Interdisziplinäre Forschung für das Gesundheitswesen

Ein Arzt im Gespräch mit einer Patientin und einem Physiotherapeuthen, vor ihnen ein Bildschirm mit einem Röntgenbild eines Kniegelenks
© Matthias Heyde / Fraunhofer FOKUS

In unserer Forschung verfolgen wir einen ganzheitlichen Ansatz, der Systemanwendungen entlang der gesamten Informationskette des Gesundheitswesens – vom Leistungserbringer und Kostenträger bis zum Patienten – berücksichtigt. Das Ziel ist es, dass medizinische Daten schnell, sicher und bedarfsgerecht zwischen den am Behandlungsprozess beteiligten Personen und medizinischen Einrichtungen ausgetauscht werden können. Wir befassen uns insbesondere mit der Konzeption und dem Aufbau von sicheren und interoperablen Informations- und Kommunikationssystemen für die medizinische Versorgung. Dabei werden Lösungen aus verschiedenen Forschungsfeldern zusammengetragen und integriert. Das Team dafür verfügt über weitreichendes Know-how im Aufbau und der Migration von IT-Infrastrukturen sowie Systemarchitekturen.

Beim Aufbau von Telemedizinische Assistenzsystemen – z. B. für die Therapieunterstützung mit Hilfe von Telemedizin und Telerehabilitation – sorgen wir darüber hinaus für die Integration IT-basierter Dienste in klinische und medizinische Arbeitsabläufe. Dafür nehmen wir alle Aspekte der medizinischen, gesundheitsökonomischen, politischen und technischen Anforderungen in Augenschein. Dies ermöglicht insgesamt erhebliche Effizienzsteigerungen im Gesundheitswesen und damit letztlich mehr »Gesundheitsleistung«.

Forschung & Entwicklung

  • Interoperabilität und Standards
  • Semantische Dienste, Ontologien, Wissensnetze
  • Beratung bei Medizinprodukteentwicklung nach MPG
  • Datenschutz und Informationssicherheit für vernetzte Medizin
  • IT-Sicherheitslösungen (für das Gesundheitswesen) mit den Schwerpunkten Identitäts- und Berechtigungsmanagement
  • Entwicklung von Prototypen z.B. IT-basierte Kooperationsplattformen für regionale Gesundheitsnetze

Innovationszentrum Telehealth Technologies

IT-Gesamtsysteme für eine vernetzte Medizin

Rettungsstelle Unfallkrankenhaus Marzahn, Berlin: Ein Rettungssanitäter und ein Arzt betreuen einen Patienten, der vor ihnen auf einem Transportbett mit einer Zervikalstütze
© Matthias Heyde / Fraunhofer FOKUS

Das Innovationszentrum Telehealth Technologies befasst sich mit dem Aufbau von interoperablen Informations- und Kommunikationssystemen für die medizinische Versorgung. Dafür verfügt das Innovationszentrum über weitreichendes Know-how im Aufbau und der Migration von IT-Infrastrukturen sowie Systemarchitekturen. Neben dem Aufbau von IT-basierten Integrationslösungen und Kooperationsplattformen für regionale Gesundheitsnetze stehen dabei auch patientenorientierte Anwendungen – z. B. in der Therapieunterstützung mit Hilfe von Telemedizin und Telerehabilitation – im Fokus der Forschungsaktivitäten. Ziel ist ein schneller, sicherer und bedarfsgerechter Austausch von medizinischen Daten zwischen den am Behandlungsprozess beteiligten Personen und medizinischen Einrichtungen.

Die Schwerpunkte sind dabei:

  • die Modellierung und Implementierung von Plattformen für verteilte und vernetzte Gesundheitsdienste
  • technologische Machbarkeitsstudien bis hin zur prototypischen Implementierung ganzer Anwendungsszenarien
  • die Erstellung und Bewertung von Pflichten- / Lastenheften und Betriebskonzepten

Forschungsschwerpunkte

Für die Entwicklung neuer IT-Lösungen wählt das Innovationszentrum Telehealth Technologies eine interdisziplinäre Herangehensweise, um sowohl die unterschiedlichen medizinischen und gesundheitsökonomischen als auch die politischen und technologischen Anforderungen an die Innovationsprozesse zu berücksichtigen.

