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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  • HYKIST

    KI-Sprachassistenz in der Notfallmedizin

    A 6 year old African-American girl sitting on a hospital gurney, with a doctor and nurse tending to her.  She is wearing a hospital gown and surgical cap. A nurse in scrubs, a young Middle Eastern man in his 20s, is standing on one side of her, and a female doctor, a mature woman in her 40s, is standing on the other side.
    © istock/kali9

    In Deutschland leben ca. 21 Mio. Menschen mit Migrationshintergrund. Davon haben 10 bis 30 Prozent geringe Deutschkenntnisse. Deshalb wird im Projekt HYKIST mit Technologien der Künstlichen Intelligenz ein echtzeitbasiertes Übersetzungsassistenzsystem in der medizinischen Basis- und Notfallkommunikation entwickelt.

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  • DysarTrain

    Digitale Sprechtherapie für Dysarthrie-Patienten

    Frau in weißem Kittel spricht in einer Videokonferenz im digitalen Therapieprogramm DysarTrain mit einer Seniorin
    © Fraunhofer FOKUS / shutterstock

    In dem Projekt DysarTrain wird ein interaktives Therapieangebot für das eigenverantwortliche Sprechtraining geschaffen. Patienten können mittels des Feedbackprogramms im häuslichen Umfeld ihre Sprechübungen durchführen. Der therapeutische Fortschritt wird ihnen als Feedback angezeigt und gleichzeitig an die behandelnden Therapeuten übermittelt.

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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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  • SmartSenior

    Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit stehen im Zentrum

    Smart Senior 2009, Person mit Bewegungsunschärfe führt eine Übung gemäß einer animierten Vorschau durch
    © Matthias Heyde / Fraunhofer FOKUS

    Im Projekt wurde eine IT-Infrastruktur entwickelt, die medizinische und nicht-medizinische Anwendungen integriert, damit sich Senioren sicher im Auto, zu Fuß und in Gebäuden bewegen können. Die Infrastruktur unterstützt durch telemedizinische Dienste die ambulante Pflege, fördert die Rehabilitation zu Hause und bietet auch Dienste, die die soziale Vernetzung und den Komfort von Senioren verbessern.

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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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  • Moderne Laboreinrichtung. Neurologisches Forschungslabor
    © iStock / janiecbros

    Die Digitalisierung des Gesundheitswesens bildet die Grundlage für erste Ansätze der Automatisierung von Standardabläufen und Versorgungsprozessen. Die Effizienzversprechen der Automatisierung sind allerdings divers und basieren bislang auf Einzeluntersuchungen. Fraunhofer FOKUS führte daher eine Studie zum Stand der Praxis von Automatisierungsansätzen für digitale Therapieanwendungen durch.

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  • EFA

    Standard für die Arzt-zu-Arzt-Kommunikation

    Frau Dr. Sebert von der Charité Berlin-Mitte im Gespräch mit Patientin.
    © Matthias Heyde / Fraunhofer FOKUS

    Die EFA ist eine Kommunikationsplattform für Ärzte. Sie ermöglicht den datenschutzgerechten Austausch von medizinischen Informationen zu einem Behandlungsfall eines Patienten und vernetzt die behandelnden Ärzte über Sektoren- und Einrichtungsgrenzen hinweg.

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  • disability support solution
    © istock / mumininan

    Wirksamkeitsstudie einer telemedizinisch assistierten Bewegungstherapie für die Rehabilitation nach Intervention an der unteren Extremität

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  • SiRIA

    System für Alltagsintegrierte Rehablitation und Aktivierende Pflege

    Person mit medizinischen Messgerät am Arm wischt eine Küchenspüle mit einem Schwamm
    © Fraunhofer FOKUS

    Im Projekt SiRIA wird ein sensorbasiertes Feedback- und Assistenzsystem zur alltagsintegrierten Rehabilitation und aktivierenden Pflege entwickelt. Das Training einzelner Körpergliedmaßen (z. B. Arm, Rumpf, Becken) erfolgt bei Alltagstätigkeiten.

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  • APPKRI

    Kriterien für Gesundheitsapps

    Seniorin misst am Frühstückstisch ihren Blutdruck mit einer Manschette, die die Werte an ein angeschlossenes Smartphone überträgt.
    © Matthias Heyde / Fraunhofer FOKUS

    Im Rahmen des vom Bundesministerium für Gesundheit geförderten Projekts APPKRI wurde ein umfassender Meta-Katalog von Kriterien entwickelt. Dieser Meta-Katalog richtet sich an alle interessierten Stellen – wie z. B. Organe der Selbstverwaltung, einzelne Kostenträger, medizinische Fachgesellschaften, medizinische Verbände, Einrichtungen des Verbraucherschutzes.

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