Aus dem Unterricht des CAS Mobile Business & Ecosystem – Digital Health mit Bart de Witte berichtet Deborah Langanger.

Eines gleich vorneweg: Der Unterrichtstag zum Thema Digital Health hat uns Studierende alle voll gepackt. Bart de Witte brennt für das Thema digitale Gesundheit und hat uns auf eine spannende Reise mitgenommen und für das ein grosses Dankeschön verdient. Ich hoffe ich kann euch mit diesem Blogbeitrag auch nur ansatzweise so begeistern, wie Bart de Witte uns begeistert hat.

Weg von der Krankheit, hin zur Gesundheit

Jährlich werden Milliarden von Franken in die Behandlung von Krankheiten gesteckt. Und dennoch werden diese in den meisten Fällen nicht rechtzeitig erkannt, weil die Symptome nicht in bisher bekannte Schemas passen. Big Data, also die Sammlung bzw. Auswertung riesiger Datenmengen, soll hierbei Abhilfe schaffen. Durch den Einsatz von Big Data können Muster bzw. Schemas sowie Risiken schneller erkannt und Krankheiten vorgebeugt werden.

Digital health

Skandinavische Länder oder Länder wie Estland machen es vor: Dank digitalen Technologien wie bzw. Big Data können einfache Untersuchungen auch Zuhause aus durchgeführt werden. Solche Wearables – zum Beispiel in Form einer Uhr – und Apps sind jetzt schon erhältlich. So ist auch eine dezentrale Datenübermittlung an den Hausarzt oder Therapeuten kein Problem mehr. Die Diagnosen werden mittels Chat-Funktion mitgeteilt. Wearables machen des weiteren Streaming Data, also die ständige bzw. ununterbrochene Datensammlung möglich. Diese sind im Vergleich zur punktuellen “Standort-Aufnahme”, wie zum Beispiel die Messung des Blutdrucks einmal im Monat, viel zuverlässiger.

Blockchain: Speicherung von Daten

Wenn gesundheitsbezogene Daten schon gespeichert werden, dann wenigstens nachhaltig: Während das Ziehen solcher Daten heute keine Schwierigkeiten mehr darstellt, wirft vielmehr die Speicherung der Daten-Mengen, ferner die sinnvolle Verknüpfung dieser, Fragen auf. Für Bart de Witte ist die Lösung jedoch klar: Blockchain heisst sie mit Namen. Die Blockchain-Technologie ermöglicht zum Beispiel, dass Daten funktionell an ausgewählte Personen oder Institutionen freigegeben werden können.

Zur Erklärung: Eine Blockchain ist eine auf vielen Rechnern verteilte Datenbank, die digitale Transaktionen sicher dokumentiert. Die Liste der Transaktionen ist für alle Blockchain-Teilnehmende einsehbar. Sie wird ständig chronologisch erweitert. Ähnlich wie eine Kette, die alle beteiligten Rechner einbindet und so ständig neue Glieder hinzufügt. Ist ein Block vollständig, wird der nächste erzeugt. Jeder Block enthält eine Prüfsumme des vorhergehenden Blocks.

Konkrete Anwendungsgebiete:

  • eRezepte
  • Patienteneinwilligungen Studienteilnahmen
  • Organspenden
  • Gesundheitsakte
  • Klinische Studien

Folgende Technologien werden durch die Digitalisierung zu Schlüsselbegriffen in der Medizin:

Künstliche Intelligenz

Künstliche Intelligenz (KI) beziehungsweise Artificial Intelligence (AI) simuliert menschliche Intelligenz mit Maschinen, insbesondere Computersystemen. Dies umfasst das Lernen (die Erfassung von Informationen und Regeln für die Verwendung der Informationen), die Schlussfolgerung (die Verwendung der Regeln, um ungefähre oder endgültige Schlussfolgerungen zu ziehen) und die Selbstkorrektur. Besondere Anwendungen der Künstlichen Intelligenz sind Expertensysteme, Spracherkennung und Machine Vision.

Anwendung innerhalb von Digital Health:
  • Diagnostische Anwendungsbereiche (Bildgebende Diagnostik, Symptombasierte Anamnese)
  • Kognitive Assistenten für Patienten (Health & Fitness, Prävention, Diagnose und Therapieberater)
  • Kognitive Assistenten für Personal im Gesundheitswesen (Tastaturlose Umgebungen)
  • Robotik: Automatisierte Medikamentenentwicklung, intelligente persönliche Begleiter, Pflegeroboter, Robot-Chirurgie
  • Smarte Geräte, Anlagen, Umgebungen: Automatisiertes Sortieren von Medikamenten zur individuellen Medikation, Intelligente Geräte in der Klinik, Assisted-Living
  • Forschung: automatisierte Analysen von Patientendaten (strukturiert und nicht-strukturiert), Analyse molekularer Effekte genomischer Variation, automatisierte Analyse von Umgebungsfaktoren

3D Druck

Der 3D-Druck ist eine umfassende Bezeichnung für alle Fertigungsverfahren, bei denen Material Schicht für Schicht aufgetragen und so dreidimensionale Gegenstände (Werkstücke) erzeugt werden. Objekte werden aus einer digitalen 3D-Datei erzeugt wie z.B. eine CAD-Zeichnung (Computer-Aided-Design) oder ein Magnetresonanzbild (MRI).

