbedingungen zu finden. Ein Beispiel aus der Luftfahrt sind Studien zur Radarbeobachtung. Man hat Probanden an den Monitor gesetzt, und sie den Radarscan betrachten lassen. Sie sollten feststellen, wann etwas aufgeleuchtet hat. Damit zeigte sich, dass die Aufmerksamkeitsspanne auf 15 Minuten begrenzt ist. Das ist eine natürliche physische Grenze des Menschen, die sich nicht ändern lässt. Dazu kommen noch Faktoren wie zum Beispiel Multitasking, die bei der Geräteentwicklung zu analysieren und berücksichtigen wären.
Eine Abhilfemaßnahme aus dem Human Factors Bereich wäre ein intensives Training, das die Abläufe bis zur absoluten Routine trainiert. In der Wehrausbildung der Bundeswehr beginnen Soldaten mit dem Zerlegen und Zusammenbauen der Waffe. Dann erst trainieren sie die Schießübungen. Nach dem Drill sitzt jeder Handgriff mit minimierter Aufmerksamkeitsbeanspruchung. Das gleiche gilt beim Autofahren: Man trainiert solange bis die Abläufe im Unterbewussten funktionieren.
Risiko Müdigkeit – Ärzte als Gefahr? Ihr nennt das Fatigue.
Die europäische Arbeitszeitrichtlinie hilft uns inzwischen schon bei diesem Problem. Früher haben Ärzte zum Teil 80 Stunden die Woche gearbeitet. Du stimmst mir sicherlich zu, du möchtest von keinem Arzt operiert werden, der die letzten 24 Stunden nicht geschlafen hat. Selbst der erfahrenste Fachmann ist nach 24 Stunden nicht mehr gut. Der Schichtbetrieb kann auf die Personen optimiert werden. Probleme entstehen aber meistens dann, wenn Ärzte ausfallen und die Lücken durch Vertretungen gefüllt werden. Dann wird der ursprüngliche Rhythmus des einzelnen Arztes nicht mehr eingehalten. Meine Empfehlung besteht darin die Ärzte für die Problematik zu sensibilisieren. Was bedeutet das Thema „Fatigue“ und wie wirkt es sich aus? Aus Erfahrungen wissen die Ärzte meistens selbst, wann sie nicht mehr voll konzentriert sind. Zum Beispiel: Bei einem kommt nach bereits 10 Stunden noch ein Notfall rein. Der Kollege für die nächste Schicht ist schon in der Umkleide. Ehrlichkeit zu sich selber ist da gefragt, dass man diesen Fall lieber an den Kollegen übergibt und sich auf die Übergabe konzentriert. Fatigue kumuliert: Die Schlafdefizit-Zeit summiert sich, was noch einen weiteren Risikofaktor mit sich bringt. In der Luftfahrt gibt es zweitägige Risikomanagement-Kurse zum Thema Fatigue. Das verdeutlicht den hohen Stellenwert.
Thema Systemdesign allgemein: Kann man Müdigkeit messen und reagieren?
Ja, im Automotive wird dies schon praktiziert. Es wird zum Beispiel die Frequenz des Augenschlags gemessen. Wenn die Augen träge werden, ist das wie Alkoholeinfluss im Promillebereich. Mercedes analysiert die Informationen aus der Gerätebedienung, also dem Fahrverhalten. Eine Kaffeetasse leuchtet auf, um eine nötige Pause zu signalisieren. Übrigens, Kaffee hilft dann nicht. Er bekämpft nur kurz die Symptome der Müdigkeit. Doch die Aufmerksamkeit fällt kurz darauf wieder ab. Besser ist es, den Ursachen der Müdigkeit auf den Grund zu gehen und ein Power-Nap zu machen: Schlaf ist für den Menschen wichtig, nicht nur für die Patienten, sondern auf für die behandelnden Ärzte.
Für die Medizintechnik: Fehlerkategorie „Erinnerungsfehler“, wie kann man dem entgegenwirken?
