ArchivDeutsches Ärzteblatt48/2014Medizinische Informatik in der digitalen Gesellschaft: Im Spannungsfeld vielfältiger Aufgaben

THEMEN DER ZEIT

Medizinische Informatik in der digitalen Gesellschaft: Im Spannungsfeld vielfältiger Aufgaben

Dtsch Arztebl 2014; 111(48): A-2102 / B-1784 / C-1707

Hübner, Ursula; Prokosch, Hans-Ulrich; Breil, Bernhard

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Die Medizinische Informatik trägt wesentlich dazu bei, Prozesse der Patientenversorgung und der medizinischen Forschung zu gestalten. Zunehmend rücken gesellschaftliche, ethische und rechtliche Rahmenbedingungen in den Fokus.

Abbildung: Fotolia/WavebreakmediaMicro
Abbildung: Fotolia/WavebreakmediaMicro

Mit der Digitalen Agenda 2014 – 2017 und dem Wissenschaftsjahr 2014, das unter dem Motto „Digitale Gesellschaft“ (1) steht, trägt die Politik der vorangeschrittenen Digitalisierung des Alltags Rechnung. Dies gilt auch und gerade für die Medizin und das Gesundheitswesen. So benennt die Bundesregierung in der Digitalen Agenda (2) explizit das Innovationspotenzial in der Medizin durch Digitalisierung.

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Das Fach Medizinische Informatik steht im Spannungsfeld seiner Anwendungen von den Molekülen, Zellen und Organen zu den individuellen Patienten, Populationen und der Gesellschaft (3, 4). Die Medizinische Informatik trägt wesentlich dazu bei, Prozesse der Patientenversorgung und medizinischen Forschung unter Einsatz der Elektronischen Patientenakte (EPA) und vernetzter Systeme zu gestalten. Zunehmend rücken auch ethische und rechtliche Rahmenbedingungen in den Fokus.

Definition: Die Medizinische Informatik ist die Wissenschaft der systematischen Erschließung, Verwaltung, Aufbewahrung, Verarbeitung und Bereitstellung von Daten, Informationen und Wissen in der Medizin und im Gesundheitswesen. Sie ist von dem Streben geleitet, damit zur Gestaltung der bestmöglichen Gesundheitsversorgung beizutragen (5).

Heutige Entwicklungen in der Medizin beruhen auf frühen Grundlagenarbeiten der Medizinischen Informatik. Bereits in den 80er Jahren initiierten führende deutsche Medizinische Informatiker ein erstes Pilotprojekt zur Etablierung eines Hessischen Krebsregisters. Ab 1990 wurde der in klinischen Registern benutzte Datenstandard, die „Basisdokumentation für Tumorkranke“ (6), verbessert. Er bildet die Grundlage für eine einheitliche klinische Krebsregistrierung im Rahmen des Gesetzes „zum Aufbau von bundesweiten klinischen Registern“ aus dem Jahr 2013 (7).

Analog werden auch die bahnbrechenden Arbeiten von Friedrich Wingert zur systematischen Nomenklatur der Medizin (Systematized Nomenclature in Medicine, SNOMED) (8, 9) aktuell wieder aufgegriffen. So führte die Initiative des Bun­des­ge­sund­heits­mi­nis­ter­iums zum „Einsatz von Ordnungssystemen und Terminologien in der Medizin“ jüngst zu einer konsentierten Empfehlung von SNOMED CT (Clinical Terms) sowie von LOINC (Logical Observation Identifiers Names and Codes) für die Codierung zum Zweck des standardisierten Datenaustausches für Versorgung und Forschung.

1973 stellten Rosenkranz und Reichertz ein Pharmakotherapie- und Informationssystem für die Unterstützung der patientenbezogenen Therapie (10) vor. Aktuelle Arbeiten der AG Arzneimittelinformationssysteme der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e.V. (GMDS) (11, 12), weisen auf die Chancen von IT in der Arznei­mittel­therapie­sicherheit (AMTS) hin. Sie empfehlen unter anderem eine umfassende standardisierte Aufbereitung von Medikamentendaten, damit AMTS-Prüfungen von Kontraindikationen und Wechselwirkungen realisiert werden können.

