Fallstudie Siemens Healthineers

UX Design Siemens Healthineers

Nutzerzentrierte Entwicklung eines KI-gestützten Software-Assistenten für die Radiologie

Partizipatives Design mit Radiologen
User Research in Kliniken und Praxen
Design Thinking Workshops
Konzeption, Grob- und Feindesign
Usability-Test

Als weltweit führendes Medizintechnikunternehmen arbeitet Siemens Healthineers stets auch an innovativen Softwareprodukten für den Einsatz in der Radiologie.

Künstliche Intelligenz (KI) und smarte Algorithmen ermöglichen dabei einen völlig neuen Zugang zu Informationen im diagnostischen Workflow von Radiologen.

Künstliche Intelligenz in der Radiologie

Ziel des mehrjährigen Projekts war die Entwicklung eines intelligenten Software-Assistenten für Radiologen. Bewusst offengelassen wurde dabei zunächst, bei welchen Problemstellen ein solcher Assistent idealerweise unterstützen kann. Die Projektfragestellungen lauteten:

Welche sind die gravierendsten Pain Points der Radiologen bei der Befundung und welche Lösungen würden einen wirklichen Mehrwert darstellen?
Wie kann ein intelligenter Software-Assistent unter Einsatz von KI bei der Lösung dieser Probleme unterstützten?
Wie müsste ein solcher intelligenter Assistent konkret aussehen und funktionieren, sodass er sich möglichst einfach in den Arbeitsalltag der Radiologen einfügt?

Phase 1: Verstehen (User Research)

In der ersten Projektphase wurden folgende Fragen beantwortet:

Wie sieht der Befundungsprozess der Radiologen aktuell aus?
Welche sind die größten Hürden im Arbeitsalltag?
Welche Form der Software-Assistenz bietet für Radiologen den größten Mehrwert?
Wie offen sind Radiologen für innovative Technologien aus dem Bereich der KI?

Wir führten dafür kontextuelle Interviews mit Radiologen in Kliniken und Arztpraxen durch. In Personas und Journey Maps sicherten wir die Zwischenergebnisse. In einer User Research Session auf einem Ärztekongress ließen wir weitere Radiologen verschiedene Pain Points priorisieren. Die Fragestellung lautete: „Welche ist aktuell die größte Herausforderung in der Befundungsroutine, bei der wir durch einen Assistenten unterstützten könnten?“

Zwei Radiologen stehen an einem Smart Board und betrachten radiologische 3D-Bilder — Interpretation und transparente Kommunikation von Ergebnissen in der Radiologie werden immer umfangreicher und komplexer.

Ein Radiologe sitzt an einem Tisch und sortiert Karten mit unterschiedlichen Bildern und Texten — Nutzer verstehen: Vorgehen, Reihenfolge und die Frage „Wo stecken die größten Painpoints?“

Phase 2: Explorieren (Paper Prototyping)

In der Explorieren-Phase ging es darum Ideen zu generieren. Wir führten dafür Design Thinking Workshops durch. Auch bei diesen Terminen zur Generierung von Ideen für User Interfaces folgten wir dem nutzerzentrierten Ansatz. Es gab dafür zwei Möglichkeiten:

Mindestens ein Radiologe war im Workshop anwesend und beteiligte sich an der Ideengenerierung und Bewertung.
Unsere UX-Experten gingen bereits am Folgetag des Workshops mit den Papierprototypen in eine Klinik, um Feedback von Radiologen einzuholen.

Das Ergebnis der Explorieren-Phase war eine priorisierte Liste, der folgende Fragestellungen zugrunde lagen: Welche Ideen und Lösungen scheinen hohen Mehrwert zu schaffen? Wo sehen die Radiologen das größte Potential?

Phase 3: Entwerfen (UX Design)

Unsere UX Designer übernahmen in dieser Projektphase das User Interface Design des so genannten Visionsprototypen. Mithilfe von Axure RP wurden zunächst klickbare Wireframes entwickelt, die grundlegende Interaktionsprinzipien visualisierten. Die Wireframes enthielten außerdem bereits realistische Beispielinhalte, denn: Gerade in der Diskussion mit Anwendern ist es enorm wichtig, auch in frühen Prototypen konsistente und realistische Patientenfälle ohne Platzhaltertexte abzubilden. Auf diese Weise erhielten wir valides Feedback.

