Datenbankentwicklung
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Individualentwicklung - Forschung
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Mit gutem Design lässt sich viel bewegen.
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Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Erprobung eines 5G-basierten kontinuierlichen Vitaldatentransfers in Kombination mit einem KI-basiertem klinischen Entscheidungsunterstützungssystems für die Fernbetreuung von Patient*innen, nach Implantation eines permanenten Linksherzunterstützungssystems, z.B. „left ventricular assist devices” (LVAD).
Bei dem Forschungsvorhaben handelt es sich um Grundlagenforschung für die Erstanwendung eines 5G-Campusnetzes im Gesundheitsbereich evaluiert, bei dem ausgehend von dem hochkomplexen LVAD-Anwendungsfall auch Grundlagen für die telemedizinische Fernbetreuung mittels permanenten Vitaldatenmonitorings bei anderen Hochrisikopatient*innen erarbeitet werden.
Die Schwerpunkte des Verbundvorhabens bilden die folgenden Teilaspekte:
Im Vergleich zu industriellen Campus-Netzwerken, liegt bei „medizinischen“ Netzwerken die Herausforderung unter anderem darin, dass Funktionalitäten (bzw. applikationsspezifische Quality-of-Service - Anforderungen) auch über das eigentliche, räumlich definierte Campusnetz hinaus, also auch in öffentlichen Netzwerken verfügbar sind und somit unterbrechungsfreie Therapieansätze zwischen dem Krankenhaus und dem Wohnort, bzw. dem Alltag der Patient*innen ermöglicht werden.
Konsortialpartner
Charité – Universitätsmedizin Berlin
Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI)
Deutsches Herzzentrum Berlin
SectorCon GmbH
SYNIOS Document & Workflow Management GmbH
Assoziierte Partner
Abbott Medical GmbH
Vodafone GmbH
Das strategische Einzelprojekt 5GMedCamp wird zwischen Fevruar 2021 und Januar2024 durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. (https://www.5gmedcamp.de/)
Vorhofflimmern (VHF) gehört mit fast zwei Millionen Betroffenen zu den großen Volkskrankheiten in Deutschland. Zur Überwachung von Herzpatienten werden daher Langzeit-EKG-Rekorder eingesetzt. Diese Rekorder sind für den Patienten allerdings recht unkomfortabel und die Daten können erst im Nachhinein ausgewertet werden. Ein zu spät erkanntes oder anfallsweises VHF kann für den Patienten fatale Folgen haben und einen Schlaganfall nach sich ziehen. Durch eine frühzeitige Intervention könnten solch schwere Auswirkungen vermieden werden.
Das ARTEMIS-Konsortium hat sich somit zusammenfefunden, um für dieses Krankheitsbild eine effizientere, digitale Gesundheitsversorgung bereitzustellen und so eine frühe Erkennung von VHF zu ermöglichen. So sollen die Verschlechterung der Gesundheit des Patienten, ein erhöhter medizinischer Versorgungsaufwand und somit eine hohe finanzielle
Belastung durch die Behandlungskosten vermieden werden.
Die Hauptinnovation des Vorhabens besteht darin, in einer auf künstlicher Intelligenz (KI) basierten, miniaturisierten EKG-Elektronik, welche in Echtzeit, direkt am Patienten, das Vorhofflimmern erkennt.
Durch die in einer Halbleiterschaltung (ASIC) - und Software etablierte KI-Datenanalyse, werden kritische Veränderungen im EKG detektiert und ie Ergebnisse werden via 5G-Standard schnell und sicher in die elektronische Patientenakte übertragen und können am telemedizineschen Arbeitsplatz abgerufen werden.
Die „KI” unterstützt, indem sie große Datenmengen analysiert, aufbereitet und Entscheidungshilfen bereitstellt. Das med. Personal im wird aufgrund der Voranalyse der Patientendaten, frühzeitig auf eine möglicherweise lebensbedrohliche Situation aufmerksam gemacht und kann entsprechend einschreiten. Die Projektergebnisse werden zu einer erheblichen Entlastung des medizinischen Personals, in diesem Bereich, beitragen.
Die Machbarkeit der Erkennung von Herzrhythmusstörungen mittels des maschinellen Lernens wurde bereits wissenschaftlich, über das IMS, erfolgreich demonstriert. Durch den niedrigen Energiebedarf des Konzeptes, wird ein besonders kleines Monitoring-System möglich, welches den Tragekomfort und die Akzeptanz von Patienten fördert und somit den Umfang und die Validität der Messdaten erhöht.
Im Konsortium sind erfahrene Inverkehrbringer, Hersteller sowie medizinische Leistungserbringer, die nach dem dreijährigen Forschungsprojekt, eine zielgerichtete Verwertung sicherstellen.
