TRANSFER - OPERATION 4.0 - DATENENABLING IN DER GESUNDHEIT
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TRANSFER
DAS STEINBEIS MAGAZIN 02|20
OPERATION 4.0 –
DATENENABLING
IN DER GESUNDHEIT
STEINBEIS: PLATTFORM FÜR ERFOLG
Steinbeis ist mit seiner Plattform ein verlässlicher Partner für Unter-
nehmensgründungen und Projekte. Wir unterstützen Menschen und
Organisationen aus dem akademischen und wirtschaftlichen Umfeld,
die ihr Know-how durch konkrete Projekte in Forschung, Entwicklung,
Beratung und Qualifizierung unternehmerisch und praxisnah zur
Anwendung bringen wollen.
Über unsere Plattform wurden bereits über
2.000 UNTERNEHMEN
gegründet.
Entstanden ist ein Verbund aus mehr als 6.000 EXPERTEN
1.100 UNTERNEHMEN, die jährlich mit mehr als
in rund
10.000 KUNDEN Projekte durchführen.
So werden Unternehmen und Mitarbeiter professionell in der Kompetenz-
bildung und damit für den Erfolg im Wettbewerb unterstützt.
Und unser Verbund wächst stetig: Infos und Kontaktdaten unserer
aktuell gegründeten Unternehmen finden Sie unter
S
TEINBEIS.DE/AKTUELLES
WIR HALTEN SIE AUF DEM LAUFENDEN
T
RANSFERMAGAZIN.STEINBEIS.DE
Das Steinbeis Transfer-Magazin liefert Einblicke in spannende Success Stories
aus dem Steinbeis-Verbund. Sie möchten informiert werden, wenn unser
Online-Magazin erscheint?
Hier geht’s zu unserem Online-Verteiler:
S
TEINBEIS.DE/ONLINEVERTEILER
facebook.com/Steinbeisverbund
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EDITORIAL 3
LIEBE LESERINNEN UND LESER,
was Willem Einthoven vor über hundert Jahren mit der Fernübertragung von einfachen Herz-
signalen über eine Telegrafenleitung begann, legte den Grundstein für die Herausbildung einer
zukunftsträchtigen neuen Disziplin – der Telemedizin.
Immer kleinere Sensoren sowie intelligente und zuverlässige Analyse- und Übertragungs-
algorithmen ermöglichen das vollautomatische Monitoring einer Vielzahl von Biosignalen wie
Herzfrequenz, Herzrhythmusstörungen, Blutdruck, Blutzucker und Körpertemperatur in Echt-
zeit. Damit wird Medizinern schon heute eine umfangreiche und klinisch sinnvolle Nachsorge
ihrer Patienten möglich. Strukturiert angewendet reduzieren diese Technologien Hospitalisie-
rungen und Gesamtsterblichkeit chronisch kardiovaskulär erkrankter Patienten um bis zu ein
Drittel. Ökonomisch betrachtet sinken stationäre Verweildauer und Behandlungskosten.
Damit zukünftig eine Großzahl an Patienten unabhängig von der regionalen Versorgungssitu-
ation von diesen positiven Effekten profitieren kann, ist der Ausbau eines leistungsstarken
Datenmanagements inklusive Übertragungstechnologien, Analyseverfahren, Prozessver-
antwortlichkeiten, multidimensionalen Datenaustausches sowie eines erstklassigen Daten-
schutzes erforderlich. Daneben ist ein ökonomisch basierter Vergütungsausbau digitaler medi-
zinischer Logistikprozesse wichtig.
Derart organisiert können Telemonitoring/Telemedizin zu einem tragenden Versorgungs-
konzept der Zukunft werden. Dafür sind ein gesundheitspolitischer Wille und eine ergebnis-
offene Diskussion über Technologien, Verantwortlichkeiten, Chancen wie auch Risiken und die
jeweiligen technischen, juristischen und strukturellen Rahmenbedingungen nötig.
Wir sind überzeugt, dass Telemonitoring, Big Data und künstliche Intelligenz ärztliches Denken
und Handeln bereichern können. Datenenabling ist die Grundlage dafür. In dieser Ausgabe
des Steinbeis Transfer-Magazins berichten Steinbeis-Experten daher über ihre Erfahrungen
und Sichtweisen zum Thema „Operation 4.0 – Datenenabling in der Gesundheit“.
Wir wünschen Ihnen eine spannende Lektüre!
Ihre
DR. MED. JUDITH PIORKOWSKI DR. MED. BETTINA KIRSTEIN
judith.piorkowski@steinbeis.de (Autorin) info.b.kirstein@gmail.com (Autorin)
Dr. med. Judith Piorkowski leitet das Dresdner Steinbeis- Dr. med. Bettina Kirstein ist Ärztin in Weiterbildung zur Kardio-
Forschungszentrum Rhythm and Heart. Die Experten im login. Gemeinsam mit Judith Piorkowski bringt sie ihre Exper-
Zentrum fokussieren das Datenmanagement im Telemonito- tise in Steinbeis-Projekte ein.
ring sowie die Datenlogistik bei Studien auf dem Gebiet des
Telemonitorings.
www.steinbeis.de/su/1822
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|2020
11
4
24
03 28
EDITORIAL SENSORUNTERSTÜTZTE DIAGNOSE:
DIREKT, ZUVERLÄSSIG UND SCHNELL
Bioelektronische Sensoren spielen bei der Therapie
eine immer größere Rolle
FOKUS
32
DATEN: BASIS DER GESCHÄFTSMODELLE DER ZUKUNFT
08 Kundenprobleme verstehen und nachhaltig lösen
„DIE CHANCEN LIEGEN IN DEN OPTIMIERUNGSMÖGLICHKEITEN
VON DIAGNOSTIK UND THERAPIE“
Im Gespräch mit Professor Dr. med. Daniel König, Steinbeis-Unter- 36
nehmer am Steinbeis-Transferzentrum Gesundheitsförderung und #TECHOURFUTURE: ZUKUNFT GESUNDHEIT –
Stoffwechselforschung MEDIZIN, MENSCH, TECHNOLOGIE
Alle reden über Gesundheit – wir (auch) über Technologie!
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CYTOREADER: KI IM KAMPF GEGEN DEN KREBS 40
Steinbeis-Experten setzen künstliche Intelligenz für „ES IST WICHTIG, DASS JEDER EINZELNE DIE MÖGLICHKEIT HAT,
Gebärmutterhalskrebs-Früherkennung ein DAS VERSTÄNDNIS FÜR EINE TECHNOLOGIE ZU ENTWICKELN“
Im Gespräch mit Stefan Lob, Geschäftsführer der Praxis für
Führung – X.0 GmbH
14
STRESS LASS NACH!