Wichtig ist hier, die Komplexität möglichst zu reduzieren. Ein weiterer Punkt ist es, den „Surprise and Startle“-Effekt zu vermeiden. Er tritt auf, wenn der Anwender mit etwas konfrontiert wird, mit dem er nicht gerechnet hat. Er reagiert dann entweder mit Angriff, Erstarren oder Flucht. In den meisten Fällen erstarren wir, dabei vergessen wir leicht was wichtig wäre.
Verhindern kann man das nicht. Als Maßnahme wäre dafür zu sorgen, dass der Anwender die Situationen schon vor dem Ernstfall erlebt und diese möglichst schnell richtig einordnen kann.
Ein Vergleich mit der Luftfahrt: Wie trainiert die Lufthansa Ihre Crew diesbezüglich?
Nach den Standard-Trainings kommen auf die Crew unvorhergesehene Beispiele zu. Das testet die Mannschaft und trainiert sie sich auf Neues vorzubereiten. Man sieht dann, dass es im Team ein wenig ruckelt. Einer reagiert anschließend schneller als der andere, dafür sind dann auch die Redundanzen da wie Pilot und Co-Pilot zum Beispiel.
Aus der Medizintechnik: Fehlerkategorie „Irrtum“. Lässt sich etwas dagegen tun?
Ich möchte den Fall so definieren: Der Anwender will das richtige Ergebnis erzielen, macht es aber falsch. Hier hilft einerseits Training. Aber auch beim Gerätedesign kann man ansetzen. Zu empfehlen wären Analysen, welche die potentiellen Nutzer einbeziehen, wobei man das Verhalten am Prototypen studiert. Der System-Ingenieur lässt diese Information in seine Fallstudien einfließen und arbeitet dabei eng mit den Probanden zusammen. Eine gemeinsame Sprache ist dabei von höchster Bedeutung, um auf die Anwenderbedürfnisse eingehen zu können.
Aus dem Medizintechnik-Systemdesign: Es geht um ein Gerät, das ein Laie ohne Training handhaben soll. Kann man da Human Factors anwenden? Beispiel Defibrillator: Ein Unfall in der U-Bahn, der Anwender ist geschockt und nimmt das Gerät von der Wand und soll es ungeschult richtig bedienen. Wie schafft man ein Design, dass es sicher funktioniert?
Es beginnt mit den Rahmenbedingungen. Sie müssen klar und eindeutig definiert werden. Trotzdem kann es zu Abweichungen kommen und deren Akzeptanz-Grenzen müssen festgelegt werden. Eine Erkennung der Abweichung kann dann durch eine Reaktion des Systems den Anwender korrigieren. In der Risikobewertung wird das positiv gerechnet.
Wir dürfen aber auch nicht vergessen, dass viele grundlegende Anforderungen in der Medizintechnik bereits in Richtlinien verankert sind. Der Hersteller muss also nicht von null anfangen, sondern hat bereits eine entsprechende Orientierung.
Grundlegend gilt: Halte die Bedienung möglichst einfach, nicht mehr als 5 Schritte. Amerikaner arbeiten im Militär zum Beispiel nur mit Bildern. Dort steht definitiv nichts geschrieben! Mit Human-Faktors kann man diese Vorlagen noch durch Studien optimieren. Klappt die Anwendung nicht, werden dann Gegenmaßnahmen getroffen und der Prototyp angepasst.
Human Factors in der Praxis: Im Bürgerhaus der Gemeinde Pullach i. Isartal werden die Bürger mit einem Video für den Erste-Hilfe-Fall vorbereitet
Für die Medizintechnik: Produkte, für die Hersteller verpflichtet sind, Trainings anzubieten. Was können sie sich von der Luftfahrt methodisch abgucken? Worauf kommt es an?
Wichtig ist die Qualitätssicherung. In der Luftfahrt wird dies von der EASA geregelt und genau festgelegt, wie viele Themenansätze von den verschiedenen Gesellschaften geleistet werden müssen. Mit dem Human Factors Training können die Hersteller außerdem gezielt auf die individuellen Strukturen eines Kunden eingehen.
Vielen Dank für das Interview!