Digital Health

Digital Health – Aktuelle Entwicklungen im Überblick

Die fortschreitende Digitalisierung verschiedener Lebensbereiche macht auch vor dem Gesundheitswesen nicht halt. Unter den Begriffen Digital Health und E-Health werden aktuell hochinteressante Entwicklungen und Veränderungen diskutiert. Die digitale Revolution in der Medizin ist für den Endkunden, also den Patienten, noch nicht so deutlich wahrzunehmen wie in anderen Bereichen, etwa der Kommunikation. Dennoch verändern Innovationen aus unterschiedlichen Bereichen die Gesundheitslandschaft stetig.

Ein riesiger Markt wächst weiter 

Das Gesundheitswesen ist in industrialisierten Gesellschaften einer der größten Wirtschaftszweige überhaupt. Alleine in Deutschland arbeiten laut dem Bundesministerium für Gesundheit über fünf Millionen Menschen in dieser Branche. Der Umsatz im Gesundheitswesen ist in Deutschland zwischen 2009 und 2019 von 50 Milliarden Euro auf rund 80 Milliarden Euro gestiegen. Unternehmen aus den Bereichen der Pharmaindustrie, der Medizintechnik und der Biotechnologie sind Treiber des technologischen Fortschritts und investieren massiv in Forschung und Entwicklung. 2018 exportierte die deutsche Gesundheitsbranche, zusätzlich zum Binnenumsatz, Waren und Dienstleistungen in Höhe von 131 Milliarden Euro. Durch die zunehmende Popularität eines gesunden Lebensstils und den demografischen Wandel sowie zahlreicher technischer Innovationen der beteiligten Unternehmen wird weiterhin ein stetiges Wachstum der Branche erwartet.

Digital Health durch Künstliche Intelligenz

Die Digitalisierung des Gesundheitswesens steht unter dem Einfluss verschiedenster Faktoren. Zum einen gibt es mittlerweile von Künstlicher Intelligenz (KI) durchgeführte Diagnoseverfahren, die teilweise bereits den menschlich-ärztlichen Sachverstand übertreffen. KI wird im Gesundheitswesen aktuell überwiegend in der Bilderkennung und in der Radiologie angewandt. KI-Software könnte zukünftig repetitive Standardverfahren, wie das Auslesen von Aufnahmen eines Computertomographen, übernehmen und so die Ärzte entlasten. Diagnostische Fehler könnten durch den Einsatz von KI minimiert, der gesamte Diagnoseprozess deutlich beschleunigt und so der Patient noch mehr in den Mittelpunkt gestellt werden. Einige solcher, auf KI-Software basierende Systeme, z.B die des zum Siemens Konzern gehörenden Unternehmens Healthineers, werden bereits im Krankenhausalltag getestet.

Bessere Datenlage durch Wearables und Datenverknüpfung

Auch der Patient selbst kann, z.B. durch die Nutzung eines aktuellen Smartphones, das in der Lage ist, verschiedene Parameter über Verhalten und Körperfunktionen des Nutzers zu erheben, zur Digitalisierung des Gesundheitswesens beitragen. Zu den erhobenen Parametern gehören Bewegung, Schlafqualität, Ernährung, Wetter und vieles mehr, je nachdem welche Gesundheits-App auf dem Smartphone installiert ist. Nutzer von Wearables wie Smartwatches können auch ihren Blutdruck und ihre Herzfrequenz aufzeichnen. Dadurch ergeben sich ganz neue Möglichkeiten der Krankheitsprävention, etwa bei Migräne. Durch die über das Wearable erhobenen Daten können Umwelteinflüsse sowie verschiedenste Auswirkungen des Lebenswandels analysiert und ausgewertet werden. So wird es möglich detaillierte Rückschlüsse auf die Ursache des Migräneanfalls zu ziehen. Des Weiteren werden zum Beispiel Risikopatienten mit Herzproblemen durch das EKG ihrer Smartwatch rechtzeitig vor einer Herzattacke gewarnt. In der Zukunft wäre das Szenario denkbar, dass die vom Patienten durch Wearables oder Handy-Apps selbst erhobenen Daten mit den vom Arzt erhobenen Daten zusammengeführt werden. Der Arzt hätte folglich eine viel aussagekräftigere Aufzeichnung von Körperfunktionen seines Patienten, auf die er während des kurzen Arztbesuches zurückgreifen und auf dessen Grundlage er genauere Diagnosen stellen könnte. Datenschutzgründe verhindern bisher ein solches Vorgehen. Außerdem fehlen aktuell auch noch die notwendigen technischen Schnittstellen und Datenbanken für einen solch vorstellbaren Datentransfer.

Die Digitale Patientenakte – Datenschutz oder Digitalisierung?