Plattformen für Medizintelematik

Ein wichtiger Beitrag, den das Innovationszentrum Telehealth Technologies dabei leistet, ist die Arbeit an interoperablen Lösungen für den medizinischen Datenverkehr und den nötigen Sicherheitsarchitekturen, z. B. für das Zugangs- und Berechtigungsmanagement. Neben elektronischen Patientenakten (ePA 291-a), die den Austausch medizinischer Daten zwischen Ärzten und Bürgern auf verschiedenen technischen Wegen ermöglichen, stehen auch die Elektronischen FallAkten (EFA) sowie Lösungen für den Zugang zu Datenportalen im Fokus des Kompetenzzentrums. Die Mitarbeiter haben hier die grundlegenden technischen Komponenten spezifiziert und an allen wichtigen Fragen der technischen Konzeption (Gesamtarchitektur, Sicherheit, Semantik) mitgearbeitet.

Telemedizin

Im Kontext der Telemedizin arbeitet das Innovationszentrum Telehealth Technologies an der Entwicklung von Technologien, die medizinische Maßnahmen zwischen Patient und Arzt über räumliche Distanz hinweg unterstützen. Dieser Fokus spiegelt sich z. B. im Projekt »MyRehab« wider, in dem die Auswertung von Sensordaten und deren Integration in den medizinischen Behandlungsprozess eine wichtige Rolle spielen.

Standardisierung und Interoperabilität

Das Kompetenzzentrum arbeitet aktiv an der internationalen Standardisierung von IT-Lösungen im Gesundheitswesen mit. So wurden im Rahmen der internationalen Initiative IHE (Integrating the Healthcare Enterprise) grundlegende Impulse zur Zugangskontrolle eingebracht. Auf konzeptioneller Ebene erarbeitet Innovationszentrum Telehealth Technologies auf nationaler Ebene Maßnahmen zur Verbesserung der Interoperabilität zwischen IT-Systemen, wie beispielsweise in der »Planungsstudie Interoperabilität« des Bundesministeriums für Gesundheit. Gleichzeitig ist es in entsprechenden Industrie-Gremien vertreten, wie etwa dem Interoperabilitätsforum von DIN, bvitg, IHE und HL7.

Semantik und Terminologien

Im Rahmen der Weiterentwicklung des (Semantic) World Wide Web und des Internets der Dinge werden semantische Systeme und Terminologien (z. B ICD10, LOINC, SNOMED) erforscht, mithilfe derer die erforderliche Zusammenführung der Informationsverarbeitung zwischen Mensch und Maschine vorangetrieben werden kann. Besonders im Bereich eHealth ist die intelligente, maschinenverständliche Verknüpfung und Repräsentation von Daten von zentraler Bedeutung, da sie die Basis eines qualitätsgesicherten und reibungslosen medizinischen Informationsaustausches auf digitaler Basis darstellt. Das Innovationszentrum Telehealth Technologies setzt dabei auf innovative Semantik- und Terminologie-Standards von morgen wie z. B. Semantic Signifier, CTS2 und HL7 FHIR.

Telehealth Technologies Projekte

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  • Orthokids

    Plattform für die orthopädische Prävention bei Kindern und Jugendlichen

    Close up of a young girl getting checked up in the doctors office
    © iStock / Geber86

    Das Innovationsfondprojekt OrthoKids prüft die Einführung einer zusätzlichen orthopädischen Vorsorgeuntersuchung für Kinder und Jugendliche zur Früherkennung und frühzeitigen Behandlung von Skelettdeformitäten an Fuß und Beinachsen, Hüfte und Wirbelsäule. Fraunhofer FOKUS entwickelt für die Durchführung der OrthoKids-Studie eine IT-Plattform, die Kinder, Ärzte und Studienkoordinatorinnen im Diagnose- und Präventionsprozess unterstützt.

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  • RehaInterAct

    Der Therapieraum der Zukunft

    Group of senior adults with female instructor lying on the floor and doing stretching pilates exercises with raising their legs.
    © istock / vm

    Der sensorbasierte und interaktive Therapieraum, wie er in »RehaInterAct« entwickelt wird, bietet dem Nutzenden eine personalisierte und intuitiv verständliche Therapieumgebung. Für den Übenden umfasst sie ein Rehabilitationsprogramm samt individuell angepasstem Therapieplan, Korrekturassistenten und Kommunikationsfunktionen.

