Steinbeis-Experten entwickeln ein digitales Daten-Ökosystem für klinische Studien mit
Es ist in gewisser Weise ziemlich paradox: Der Fortschritt der letzten Jahrzehnte in der Medizin hat wesentlich dazu beigetragen, dass die zukünftige Versorgung von Menschen eine echte Herausforderung bleibt. Denn die Lebenserwartung steigt und damit auch die Zahl derer, die medizinische Versorgung benötigen. Gleichzeitig nimmt aber auch der Mangel an Fachkräften im Gesundheitswesen immer weiter zu. Bei der Lösung dieses Konfliktes kann Digitalisierung helfen, indem sie neue Wege bei der Diagnosestellung, Therapie, aber auch in der Dokumentation aufzeigt. Damit diese Wege aber beschritten werden können, braucht es ein stimmiges Daten-Ökosystem. Hier setzten die Experten der TZM GmbH im Steinbeis-Verbund im Rahmen des Forschungsvorhabens „KIKS – Künstliche Intelligenz in Klinischen Studien“ mit ihren Softwarelösungen und der UMG-Plattform an, um das Problem der fehlenden Standardisierung in der Vernetzung von Medizingeräten zu lösen.
Daten im klinischen Umfeld – vielfältig und recht unstrukturiert
Wohlstand führte in den entwickelten Nationen weltweit zu grundlegend besseren Lebens- und Arbeitsbedingungen. In der Folge sank die Sterblichkeitsrate bei Säuglingen und gleichzeitig stieg die Lebenserwartung der Menschen stetig. Der Fortschritt in der Medizin ist einer der Faktoren, die dazu führen, dass Menschen immer älter werden. Der steigenden Anzahl von Menschen, die eine medizinische Versorgung bis ins hohe Alter in Anspruch nehmen, steht jedoch ein massiver und steigender Mangel an medizinischem Fachpersonal und Pflegekräften gegenüber. So fehlen in den deutschen Kliniken heute bereits mindestens 50.000 Pflegefachkräfte [1] und laut einer bereits vor einigen Jahren durchgeführten Untersuchung der Wirtschaftsprüfungsgesellschaft PricewaterhouseCoopers wird bis zum Jahr 2030 im Bereich der Gesundheitsversorgung eine Personallücke von 800.000 Personen entstehen, gleichzeitig wird eine hohe Anzahl von Arztstellen unbesetzt sein [2].
Digitalisierung: Chancen und Herausforderungen
Die Medizin der Zukunft kommt nicht umhin, neue Wege zur Aufrechterhaltung einer qualitativ hochwertigen und angemessen effizienten Versorgung zu suchen. Neue Digitaltechnologien weisen einen Ausweg. Durch die Nutzung von künstlicher Intelligenz, den Einsatz von IoT-basierenden („Internet of Things“) Ansätzen, die Etablierung von Telemonitoring und Telemedizin sowie die Nutzung neuer Robotertechnologien können viele der beschriebenen Herausforderungen gemeistert werden. Diese Technologien verbessern und beschleunigen die Diagnose, personalisieren und optimieren die Therapie und führen zu Erleichterungen in der Dokumentation und im Zeiteinsatz.
Es gibt jedoch eine große Herausforderung: Die neuen Digitaltechnologien können nur in dem Maße wirksam eingesetzt werden, in dem verwertbare Daten in ausreichender Menge zur Verfügung stehen. Wenn man sich die Abläufe in einer Klinik ansieht, erkennt man auf den ersten Blick, dass an vielen Stellen des Versorgungsprozesses Daten entstehen. Besonders auffällig ist, dass eine große Heterogenität in der Art und Weise der Datenerfassung, Speicherung und Verarbeitung vorliegt. Für Ärzte, das Pflegepersonal und die klinischen IT-Abteilungen ist diese Situation absolut unbefriedigend und führt zu einem erheblichen, unnötigen Mehraufwand.