In Deutschland gibt es schon seit vielen Jahren Pläne, alle medizinischen Daten der Krankenversicherten digital an einer Stelle zusammenzuführen. Unter dem Begriff Digitale Patientenakte (dPA) soll 2021 in Deutschland genau dies umgesetzt werden. In diese dPA sollen alle Leistungserbringer des Gesundheitswesens, also etwa Ärzte oder Apotheker, ihre Diagnosen, Laborergebnisse und Behandlungen eintragen. Ziel ist dabei die Vereinfachung bürokratischer Vorgänge und die effizientere Gestaltung von Prozessen in der medizinischen Behandlung. Datenschutzrechtlich bleiben allerdings noch viele Fragen offen. Darf die Akte auch über Smartphones eingesehen werden? Darf ein Patient über die Einträge selbst bestimmen und diese eventuell sogar Ärzten vorenthalten? Wie sind die Daten verschlüsselt? Wie kann ein Patient die Daten für seine eigene Vorsorge nutzen? Es gibt in den kommenden zwei Jahren noch viel zu entscheiden und einiges an Überzeugungsarbeit zu leisten. Was für die Einen notwendig erscheint und eine logische Folge der Digitalisierung des Gesundheitswesens bedeutet, wirft bei den Anderen große datenschutzrechtliche Bedenken auf. Denn gerade bei der deutschen Digitalen Patientenakte ist bisher noch nicht geklärt ob Patienten genau bestimmen dürfen, wer die darin gespeicherten Informationen eigentlich abrufen darf.  Ein Zahnarzt bekäme eventuell auch Kenntnis über einen Schwangerschaftsabbruch oder eine Psychotherapie. Weiter ist noch nicht definiert, wie mit Gefahren wie der Datenkriminalität umgegangen wird. Digitale Patientenakten aus den USA wurden bereits im Darknet angeboten und in Singapur wurden die Daten von 14.000 HIV infizierten gestohlen.

Tech-Giganten entdecken Digital Health ebenfalls

Die großen US-Tech-Konzerne entdecken das Thema Digital Health ebenfalls für sich. Neben Microsoft mit seinem Engagement in der Medizintechnik erweitert Apple mit jeder neuen Modellgeneration seiner iPhones und iWatches den medizinisch relevanten Funktionsumfang seiner Geräte. Seit dem neuesten Update des hauseigenen mobilen Betriebssystems iOS, ist die Funktion Health Records enthalten. Mit dieser Funktion kann ein Nutzer alle eigenen medizinischen Parameter abspeichern, geschützt durch das als sicher geltende Verschlüsselungssystem seiner iOS-Geräte. Die Software selbst basiert auf der FHIR (Fast Healthcare Interoperability Resources) -Technologie, einem Branchenstandard zur Übermittlung von medizinischen Daten. Vielleicht tragen wir die nächste Entwicklungsstufe der medizinischen Datenübertragung damit also bereits wortwörtlich “in der Tasche”.

Wichtige Entwicklungen nicht verpassen

Auch das Bundesministerium für Gesundheit hat die Relevanz von Digital Health erkannt und das Health Innovation Hub (hih) in Berlin gegründet. Dort werden digitale Innovationen für den medizinischen Bereich identifiziert und gefördert. Die Schwerpunkte liegen auf KI, der digitalen Patientenakte, der Verbreitung von Branchenstandards zum Datenaustausch und dem Werben für eine medizinische Datenspende. Bei der Datenspende geht es um die wissenschaftliche Nutzung von anonymisierten Patientendaten zum Zwecke der medizinischen Forschung. Viele Wissenschaftler und Politiker sehen darin ein wichtiges Instrument zur weiteren Erforschung von Krankheiten, einen Datenschatz, den es zu heben gilt. Es existieren also viele neue Ansätze, welche unter dem Label Digital Health zusammengefasst werden. Viele davon müssen sich an unseren zu Recht strengen Datenschutzauflagen messen lassen. Hierbei jeweils beiden Belangen gerecht zu werden, der Innovationsförderung einerseits und dem Datenschutz andererseits, bleibt eine anspruchsvolle Herausforderung.

 

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Digital Twin

Der Digitale Zwilling – Innovation in der Produktion

Bereits seit etwa zwei Jahren ist ein Begriff im Umlauf, der für die digitale Modernisierung von Produktion und Geschäftsprozessen steht: der Digitale Zwilling. Grundsätzlich geht es dabei darum, physische Objekte der Produktion sowie die Zugrunde liegenden Prozesse in all ihren Eigenschaften digital zu simulieren. Herstellungsprozesse, die bisher aufwendige Versuche mit Prototypen vorraussetzten und dabei viel Zeit und Kosten verursachten, können durch den Digitalen Zwilling am Computer realitätsnah, einfach und kostengünstig durchgeführt werden.

Welche Technologien stehen dahinter?

Der Digitale Zwilling (Englisch: Digital Twin), gilt als eine Schlüsseltechnologie der Industrie 4.0. und ist damit essentiell für die Zukunft der industriellen Produktion. Ausgangsbasis ist die Bestückung aller Maschinen einer Anlage oder sogar einer ganzen Fabrik mit Sensoren, die detaillierte Informationen in Echtzeit über den aktuellen Zustand der Produktion an ein Backend senden. Dort werden die Daten, auch Reports genannt, zusammengeführt und verknüpft. Für eine skalierbare Datenübertragung sorgen Wlan, LTE oder für Prozessdaten Feldbus-Systeme wie etwa EtherCAT. Um die dabei anfallenden großen Datenmengen auch verarbeiten zu können, werden zumeist Methoden und Techniken aus dem Big-Data-Bereich verwendet.