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  • JUMeHD

    Mobiles Jod-Uptake Messsystem für Home-Anwendung mit digitaler Datenübertragung

    Médecin examinant la thyroïde d'un patient.
    © AdobeStock / B. BOISSONNET / BSIP

    Um bei einer Radiojodtherapie vor jeder Therapie eine individuelle Dosimetrie durchzuführen soll in dem Projekt »JUMeHD« ein mobiles und vom Patienten auch im »Home«-Bereich einfach zu nutzendes, tragbares System entwickelt werden, das kontinuierlich Messwerte an die Klinik sendet. Aus den empfangenen Daten kann die Klinik die optimalen Einstellungen für die weitere Behandlung des Patienten ermitteln.

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  • CTS2-LE

    Semantik im Fokus

    Flussdiagramm auf einem Whiteboard: Daten pseudonymisieren, Daten verteilt speichern, Auswertungsprozess automatisieren und ausführen, Auswertungsschritte durchführen
    © Matthias Heyde / Fraunhofer FOKUS

    Durch den Einsatz semantischer Technologien und die starke Orientierung am CTS2-Standard dient CTS2-LE als ideales Werkzeug zur Verarbeitung von Terminologien jeglicher Komplexität. Mithilfe des Terminologiedienstes können Wissensnetze aus unterschiedlichen Anwendungsdomänen integriert, verwaltet und miteinander verknüpft werden.

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  • Forscher in Schutzanzug, Maske und Brille arbeitet mit Patientenabstrichen
    © iStock / anyaivanova

    Das Deutsche Elektronische Meldesystem für Infektionsschutz (DEMIS) stellt höchste Anforderungen bezüglich der Flexibilität bei der Definition von Meldungen sowie deren Inhalten. Im Rahmen der DEMIS Pilotstudie konnte gezeigt werden, dass es mit bestehenden Ansätzen möglich ist, die gestellten Anforderungen umfassend zu adressieren.

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  • MyRehab

    Gesamtsystem für die telemedizinisch assistierte Rehabilitation

    Ein Pysiotherapeuth begleitet eine Patientin bei einer Übung in seiner Praxis, auf dem Bildschirm vor ihnen wird die Übung per Kamera erfasst und animiert angezeigt.
    © Matthias Heyde / Fraunhofer FOKUS

    Das MyRehab-System ist eine Therapieplattform zur persönlich abgestimmten therapeutischen Unterstützung, die auf das individuelle Leistungsvermögen eines Patienten abgestimmt ist. Die Telemedizinplattform soll insbesondere in ihrer Bewegung eingeschränkte Menschen motivieren, mehr Bewegung in ihren Alltag zu integrieren und einen aktiven, gesunden Lebensstil fördern.

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  • Quantified Health

    Gesund und sicher im Alltag

    Healthy senior women in the park with fitness instructor
    © istock / alvarez

    In dem Projekt Quantified Health wird der Einsatz eines mobilen sensorbasierten Feedback- und Assistenzsystems getestet, das Patienten mit kardiologischen, orthopädischen und onkologischen Erkrankungen im Rahmen einer Anschlussheilbehandlung oder Nachsorge im Alltag begleitet.

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  • Blond female speech language pathologist, or speech therapist, wearing  royal blue scrubs provides teletherapy services by engaging with her patient online through her computer at home during the Covid-19 pandemic. Therapist is showing large single object pictures to elicit verbal responses that include naming for apraxia, word-finding for anomia, sentence descriptions for verbal expression.
    © istock / wanderluster

    Die digitale Therapieplattform na'lo:go unterstützt ein interaktives, digitales Therapieangebot für das Sprechtraining, damit Patientinnen und Patienten im häuslichen Umfeld eigenverantwortlich ihre Übungen durchführen können. Ärztinnen und Therapeuten begleiten ihre Patienten aus der Ferne.

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  • Moderne Laboreinrichtung. Neurologisches Forschungslabor
    © iStock / janiecbros

    Die Studie »Automatisierungsansätze für digitale Therapien – Stand der Praxis« gibt Hinweise darauf, wo medizinische oder therapeutische Handlungen durch Automatismen unterstützt werden, um medizinische Behandlungsqualität zu verbessern oder medizinisches Personal zu entlasten.

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  • A group of clinical doctors discussing a patient's test results on a large monitor in an office.
    © GettyImages / Tom Werner

    In dem Forschungsprojekt »Datenatlas« wurde für das deutsche Gesundheitssystem ein Proof-of-Concept erprobt, wie sich die Datenbestände und -flüsse im deutschen Gesundheitssystem kartographieren und visualisieren lassen.

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