Der Konsortialführer ist die getemed Medizin- und Informationstechnik AG und die weiteren Projektbeteiligten sind die Charité – Universitätsmedizin Berlin, das Fraunhofer Institut für Mikroelektronische Schaltungen (IMS) und die CYIENT GmbH.
Das Projekt wird unter dem Förderkennzeichen 13GW0579D durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert und hat eine Laufzeit bis zum 31.10.2024.
Als Marktteilnehmer im Bereich der öffentlichen Verwaltung und des Gesundheitswesens kann SYNIOS seit 1997 auf eine langjährige marktspezifische Expertise verweisen. In diesem Rahmen wird seit 2018 ebenfalls ein großer Fokus auf die innovative Forschung gesetzt. wir begleiten intensiv das Forschungsprojekt, Telemed5000 zur Umsetzung eines telemedizinischen Arbeitsplatzes, welches durch das Bundesministerium für Wirtschaft im Rahmen der Smarten Datenwirtschaft gefördert wird (https://www.telemed5000.de/).
Unter Anbetracht, dass insbesondere chronisch kranke Patienten in Zukunft vermehrt Zuhause betreut werden müssen, ist die Bereitstellung einer Lösung zur Minderung der Mortalitätsrate und der Hospitalisierungsquote ein Kernziel vieler Gesundheitseinrichtungen. Durch die Einführung des digitalen Versorgungsgesetzes in 2020 wird der telemedizinische Arbeitsplatz auch innerhalb der Gebührenordnung der Krankenkassen erfasst.
Chronisch kranke Patienten (der Fokus liegt derzeit noch auf Patienten mit einer diagnostizierten Herzinsuffizienz) werden nach einem stationären Aufenthalt auch weiterhin über einen gewissen Zeitraum betreut. In diesem Rahmen erhält der Patient ein Set an Medizingeräten, um eine vollständige Betreuung zu gewährleisten. Diese Sets inkludieren: Eine digitale Waage, Aktivitätstracker, EKG-Gerät, Blutdruckmessgerät, Pulsoximeter, Tablet und eine App zur Stimmerfassung. Mit dem Patienten zusammen werden entsprechend der Erkrankung und Behandlung Messpläne erstellt. Ein täglicher Eingang der Messwerte wird gemäß Grenzwertregelungen verarbeitet und dem Behandler zur Befundung bereitgestellt. Abzuleitende Maßnahmen können über ein Aufgabenmanagement gesteuert werden. Hierbei unterliegt das System einer vorab definierten Berechtigungsstruktur, die im Standard folgerndermaßen gegliedert ist:
Es erfolgt eine vollumfängliche Protokollierung und Dokumentation der Prozesse. Eine Integration von Fremd- und Subsystemen ist durch den FHiR-Standard jederzeit gewährleistet. Der Einsatz von Standardschnittstellen sichert eine einfache Integration in verschiedenen Systemarchitekturen und somit eine potenziell höhere Skalierbarkeit.
Das Forschungsprojekt ist Teil der Weiterentwicklungsstrategie des SYNIOS HEALTH ENVIRONMENT (SHE). SHE ist seit einigen Jahren erfolgreich als Digitalarchiv in diversen Krankenhäusern im Einsatz. Im Laufe der Zeit wurden zahlreiche Schnittstellen zu medizinischen Geräten entwickelt und heute ist SHE mit seinen Schnittstellen zum MDK oder Privaten Krankenkassen zum zentralen Datenspeicher für klinische Dokumente geworden. Durch das Forschungsprojekt wird der Scope dahin erweitern, dass keine Bilder, sondern originäre Daten gespeichert werden, die dann als Tabellen, Kurven oder sonstigen Darstellungsmethoden visualisiert werden. Damit diese Werte leicht für alle anderen Systeme verfügbar sind, richten wir das neue SHE komplett auf HL7 FHIR aus. Die Entwicklung eines eigenen FHIR-Backends, das einen einfachen Austausch mit anderen Systemen ermöglicht, sind Kernelement der zukünftigen Entwicklungsstrategie. Künftig wird der digitale Austausch von Daten deutlich an Bedeutung zunehmen und der Fokus auf die sichere und zeitnahe Verarbeitung wird immer relevanter werden. Deshalb setzen wir bei SHE auf unser SYNIOS PROCESSING ENGINE (SPE), die es ermöglicht diverse Eingangskanäle synchron zu überwachen und bei Fehlern in der Übertragung sofort zu reagieren. Ein Monitoring-System ermöglicht hierbei jederzeit vollen Überblick über die Datenflüsse.