Auf eine detaillierte Auflösung kommt es an  

Der Digitale Zwilling ist im Grundsatz die Weiterentwicklung von schon bestehenden Vorgehensweisen wie etwa der technischen Zeichnung. Im Entwicklungssektor der Automobilindustrie gehört die Arbeit mit virtuellen Prototypen bereits zum Standard. Dies stellt einen maßgeblichen Fortschritt dar. Die Exaktheit der digitalen Kopie ist ausschlaggebend für die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten solcher Simulationen. Das Ideal besteht darin, die Realität so genau wie möglich in einer Software abzubilden. Daher stammt auch der vielsagende Begriff ‘Zwilling’. Ein digitaler Zwilling ist nicht identisch mit seinem analogen Verwandten aber er soll ihm möglichst nahe kommen. Wichtig ist: je mehr Informationen über eine Maschine oder einen Prozess und dessen Auswirkungen im System erfasst werden, desto präziser sind auch die berechneten Vorhersagen, die sich daraus ergeben. Sprechen wir von einem Produkt wie etwa einem Werkstück, so sind es nicht bloß die Abmessungen, die von Bedeutung sind, sondern auch die Materialeigenschaften wie Verschleißdauer, thermische Stabilität oder die Interaktion mit hinzugefügten Bauteilen. Je mehr Parameter für den jeweiligen Gegenstand oder Prozess digital erfasst werden, umso aussagekräftiger werden die darauf aufbauenden weiteren Anwendungsmöglichkeiten. Die Qualität eines Digitalen Zwillings kann daher mit einem Foto verglichen werden, das mit zunehmender Auflösung auch mehr Details abbildet. Insider sprechen daher von der Granularität und der Datendichte, welche das Verwendungspotenzial eines Digitalen Zwillings bestimmt.

Der Digitale Zwilling bringt Vorteile

In der Produktion können Digitale Zwillinge über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts entlang der Wertschöpfungskette genutzt werden. Bereits in der Produktentwicklung können mit rein digital erstellten Prototypen alle nötigen Anforderungen getestet werden. Die aufwendige und kostspielige Herstellung physischer Prototypen entfällt. Der Digitale Zwilling kann wie sein analoges Ebenbild getestet und seine spätere Verwendung simuliert werden. Auch die Effizienz und Qualität der realen Produktion kann durch den Einsatz von digitalen Zwillingen gesteigert werden. Dies gilt genauso für die Planung von zugehörigen Lieferungen und Dienstleistungen in der analogen Produktion. Die Begleitung von Herstellungsprozesse durch digitale Zwillinge ermöglicht kürzere Anlaufzeiten, geringere Ausfallraten und eine frühzeitige Erkennung möglicher Probleme. Zulieferer oder Kunden können von Anfang an in den Entwicklungsprozess miteinbezogen werden, um die Erfüllung ihrer Anforderungen direkt digital zu erproben und zu optimieren.

Industrie 4.0 und die Smart Factory

Die Zukunft der Produktion ist also eng verbunden mit dem Digitalen Zwilling. Die intelligente und vernetzte Fabrik wird zur Smart Factory. Wenn jede Maschine und alle Informationen, die beispielsweise von Tanks oder dem Lager kommen können, in einem System zusammengeführt werden, zunehmend auch in der Cloud, dann wird vom Internet-of-Things (IoT) gesprochen. Der Digitale Zwilling ist ein wichtiger Teilbereich der fortlaufenden Weiterentwicklung technologischer Trends, die in dieser Innovation zusammen finden. Die baldige Einführung des schnellen Mobilfunkstandards 5G wird die Vernetzung und Digitalisierung in der Indurstrie noch weiter beschleunigen.

Der Digitale Zwilling und die Organisation

Über den Einsatz in der Produktion hinaus, ist die Übertragung der gesamten unternehmerischen Organisation und ihrer Prozesse in den digitalen Raum ein weiteres Anwendungsfeld des Digitalen Zwillings. Man spricht dabei vom DTO, dem Digital Twin of Organisations. Ähnlich wie bei der Business Intelligence, geht es dabei um alle live erfassten Operationen, die beispielsweise durch Produktion, Zulieferer, Kundenbestellungen und Mitarbeiter angestoßen werden. Ziel ist die Ermöglichung einer Vogelperspektive auf die Organisation. Auch der Faktor Zukunft kann somit verstärkt berücksichtigt werden. Denn die digitale Spiegelung des Unternehmens erlaubt das Durchspielen, Messen und Auswerten unterschiedlicher Szenarien was die Entscheidungsgrundlage für das organisatorische Handeln maßgeblich beeinflusst. 

Welche Szenarien sehen Sie für die Aufstellung Ihres Unternehmens im digitalen Zeitalter als entscheidend an? Setzen Sie sich gerne mit uns zu einer Diskussion in Verbindung.