Steinbeis-Experten helfen Belastungssituationen am Arbeitsplatz zu 42
evaluieren und frühzeitig zu eliminieren „ICH BIN ÜBERZEUGT, DASS TELEMEDIZIN DEN ARZTBESUCH
NICHT ERSETZT, SONDERN ERGÄNZT“
Im Gespräch mit Angelika Walliser, Allgemeinmedizinerin,
16 Chirurgin & Leiterin der Notfallpraxis Reutlingen
„ENTSCHEIDEND FÜR DEN ERFOLG VON DATA-ANALYTICS-
PROJEKTEN IST DIE KOMBINATION VON KÜNSTLICHER UND
HUMANER INTELLIGENZ“ 44
Im Gespräch mit Dr. Philipp Liedl, Geschäftsführer der „DIE ERKENNTNIS, DASS WIR MIT TECHNOLOGIEN NEUE MEHR-
STASA Steinbeis Angewandte Systemanalyse GmbH WERTE SCHAFFEN KÖNNEN, IST IN DER GESELLSCHAFT
ANGEKOMMEN“
Im Gespräch mit Matthias Struck, stellvertretender Abteilungsleiter
19 Smart Sensing and Electronics am Fraunhofer-Institut für
DATEN SIND DER SCHLÜSSEL Integrierte Schaltungen
Steinbeis-Experten entwickeln ein digitales Daten-Ökosystem
für klinische Studien mit
47
„DER DATENSCHUTZ MUSS STIMMEN“
22 Im Gespräch mit Professor Dr. Tobias Preckel (Steinbeis-Transfer-
BIG DATA? BIG DATA! zentrum Medizintechnik & Life Sciences) und Professor Dr. Sascha
Daten im Gesundheitswesen: Ein Essay über Potenziale und Seifert (Steinbeis-Transferzentrum E-Health-Systeme und
Herausforderungen Medizinische Informatik)
24 50
KALLIOPE: DIGITALE UNTERSTÜTZUNG DER PFLEGE „VERTRAUEN IN DIE ZUKUNFTSTECHNOLOGIEN KANN NUR DURCH
IM LÄNDLICHEN RAUM INFORMATION, AUFKLÄRUNG UND TRANSPARENZ ENTSTEHEN“
Steinbeis-Experten setzen auf Digitalisierung und Kooperation Im Gespräch mit Dr. med. Thomas Wüst, Facharzt für Orthopädie
und Sportmedizin
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|2020
82 5
60
54 76
STEINWURF! DIE EXZELLENZ IM BLICK: GRÜNE TECHNOLOGIEN IN
SCHWELLENLÄNDERN
Ein integriertes Technologiemanagement erzeugt Energie aus Abfällen
QUERSCHNITT 78
QUALILEO – EIN PRÜFSYSTEM, DAS SIEHT UND LERNT
Ein Exkurs in die automatisierte industrielle Qualitätssicherung
57
PROF. DR. PETER NEUGEBAUER 80
Nachruf MIT PSYCHOLOGIE ERFOLGREICH FÜHREN
Steinbeis-Experten setzen auf die Verzahnung von psychologischem
Wissen und praktischer Anwendung im Alltag einer Führungskraft
58
COVID-SPITZENFORSCHUNG IN DER ONKOLOGIE
Steinbeis-Team untersucht in Verbundprojekt den Verlauf von 82
SARS-CoV-2-Infektionen bei onkologischen Patienten „RESTART YOUR FUTURE“: MIT NETZWERKEN ERFOLGREICH
bwcon GmbH begleitet den Mittelstand beim Strukturwandel
60
BEIM EXPERIMENTIEREN DIE WELT ENTDECKEN 84
Die Experimentierwelten in Rottweil verbinden Spiel und Bildung FIT FÜR DIE ZUKUNFT: INDUSTRIE 4.0 IN DER BERUFSBILDUNG
Vor welche Herausforderungen die Digitalisierung europäische
Fachkräfte stellt
62
DAS H2-INNOVATIONSLABOR MACHT’S MÖGLICH:
EIN WASSERSTOFF-ÖKOSYSTEM FÜR DIE REGION 87
HEILBRONN-FRANKEN WIE MASCHINEN IM ALTER LÄNGER FIT BLEIBEN
Steinbeis-Experten forschen an den Potenzialen EU-Projekt verlängert mit intelligenten Fabriken und
der Wasserstoffwirtschaft mit Kreislaufwirtschaft Lebensdauer von Maschinen
64 90
„DAS WESENTLICHE IST, DASS UNTERNEHMEN ÜBERHAUPT DER AUGSBURGER WEG: IN SIEBEN SCHRITTEN ZUM
EINE KLARE STRATEGIE HABEN“ GESUNDEN UNTERNEHMEN
Im Gespräch mit Dr. Stefan Pastuszka, Dozent der Steinbeis-Hochschule Steinbeis-Experten unterstützen bei der Förderung des
betrieblichen Gesundheitsmanagements
67
DIE BESSEREN ENTSCHEIDUNGEN TREFFEN –
SCHNELL, TRANSPARENT, EFFIZIENT 92
Kollaborative Zusammenarbeit im Problemlösungssprint als Weg zu NEUERSCHEINUNGEN IN DER STEINBEIS-EDITION
abgestimmten Entscheidungen
94
VORSCHAU & TERMINE
70
MENSCH UND ROBOTER – EIN STARKES TEAM
Das Steinbeis-Team in Friedrichshafen setzt Roboter als Unterstützung 95
für Menschen mit Behinderung ein IMPRESSUM
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DIE ABSCHIRM-PROFIS
Steinbeis entwickelt mit Isocoll Chemie ein elastomerisches
Beschichtungssystem auf Basis von gefülltem Butylkautschuk
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|2020
OPERATION 4.0 –
DATENENABLING
IN DER GESUNDHEIT
Als KONRAD ZUSE 1941 seinen Z3, den ersten FUNKTIONSFÄHIGEN COMPUTER
der Welt, vorstellte, ahnte wohl keiner, dass keine hundert Jahre später Computer
und die darauf aufbauende DIGITALISIERUNG in nahezu allen Bereichen unseres
Lebens präsent sein werden. Auch das GESUNDHEITSWESEN und die MEDIZIN
werden davon nachhaltig verändert.
Beherrschte der Z3 nur die Grundrechenarten sowie das Wurzelziehen und konnte
gerade einmal 64 WORTE speichern, kann KI heute komplizierte Zusammenhänge
analysieren und in der ÄRZTLICHEN BEHANDLUNG zum Beispiel bei der Diagnose-
stellung unterstützen. Was aller computerbasierter Hardware gemein ist: die Da-
tengrundlage. Daten sind gerade im Gesundheitsbereich sehr sensibel und müssen
umsichtig behandelt werden. Steinbeis-Experten beleuchten auf den folgenden
Seiten CHANCEN WIE AUCH RISIKEN des Datenenablings in der Gesundheit und
zeigen, wie in Steinbeis-Projekten heute schon die DIGITALEN VORTEILE für das
Gesundheitswesen genutzt werden.
© istockphoto.com/metamorworks
© istockphoto.com/DrAfter123
8 FOKUS Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|2020 © istockphoto.com/sorbetto
FOKUS 9
„DIE CHANCEN LIEGEN IN DEN
OPTIMIERUNGSMÖGLICHKEITEN
VON DIAGNOSTIK UND THERAPIE“
IM GESPRÄCH MIT PROFESSOR DR. MED. DANIEL KÖNIG, STEINBEIS-UNTERNEHMER
AM STEINBEIS-TRANSFERZENTRUM GESUNDHEITSFÖRDERUNG UND
STOFFWECHSELFORSCHUNG
Digitalisierung spielt in der Medizin eine große Rolle. Der richtige Umgang mit Daten ist dabei besonders wichtig, damit
der befürchtete „gläserne Patient“ nicht zur Realität wird. Professor Dr. med. Daniel König, Steinbeis-Experte für Gesundheits-
förderung und Stoffwechselforschung, sprach mit der TRANSFER über die wichtigsten Meilensteine sowie Chancen und
Risiken bei der Einführung digitaler Technologien in der Medizin und darüber, dass trotz der vielfältigen Möglichkeiten der
Digitalisierung der persönliche Kontakt zwischen Arzt und Patient entscheidend ist.
Herr Professor König, der Einzug di- des Stoffwechsels hervorheben. Ich den- aktuelle COVID-19-Pandemie hat hier
gitaler Technologien in die Medizin ke hier beispielsweise an neue Tools neue Möglichkeiten und Chancen, aber
verändert diese grundlegend, was zur Messung und Dokumentation von auch Limitierungen aufgezeigt, wenn wir
sind aus Ihrer Sicht die wichtigsten Laborparametern. Aber auch die Diag- zum Beispiel an die konkrete Testung
Meilensteine? Auf welche Verände- nostik von Herzrhythmusstörungen wird denken.
rungen sollten wir uns in nächster durch neue Technologien und Telematik-
Zeit einstellen? infrastruktur zunehmend verbessert. Auch im Bereich der Intervention wer-
den durch online angebotene Schu-
In meinem Spezialisierungsbereich kann Im therapeutischen Bereich ist vor allem lungs- und Interventionsprogramme zu-
man vor allem die Bereiche Diagnostik, die Entwicklung der Telemedizin bedeut- nehmend neue Wege beschritten, damit
Therapie und die Entwicklung bezie- sam, das heißt, dass zumindest ein Teil Gesunde im präventiven Setting, aber
hungsweise Implementierung digitaler der ärztlichen Konsultation beziehungs- auch Patienten in der Sekundärpräven-
Interventionskonzepte abgrenzen. weise der Patient-Arzt-Kommunikation tion ihre Gesundheit durch Teilnahme an
über digitale Technologien ablaufen kann. solchen Online-Gesundheitskonzepten
Im diagnostischen Bereich will ich insbe- Zum Teil wird diese Kommunikation optimieren können.
sondere das Monitoring von Funktions- durch die eben angesprochenen diag-
zuständen des Herzkreislaufsystems und nostischen Tools ergänzt. Gerade die
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|2020
10 FOKUS
»
DIGITALE TECHNOLOGIEN SOLLTEN NUR ALS
UNTERSTÜTZUNG IN DER ÄRZTLICHEN
THERAPIE ANGESEHEN WERDEN.
