Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule
Aachen
Projektpartner im Konsortium SMITH
Expertinnen und Experten aus den Bereichen Medizininformatik, Informationstechnologie und Versorgung haben an der RWTH Aachen sog. modellbasierte Sicherheitsmaßnahmen entwickelt. Mithilfe „echter“ klinischer Daten von Patientinnen und Patienten haben sie virtuelle Modelle erstellt und parametriert. Sie helfen den Behandelnden, versteckte Vorboten für kritische Situationen zu erkennen und diesen teils auch vorzubeugen.
Aktuell beteiligt sich die RWTH Aachen zusammen mit anderen Partnern der Medizininformatik-Initiative an folgendem Anwendungsfall:
- Augenheilkunde: Um krankheitsbedingte Erblindungen künftig besser vermeiden zu können, analysieren Forschende klinische Daten und Netzhautbilder sowie verschiedene Therapiemuster und Behandlungsergebnisse. Mithilfe Künstlicher Intelligenz wollen sie bislang unerkannte Zusammenhänge entdecken, die Gesundheitsversorgung verbessern und die Augenheilkunde stärker personalisieren.
Um den Mehrwert von IT-Lösungen und Datenanalysen für eine bessere Versorgung aufzuzeigen, hat die RWTH Aachen – zusammen mit anderen Partnern der Medizininformatik-Initiative – folgende bereits abgeschlossene Projekte unterstützt:
- Intensivmedizin: Automatisiert sucht ein Frühwarnsystem in den Routinedaten der Patientinnen und Patienten nach Vorboten eines akuten Lungenversagens. Wird das System fündig, sendet es eine Nachricht auf die Dienst-Smartphones der behandelnden Ärztinnen und Ärzte. So können sie therapeutische Maßnahmen schneller einleiten – und Leben retten.
- Infektionskontrolle: Eine App hilft Ärztinnen und Ärzte beim zielgerichteten Einsatz von Antibiotika in Kliniken. Sie unterstützt Diagnostik- und Therapieentscheidungen und trägt als digitaler Expertinnen- und Expertenberater auch dazu bei, die Ausbildung von Antibiotika-Resistenzen zu verringern.
- Seltene Erkrankungen: Vereinheitlichte Fall-Dokumentationen und maßgeschneiderte IT-Lösungen unterstützen Behandelnde und Forschende dabei, Seltene Erkrankungen genauer zu verstehen und die medizinische Versorgung der Betroffenen zu verbessern.
- Daten zu Bioproben: Die Vernetzung von Biobanken und Datenintegrationszentren vergrößert die Basis der datenbasierten Gesundheitsforschung. Das hilft Forschenden, Krankheiten und ihre Variationen präziser zu erkennen und Therapien zu optimieren.
- Arzneimitteltherapiesicherheit: Innovative IT-Lösungen tragen dazu bei, die Arzneimittelsicherheit und Arzneimitteltherapien zu optimieren. Stationsapotheken können so riskante Wirkstoffkombinationen frühzeitig erkennen und Betroffene besser vor unerwünschten Nebenwirkungen geschützt werden.
Entscheidend für den Erfolg der Medizininformatik ist auch die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses. An der Schnittstelle von Medizin und Informatik bietet die RWTH viele interdisziplinäre Aus- und Weiterbildungsmöglichkeiten an. Dazu zählen z.B. die Studiengänge „Data Science“, „Biomedical Engineering“ und „Life Science Informatics“ – letzteren bietet die RWTH gemeinsam mit der Uni Bonn im „Bonn-Aachen international Center for Information Technology“ an.
Daten zu Bioproben
Die RWTH cBMB Biobank unterstützt die medizinische Forschung – nicht nur an der Uniklinik RWTH Aachen, sondern auch an vielen anderen deutschen Forschungseinrichtungen. So versorgt sie z.B. das Paul-Ehrlich-Institut mit Bioproben und Daten zur COVID-19-Forschung. Die Vernetzung der cBMB Biobank mit dem Aachener Datenintegrationszentrum erweitert den neben den Proben zur Verfügung stehenden Datenschatz und erleichtert es Forschenden, neue Erkenntnisse zu gewinnen, Diagnosen präziser und Therapien besser zu machen.
Die Aachener Biobank brachte zudem wertvolle Erfahrungen und Kompetenzen in die Medizininformatik-Initiative ein – z.B. ihre Expertise zum Datenschutz und zur Verschlüsselung von Patientendaten, zur Verknüpfung von Bioproben mit Forschungsdaten sowie zur Bearbeitung der Anträge Forschender, die diese Daten nutzen wollen. Diese Datennutzung setzt stets das Einverständnis der Patientinnen und Patienten voraus und beachtet alle ethischen und datenschutzrechtlichen Vorgaben.
