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Kressig Reto W.

Projects & Collaborations

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Detecting distress in cognitive impaired people to prevent suffering: An observational feasibility study of a radar-based technology augmented with photopletysmographic sensors and audio signals (SURREAL)

Research Project  | 4 Project Members

Background

Due to well-known sociodemographic changes and the rising prevalence of multimorbidity, the demand for palliative and end-of-life care is expected to increase significantly in the coming years. This is particularly driven by the growing incidence of frailty, dementia, and chronic, progressive, and life-limiting conditions such as heart failure, lung diseases (e.g., chronic obstructive pulmonary disease [COPD]), and multimorbidity. Digital health technologies have the potential to facilitate automated detection of distress in palliative care, including symptoms like pain, breathlessness (dyspnea), panic, agitation, and delirium. Such advancements could alleviate the suffering of cognitively impaired patients who are unable to call for help, for instance, by pressing an alarm button, yet urgently require professional intervention (e.g., administration of medication for pain or breathlessness).

Aim

This observational feasibility study aims to assess if data output from a sensor system consisting of a 3-D-radar, photoplethysmographic sensors (wearables), and audio detection (microphones) is associated with patient’s distress events as identified by medical professionals during standard care.

Research Plan

We will utilize well-established sensor systems, including Qumea® and wearables, to monitor heart rate, respiratory rate, heart rate variability, body movements, postures, and audio signals, such as changes in sound intensity or voice frequency. These data will be compared against the current gold standard for detecting distress in cognitively impaired patients: assessments conducted by trained healthcare professionals, specifically specialist palliative care nurses and physicians. Identifying correlations between sensor data and professional distress assessments could facilitate future validation studies, potentially leading to the development of automated distress detection systems using sensor arrays. This advancement would significantly improve distress detection rates and reduce patient suffering.

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Sustainable improvement of INTERprofessional care for better resident outcomes: SCAling up an Evidence-based care model for nursing homes (INTERSCALE)

Research Project  | 16 Project Members

Langzeitpflegeinstitutionen stehen vor der Herausforderung, eine qualitativ hochwertige Pflege und Betreuung unter schwierigen Rahmenbedingungen zu gewährleisten. Fachkräftemangel, enge finanzielle Bedingungen und der teilweise fehlende Zugang zu geriatrischer Expertise sind Herausforderungen, die neue Lösungswege erfordern. In diesem Kontext wurde das pflegegeleitete Versorgungsmodell INTERCARE entwickelt und erfolgreich in elf Deutschschweizer Pflegeinstitutionen zwischen 2018 und 2020 eingeführt.

Die sechs Kernelemente des Modells umfassen: 1) Einführung einer Pflegefachperson in einer erweiterten Rolle (INTERCARE Pflegefachperson), 2) Stärkung des interprofessionellen Behandlungsteams, 3) Einführung von evidenzbasierten Instrumenten zur Stärkung der Kommunikation innerhalb vom Pflegeteam und mit Ärzt:innen, 4) Einsatz des multidimensionalen geriatrischen Assessments, 5) Umsetzung der gesundheitlichen Vorausplanung, 6) datenbasierte Qualitätsentwicklung.

Eine detaillierte Beschreibung des Modells, respektive eine Zusammenfassung der Ergebnisse der INTERCARE Studie finden Sie hier im ersten und zweiten nationalen Bericht.

Die INTERCARE-Studie zeigte positive Ergebnisse, darunter weniger ungeplante Spitaleinweisungen und mehr Bewohnende mit einer gesundheitlichen Vorausplanung. In den teilnehmenden Betrieben erlebten die Pflege- und Betreuungsteams mit der Einführung der neuen Rolle ein Empowerment. Das Modell führte zu einer gesteigerten Fachkompetenz, mehr interprofessionellem Austausch und weniger Reklamationen von Bewohnenden. Die begleitende Evaluation belegt hohe Akzeptanz, und auch zwei Jahre nach Projektende wird INTERCARE in 10 der 11 Pflegeinstitutionen umgesetzt.

Die Einführung von INTERCARE ist ein aktiver Organisationsentwicklungsprozess, der durch Implementierungsstrategien unterstützt wurde. Diese umfassten Einführungsveranstaltungen, regelmässige Coachings für die Führungsteams, ein Ausbildungsprogramm (heute das CAS INTERCARE) und Coachings für die INTERCARE Pflegefachperson, Feedback und Benchmarking zu Qualitätsindikatoren sowie bereitgestellte Materialien für die Einführung.