Welche Chancen, aber auch Risiken Wir beschäftigen uns unter anderem mit zum Beispiel über Aktivitätstracker, dür-
bringen Ihrer Meinung nach diese dem Einfluss des Lebensstils auf ge- fen keine Rückschlüsse auf Einzelper-
Entwicklungen mit sich? Wie beein- sundheitliche Risikofaktoren für Herz- sonen durch Anwendung der sogenann-
flussen sie Ihre tägliche Arbeit? Kreislauferkrankungen beziehungsweise ten Pseudonymisierung möglich sein.
Diabetes mellitus Typ 2. Hier ergeben
Die Chancen liegen eindeutig in den Op- sich über Aktivitätsscanner vielfältige Viele dieser Aspekte werden durch die
timierungsmöglichkeiten von Diagnos- Auswertungs- aber auch Interventions- Datenschutz-Grundverordnung bereits
tik und Therapie. Trotzdem sollten digi- möglichkeiten. Dies gilt jedoch nicht nur ausführlich adressiert. Bei einer ver-
tale Technologien nur als Unterstützung für die diagnostische Evaluation. Eine antwortungsvollen Umsetzung im Rah-
in der ärztlichen Therapie beziehungs- sehr gute Chance liegt darin, diese Aus- men der Patientenversorgung bezie-
weise der Arzt-Patient-Beziehung an- wertungen dem Benutzer unmittelbar hungsweise klinischer Studien werden
gesehen werden. Durch eine Betonung in Form von digitalen oder Online-Coa- bereits viele Datenschutzfragen aus-
digitalisierbarer Kenngrößen könnten chings verfügbar zu machen und da- reichend berücksichtigt. Gerade die Dis-
wichtige individuelle Aspekte von Krank- durch sein Verhalten zu optimieren. kussion um den Datenschutz bei der ak-
heit und Gesunderhaltung in den Hin- tuellen Corona-App hat aber gezeigt,
tergrund rücken. Man sollte daher nie Big Data in der Medizin: Heute lassen dass hier immer wieder neue Aspekte
vergessen, dass der persönliche Arzt- sich immer mehr Gesundheitsdaten diskutiert und berücksichtigt werden
besuch, das Gespräch und die ärztliche erheben und miteinander vernetzen, müssen.
Untersuchung immer ein wichtiger Be- wovon sowohl die Patienten als auch
standteil der Diagnostik und Therapie die medizinische Forschung profitie-
sein werden. ren. Der Umgang mit diesen hoch-
sensiblen Patientendaten wirft aber
Obwohl im Bereich der Datensicherheit auch viele ethische Fragen auf, wie
gute Fortschritte erzielt wurden, ist der kann aus Ihrer Sicht eine für alle
Datenschutz nach wie vor ein Risikobe- Seiten gute Lösung aussehen?
reich. Auch wenn viel unternommen
wird, damit der viel zitierte „gläserne Beim Umgang mit hochsensiblen Pati-
Patient“ nicht zunehmend Realität wird, entendaten müssen bestimmte Aspekte
bestehen doch gerade bei der cloud- im Vorfeld ganz klar geregelt und auch
basierten, dezentralen Datenverarbei- kommuniziert werden: Warum werden
tung oder bei der Kommunikation über die Daten erhoben? Es muss Transpa-
soziale Medien Bedenken hinsichtlich renz darüber geben, wo die Daten ge-
des Datenschutzes. speichert werden und wer Zugriff dar-
PROF. DR. MED. DANIEL KÖNIG
auf haben darf sowie wer die Daten daniel.koenig@steinbeis.de (Autor)
Ihr Steinbeis-Unternehmen beschäf- analysieren kann und darf. Das Einver-
Steinbeis-Unternehmer
tigt sich intensiv mit dem Thema Ge- ständnis des Patienten muss und darf Steinbeis-Transferzentrum
sundheitsförderung, wie wird Ihre erst nach einer vollumfänglichen Auf- Gesundheitsförderung und
Stoffwechselforschung (Freiburg)
Arbeit in diesem Bereich durch die klärung eingeholt werden. Bei Studien
Digitalisierung beeinflusst? oder Erhebungen großer Datenmengen, www.steinbeis.de/su/1172
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|2020FOKUS 11
CYTOREADER:
KI IM KAMPF GEGEN DEN KREBS
STEINBEIS-EXPERTEN SETZEN KÜNSTLICHE INTELLIGENZ FÜR
GEBÄRMUTTERHALSKREBS-FRÜHERKENNUNG EIN
Ein Zervixkarzinom, besser bekannt als trieb eines verbesserten Krebs-Scree- verhindert. Bei der Prävention des Zer-
Gebärmutterhalskrebs, verursacht zu nings beim Gebärmutterhalskrebs mit- vixkarzinoms gab es in den letzten Jahr-
Beginn meist keine Beschwerden, die zu tels des Dual-Stain-Tests (CINtec® Plus) zehnten wichtige Fortschritte, ermöglicht
einer möglichst frühzeitigen Diagnose unterstützt. Auf diese Weise wird die durch die Entdeckung des humanen
führen können. Es kann aber mithilfe der diagnostische Qualität verbessert und Papillomavirus (HPV) als Ursache des
Früherkennung relativ leicht entdeckt die Effizienz des Screenings erhöht. Zervixkarzinoms durch Harald zur Hau-
werden. Das Steinbeis-Transferzentrum sen. Gebärmutterhalskrebs kann da-
Medizinische Systembiologie entwickelt Ziel des Zervixkarzinom-Screenings ist her mit einer Kombination von Impfung
mit CYTOREADER eine cloudbasierte die Detektion von Krebsvorstufen, die und regelmäßigen Screening-Tests ver-
Künstliche-Intelligenz-Plattform, die behandelt werden können, was eine hindert werden.
Labore bei der Einführung und dem Be- Entwicklung von invasiven Karzinomen
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|202012 FOKUS
FRÜHERKENNUNG MIT DEM CYTOREADER AUTOMATISIERT plexe Bildverarbeitungstechniken wie
DUAL-STAIN-TEST DAS SCREENING Deep-Learning-Netzwerke eingesetzt,
die mit „guten“ und „schlechten“ Bei-
Der zytologische Nachweis der verän- Experten am Steinbeis-Transferzentrum spielqualitäten trainiert wurden. An-
derten Zellen von Abstrichen im Gebär- Medizinische Systembiologie in Heidel- schließend werden die digitalen Abbil-
mutterhals hat entscheidend dazu bei- berg haben daher die Plattform CYTO- der der Patientenproben in die Cloud
getragen, die Zervixkarzinom-Mortalität READER entwickelt, die diesen letzten, transferiert, wo sie weiter verwaltet, be-
in Industrienationen mit Screening-Pro- subjektiven Schritt beim Screening des gutachtet und archiviert werden. Durch
grammen drastisch zu reduzieren. Be- Gebärmutterhalses mit Hilfe von künst- die browserbasierte Cloud-Lösung kön-
reits 1943 wurde mit der Verwendung licher Intelligenz automatisiert. Diese nen die Proben weltweit von Experten
der sogenannten „Pap-Tests“ die Grund- Plattform wurde jetzt umfangreich in über das Internet analysiert werden.
lage hierfür geschaffen. Allerdings ist ersten epidemiologischen Studien in
deren Auswertung schwierig, zeitinten- Kooperation mit dem US-National Can- Diese Deep-Learning-Netzwerke zur
siv, nicht besonders sensitiv und neigt cer Institute und dem Gesundheitskon- vollautomatischen Bildanalyse der zel-
zu falsch-positiven Ergebnissen. In den zern Kaiser Permanente Northern Ca- lulären zytologischen Patientenproben
letzten Jahren wurde daher mit dem lifornia an 4.253 Patienten evaluiert sind das Herzstück von CYTOREADER.
