In the Code: IoT im Gesund­heits­wesen

Unsere Autoren: Uwe Szymanski und Hansjürg Inniger
Die IoT-Spezialisten Hansjürg Inniger und Uwe Szymanski von Zühlke über IoT und Big Data im Gesundheitswesen.
 
Das Internet of Things (IoT) ermöglicht dem Gesundheitswesen zwei grundsätzliche Verbesserungen: Erstens Kostensenkungen durch das Vermeiden teurer Checks und Arztbesuche – beispielsweise dank permanentem Monitoring. Zweitens eine Effizienzsteigerung bei der Diagnose, der Behandlung und der Rehabilitation. Der Zaubertrank, der das ermöglicht: Die Analyse von mehr Informationen aus mehr Quellen über längere Zeiträume.
 
Technisch gesehen sind dazu drei Dinge nötig:
  • Sensoren zur Sammlung von Daten.
  • Kommunikationstechniken zur sicheren Weiterleitung von Daten.
  • Analysegeräte und -prozesse, die schnelle Erkenntnisse ermöglichen und sogar automatisch Aktionen auslösen.
Das ökonomische Potential ist immens. Eine Vielzahl von Startups arbeitet deshalb an Methoden und Geräten, um gesundheitsrelevante Datenströme zu generieren und in Prozesse zu integrieren.
 
Das Sammeln von Informationen ist der Flaschenhals
Das Internet of Things (IoT) und Big Data werden das Gesundheitswesen revolutionieren. IoT ermöglicht eine möglichst umfassende Erfassung von Vitaldaten und das sichere Speichern der Daten in der elektronischen Gesundheitsakte. Und mit Hilfe von Big Data wird die Diagnose revolutioniert. Die Wertschöpfung der vom Internet umgekrempelten Medizinaltechnologie erstreckt sich dabei vom Gewinnen der Informationen über die Kommunikationstechniken und über die Analyse bis hin zur daraus abgeleiteten Handlung.
 
Im Thema Prävention besteht der Flaschenhals in der Sammlung der Informationen: Die zentrale Frage lautet, wie man die aussagekräftigsten Daten beim Patienten ohne Zusatzaufwand und in brauchbarer Qualität erfasst.
 
Bei der Begleitung chronischer Krankheiten werden bereits in grösserem Stil Daten von Sensoren erfasst. Zwischen 2014 und 2015 hat sich in den USA, wo dreissig Prozent der Bevölkerung an einer chronischen Krankheit leiden, die Zahl der in Betrieb genommenen tragbaren Geräte mit medizinaler Funktion verdreifacht. Die Herausforderung besteht hier somit vor allem in der effizienten und sicheren Weiterleitung der erfassten Daten. So wird eine Weiterverarbeitung möglich, die gewichtigere Erkenntnisse als beispielsweise nur den Blutzuckerwert des Patienten liefert.
 
Das Analyse-Tempo als Knacknuss
Bei der Behandlung akuter Probleme liegt die Knacknuss in der raschen Analyse grosser Datenmengen: Zur Datenflut aus den aktuellen Messungen gesellen sich die archivierten Informationen aus der persönlichen Gesundheitsgeschichte.
 
Beim Thema Verbesserung der Rehabilitation müssen erst Methoden entwickelt werden, mit denen jene Informationen gewonnen werden können, die zur Steigerung der Heilungseffizienz beitragen. Ein Beispiel sind Schuh-Sensoren, die Ungleichheiten im Gang eines Knie-Operierten melden und analysieren.
 
Das ökonomische Potential ist enorm, denn die Kostenexplosion im Gesundheitswesen macht jede Effizienzsteigerung zur profitablen Investition, die sich für Versicherungen, Leistungserbringer und für die Patienten lohnt. Entsprechend dynamisch ist das Forschungs- und Entwicklungsfeld.
 
Apple setzt auf die Telemedizin
Im Internetzeitalter ist ein Arztbesuch zumindest theoretisch seltener erforderlich. Das gilt jedenfalls, wenn die nötigen Daten in zuverlässiger Form vorliegen. Telemedizin heisst hier das Stichwort und IT-Riesen wie IBM oder Apple haben die entsprechenden Geschäftsmöglichkeiten erkannt.
 
Für Apple ist die Telemedizin inzwischen ein strategischer Schwerpunkt und ein kürzlich zum Patent angemeldetes System für Telemedizin-Sessions zeigt, dass es um weit mehr geht, als bloss um ein Videotelefonat mit dem Herrn Doktor: Sowohl der Arzt als auch die Patientin können in einer Datenbank eine ganze Reihe gespeicherter oder aktueller Vitaldaten abrufen. Patienten können zudem Bilder aufnehmen und abspeichern.
 