Die Implementierungsstrategien wurden als entscheidend für den Erfolg der INTERCARE-Einführung betrachtet, insbesondere regelmässige Treffen und Coaching.

Ziel

Um INTERCARE künftig breitflächig einführen zu können, möchten wir in Erfahrung bringen, welche Implementierungsstrategien in einem guten Kosten-Nutzen-Verhältnis liegen. In der Folgestudie INTERSCALE wird untersucht, welche Implementierungsstrategien die Pflegeinstitutionen effizient bei der Umsetzung eines neuen Versorgungsmodell unterstützen und was die Einrichtungen selbst für eine nachhaltige Implementierung tun können. Ziel ist es, herauszufinden welche Kombination von Implementierungsstrategien gleicherweise zur erfolgreichen Reduktion von Spitaleinweisungen und zur nachhaltigen Umsetzung von INTERCARE führt und dabei (zeitliche, personelle, finanzielle) Ressourcen schont. 

Ablauf der Studie

Das Projekt besteht aus zwei Arbeitspaketen, die sich über 5 Jahre erstrecken (2022 – 2027):

Mehr Details zu den Arbeitspaketen finden Sie auf unserer Website.

Arbeitspaket 1: Partizipative Entwicklung von Implementierungsstrategien (2022 – 2023)

Im Arbeitspaket 1 der INTERSCALE-Studie wurde das bestehende INTERCARE Modell und die Implementierungsstrategien überprüft und aktualisiert (z. B. Anpassung der Unterrichtsinhalte für die INTERCARE Pflegefachpersonen, Update von Informationsmaterialen für teilnehmende Pflegeinstitutionen). Zudem wurde ein neues Bündel an Implementierungsstrategien entwickelt, das im Arbeitspaket 2 mit dem bisherigen verglichen werden kann bezüglich der Kosteneffizienz. Die Aktualisierung erfolgte in Zusammenarbeit mit Pflegeinstitutionen und Stakeholdern aus dem ersten Durchgang sowie neuen Interessenten, einschließlich Vertretungen aus Politik, Behörden, Leistungserbringenden, Berufsgruppen und Bewohnendengruppen.

Arbeitspaket 2: Implementierung von INTERCARE und Evaluation der Implementierungsstrategien  (2023 – 2027)

Im Arbeitspaket 2 wird das Versorgungsmodell in 40 Pflegeinstitutionen in der deutschsprachigen Schweiz implementiert, im Rahmen einer cluster-randomisierten kontrollierten Studie. Alle teilnehmenden Pflegeinstitutionen werden bei der Einführung von INTERCARE mit verschiedenen Implementierungsstrategien begleitet (z. B. zur Verfügung stellen von Hilfsmitteln, Coaching, Feedback zu Qualitätsindikatoren). Dabei werden zwei verschiedene Bündel an Implementierungsstrategien verglichen. Beide Gruppen erhalten die INTERCARE-Intervention, wobei eine Gruppe das aktualisierte Bündel an Implementierungsstrategien einsetzt, während die andere das neu entwickelte adaptierte Bündel einsetzt. Die Vorbereitungen mit den ersten interessierten Betrieben starten im Herbst 2023, somit starten die ersten Betriebe mit der Umsetzung des Modells im Frühling 2024. Der Start ist gestaffelt, es ist während dem ganzen Jahr 2024 möglich, in die Studie einzusteigen, so lange noch Plätze offen sind. Die Studienteilnahme dauert 24 Monate (12 Monate Einführung und Umsetzung von INTERCARE unter Begleitung, 12 Monate Weiterführung).

Die Studie untersucht die Wirksamkeit, Kosten, Akzeptanz und Nachhaltigkeit der unterschiedlichen Bündel an Implementierungsstrategien. Darüber hinaus werden auch klinische Ergebnisse, d.h. Anzahl ungeplanter Spitaleinweisungen, und Ergebnisse auf Organisationsebene wie Personalfluktuation oder Absentismus gemessen.

 

Erwarteter Nutzen

INTERSCALE erlaubt evidenzbasierte Aussagen zu generieren, wie Pflegeinstitutionen kosteneffizient unterstützt werden können, um ein pflegegeleitetes Versorgungsmodell wie INTERCARE erfolgreich zu implementieren. Der partizipative Ansatz ermöglicht die Entwicklung von Implementierungsstrategien, die für das Deutschschweizer Langzeitpflegesetting passend sind und eine hohe Akzeptanz bei den Pflegeinstitutionen haben. Die Studie wird einen öffentlich zugänglichen Bericht mit der Beschreibung und Auswertung der verschiedenen Implementierungsstrategien erstellen. Diese Erkenntnisse erlauben der Politik, Leistungserbringerverbänden und anderen Organisationen, Pflegeinstitutionen optimal bei der Stärkung der Pflegeexpertise und der Weiterentwicklung der Pflegequalität zu unterstützen, um sich gegenwärtigen und zukünftigen Herausforderungen zu stellen.