Dual-Stain-Test ein biomarkerbasier- (Journal of the National Cancer Institu- Sie wurden auf Proben zweier Dünn-
ter zytologischer Test entwickelt. Dabei te, 25. Juni 2020). Dabei konnte eine schicht-Präparationsarten zytologischer
wird die gleichzeitige Expression der 30 %ige Reduktion von Kolposkopien (Bi- Objektträger (ThinPrep®, SurePath™)
beiden Proteine p16 und Ki-67 in Zellen opsien) im Vergleich zum Standardver- trainiert. Bei einer Analyse zerlegt CY-
nachgewiesen, die hierbei für eine er- fahren – der Pap-Zytologie – erreicht TOREADER das gesamte Bild des digi-
höhte Zellteilung (Ki-67) bei gleichzeiti- werden, ohne Einbußen in der Detektion talisierten Objektträgers in tausende
ger Fehlsteuerung der Zellteilung (p16) von Krebsvorstufen. CYTOREADER läuft von Kacheln und sortiert diese in Rei-
stehen. Im März dieses Jahres wurde hierbei als vollautomatisches System im henfolge des Krebsrisikos. Dem diag-
dieser Test von der Arzneimittelbehör- Hintergrund und kann die Materialquali- nostizierenden Arzt oder Zytologen
de der Vereinigten Staaten (U. S. FDA) tät der mikroskopischen Patientenpro- werden dann die 30 auffälligsten
zugelassen, was eine Verbesserung der ben beurteilen sowie die diagnostische Krebsvorstufen in einer Galerie prä-
Früherkennung zur Folge hat. Die ma- Entscheidung unterstützen. Das KI-Sys- sentiert. Mithilfe weniger Maus- oder
nuelle Auswertung des Dual-Stain-Tests tem erlaubt damit eine Verbesserung Tastatur-Klicks konnte in Studien so ei-
ist zwar konsistenter, spezifischer und der diagnostischen Qualität mit höhe- ne Diagnose in unter einer Minute ge-
sensitiver als die des PAP-Tests, un- rer Sensitivität und Spezifität und führt stellt werden.
terliegt aber noch einer gewissen Sub- zu einer erhöhten Effizienz des Scree-
jektivität. Glasobjektträger mit zellulä- ning-Programms. Mithilfe vollautoma- BESSERE DIAGNOSEN,
rem Material des Gebärmutterhalses tischer Slide-Scanner können zytologi- HÖHERE KAPAZITÄTEN
werden dabei zytologisch unter dem Mik- sche Glasobjektträger vollautomatisch
roskop auf das Vorhandensein der bei- mit mikroskopischer Auflösung digita- Der direkte Vergleich mit der Pap-Zy-
den Proteine hin untersucht. lisiert werden. Hierbei werden kom- tologie zeigte, dass CYTOREADER die
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|2020FOKUS 13
gegenüber Pap-Tests bereits erhöhte die Cloud-Implementierung im Projekt- Mikroskopisches Bild einer
Dual-Stain Zytologie.
Diagnosequalität des Dual-Stain-Tests verlauf deutliche Vorteile. Labore brau-
weiter stark verbessern kann. So chen keine komplexe, wartungsauf-
konnte die Zahl der falsch-positiven wendige eigene IT-Infrastruktur mehr.
Diagnosen signifikant gesenkt (höhe- Die Patientenproben stehen global rund
re Spezifität) sowie die Detektion der um die Uhr zur Verfügung. Die IT-ba-
tatsächlichen Fälle erhöht werden (hö- sierte Analysekapazität für die Deep-
here Sensitivität). Die Zahl der positiven Learning-Netzwerke ist nahezu unlimi-
Patientinnen, denen eine Kolposkopie tiert skalierbar durch Rekrutierung von
empfohlen wurde (die invasive Gewebe- Cloud-Computing-Ressourcen. Durch
Biopsie), konnte von 60 % auf 42 % der die Digitalisierung der Labore werden
HPV-positiven Fälle gesenkt werden. so Wertschöpfungsketten partiell neu auch über regionale, nationale oder
Damit übertrifft CYTOREADER den ak- arrangiert werden. Dies wird ein we- institutionelle Grenzen hinweg, wird
tuellen Performance-Standard der Pap- sentlicher Treiber für die Struktur der auch global gravierende Auswirkungen
Zytologie in der diagnostischen Güte er- ökonomischen Landschaft der Labore haben. Da 80 % der Fälle des Gebärmut-
heblich. in den nächsten Jahren sein, möglicher- terhalskrebses in Entwicklungs- und
weise komplementär zu Konzentrations- Schwellenländern auftreten, kann die
Der Einsatz von CYTOREADER erfordert prozessen. Generell beseitigt die Cloud Cloud auch hier einen großen Sprung
die Nutzung eines Slide-Scanners. Dies nämlich existierende lokale technische in Richtung der modernen Gesundheits-
kann lokal im Labor als auch über einen Hürden und erlaubt es Laboren und technologie liefern. Nach den positiven
Service erfolgen. Entsprechend muss Fachkräften sich auf ihre Kernkompe- Studienergebnissen wird nun für CYTO-
die Probenlogistik im Labor angepasst tenzen zu konzentrieren. Dieses Auf- READER eine FDA- oder IVD-Zulassung
werden. Auf der anderen Seite zeigte brechen von Wertschöpfungsketten, angestrebt.
PROF. DR. NIELS GRABE
MEHR INFORMATIONEN ZUM niels.grabe@steinbeis.de (Autor)
Steinbeis-Unternehmer
CYTOREADER UNTER Steinbeis-Transferzentrum
Medizinische Systembiologie (MSB)
(STCMED) (Heidelberg)
WWW.CYTOREADER.COM www.steinbeis.de/su/1745
www.stcmed.com
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|202014 FOKUS
STRESS LASS NACH!
STEINBEIS-EXPERTEN HELFEN BELASTUNGSSITUATIONEN AM ARBEITSPLATZ ZU
EVALUIEREN UND FRÜHZEITIG ZU ELIMINIEREN
Die Zahl der Fehltage wegen psychischer Probleme steigt, der dadurch verursachte wirtschaftliche Schaden ist groß. Wie
können Unternehmen frühzeitig eine Belastungssituation erkennen, um rechtzeitig reagieren zu können? Dieser Frage ging
das Steinbeis-Team Elke Kirchner und Dr. Holger Gast in einem gemeinsamen Projekt nach und entwickelte ein Online-Tool, das
Belastungssituationen am Arbeitsplatz erfasst, die bei dauerhaftem Zustand die Leistungsfähigkeit und Arbeitsergebnisse
beeinträchtigen. Somit haben Unternehmen ein verständliches und benutzerfreundliches Werkzeug zur Hand, das ihnen er-
möglicht Fehlzeiten zu reduzieren und wirtschaftlich erfolgreich zu agieren.
Der Markt braucht eine unkomplizierte lage für Maßnahmen, die an den Verhält- menbereich die Möglichkeit zu geben,
Lösung, mit der Unternehmer die poten- nissen (zum Beispiel Lärm) oder dem die Situation im Unternehmen ohne
ziellen Belastungssituationen frühzei- Verhalten (Kommunikation, Führung) an- Angst vor Konsequenzen offen zu be-
tig identifizieren können und die die setzen, um die Leistungsfähigkeit des schreiben, aber auch um die Arbeit-
zeitlichen und personellen Ressourcen Einzelnen zu stärken und die Zusammen- nehmervertretungen und Personalver-
schont und gleichzeitig die Anforde- arbeit in Teams zu verbessern. Damit antwortlichen von dem Projekt zu
rungen gemäß § 5 Arbeitsschutzgesetz gelingen eine intensivere Mitarbeiterbin- überzeugen.
erfüllt. Das von den Steinbeis-Experten dung und die Reduzierung von krank-
Elke Kirchner (Steinbeis-Beratungszen- heitsbedingten Fehlzeiten. Investitionen Im ersten Schritt akzeptiert das System
trum Gesunde Organisationen) und Dr. in die Erhebung und Reduzierung von nur verschlüsselte (https-)Verbindun-
Holger Gast (Steinbeis-Beratungszen- Stressbelastungen zahlen sich langfris- gen, sodass die übertragenen Antwor-
trum Agile Entwicklung von Informati- tig aus: „Zufriedene, engagierte und ge- ten nicht abgefangen werden können.