Neben diesem Aspekt und der vielfach zu Recht diskutierten Anforderung eines sicheren Umgangs mit personenbezogenen Gesundheitsdaten gibt es dabei eine weitere Dimension, die aktuell eine der größten Barrieren zur Anwendung neuer Technologien in der Medizin darstellt: Die fehlende Standardisierung in den Kommunikationsprotokollen. Die dadurch entstehende „Vielfalt“ ist ein Hemmschuh, denn die digitale Vernetzung von Medizinprodukten führt in die Sackgasse, wenn die Datenströme aus den übergebenden Einheiten (Datenquellen) von den jeweiligen empfangenden Einheiten (Datensenken) nicht verstanden werden. Eine Konnektivität ist nicht ausreichend hergestellt, wenn für eine Datensenke unklar ist, welche Information aus den einzelnen Datenströmen einer bestimmten Datenquelle wo und wie genau herauszulesen ist. Die Gefahr, dass falsche Werte zur Weiterverarbeitung oder Analyse herangezogen werden, ist höchst real. Echte Konnektivität ermöglicht eine Interoperabilität, also einen Datenaustausch auf der Grundlage standardisierter, belastbarer Daten.
Daten-Ökosystem als Voraussetzung für Erfolg
Insbesondere die Nutzung der künstlichen Intelligenz zur besseren Diagnose und Behandlung von Krankheiten erfordert den Aufbau und die Kultivierung eines Daten-Ökosystems. Klinische Studien als wichtige Etappe bei der Validierung und Zulassung von Medikamenten und Behandlungsmethoden stehen dabei im Mittelpunkt. Deshalb hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie einen Wettbewerb ausgeschrieben, aus dem das Forschungsvorhaben „KIKS – Künstliche Intelligenz in Klinischen Studien“ als einer der Sieger hervorgegangen ist. Das Gesamtprojektvolumen beläuft sich auf über 15 Millionen Euro und insgesamt 16 Konsortialpartner – darunter fünf Universitätskliniken – sind daran beteiligt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines digitalen Ökosystems, von dem Patienten, Kliniken und Medizintechnikhersteller gleichermaßen profitieren. Im Rahmen von KIKS sollen zum einen die Anforderungen von Medizinprodukteherstellern und Kliniken zur effektiven Nutzung klinischer Daten erarbeitet werden. Zum anderen geht es darum, auf der Grundlage der Anforderungen ein cloudbasiertes digitales Ökosystem zu entwickeln, das durch modernste Architektur und Sicherheitstechnologien die Einhaltung rechtlicher und ethischer Rahmenbedingungen gewährleistet.
UMG verbindet klinische Geräte durch Plug & Play.
UMG stellt den Datenaustausch sicher
Die TZM GmbH ist aufgrund ihrer jahrelangen Erfahrung bei der Entwicklung medizinischer Software in das Konsortium aufgenommen worden. Insbesondere über die von TZM entwickelte Plattform UMG (Universal Medical Gateway) können Datenerfassungen von Medizinprodukten und die Übermittlung dieser Daten an klinische Systeme realisiert werden. Das UMG ist eine flexible und herstellerunabhängige Anbindungsplattform, die für einen gesicherten Datenaustausch zwischen Medizingeräten sorgt. Es gewährleistet somit eine Konnektivität, die die Grundlage für echte Interoperabilität darstellt. Dadurch können einerseits wesentliche operative Vorteile wie etwa erweitertes Patienten-Monitoring, verbesserte Patientenversorgung, optimierte Administration und Abrechnungen, akkurate Patientendokumentation etc. erzielt werden. Andererseits ermöglicht UMG als „Brückenelement“, dass Daten aus bislang nicht erschlossenen Quellen zuverlässig erfasst und zur Verarbeitung mittels neuer Technologien bereitgestellt werden. Die Plattform besticht durch ihren „Plug & Play“-Ansatz und kann sehr einfach bedient werden. Es erfordert keine aufwendigen Konfigurationen und Einstellungen und setzt keine spezielle Krankenhausinfrastruktur voraus. Die Lösung kann gekauft oder im Rahmen eines serviceorientierten Modells genutzt werden.
Kontakt
Prof. Dr. Rainer Würslin (Autor)
Senior Advisor
TZM GmbH (Göppingen)
www.tzm.de
Bastian Mazzoli (Autor)
Solution Manager
Medical Connectivity
TZM GmbH (Göppingen)
www.tzm.de