Bei Fragen wenden Sie sich bitte an: Prof. Dr. F. Zúñiga.

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Recovery of mobility function and life-space mobility after ischemic stroke (MOBITEC-Stroke)

Research Project  | 9 Project Members

Schlaganfälle zählen zu den häufigsten Todesursachen und mit dem Alter steigt die Wahrscheinlichkeit, einen Schlaganfall zu erleiden. Wird ein Schlaganfall überlebt, so bleiben oft Behinderungen zurück. Häufig ist die Mobilität betroffen. Diese umfasst sowohl die Fähigkeit sich zu bewegen, als auch die Fähigkeit, den Lebensraum optimal zu nutzen. Hauptziel des Projektes ist es, Veränderungen der Mobilität von Patienten im ersten Jahr nach Schlaganfall zu charakterisieren. Hierbei stellt sich insbesondere die Frage, welche Erholungsverläufe von welchen Patientenmerkmalen begünstigt werden. Zudem sollen motivationale Aspekte sowie Umgebungsfaktoren untersucht werden, welche die Mobilität erleichtern oder erschweren können. Hierzu werden etwa 60 Patienten, die erstmalig einen Schlaganfall erlitten haben, in die Studie eingeschlossen. Ein Jahr lang werden sich diese Patienten regelmässig Analysen der funktionellen und der räumlichen Mobilität unterziehen. Hierzu kommen laborbasierte Testverfahren (z. B. Kraft-, Balance- und Ganganalysen) und Messungen im täglichen Leben der Patienten (z. B. mittels GPS) zum Einsatz. Zudem werden die Patienten mittels digitaler Karten zu motivationalen Aspekten und Umgebungsfaktoren befragt. Die detaillierte Kenntnis unterschiedlicher Erholungsverläufe wird es ermöglichen, Rehabilitationsmassnahmen gezielt und zum idealen Zeitpunkt einzusetzen. Zudem wird das gewonnene Wissen die Festlegung individualisierter und motivierender Rehabilitationsziele ermöglichen.

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Hirnfunktionen im Alter: Follow-up Studie ⁄ Brain functions in the elderly: follow-up study

Research Project  | 1 Project Members

Current symptomatic and future disease-modifying treatments for Alzheimer's disease (AD) should be applied when the least neuropathological damage has yet occurred. The goal of this study is to evaluate the time point in the preclinical phase at which newly established cognitive biomarkers, magnetic resonance imaging (MRI), and/or functional MRI (fMRI) show first signs of impending AD. Neurofibrillary tangles of pathological tau protein are one of the main characteristics of AD (Braak & Braak, 1991), interrupting neuronal functioning that is substantial for cognition (Kimura et al., 2007). The first cortical structure affected by neurofibrillary tangles in typical AD is the medial perirhinal cortex (mPRC; Braak & Braak, 1991; Taylor & Probst, 2008). While there is significant mPRC atrophy in patients with very early AD, the lateral aspect of the perirhinal cortex (lPRC) is only affected at a later stage (Krumm et al., 2016). Thus, we think that earliest diagnosis should focus on the mPRC, which is not yet the case in clinical routine. In previous studies we established several new neuropsychological tests, which are able to measure mPRC functionality. Further, the process of neural disintegration in AD is accompanied by neurobiological processes that partly compensate a macroscopic decrease in volume over a short time (e.g., gliosis; de Calignon et al., 2012). We think that MRI sequences that monitoring such processes (e.g. magnetization transfer ratio [MTR] imaging) might detect AD related alterations to brain structure earlier than e.g., routinely used volumetric or thickness measures (i.e. 3D T1-weighted scans). Alternatively, our fMRI paradigm, for which we use one of our newly established mPRC tests, might turn out to be the best option to detect impending AD as early as possible. In our baseline study, we assessed 406 cognitively healthy elderly participants with neuropsychological tests, MRI, and some with fMRI. In the follow-up study we will asses roughly 360 of our baseline participants with the same multimodal panel of biomarkers to answer our main research questions: Are earliest signs of impending AD detected first by a) our new mPRC tests or by the commonly used neuropsychological instruments, b) MTR or by the commonly used T1, c) cognitive markers, MRI, or fMRI? Literature on the mPRC is very scarce and no longitudinal study has yet focused on this region. Further, it is unknown to what extent (e.g. mean thickness) the mPRC atrophies within normal aging. Finally, we apply a new and highly innovative automatic segmentation protocol and we will apply multivariate markers to enhance predictive power for healthy aging vs. disease related cognitive decline. We believe that no matter the outcome, our study will not only provide lasting and significant benefits to research but will also advance our understanding of longitudinal trajectories in healthy aging and neurodegeneration and provide directions to improve the diagnostic process of AD.