onssystemen) entwickelte Online-Tool sunde Mitarbeiter bleiben dem Unter- Das System läuft auf einem dedizierten
in Form eines Online-Fragebogens hat nehmen länger erhalten und steigern Server, der nicht nebenbei für andere
die Beurteilung und Gestaltung der Ar- die Attraktivität der Firma als potenziel- Aufgaben verwendet wird. „Außerdem
beitsbedingungen mit dem Ziel im Fokus, ler Arbeitgeber“, davon ist Elke Kirchner haben wir beim Datenbank-Design da-
Gefährdungen durch die psychische Be- überzeugt. Das spart Kosten bei der Ak- rauf geachtet, nur die tatsächlichen Ant-
lastung am Arbeitsplatz zu minimieren. quise und Einarbeitung neuer Arbeit- worten zu speichern, also nicht etwa
Dabei spielen vier Handlungsfelder eine nehmer und führt zu einer Steigerung nebenbei, wie es bei vielen Umfrage-
wichtige Rolle: der Produktivität durch reduzierte tools geschieht, Informationen über den
Ausfallzeiten. Die Durchführung der Browser oder den Ausfüllzeitpunkt,
ie Arbeitsumgebung/der Arbeitsplatz,
d Gefährdungsbeurteilung psychischer denn daraus lassen sich eventuell Rück-
die Arbeitsorganisation, Belastungen erfordert jedoch auch ei- schlüsse auf den Ausfüller ziehen“, so
d ie Arbeitsaufgaben und -inhalte sowie ne fundierte Expertise, da sie über die Holger Gast.
die sozialen Beziehungen/Kontakte in Ansprüche, die an eine typische Mitar-
der Zusammenarbeit. beiterbefragung gestellt werden, weit Aber schon die Reihenfolge des Ausfül-
hinausgeht. lens durch die verschiedenen Mitarbei-
ÖKONOMISCHE FAKTOREN DER ter kann Rückschlüsse erlauben, bei-
PSYCHISCHEN GEFÄHRDUNGS STEINBEIS-ONLINE-TOOL: spielsweise wenn die Internetanbindung
BEURTEILUNG ANONYM, SICHER, EFFEKTIV des Unternehmens Protokolle über die
Zugriffe auf externe Server führt und in
Die psychische Gefährdungsbeurteilung Schon bei der ersten Anforderungsana- den Berichten die Antworten genau in
ermittelt, ob beziehungsweise welche lyse wurde Holger Gast klar, dass die der Reihenfolge des Ausfüllens auftau-
Belastungssituationen im Unternehmen Anonymisierung der Antworten an chen. Das von den beiden Steinbeis-Ex-
von den Mitarbeitenden festgestellt wer- erster Stelle stehen muss, um den Mit- perten entwickelte Tool wählt schon
den. Die Auswertung dient als Grund- arbeitenden in diesem sensiblen The- beim Speichern der Datensätze die tech-
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|2020FOKUS 15
BERATUNG BEI DER
ERKENNUNG VON
PSYCHISCHEN BELASTUNGEN
PROFESSIONELLE GEFÄHRDUNGEN ERMITTELN
DOKUMENTATION UND BEWERTEN
FACHLICHE MODERATION UND GEEIGNETE MAßNAHMEN
WIRKSAMKEITSKONTROLLE ENTWICKELN UND UMSETZEN
Ablauf einer Gefährdungsbeurteilung psychischer Belastungen gemäß §5 Abs. 3 Nr. 6 Arbeitsschutzgesetz
nisch notwendige ID-Nummer rein zu- reiche Kooperation im Steinbeis-Ver- flexible Umsetzung sorgt. Zusammen
fällig aus, anstatt wie üblich fortlaufend, bund. Die fachliche Expertise des konnten die für die Kunden unkompli-
und sortiert die Ausgabe nach der Zu- Steinbeis-Beratungszentrums Gesun- zierten und ressourcenschonenden Pro-
falls-ID. So bleibt selbst bei vollem Zu- de Organisationen führt zu einem auf jekte zum Thema „psychische Gefähr-
griff auf die Datenbank die Reihenfolge das Wesentliche fokussierten Entwurf dungsbeurteilung“ erfolgreich realisiert
der Antworten verborgen. des Fragebogens, während die techni- werden. Und ganz nebenbei stärkt solch
sche Expertise und der spezielle Ansatz eine Verknüpfung von Expertisen die Ge-
DURCH KOOPERATION ZUM ERFOLG einer „Software, die Software schreibt“ meinschaft im Verbund.
des Steinbeis-Beratungszentrums Agile
Die Zusammenarbeit beider Steinbeis- Entwicklung von Informationssystemen
Unternehmen ist ein Beispiel für erfolg- für eine gleichermaßen schlanke und
ELKE KIRCHNER
Eine Demoversion des Fragebogens finden Interessierte unter elke.kirchner@steinbeis.de (Autorin)
www.gesunde-organisationen.com/demo-fragebogen Steinbeis-Unternehmerin
Steinbeis-Beratungszentrum
Diese ist technisch vollständig unabhängig gelöst und wird nur im Browser Gesunde Organisationen (Bensheim)
des Benutzers ausgeführt. Die eingegebenen Daten werden nicht übertragen. www.steinbeis.de/su/2018
www.gesunde-organisationen.com
DR. HOLGER GAST
holger.gast@steinbeis.de (Autor)
Quellen
Steinbeis-Unternehmer
ttps://www.bundesgesundheitsministerium.de/themen/praevention/betriebliche-gesundheitsfoer-
h Steinbeis-Beratungszentrum
derung/gesundheit-und-wohlbefinden-am-arbeitsplatz.html#c3286, zugegriffen am 12.06.2020 Agile Entwicklung von Informations-
IGA Report 28 „Wirksamkeit und Nutzen betrieblicher Prävention“ systemen (Freilassing)
IGA Report 1/2013 Gefährdungsbeurteilung psychischer Belastungen www.steinbeis.de/su/1819
BAUA: Psychische Gesundheit in der Arbeitswelt – Organisationale Resilienz, 2016 https://software40.de
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|202016 FOKUS
„ENTSCHEIDEND
FÜR DEN ERFOLG VON
DATA-ANALYTICS-
PROJEKTEN IST
DIE KOMBINATION
VON KÜNSTLICHER
UND HUMANER
INTELLIGENZ“
IM GESPRÄCH MIT DR. PHILIPP LIEDL,
GESCHÄFTSFÜHRER DER STASA STEINBEIS
ANGEWANDTE SYSTEMANALYSE GMBH
Wir sind umgeben von Daten, beruflich satz von KI-Methoden zur Datenanalyse senschaftlichen Bereich. Hier müssen
wie privat. Die relevanten Daten heraus- helfen. Dabei ist jedoch die geeignete vermehrt automatisierte Testmethoden
zufiltern und diese sinnvoll zu verwen- Auswahl der Eingangsgrößen – Fea- verwendet werden, um die notwendige
den, ist eine der größten Herausforde- tures – wichtig, die in die KI-Modelle Datenqualität sicherzustellen, zum Bei-
rungen unserer Zeit. Dabei spielt die eingehen, sonst führt die Datenanalyse spiel, um Ausreißer in den Daten oder
Qualität der Daten eine wichtige Rolle. am Ende zu mehr Fragen als Antworten. Datenfehler zu identifizieren.
Steinbeis-Experte Dr. Philipp Liedl kennt Dies kann durch die Einbeziehung von
sich damit aus und hat mit der TRANS- Expertenwissen aus dem jeweiligen An- Welche Rolle spielt das interdiszipli-
FER über die KI in der Datenanalyse, wendungsgebiet erreicht werden. Damit näre Querdenken bei der Bewälti-
Big Data und die angewandte System- werden die Wirkungszusammenhänge gung der Datenflut?