Dass IT heute in vielen Bereichen von Diagnostik und Therapie noch nicht die Rolle spielt, die ihr prophezeit wurde, liegt weniger an der Technik selbst, sondern vor allem an organisatorischen Belangen (13) und an einer mangelnden Einbindung von Anwendern einschließlich der Patienten (14, 15).

IT-gestützte schnelle Versorgung von Schlaganfallpatienten mit guter Nachsorge bis hinein ins häusliche Umfeld. Das dieser Abbildung zugrunde liegende vollständige Fallbeispiel ist in der eTabelle verfügbar.
IT-gestützte schnelle Versorgung von Schlaganfallpatienten mit guter Nachsorge bis hinein ins häusliche Umfeld. Das dieser Abbildung zugrunde liegende vollständige Fallbeispiel ist in der eTabelle verfügbar.

Als Anwendungswissenschaft trägt die Medizinische Informatik innovative Technologien in die Bereiche des Gesundheitswesens hinein und transformiert sie nach den medizinischen Bedürfnissen und den Anforderungen an Sicherheit und Nutzen.

Eine wichtige Aufgabe der Medizinischen Informatik besteht in der Konzeption und Erstellung von Werkzeugen zur IT-Unterstützung klinischer Prozesse, das heißt, zur kontextabhängigen Bereitstellung von aktuellen und umfassenden Patienteninformationen für diagnostische und therapeutische Entscheidungen auf der Basis medizinischen Wissens (16) und zur Kommunikation zwischen den Prozessbeteiligten. Dazu wurden zahlreiche Ansätze erarbeitet (17), die zu Implementationen in marktgängigen Systemen führten (18). Der Grad der IT-Prozess-Unterstützung ist ein Merkmal für die Güte der IT in einer Einrichtung und kann daher zu Benchmarking-Zwecken genutzt werden (19).

Medizinische Workflows enden selten an den Grenzen einer Einrichtung, sondern setzen sich im ambulanten Bereich fort. Neue Anwendungen der Telemedizin und Telematik unterstützen die digitale Kommunikation zwischen den unterschiedlichen Partnern bis hin zur aktiven Einbindung von Bürgern und Patienten. Beispielhaft seien teleradiologische Konsile in ländlichen Gebieten (Teleradiologienetzwerk in Vorpommern [20]), Telemonitoring bei kardiologischen Patienten in der Rehabilitationsphase (Herz- und Diabeteszentrum NRW in Bad Oeynhausen [21]), das Etablieren einer sektorenübergreifenden EPA in einer Gesundheitsregion (22, 23) sowie die elektronische Selbsteinschätzung von Patienten in klinischen Studien oder für Krebsregister (24) genannt.

Weitere Einsatzgebiete sind Anwendungen für die Diagnostik, Therapieplanung und die Therapie individueller Patienten, insbesondere die digitale Signalanalyse, zum Beispiel von (Langzeit-)EKGs, und die Bildverarbeitung. Bei hochaufgelösten (multimodalen) Aufnahmen reichen die 2-D- und 3-D-Anwendungen von der Detektion auffälliger Strukturen, etwa in der Mammographie und Pathologie (25, 26), bis hin zur Bewertung von Läsionen, zum Beispiel zur Differenzierung zwischen benignen und malignen Befunden (27).

Diagnostik und Therapieplanung

Beispiele für die Therapieplanung sind die Dosisplanung in der Strahlentherapie (28) sowie die Zugangs- und Resektionsplanung in der Neurochirurgie (29). Eine direkte Therapieunterstützung wird durch Navigationsverfahren geleistet (30). Neue oder verbesserte Aufnahmetechniken wie diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographen führen zu neuen Möglichkeiten, etwa im Umgang mit Schlaganfallpatienten (31). In aktuellen Projekten steht darüber hinaus die Vernetzung der zahlreichen Medizingeräte (zum Beispiel im Operationssaal) mit den entsprechenden Informationssystemen im Vordergrund (32).

