Medical Data Space

Digitale Souveränität über medizinische Daten

Fraunhofer Medical Data Space

Eine Spezialisierung und Weiterentwicklung des Industrial Data Space für das Gesundheitswesen und die Life Sciences

Die fortschreitende Digitalisierung aller Lebens- und Geschäftsbereiche erzeugt derzeit ein Spannungsfeld aus exponentiell wachsenden Datenbeständen bei gleichzeitig steigendem Bedürfnis nach Datenschutz, sicherem Datenaustausch und Souveränität über Daten als Wirtschaftsgut. Für gesundheitsbezogene Informationen ergibt sich aus der Vernetzung medizinischer Datenbestände großes Potenzial für die medizinische Forschung, die Gesundheitsversorgung und die Life Sciences. Es entstehen jedoch auch besondere Herausforderungen hinsichtlich des Schutzes von Eigentums- und Persönlichkeitsrechten der Patienten. Mit der Entwicklung eines »Medical Data Space« möchte die Fraunhofer-Gesellschaft nachhaltig dazu beitragen, die Chancen der Digitalisierung in der Medizin mithilfe innovativer IT-Lösungen für einen sicheren Austausch medizinischer Daten über die Grenzen von Institutionen hinweg zu nutzen. Im Sinne einer präventiven, personalisierten, prädiktiven und partizipativen Versorgung (P4-Medizin) stehen Patientinnen und Patienten im Fokus dieser zu geltenden Richtlinien und Normen konformen Kommunikation.

MedDS – Eine Spezialisierung und Weiterentwicklung des Industrial Data Space für das Gesundheitswesen und die Life Sciences

Die Fraunhofer-Gesellschaft hat 2015 gemeinsam mit Wirtschaft und Politik unter dem Namen Industrial Data Space ein Konzept zur Sicherung der Souveränität über firmeneigene Daten vorgestellt. Der Industrial Data Space ist auf die industrielle Produktion ausgerichtet und wird als eine Grundlage für Industrie 4.0 entwickelt, um in erster Linie dem direkten Datenaustausch zwischen Geschäftspartnern zu dienen. Treiber sind in Echtzeit verfügbare Daten, die teilweise aus cyber-physikalischen Systemen gewonnen oder abgeleitet-, die in dynamischen, sich selbst organisierenden und unternehmensübergreifenden Wertschöpfungsnetzen verarbeitet werden. Daten stellen somit, neben Arbeitsleistung, Waren und Services ein wichtiges Wirtschaftsgut dar. 

Im Gesundheitswesen und den Life Sciences sind jedoch nicht die Daten das primäre Wirtschaftsgut. Alle Aktivitäten fokussieren darauf, die Gesundheit der Patienten so effizient und effektiv wie möglich wieder herzustellen oder zu erhalten bzw. Krankheiten frühzeitiger zu erkennen und gezielter zu behandeln, sowie im Sinne der translationalen Forschung neue wissenschaftliche Fragestellungen zu generieren und nachhaltig zu beantworten. In Analogie zum Industrial Data Space werden dazu Kooperationsstrukturen benötigt, etwa:

  • Medizinische Behandlung wird ein zunehmend arbeitsteiliger Prozess (in intersektoralen Strukturen), in dem Patienten von einem Netzwerk von Experten (Ärzte, Pfleger, Therapeuten) behandelt werden.
  • Medizinische Forschung verlangt durch zunehmende Spezialisierung eine Zusammenarbeit von klinisch Forschenden. Die Komplexität und Tiefe von Fragestellungen sowie Anforderungen der individualisierten Medizin erfordern vollständig neuartige Datenzusammenstellungen über Patientenkollektive, die z.T. weltweit verteilt sind.
  • Moderne pharmakologische Produktentwicklungen erfordern ein Zusammenführen der heute oft noch getrennt vorliegenden Datenwelten zur Medikamentenforschung und medizinischen Therapie (Real-World Evidence).

In all diesen Szenarien ist offensichtlich, dass Daten den Schlüssel zu einer präventiven, personalisierten, präzisen und partizipativen Versorgung bilden werden. Das vollständige Potenzial lässt sich jedoch erst durch einen Zusammenschluss der hochverteilten, heterogenen Daten erschließen. Ob Therapiedaten, klinische Forschungsdaten oder Daten aus cyber-physikalischen medizintechnischen Systemen – Wertschöpfung ergibt sich erst durch Integration, Verarbeitung und Analyse eben dieser. Dazu müssen – stärker als beim Industrial Data Space – einzelne Daten kooperativ zwischen menschlicher und künstlicher Intelligenz analysiert, kombiniert und annotiert werden. Es ist offensichtlich, dass solche Datenräume, die aus temporären, sach- oder fachbezogenen Fragestellungen entstehen, die Zusammenarbeit verschiedenster Partner für ein modernes Datenmanagement erfordern.

Telemedizin-Prototyp für Patienten mit Diabetes

Zur Verdeutlichung der Konzepte des Medical Data Space haben wir in Kooperation mit dem Fraunhofer ISST einen ersten Prototypen im Bereich der präventiven, partizipativen, personalisierten und prädiktiven Medizin (kurz P4-Medizin) entwickelt. Diese ist vor allem für chronisch kranke Patienten von Interesse, wie Diabetiker, die wir in den Fokus unseres Prototypen gestellt haben. In unserem Anwendungsfall gehen wir von einem Patienten mit Diabetes mellitus Typ II mit regelmäßiger Medikamentengabe aus. Der Patient ist Teilnehmer im Telemedizinischen Lifestyle-Interventionsprogramm TeLiPro. Des Weiteren hat der Patient einen Hausarzt, der über den Patienten eine Elektronische FallAkte (EFA) führt, die auch die aktuelle Medikationsliste beinhaltet.

Der Prototyp stellt eine Verbindung zwischen diesen völlig unabhängigen Systemen her. Nachdem sowohl der Hausarzt als auch der Patient für das TeLiPro-System entsprechende Authentifizierungsschlüssel bekommen haben, können sie in den jeweiligen Systemen über die Medical Data Space-Infrastruktur die gewünschten Daten übertragen. Dabei ist sehr genau festgelegt, welche Daten ausgetauscht werden und ein Personenbezug kann nicht hergestellt werden. Um die Kompatibilität zu gewährleisten, wurde der Datenaustausch unter Verwendung bewährter Standards aus dem Gesundheitsbereich, wie LOINC und FHIR, implementiert.. Entsprechende Zertifikate sorgen dafür, dass die Informationen verschlüsselt übertragen werden. So kann der Hausarzt beispielsweise die aktuellen Gesundheitsparameter aus dem TeLiPro-Portal in die Patientenakte importieren und aufgrund einer Verbesserung des Gesundheitszustandes die Medikamentengabe verringern. Der Patient kann dann wiederum die geänderte Medikamentenliste von der Elektronischen Gesundheitsakte in das TeLiPro-Portal importieren.

Demo-Film: Telemedizin-Prototyp für Patienten mit Diabetes