analyse in der Medizin gesprochen. sicherer erkannt und die Ergebnisse
schneller interpretiert. Entscheidend für Es kann helfen, Methoden anwendungs-
Herr Dr. Liedl, in Ihrem Steinbeis- den Erfolg von Data-Analytics-Projekten übergreifend zur Verarbeitung und Ana-
Unternehmen verwandeln Sie Daten ist aus unserer Erfahrung daher die lyse der Datenflut einzusetzen und da-
in Wissen. Wo sehen Sie die größten Kombination von KI-Algorithmen und rüber hinaus die tatsächlich relevanten
Herausforderungen aktuell, da die menschlichem Expertenwissen, also von Informationen zu filtern, mit dem Ziel die
Flut an Daten und Informationen ste- künstlicher und humaner Intelligenz. Datenkomplexität zu reduzieren. So ha-
tig zunimmt? ben wir bei STASA beispielsweise Al-
Darüber hinaus macht die zunehmende gorithmen, die wir ursprünglich für die
Eine der größten Herausforderungen Menge an Daten eine Prüfung der Daten- statistische Analyse von Massendaten
besteht darin, aus der Fülle an Daten die qualität schwieriger. Dies gilt für Daten aus Fertigungsprozessen und für die
tatsächlich relevanten Informationen zu aus technischen Prozessen und noch Identifikation von relevanten Größen da-
extrahieren. Hier kann der gezielte Ein- viel mehr für Daten aus dem sozialwis- raus entwickelt haben, erfolgreich in an-
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|2020FOKUS 17
© istockphoto.com/metamorworks
dere Anwendungsgebiete transferiert, einer Win-win-Situation gemeinsam mit an Gesundheitsdienstleistungen durch
um diese auch dort für die Merkmals- dem Kunden umsetzen. eine immer älter werdende Gesellschaft.
extraktion in Massendaten zu verwenden. Diese Bedarfe werden regional unter-
Welche Potenziale, aber auch Risi- schiedlich sein, insbesondere im länd-
In den vergangenen Jahren haben wir ken bringt Ihrer Meinung nach der lichen Raum steigt der Anteil der Älteren
durch unsere interdisziplinäre Herange- Einsatz von Big-Data-Techniken in überproportional, da viele junge Men-
hensweise Best-Practice-Methoden für der Medizin? Welchen Einfluss haben schen in die Ballungsräume abwandern.
eine erfolgreiche Umsetzung von Pro- diese auf Ihre Arbeit? Gerade im ländlichen Raum ist auch
jekten rund um die Datenanalyse, Mo- die gesundheitliche Versorgung schwie-
dellierung und Prognose gemeinsam mit Im Gesundheitsbereich führen wir re- riger, da größere Entfernungen zum Arzt
unseren Kunden aus der Industrie, dem gionale Datenanalysen durch und ent- zurückgelegt werden müssen. Auch
Handel und mit öffentlichen Auftragge- wickeln Softwaretools. Von diesem Dienstleistungen in der häuslichen Pfle-
bern entwickelt. Dabei zielen wir immer Blickwinkel aus besteht ein erhebli- ge sind in dünn besiedelten Regionen mit
auf eine enge Kooperation mit unseren ches Potenzial in einer stärkeren Ver- langen Fahrwegen und damit mit einem
Auftraggebern ab, um die spezifischen netzung von Gesundheitsdienstleistun- insgesamt höheren Zeitaufwand für die
Besonderheiten der jeweiligen Anwen- gen auf entsprechenden Plattformen Pflegekräfte verbunden als in Ballungs-
dung in unseren Lösungen zu berück- für gesundheitsrelevante Themen, zum räumen. Angebote zu Telemedizin oder
sichtigen und in der Diskussion mit un- Beispiel Telemedizin und häusliche Plattformen zur besseren Organisation
seren Kunden aus unterschiedlichsten Pflege. von Gesundheits- und Pflegedienstleis-
Fachbereichen Querverbindungen zwi- tungen können hier einen Beitrag leis-
schen den Disziplinen zu schaffen. So Die demografische Veränderung führt ten, dem wachsenden Bedarf besser zu
kann man Data-Analytics-Projekte in zukünftig zu einem steigenden Bedarf begegnen. Gleichzeitig ist aber gerade
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|202018 FOKUS
»
EINE DER GRÖSSTEN HERAUSFORDERUNGEN
BESTEHT DARIN, AUS DER FÜLLE AN DATEN DIE
TATSÄCHLICH RELEVANTEN INFORMATIONEN
ZU EXTRAHIEREN.
für ältere Menschen der Umgang mit den heitswesens. Aktuell entwickeln wir bei- daraus schnell Erkenntnisse für die
digitalen Medien schwieriger und sie sind spielsweise im Projekt DiCaSa – Digital Bedarfsplanung gewinnen. Auf Seiten
weniger geübt darin. Daher müssen ent- Care Supply Advisor, einem durch die der Patienten sind Plattformen, die die
sprechende Lösungen mehr noch als in NBank geförderten und mit den Mitteln Angebotsseite des Gesundheitssystems
anderen Bereichen benutzerfreundlich des Europäischen Sozialfonds unter- abbilden, interessant, um sich beispiels-
und intuitiv bedienbar gestaltet werden. stützten Projekt – eine webbasierte weise zu informieren, wo die nächstge-
Plattform, die unter anderem die Ange- legenen Ärzte oder Apotheken ansässig
Risiken bestehen vor allem im Bereich bote für die häusliche Pflege im länd- sind und sich darüber hinaus gleich die
des Datenschutzes. Das Vertrauen bei lichen Raum verbessern soll. Über die beste Route zu Fuß, mit dem Pkw oder
den Nutzern muss geschaffen werden. Plattform werden die Pflegebedürftigen öffentlichen Verkehrsmitteln anzeigen
Daher ist die Einhaltung der gängigen beziehungsweise deren Angehörige mit zu lassen.
Datenschutzrichtlinien extrem wichtig. den Pflegediensten zusammengebracht
Außerdem sollten auf derartigen Platt- und zwar so, dass einerseits für die Pfle- Aktuell informieren sich die meisten von
formen nur die wirklich für die Erbrin- gebedürftigen eine möglichst gute Pfle- uns zu den aktuellen COVID-19-Fallzah-
gung der Online-Dienstleistung erfor- gelösung gefunden wird und anderer- len auf interaktiven Landkarten im In-
derlichen Daten beim Nutzer abgefragt seits die Pflegedienste besser planen ternet, die von verschiedenen Instituten
werden. Hier stehen wir als Entwickler, und ihre Einsätze koordinieren können. und den Medien bereitgestellt werden.
aber auch die Betreiber solcher Platt- So sollen die Kapazitäten der Pflege- In der geografischen Epidemiologie
formen in der Verantwortung. dienste besser genutzt und optimal für sind entsprechende Analysen zum
die Pflegebedürftigen eingesetzt werden. Ausbreitungsverhalten von Epidemien,
In Ihrer Arbeit wenden Sie oft die Me- auch modellgestützt, bereits seit Jah-
thoden der angewandten System- Darüber hinaus sind weitere Ansätze in- ren etabliert.
analyse an. Lassen sich diese auch auf teressant. Auf Seiten der Anbieter im
das Gesundheitswesen übertragen? Gesundheitswesen, wie Krankenhäuser,
Ärzte, Apotheken, ist die – anonymisier-
Die Methoden der Systemanalyse las- te – visuelle Darstellung von Patienten-
sen sich gut auf das Gesundheitswe- merkmalen auf der räumlichen Ebene
sen übertragen und werden dort heute (Landkarte) für die Angebots- und Be-
schon angewendet. Auch wir setzen darfsplanung von großem Wert. So kann
unsere Methoden im Bereich des Ge- beispielsweise auf einer interaktiven
sundheitswesens ein, indem wir zum Landkarte auf einen Blick erfasst wer-
Beispiel unsere Modelle der kleinräu- den, aus welchen Postleitzahlgebieten
migen demografischen Bevölkerungs- besonders viele oder wenige Patienten DR. PHILIPP LIEDL
philipp.liedl@steinbeis.de (Autor)
entwicklung mit Fragestellungen aus kommen. Reichert man die eigenen Da-
Geschäftsführer
dem Gesundheitswesen kombinieren. ten mit weiteren sozioökonomischen STASA Steinbeis Angewandte
Daten an, wie zum Beispiel der Bevöl- Systemanalyse GmbH (Stuttgart)
Hier hilft uns auch die zunehmende Di- kerungszahl nach verschiedenen Al-
www.steinbeis.de/su/1390
gitalisierung im Bereich des Gesund- tersklassen und Geschlecht, lassen sich www.stasa.de
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|2020FOKUS 19
DATEN SIND DER SCHLÜSSEL
STEINBEIS-EXPERTEN ENTWICKELN EIN DIGITALES DATEN-ÖKOSYSTEM
FÜR KLINISCHE STUDIEN MIT
Es ist in gewisser Weise ziemlich paradox:
Der Fortschritt der letzten Jahrzehnte in
der Medizin hat wesentlich dazu beige-
tragen, dass die zukünftige Versorgung
von Menschen eine echte Herausforde-
rung bleibt. Denn die Lebenserwartung
steigt und damit auch die Zahl derer, die
medizinische Versorgung benötigen.