IBM und Apple haben erste Applikationen zur Erfassung der Daten für das Spitalpersonal lanciert. So betreibt Apple zum Beispiel in den amerikanischen Südstaaten zusammen mit dem Privatspital-Konzern Ochsner Health in elf Kliniken bereits ein System für den umfassenden Datentausch zwischen Patient und Arzt.
 
Datenschutzdebatte rund um Patientendossiers
Ein elektronisches Patientendossier (EPD) wird für den durchschlagenden Erfolg der Telemedizin zur wichtigen Voraussetzung. Zumindest in Europa ist das weniger eine technische als vielmehr eine rechtliche Herausforderung. Denn solche Sammlungen von hochsensiblen Personendaten werden nicht nur als Grundlage für die Telemedizin gesehen, sondern auch als gigantisches Risiko für den individuellen Datenschutz.
 
Bemühungen zur Regulierung des Marktes laufen. Doch teilweise sind die entsprechenden Verordnungen Sache der Kantone respektive Länder. In der Schweiz hat das Parlament im Juni 2015 mit dem Gesetz über elektronische Patientendossiers immerhin die Grundlagen geschaffen: EPDs sind zentraler Teil der bundesrätlichen Strategie Gesundheit2020, welche E-Health – dazu gehört auch die Telemedizin – ausdrücklich fördern soll. Und in der EU greift nun die neue EU Datenschutz-Grundverordnung 2016/679. Doch die sogenannte "Fernbehandlung” ist europaweit aufgrund der Zulassungsbestimmungen für Mediziner weiterhin ein konfliktträchtiges Thema. Das zeigt sich beispielhaft im Medikamentenhandel via Internet: In Deutschland gibt es Bestrebungen, Ärzten das Ausstellen von Rezepten an Patienten zu verbieten, die sie nicht persönlich gesehen haben.
 
Die grösste Herausforderung besteht allerdings in der abgesicherten Datenbeschaffung. Zwar gibt es eine Vielzahl von Sensor-Gadgets und Apps, welche zum Beispiel die Herzfrequenz des Trägers, tägliche Schrittzahlen und Daten zu sportlichen Leistungen aufzeichnen: vom Fitbit-Armband über Jawbone oder Garmins Vivoactive-Sportuhren bis zur Apple Watch. Doch diese wurden nicht nach höchsten Standards entwickelt und es ist somit nicht erlaubt, aus diesen Daten medizinisch relevante Schlüsse zu ziehen.
 
Das Smartphone als Brücke
Tragbare Lifestyle-Geräte allein liefern bereits eine grosse Datenmasse. In Verbindung mit zusätzlichen und exakteren Daten aus ärztlichen Untersuchungen lassen sich etwas verlässlichere Werte berechnen. Das tut heute beispielsweise die App Cardiogram des gleichnamigen Startups.
 
Doch mittelfristig dürfte sich eine andere Methode durchsetzen. Denn die meisten von uns haben stets einen mit Sensoren gespickten Computer dabei: das Smartphone. Natürlich können Mobiltelefone heute eine Menge Gesundheitsdaten messen – Samsungs Galaxy-S-Serie etwa hat seit Jahren einen Pulssensor. Doch das Problem ist auch hier, dass die Sensoren nicht empfindlich genug und die Daten somit zu ungenau sind.
 
Im gesättigten Smartphone-Markt sind künftige Killerapplikationen deshalb Sensoren, die eine Vielzahl von Körperdaten in klinischer Qualität erfassen. Damit wird das Smartphone für die Gesundheitsindustrie zur Brücke zum Internet of Things.
 
Über die Autoren
Hansjürg Inniger ist Verantwortlicher für das Internet of Things bei der Zühlke Engineering AG. Er hat mehr als sieben Jahre Erfahrung mit IoT-Lösungen in diversen Branchen. Mit seinem Team berät er Kunden und begleitet sie bei allen Projekten rund um das Thema Vernetzung. Hansjürg Inniger hat einen Executive MBA der HSG und ist diplomierter Elektroingenieur sowie Softwareingenieur.
 
Uwe Szymanski ist Lead Software Architect bei der Zühlke Engineering AG. Er verfügt über viele Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Medizinlösungen und vernetzten Systemen. Ebenso leitet er die Zühlke-Fokusgruppe für Embedded Security. Uwe Szymanski hat einen Master of Science (Intelligente Eingebettete Mikrosysteme) und ein Diplom als Ingenieur in Informationstechnik.