Anwendung innerhalb von Digital Health:  
  • Medizinprodukte: Endo-Prothesen (Hüfte, Knie, Zahn), orthopädische Hilfsmittel, chirurgische Instrumenten, Hörgeräte
  • Regenerative Medizin: Herzklappen, Blutgefässe, Ohrmuschel, Organe, Haut 3D-Biodrucksysteme, die es ermöglichen, eine zweischichtige Haut direkt am Patientenbett in eine Wunde zu drucken.
  • Bionisch: Augen 3D-Technologie druckt Lichtrezeptoren auf ein Glasauge-förmiges Objekt, das dann auf die Netzhaut blinder Patienten implantiert wird.
  • Arzneimittel: Die Medikamenten-Dosis viel genauer, schneller und einfacher auf den einzelnen Patienten angepasst werden.

Virtual Reality

Als Virtuelle Realität, kurz VR, wird die Darstellung und gleichzeitige Wahrnehmung der Wirklichkeit und ihrer physikalischen Eigenschaften in einer in Echtzeit computergenerierten, interaktiven virtuellen Umgebung bezeichnet. Um ein Gefühl der Immersion zu erzeugen, werden zur Darstellung virtueller Welten spezielle Ausgabegeräte namens Virtual-Reality-Headsets benötigt.

Anwendung innerhalb von Digital Health:
  • Simulation chirurgischer Eingriffe: Eingriffen können dank VR visualisiert werden. Dadurch haben Ärzte und andere am Eingriff teilnehmende Personen die Möglichkeit die Operation im Vorhinein schon durchzugehen und mögliche Risiken und Gefahren zu erkennen.
  • Eine weitere Anwendung ist die Therapie bei Schmerzpatienten oder auch bei Angststörungen.

Brain-Computer-Interface

Ein Brain-Computer-Interface (BCI) ist eine spezielle Mensch-Maschine-Schnittstelle, die ohne Aktivierung des peripheren Nervensystems, wie z.B. die Nutzung der Extremitäten, eine Verbindung zwischen dem Gehirn und einem Computer ermöglicht. Dazu wird entweder die elektrische Aktivität aufgezeichnet (nicht-invasiv meistens mittels EEG oder invasiv mittels implantierter Elektroden) oder die mittels MRI bzw. NIRS und mit Hilfe von Rechnern analysiert (Mustererkennung) und in Steuersignale umgewandelt.

Anwendung:

BCI werden zur Steuerung von Neuroprothesen einsetzbar gemacht, um körperlich behinderte Menschen zu unterstützen etwa. Dabei werden zum Beispiel Roboterarme mittels Gedankenkraft bewegt. Krankheiten wie Zwangsneurosen und Parkinson werden effektiv behandelt und bei Alzheimer-Patienten getestet, um Fokus, Gedächtnis und Urteilsvermögen zu verbessern.

Sensorik

Die momentan alltagtauglichste Form digitaler Hilfsmittel sind sicherlich Sensoren. Dies liegt vor allem an der Verbreitung von Apple und Google. Sensorik bezeichnet in der Technik die Wissenschaft und die Anwendung von Sensoren zur Messung und Kontrolle von Veränderungen von umweltbezogenen, biologischen oder technischen Systemen.

Anwendung:
  • Bewegung
  • Puls
  • EKG
  • Metabolische Stoffe wie zum Beispiel Glukose
  • Elektrolyten
  • Tremor (Zittern)

“Bei all diesen Technologien gibt es immer das gleiche Problem: Wir haben die nötigen Gesetze dazu noch nicht” – Bart de Witte

digital health

Die Zukunft ist jetzt
In Deutschland ist es ab dem 1.1.2020 zulässig, Apps ärztlich zu verschreiben. Konkret geht es um Anwendungen, die zum Beispiel an die regelmässige Einnahme von Medikamente erinnern soll oder Tagebücher für Diabetiker, welche so digital geschrieben werden können.
Apps-Anbieter, welche eine Psychotherapie begleiten, können sich um die Zulassung beim Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte bewerben. Deutschland ist das erste Land, in dem dies möglich ist. Viele weitere werden folgen.

Ältere Beiträge zu diesem Thema:
Digital Health – Medikament Daten
Digital Health: Die Revolution des Gesundheitswesens