Gleichzeitig nimmt aber auch der Man-
gel an Fachkräften im Gesundheitswe-
sen immer weiter zu. Bei der Lösung
dieses Konfliktes kann Digitalisierung
helfen, indem sie neue Wege bei der Dia-
gnosestellung, Therapie, aber auch in
der Dokumentation aufzeigt. Damit die-
se Wege aber beschritten werden kön-
nen, braucht es ein stimmiges Daten-
Ökosystem. Hier setzten die Experten
der TZM GmbH im Steinbeis-Verbund im
Rahmen des Forschungsvorhabens
„KIKS – Künstliche Intelligenz in Klini-
schen Studien“ mit ihren Softwarelösun-
gen und der UMG-Plattform an, um das
Problem der fehlenden Standardisierung
in der Vernetzung von Medizingeräten zu
lösen. Daten im klinischen Umfeld – vielfältig und recht unstrukturiert
Wohlstand führte in den entwickelten laut einer bereits vor einigen Jahren suchen. Neue Digitaltechnologien wei-
Nationen weltweit zu grundlegend bes- durchgeführten Untersuchung der Wirt- sen einen Ausweg. Durch die Nutzung
seren Lebens- und Arbeitsbedingungen. schaftsprüfungsgesellschaft Pricewa- von künstlicher Intelligenz, den Einsatz
In der Folge sank die Sterblichkeitsrate terhouseCoopers wird bis zum Jahr 2030 von IoT-basierenden („Internet of Things“)
bei Säuglingen und gleichzeitig stieg die im Bereich der Gesundheitsversorgung Ansätzen, die Etablierung von Telemo-
Lebenserwartung der Menschen stetig. eine Personallücke von 800.000 Perso- nitoring und Telemedizin sowie die Nut-
Der Fortschritt in der Medizin ist einer nen entstehen, gleichzeitig wird eine zung neuer Robotertechnologien können
der Faktoren, die dazu führen, dass Men- hohe Anzahl von Arztstellen unbesetzt viele der beschriebenen Herausforde-
schen immer älter werden. Der steigen- sein [2]. rungen gemeistert werden. Diese Tech-
den Anzahl von Menschen, die eine me- nologien verbessern und beschleunigen
dizinische Versorgung bis ins hohe Alter DIGITALISIERUNG: CHANCEN UND die Diagnose, personalisieren und opti-
in Anspruch nehmen, steht jedoch ein HERAUSFORDERUNGEN mieren die Therapie und führen zu Er-
massiver und steigender Mangel an leichterungen in der Dokumentation und
medizinischem Fachpersonal und Pfle- Die Medizin der Zukunft kommt nicht im Zeiteinsatz.
gekräften gegenüber. So fehlen in den umhin, neue Wege zur Aufrechterhal-
deutschen Kliniken heute bereits min- tung einer qualitativ hochwertigen und Es gibt jedoch eine große Herausforde-
destens 50.000 Pflegefachkräfte [1] und angemessen effizienten Versorgung zu rung: Die neuen Digitaltechnologien kön-
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|202020 FOKUS
nen nur in dem Maße wirksam einge- zung von Medizinprodukten führt in die dien als wichtige Etappe bei der Validie-
setzt werden, in dem verwertbare Daten Sackgasse, wenn die Datenströme aus rung und Zulassung von Medikamenten
in ausreichender Menge zur Verfügung den übergebenden Einheiten (Daten- und Behandlungsmethoden stehen da-
stehen. Wenn man sich die Abläufe in quellen) von den jeweiligen empfangen- bei im Mittelpunkt. Deshalb hat das Bun-
einer Klinik ansieht, erkennt man auf den Einheiten (Datensenken) nicht ver- desministerium für Wirtschaft und Ener-
den ersten Blick, dass an vielen Stellen standen werden. Eine Konnektivität ist gie einen Wettbewerb ausgeschrieben,
des Versorgungsprozesses Daten ent- nicht ausreichend hergestellt, wenn für aus dem das Forschungsvorhaben „KIKS
stehen. Besonders auffällig ist, dass eine Datensenke unklar ist, welche In- – Künstliche Intelligenz in Klinischen
eine große Heterogenität in der Art und formation aus den einzelnen Datenströ- Studien“ als einer der Sieger hervorge-
Weise der Datenerfassung, Speicherung men einer bestimmten Datenquelle wo gangen ist. Das Gesamtprojektvolumen
und Verarbeitung vorliegt. Für Ärzte, und wie genau herauszulesen ist. Die beläuft sich auf über 15 Millionen Euro
das Pflegepersonal und die klinischen Gefahr, dass falsche Werte zur Weiter- und insgesamt 16 Konsortialpartner –
IT-Abteilungen ist diese Situation abso- verarbeitung oder Analyse herangezo- darunter fünf Universitätskliniken – sind
lut unbefriedigend und führt zu einem gen werden, ist höchst real. Echte daran beteiligt. Ziel des Projektes ist die
erheblichen, unnötigen Mehraufwand. Konnektivität ermöglicht eine Interope- Entwicklung eines digitalen Ökosystems,
rabilität, also einen Datenaustausch auf von dem Patienten, Kliniken und Medi-
Neben diesem Aspekt und der vielfach der Grundlage standardisierter, belast- zintechnikhersteller gleichermaßen pro-
zu Recht diskutierten Anforderung eines barer Daten. fitieren. Im Rahmen von KIKS sollen zum
sicheren Umgangs mit personenbezo- einen die Anforderungen von Medizin-
genen Gesundheitsdaten gibt es dabei DATEN-ÖKOSYSTEM ALS produkteherstellern und Kliniken zur
eine weitere Dimension, die aktuell eine VORAUSSETZUNG FÜR ERFOLG effektiven Nutzung klinischer Daten er-
der größten Barrieren zur Anwendung arbeitet werden. Zum anderen geht es
neuer Technologien in der Medizin dar- Insbesondere die Nutzung der künstli- darum, auf der Grundlage der Anfor-
stellt: Die fehlende Standardisierung in chen Intelligenz zur besseren Diagnose derungen ein cloudbasiertes digitales
den Kommunikationsprotokollen. Die und Behandlung von Krankheiten erfor- Ökosystem zu entwickeln, das durch
dadurch entstehende „Vielfalt“ ist ein dert den Aufbau und die Kultivierung modernste Architektur und Sicherheits-
Hemmschuh, denn die digitale Vernet- eines Daten-Ökosystems. Klinische Stu- technologien die Einhaltung rechtlicher
»
DIE MEDIZIN DER ZUKUNFT KOMMT NICHT UMHIN,
NEUE WEGE ZUR AUFRECHTERHALTUNG EINER
QUALITATIV HOCHWERTIGEN UND ANGEMESSEN
EFFIZIENTEN VERSORGUNG ZU SUCHEN.
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|2020FOKUS 21
UMG verbindet klinische Geräte durch Plug & Play.
und ethischer Rahmenbedingungen ge- mittlung dieser Daten an klinische Sys- werden. Andererseits ermöglicht UMG
währleistet. teme realisiert werden. Das UMG ist als „Brückenelement“, dass Daten aus
eine flexible und herstellerunabhängi- bislang nicht erschlossenen Quellen zu-
UMG STELLT DEN ge Anbindungsplattform, die für einen verlässig erfasst und zur Verarbeitung
DATENAUSTAUSCH SICHER gesicherten Datenaustausch zwischen mittels neuer Technologien bereitge-
Medizingeräten sorgt. Es gewährleistet stellt werden. Die Plattform besticht
Die TZM GmbH ist aufgrund ihrer jah- somit eine Konnektivität, die die Grund- durch ihren „Plug & Play“-Ansatz und
relangen Erfahrung bei der Entwick- lage für echte Interoperabilität darstellt. kann sehr einfach bedient werden. Es
lung medizinischer Software in das Dadurch können einerseits wesentliche erfordert keine aufwendigen Konfigura-
Konsortium aufgenommen worden. Ins- operative Vorteile wie etwa erweitertes tionen und Einstellungen und setzt keine
besondere über die von TZM entwi- Patienten-Monitoring, verbesserte Pa- spezielle Krankenhausinfrastruktur vo-
ckelte Plattform UMG (Universal Medi- tientenversorgung, optimierte Admi- raus. Die Lösung kann gekauft oder im
cal Gateway) können Datenerfassungen nistration und Abrechnungen, akkura- Rahmen eines serviceorientierten Mo-
von Medizinprodukten und die Über- te Patientendokumentation etc. erzielt dells genutzt werden.