Die RWTH cBMB Biobank ist Partner der German Biobank Alliance (GBA).
Seltene Erkrankungen
Mit maßgeschneiderten IT-Lösungen hat Medizininformatik-Initiative dazu beigetragen, neue Ansatzpunkte für die Erforschung Seltener Erkrankungen aufzuspüren, um die Versorgung Betroffener weiter zu verbessern. In diesen Anwendungsfall brachte der Lehrstuhl „Information Systems“ der RWTH langjährige Erfahrung auf dem Gebiet innovativer IT-Lösungen ein. So entwickelten Expertinnen und Experten am Standort Aachen z.B. eine „verteilte Analyseplattform“. Sie ermöglicht es Forschenden, persönliche Daten von Patientinnen und Patienten standortübergreifend auszuwerten, ohne dass diese Daten ihren Standort – z.B. den Server einer Universitätsklinik – verlassen müssen. Diese Plattform ist ein wichtiger Baustein für den Schutz und die Sicherheit der Patientendaten.
Die organisatorischen und technischen Lösungen der Medizininformatik-Initiative sollen Forschenden sowie Ärztinnen und Ärzten helfen, Seltene Erkrankungen besser zu verstehen, zu erkennen und zu behandeln.
Medizininformatik-Initiative: Use Case CORD-MII
Versorgungsatlas für Menschen mit Seltenen Erkrankungen
Infektionskontrolle
Die RWTH Aachen hat die Entwicklung eines Frühwarnsystems unterstützt, das Ärztinnen und Ärzten am Krankenbett zur Seite steht und ihnen hilft, Infektionen des Blutes – im Fachjargon Blutstrominfektionen genannt – bestmöglich zu bekämpfen und Antibiotika passgenau und effizient einzusetzen. Dafür entstanden an der RWTH Aachen innovative IT-Lösungen, die Patientendaten automatisch analysieren. Mit ihrer Hilfe kann das selbstlernende Frühwarnsystem große Datenmengen analysieren und darin versteckte Muster und behandlungsrelevante Informationen aufspüren.
Das System – die HELP-App – soll auch jene Fälle identifizieren, bei denen der Erregernachweis wahrscheinlich nicht auf eine bakterielle Infektion des Blutes, sondern auf eine verunreinigte Blutprobe zurückzuführen ist. Bestätigt sich dieser Verdacht, können die Ärztinnen und Ärzte die Antibiotika absetzen. Der reduzierte Wirkstoffverbrauch soll dazu beitragen, dass Erreger nicht resistent werden.
Medizininformatik-Initiative: HELP – Zielgerichtete Antibiotikatherapie in der Infektionsmedizin
Film zum Anwendungsfall: Digitale Assistenz am Krankenbett
Intensivmedizin
Die RWTH Aachen hat ein Frühwarnsystem mitentwickelt, das auf Intensivstationen Vorboten des akuten Lungenversagens automatisiert erkennt und Behandelnde per App warnt, damit diese rechtzeitig lebensrettende Maßnahmen einleiten können. Die dem System zugrundeliegenden Modelle wurden auf der Basis bereits erfasster Daten von Patientinnen und Patienten entwickelt. Ihr Zusammenspiel mit den auf Intensivstationen laufend erfassten Daten kann das System Vorboten kritischer Situationen schnellerkennen.
Medizininformatik-Initiative: ASIC - Algorithmische Überwachung in der Intensivversorgung
Film: Digitale Assistenz am Krankenbett
Arzneimittelwechselwirkungen
Klinische Daten über verordnete Medikamente sollen vereinheitlicht und mit maßgeschneiderten IT-Lösungen analysiert werden, um riskante Wirkstoffkombinationen und Risikopatientinnen und -patienten frühzeitig zu erkennen. So kann unerwünschten Nebenwirkungen von Arzneimitteln besser und gezielter vorbeugt werden. Der Lehrstuhl „Information Systems“ der RWTH brachte seine langjährige Erfahrung auf dem Gebiet innovativer IT-Lösungen in diesen Anwendungsfall ein. So entwickelten die Expertinnen und Experten aus Aachen z.B. eine „verteilte Analyseplattform“. Sie ermöglicht es Forschenden, sensible Gesundheitsdaten standortübergreifend zu analysieren, ohne dass diese Daten ihren Standort – z.B. den Server einer Universitätsklinik – verlassen müssen. Die Plattform ist somit ein wichtiger Baustein für den Schutz und die Sicherheit der Behandlungsdaten von Patientinnen und Patienten.