Projekt MeDiTwin Digitale Zwillinge – sicher und intuitiv nutzbar machen

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Fraunhofer Institut für Graphischen Datenverarbeitung

Governikus GmbH & Co. KG

Gesundheitsdaten müssen sicher sein, gleichzeitig brauchen Ärzte und Patienten aber auch einen übersichtlichen Zugriff auf diese Daten. Das Projekt MeDiTwin will beide Aufgaben lösen und setzt dabei auf digitale Zwillinge, Visualisierung und dezentrale Speicherung.

Während die ePA für alle noch vor dem Rollout steht, denkt man Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung (IGD) schon weiter. Am Forschungszentrum ATHENE entwickeln Forschende des IGD und des Fraunhofer-Instituts für Sichere Informationstechnologie (SIT) im Projekt MeDiTwin nutzerfreundliche und sichere medizinische digitale Zwillinge.

Es geht dabei zum einen um Übersichtlichkeit: Eine intuitive, benutzerfreundliche Oberfläche soll Patientinnen und Patienten dabei helfen, ihre Gesundheitsdaten zu verstehen und zu verwalten, also auch selbstbestimmt zu entscheiden, wem sie Zugriff auf welche Daten geben wollen. Das betrifft neben Befunddaten und Arztberichte auch Daten aus Gesundheitsapps, Sensoren oder Smartphones, denn die Forscher gehen davon aus, dass Patientinnen und Patienten künftig immer mehr in ihre eigene Gesundheitsversorgung eingebunden werden.

Prof. Dr.-Ing. Jörn Kohlhammer, Abteilungsleiter Informationsvisualisierung und Visual Analytics am Fraunhofer IGD, erklärt, wie die Daten und Zusammenhänge visualisiert werden: „Unsere Dashboards zeigen übersichtlich, welche Daten gespeichert sind, wer darauf aktuell zugreifen kann und welche Informationen für medizinische Entscheidungen relevant sind.“ Zudem wird mit Kurvendiagrammen gearbeitet, um zeitliche Verläufe sichtbar zu machen. Patienten sollen damit Trends erkennen und frühzeitig reagieren können. Aber auch Ärztinnen und Ärzte können so bestimmte Datentypen wie Laborwerte anfordern und sich anzeigen lassen.

Dezentrale Speicherung und attributbasierte Schlüssel

Die andere, grundlegende, Herausforderung ist die sichere Speicherung und Verarbeitung der Informationen, es geht schließlich um sehr sensible Gesundheitsdaten. Statt alle Daten in einem einzigen System zu bündeln, „das bei einem Cyberangriff vollständig kompromittiert werden könnte“, haben die Forschenden einen dezentralen Ansatz mit verteilter und verschlüsselter Speicherung gewählt. Die Zugriffskontrolle ist feingranular geregelt: „Der Zugriff erfolgt über attributbasierte Schlüssel, sodass nur berechtigte Personen die jeweils relevanten Informationen einsehen können“, erläutert Prof. Kohlhammer.

Ein Einblick in den bisherigen Umsetzungsstand von MeDiTwinbietet sich den Besuchern der diesjährigen DMEA. Dort präsentiert das Fraunhofer IGD den aktuellen Entwicklungsstand als Proof-of-Concept und in einer prototypischen Umsetzung. Die Wissenschaftler demonstrieren verschiedene Szenarien für medizinische Digitale Zwillinge, etwa in der Nephrologie, bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen oder Parkinson.

Künftig sind weitere Optimierungen der Benutzeroberfläche und der Visualisierungsmöglichkeiten geplant, so sollen zum Beispiel medizinische Bilddaten mit Zusatzinformationen dargestellt werden.

„Langfristig wollen wir eine Lösung entwickeln, die sich flexibel an neue regulatorische Vorgaben und technische Entwicklungen anpasst“, sagt Dr.-Ing. Stefan Wesarg, Abteilungsleiter Visual Healthcare Technologies am Fraunhofer IGD.

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