Quellen
PROF. DR. RAINER WÜRSLIN BASTIAN MAZZOLI
rainer.wuerslin@steinbeis.de (Autor) bastian.mazzoli@steinbeis.de (Autor)
[1] Deutscher Pflegerat (2018):
Positionspapier zum Personalmangel
Senior Advisor Solution Manager
in der Pflege
TZM GmbH (Göppingen) Medical Connectivity
[2] PricewaterhouseCoopers (2010): TZM GmbH (Göppingen)
Fachkräftemangel – Stationärer und www.steinbeis.de/su/1831
ambulanter Bereich bis zum Jahr 2030 www.tzm.de www.steinbeis.de/su/1831
www.tzm.de
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|202022 FOKUS
BIG DATA? BIG DATA!
DATEN IM GESUNDHEITSWESEN:
EIN ESSAY ÜBER POTENZIALE UND
HERAUSFORDERUNGEN
Daten sind der Rohstoff des 21. (unseres!) der aus den zurückgemeldeten Positi- modelle oder sich selbstanpassende,
Jahrhunderts. Kaum ein Satz fällt im Zu- onsdaten unzähliger Mobiltelefone An- selbstlernende Algorithmen,
sammenhang mit Big Data so regelmä- gaben zum aktuellen, aber auch zum künstliche Intelligenz).
ßig wie dieser. Aber was versteht man prognostizierten Verkehrsaufkommen
eigentlich darunter? Und was bedeutet an bestimmten Wochentagen oder Ta- KÜNSTLICHE INTELLIGENZ:
Big Data für das Gesundheitswesen? geszeiten ableitet. CHANCEN UND RISIKEN
Die Steinbeis-Experten Dr. Martin Vogel
und Jürgen Blume vom Steinbeis-For- Als Expertenbezeichnung für alle tech- Insbesondere KI-Algorithmen bieten aus
schungszentrum Medizintechnik und nischen Themen um Big Data hat sich der Sicht von Dr. Martin Vogel und Jür-
Biotechnologie haben sich für die der Begriff des Data Scientist etabliert. gen Blume die größten Anwendungs-
TRANSFER mit diesen Fragen ausein- Sie oder er arbeitet an vielfältigen He chancen für Big Data: Das Computer-
andergesetzt. rausforderungen: system kann auf große Datenmengen
– Erfahrungswissen – zurückgreifen
Für die beiden Steinbeiser steht fest, eine zur Fragestellung passende und leitet daraus Prognosen ab. Der
dass mit Big Data nicht allein eine Grö- Systemtopologie zu wählen Erfolg jeder neuen Entscheidung, die
ßenangabe gemeint ist, denn das Auf- (zum Beispiel welche System das System trifft, wird zur Optimierung
treten riesiger Datenmengen ist in der komponente – Zentralrechner, der Entscheidungsfindung genutzt. So
bildgebenden Wissenschaft und Medi- Peripherierechner, Mobiltelefon etc. entstehen sich permanent verbessern-
zin seit Jahrzehnten eine bekannte Tat- – übernimmt welche Aufgaben), de Systeme, deren Vorhersagepräzision
sache (und Herausforderung). Unter Speichermodelle vorzuschlagen, die der klassischen Modelle übertrifft.
Big Data versteht man daher das eher die auch zukünftige Entwicklungen In Einzelfällen sind diese Systeme in
neue Phänomen der permanenten Er- des Systems einbeziehen (zum Beispiel ihrem speziellen Feld sogar bereits
hebung großer Datenmengen und die normalisierte Speicherung in SQL- „besser“ (genauer: präziser und schnel-
damit einhergehenden Anforderungen Datenbanken oder dokumenten ler) als menschliche Experten.
an Systemdesign, Speicherung, Analy- zentriert in NoSQL-Datenbanken)
se und Darstellung. Ein bekanntes Bei- oder passende Analysen zu entwickeln An diesem Punkt muss man jedoch
spiel ist der Google-Kartendienst „Maps“, (zum Beispiel klassische Analyse- auch die Risiken betrachten: Die in KI-
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|2020FOKUS 23
© istockphoto.com/ipopba
Algorithmen entstehenden Entschei- als Rohstoff“ an dieser Stelle. Im Gegen- lich auf den Stand zurück, den die deut-
dungsketten oder „-bäume“ sind zum satz zum klassischen Rohstoff können sche Datenschutzgesetzgebung früher
Teil sehr umfangreich (Millionen von Daten nicht einfach gewonnen und ver- hatte und der sich mit ihrem Ruf ver-
untereinander abhängigen Einzelent- kauft werden, denn gerade im Gesund- band, die strengste weltweit zu sein.
scheidungen) und entziehen sich damit heitswesen gehören sie oft bereits je-
jeder Nachvollziehbarkeit für Menschen. mandem: in der Regel dem Patienten, Ganz allgemein muss aus Sicht der
Mit anderen Worten: Wir wissen dann möglicherweise auch noch anderen re- Steinbeis-Experten das Ziel bei jegli-
in den meisten Fällen nicht, worauf die levanten Stakeholdern, wie Krankenkas- cher Nutzung von Big Data immer sein,
Prognose oder Entscheidung des Com- sen, Ärzteschaft oder anderen Leis- dass die Menschen verstehen, was man
putersystems beruht. Dies ist insbe- tungserbringern. Sogar der Gesetzgeber tun will und wie es sie tangiert bezie-
sondere dann kritisch, wenn das Sys- kann durch nicht sauber formulierte hungsweise tangieren wird. Darüber hi-
tem über „ungewohnte“ Randfälle (im neue Gesetzgebungen einen wichtigen, naus muss gerade im Gesundheitswe-
Sinne seines Erfahrungsspeichers) zu möglicherweise aber gar nicht beab- sen sichergestellt werden, dass die
entscheiden hat. sichtigten Einfluss haben. entsprechenden flankierenden rechtli-
chen wie vertrauensbildenden Maß-
Daher sind nach der Auffassung der bei- In jedem Fall ist daher nicht nur die nahmen nicht im Nachhinein gestartet
den Steinbeis-Experten KI-Systeme im Analyse der Daten spannend, sondern werden, sondern bereits so früh wie
Gesundheitswesen sinnvoll nur dann auch die eindeutige Klärung, wem wel- möglich greifen.
einzusetzen, wenn sie entweder rein un- che Daten gehören und wessen Einver-
terstützend wirken, das heißt, die letzte ständnis Voraussetzung für die Ver- Big Data-Projekte unter diesen beiden
Entscheidung trifft hier immer ein Ex- wendung der Daten ist. Blickwinkeln – technisch wie rechtlich
perte (wobei dann Mechanismen gegen und sozial – übergreifend von Anfang
gewohnheitsmäßiges „Durchklicken“ ge- Dies ist eine unmittelbare Folge des an zu betrachten, ist gewiss eine He
funden werden sollten) oder eine Risi- Datenschutzes, insbesondere der seit rausforderung, im Ergebnis aber loh-
koanalyse stellt sicher, dass autonom Mai 2018 geltenden EU-Datenschutz- nend!
arbeitende Systeme keine irreversib- Grundverordnung. Sie führt letztend-
len Schäden an Leib und Leben verur-
sachen können.
VOM ROHSTOFF UND DATENSCHUTZ
DR. MARTIN VOGEL JÜRGEN BLUME
martin.vogel@steinbeis.de (Autor) juergen.blume@steinbeis.de (Autor)
Werden diese Aspekte beachtet, können
Steinbeis-Unternehmer Steinbeis-Unternehmer
KI-Algorithmen jedoch sehr hilfreich
Steinbeis-Forschungszentrum Steinbeis-Forschungszentrum
dabei sein unbekannte Zusammenhän- Medizintechnik und Biotechnologie Medizintechnik und Biotechnologie
ge in Daten zu entdecken. Allerdings (Weinheim) (Weinheim)
hinkt die Modellvorstellung von „Daten www.steinbeis.de/su/895 www.steinbeis.de/su/895
Technologie.Transfer. Anwendung. TRANSFER 02|2020Sie können auch lesen