Eine Person sitzt an einem Tisch, auf dem Papier, Stifte, Schere und Kleber ausgebreitet sind. Die Person arbeitet an einem Papier-Prototyp — Paper Prototyping im Design Thinking Workshop

Neben einem horizontalen Prototyp, der anhand einer Klickstrecke die Gesamtstory abbildete, entwickelten unsere UX Designer auch das Feindesign für die Umsetzung. Den Visionsprototyp entwickelten wir auf Grundlage des Siemens Healthineers Design-Systems iterativ weiter. Die von uns entwickelte visuelle Ausgestaltung entsprach damit nicht nur den Nutzerbedürfnissen, sondern auch Brand-Anforderungen. Als Vorgabe für Icon und Screendesign diente dabei ein Corporate Styleguide. Neu von uns entwickelte UI-Patterns flossen als Ergänzung zurück in den Corporate Styleguide.

Auf dem Bildschirm eines Tablets ist der Prototyp des Radiologie-Assistenten zu sehen. Das Bild zeigt zwei radiologische Bilder sowie verschiedene Angaben zur Diagnose — User Interface Design auf Basis des Corporate Styleguide

Phase 4: Funktionale Umsetzung

Bei neuartigen Produkten und Technologien wie einem KI-gestützten Radiologie-Assistenten reicht es nicht aus, ein überzeugendes UX Design-Konzept zu entwickeln. Auch die technische Umsetzung muss sichergestellt und evaluiert werden. Dafür arbeiteten wir eng zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Digitale Medizin MEVIS, das parallel zum UX Design funktionale Prototypen entwickelte – mit echten medizinischen Daten und lauffähigen Algorithmen.

In einem iterativen Prozess wurde das Konzept gemeinsam ausgearbeitet. Unsere Designs dienten einerseits als Vorlage, andererseits optimierten wir im Anschluss Interaktionen und Design der funktionalen Prototypen aus UX-Perspektive. So wurde sichergestellt, dass das User Interface Design und die User Experience den Bedürfnissen der Radiologen entsprechen und das Konzept technisch funktioniert. Sowohl der funktionale Prototyp als auch der Axure-Prototyp mit Fokus auf UI und UX wurden am Uni-Klinikum Essen während der ärztlichen Routine evaluiert.

Phase 5: Testen (UX Testing)

In regelmäßigen Usability-Tests prüften unsere User Researcher verschiedene Zwischenergebnisse und Prototypen des intelligenten Assistenten auf Herz und Nieren, sowohl in Universitätskliniken als auch in Privatpraxen.

Neben dem klassischen Usability-Test – remote und am Arbeitsplatz der Radiologen – setzten wir verschiedene Befragungsmethoden ein. Unter anderem konzipierten wir eine Tagebuchstudie, die den Einsatz des ersten technischen Prototyps begleitete. Einige Radiologen verwenden Teile des Software-Assistenten bereits regelmäßig und können anhand verschiedener Fragen zum letzten Einsatz unkompliziert Feedback geben, z.B.: Welche Aspekte funktionieren bereits gut im klinischen Alltag? Welche bereiten noch Probleme? Ausgehend von diesen Selbsteinschätzungen führten wir weitere moderierte Interviews durch, um das Warum zu verstehen: „Warum stellt dieser Aspekt für Sie während der Interaktion mit dem intelligenten Assistenten ein Problem dar?“ Die Ergebnisse flossen direkt in die nächste Konzeptionsphase ein.

Ein Radiologe sitzt an einem Tisch und testet den Prototyp an einem Tablet und Laptop — Evaluierung des funktionalen Prototyps

Ein Radiologe und ein Interviewleiter sitzen an einem Schreibtisch und schauen gemeinsam auf ein Tablet — Usability-Test mit einem Radiologen in seinem Büro

Stand des Projektes

Die Kollaboration zwischen Siemens Healthineers, Fraunhofer MEVIS, dem Uni-Klinikum Essen und usability.de wird kontinuierlich fortgesetzt. Während am Anfang noch die grundsätzliche Akzeptanz von KI-Algorithmen in der Diagnostik im Vordergrund stand, nimmt unser Projekt inzwischen sehr flexibel unterschiedliche Fragestellungen auf, die von den eng im User Research einbezogenen Anwendern und von Siemens Healthineers als zukunftsrelevant angesehen werden.

Der Kunde über das Projekt

„Ein ganz großes Dankeschön an usability.de für den tollen Einsatz, die vielen kreativen Workshop-Ideen und das UX-Design für die verschiedenen Projektfragestellungen und Prototypen. Das Konzept des Radiologie-Assistenten hat inzwischen sowohl intern als auch extern auf internationalen Radiologie-Kongressen überzeugen können. Der nutzerzentrierte Ansatz von der Ideation-Phase bis zur Umsetzung trägt dazu wesentlich bei.“