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Swiss Atrial Fibrillation Cohort Study

Research Project  | 7 Project Members

Atrial fibrillation (AF) is the most common cardiac arrhythmia in the general population. Due to the demographic change with increasing life expectancy, the incidence of AF is expected to further increase in the near future. Patients suffering from AF have an increased risk of serious complications, including stroke and heart failure. Recent studies found that patients with AF have an increased risk of cognitive decline and dementia over time. However, the magnitude of the problem, associated risk factors and underlying mechanisms remain unclear. Specific aims:1.To assess cognitive functions in patients with AF in the long-term2.To correlate structural brain damage and their short-term changes with long-term cognitive decline3.To quantify health care cost among patients with AF in SwitzerlandStatus of study: Enrollment of 2415 AF patients was completed in August 2017. Follow-up investigations are ongoing. Procedures: Study questionnaires, clinical examinations, blood samples (incl. genetics) for bio-banking, advanced 12-lead ECG, bMRI, cognitive assessments, disability, quality of life, and financial costs. Follow-up: Yearly clinical follow-up, covariate update, 12-lead ECG, cognitive assessments, and outcome evaluations. bMRI and blood sampling will be repeated after 2 years in all patients.Main clinical outcome measures: Death, stroke, systemic embolism, hospitalization for heart failure, myocardial infarction, any unplanned hospitalization, major bleeding and clinically relevant non-major bleedingPreliminary results: Overall, 2415 patients were enrolled in Swiss-AF. The mean age (± standard deviation) of the population was 73 ± 8.5 years; 27.1% were female. 45% of the patients had paroxysmal AF, whereas 29% and 26% had persistent and permanent AF, respectively. A history of stroke, bleeding, heart failure and hypertension was present in 13%, 26%, 15% and 69%, respectively. Median (interquartile range) CHA2DS2-VASc score was 3 (2-5). Of 2173 patients (90%) with oral anticoagulation, 56.2% were on non-vitamin-K antagonist oral anticoagulants.Impact: By establishing a national, comprehensive and interdisciplinary AF network, this cohort study is highly responsive to the current SNSF call for longitudinal studies and has the unique potential to provide important novel insights on long-term disease progression and clinical outcomes in patients with AF. The main focus on cognitive functioning and neurological complications is of major public health importance. Several major unmet clinical needs that will provide clinicians with better tools to take care of this growing patient population will be addressed. The current project also has a great potential to identify novel treatment targets for several important and currently unresolved public health problems, including AF, cognitive dysfunction or stroke. Detailed cost assessments will help to define more efficient patient care that will lead to less disability and reduced costs for the society as a whole.

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Digitalizing Elderly Care in Switzerland: Opportunities and Challenges

Research Project  | 5 Project Members

Population aging and its associated increase in healthcare costs and decrease in care delivery solutions pose an historical challenge to the Swiss healthcare system. In absence of prompt and innovative responses, the long-term sustainability of the solidarity-based Swiss healthcare will jeopardize the delivery of adequate care and the very idea of fair access to high-quality healthcare services will be put at risk. An emerging approach in response to this national and global crisis is the integration of innovative digital technology solutions into elderly care. These include assistive robotics, smart care environments, wearable computing and sensoring as well as intelligent medical assistants. While the digital transformation in elderly care holds the potential of optimizing healthcare expenditures, enhancing care provision and improving the quality of life of elderly patients, it will have an impact on essential aspects of the medical profession, particularly on the patient-health professional relationship. In fact, critical care tasks performed by health professionals will be increasingly taken over by assistive robots, with the double consequence of alleviating the burden on health professionals but also reducing opportunities for patient-professional interactions. Similarly, smart care environments will delay the need for institutional long-term care, consequently reducing the dependency of patients on health professionals - but will also produce new opportunities for remote medical supervision through telepresence and telemedicine solutions. Doctor-patient confidentiality and the privacy of patient records will be challenged by the widespread availability of electronic records, especially in the current transitional phase in which data security standards in the medical setting are reportedly inadequate and unsecured uses of medical technology are frequent. Concurrently, the increasing use of artificial intelligence tools in prevention and diagnostics will reshape physician responsibility and the communication of medical results or decisions. Objectives and Expected Outcomes This project will explore the views and needs of older patients and health professionals in relation novel digital technologies for elderly care and assess the impact of these technologies on the patient-health professional relationship. In particular, this study has two main objectives: a) Exploring the views of elderly patients and health professionals in Switzerland on perceived care needsas well as their wishes concerning the introduction of digital technology in elderly care; and b) Anticipating and assessing the impact of new digital technologies used in elderly care on the patient-healthprofessional relationship. The achievement of these two research objectives is instrumental to the production of the main expected outcomes of this project: (i) Providing an evidence-based and human-centered roadmap for the responsible introduction of new digital technologies in a manner that safeguards and benefits both patients and health professionals; (ii) Orienting the transformation of the patient-health professional relationship in the digital age according to the needs and wishes of relevant stakeholders and in conformity with medical ethics.

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Assistive Artificial Intelligence Technologies for Dementia and Age-Related Cognitive Decline

Research Project  | 5 Project Members

The aging of the European population and the consequent increasing incidence of dementia and age-related cognitive decline pose a major problem for the health-care services in terms of financial management, caregiving burden and rise significant societal and ethical implications. The proportion of the total European population older than 65 is set to increase from 16.1 % in 2000 to 27.5 % by 2050, while the proportion of the population aged over 80 years (3.6 % in 2000) is expected to reach 10 % by 2050. With population over 65 being >17% of the total population, Switzerland, Germany and Italy are on the front line to face the high costs of long-term care and institutionalization for dementia patients (6 900 000 000 CHF per year only in Switzerland) and the resulting burden on the health-care system as well as on non-professional caregivers. A promising approach to this emergent crisis is the massive development and deployment of intelligent assistive technologies (e.g. environmental sensors, biosensors, cognitive orthoctics, and advanced integrated systems) that compensate for the physical and sensory deficits that may accompany elders with dementia and age-related cognitive decline and support them in the completion of Activities of Daily Living (ADL), in a manner that enables them to stay longer, safely and more independently in the domestic environment. In fact, technologies that can help cognitively impaired elders live at home longer or to maintain more independence in assisted living facilities would provide a "triple-win" effect, improving quality of life of patients, reducing the burden on caregivers and the health-care system and potentially saving significant amounts of money. While rapid advancements in artificial intelligence, pervasive and ubiquitous computing (PUC) and other advanced trends in software and hardware technology have already led to the commercialization of a number of assistive technologies (ATs) for dementia home-care, little information has been collected so far on the views and attitudes towards these technologies of all major stakeholders, namely patients, family members and professional caregivers. Aim of this study is threefold: (I) to produce an up-to-date index of intelligent ATs developed for the purposes of dementia home-care; (II) to collect extensive transnational information across Switzerland, Germany and Italy regarding the impact of indexed ATs on the quality of life of users; and (III) to investigate the views, needs and attitudes towards ATs of dementia and cognitive decline patients as well as their professional and non-professional caregivers with particular attention on ethically relevant features including privacy, personhood, autonomy, and safety.

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Vulnerable persons in biomedical research. Reflections in European law.

Research Project  | 5 Project Members

La recherche biomédicale, de par les risques considérables que les participants prennent pour le bénéfice d'autrui, devrait logiquement être un domaine où la protection des personnes vulnérables est intransigeante. Et curieusement, les listes de personnes considérées comme vulnérables en matière de recherches biomédicales sont sensiblement plus courtes que dans tout autre domaine du droit européen. Tandis que certains participants vulnérables peinent à trouver protection juridique et éthique quand ils participent à des essais (comme les patients de pays pauvres), d'autres souffrent du manque d'information adaptée des médicaments à leur égard car justement elles sont exclues des essais cliniques pour leur vulnérabilité de facto (comme les personnes âgées) . Ces incohérences reflètent les problèmes posés par l'émergence d'une notion juridique nouvelle : la vulnérabilité. Si sa protection est de fait une mission ancienne du droit, l'entrée du concept de vulnérabilité sur la scène juridique est beaucoup plus récente, si tant est qu'on puisse même parler de concept. Pourquoi ? Parce que la notion de vulnérabilité est difficile à saisir, et parce que la protection des personnes vulnérables semble pouvoir s'organiser sans elle. Mais plus cette protection se perfectionne, plus les incohérences se découvrent. Au fur et à mesure de l'extension de la protection des personnes vulnérables apparaissent des paradoxes et challenges nouveaux, faisant ressortir le besoin d'un concept construit de la notion de vulnérabilité.