Die Diagnostik wird sich dezentralisieren, das heißt vom Krankenhaus zum Patienten bewegen. Zum Beispiel können Herzinfarktsymptome bereits heute mit wenigen im (Auto-)Sitz oder in der Kleidung (Smart Wearables) integrierten Sensoren zuverlässig erkannt werden (33).

Lösungen für Datenquantität und -qualität

Vor allem im Zeitalter der Personalisierten Medizin ist die Medizinische Informatik der Lösungsanbieter für das Management und die Analyse großer Datenmengen (34, 35). Beispielhaft seien hier Remote-Data-Entry-Systeme in multizentrischen Studien, Systeme zum Management von Biomaterialproben und von genomischen Hochdurchsatzdaten sowie die Integration phenotypischer Patientendaten mit molekularen und genomischen Daten genannt (3638). Künftig wird hierzu eine Fülle weiterer Daten hinzukommen, die mit dem Begriff Exposom umschrieben werden und unter anderem krankheitsrelevante Umwelteinflüsse und das menschliche Verhalten beinhalten (39). Mit den wachsenden Datenschätzen aus der Patientenversorgung wächst der Bedarf, diese für Versorgungsforschung, Kohortenidentifikation und Patientenrekrutierung in klinischen Studien zu nutzen (40). Hier stellt die Entwicklung von Methoden der Medizinischen Informatik zur Bewertung der Datenqualität einen wichtigen Aspekt der medizinischen Forschung dar (41).

  • Vom Informatiker zum Medizininformatiker: Die Medizinische Informatik ist ein stark interdisziplinär geprägtes Fach, in dem die Informatik als Methoden- und Technologiedisziplin auf die Anwendungsdomäne Medizin und Gesundheitswesen trifft (42, 43). Der Medizinische Informatiker ist häufig in erster Linie ein Informatiker, der vor allem auf den anwendungsbezogenen Methoden der Informatik wie Daten- und Wissensmanagement sowie Software-Engineering und Projektmanagement aufsetzt (44). Inhalte für die Studienangebote in Medizinischer Informatik, Gesundheitsinformatik und E-Health finden sich in den Empfehlungen der International Medical Informatics Association (45).
  • Vom Arzt zum Medizinischen Informatiker: Mit einer zunehmenden tiefen Integration von IT in die Versorgungsprozesse stehen Ärzte in der Verantwortung, IT-Projekte zu leiten und IT sinnvoll zum Einsatz zu bringen. Da oft die Grundkenntnisse in medizinischen Informations- und Klassifikationssystemen, die im Medizinstudium vermittelt werden (46, 47), hierfür nicht reichen, können Ärzte ihre Kenntnisse im Rahmen der Zusatzweiterbildung „Medizinische Informatik“ vertiefen.
  • Das Zertifikat Medizinische Informatik: Ebenso haben sie wie andere Personen, die einschlägig ausgebildet und in der Medizinischen Informatik tätig sind, die Möglichkeit, sich mit dem Zertifikat Medizinische Informatik für leitende Positionen in Einrichtungen des Gesundheitswesens und in der Industrie zu qualifizieren. Dieses Zertifikat, das von der GMDS, der Gesellschaft für Informatik und dem Berufsverband der Medizinischen Informatiker gemeinsam vergeben wird, bescheinigt methodische Fachkenntnisse, praktische Erfahrungen und Leitungskompetenz in Medizinischer Informatik, Medizin und Management (48).
  • Zusammenarbeit mit anderen Berufen: Der starke interdisziplinäre Charakter der Medizinischen Informatik macht dieses Fach zur Brückendisziplin, welche über die Vermittlung zwischen den jeweiligen Fachwelten Innovationen erst ermöglicht: beispielsweise mit Physikern und Ingenieuren an der Nahtstelle zwischen Medizintechnik und Medizinischer Informatik oder mit Biologen und Mathematikern in der Genomforschung sowie mit Psychologen zur Gestaltung der Mensch-Computer-Schnittstelle.

Dass Medizinische Informatik sich nicht nur an Ärzte, Pflegekräfte und andere Gesundheitsberufe wendet, wurde spätestens seit der breiten Nutzung des Internets von Bürgern und Bürgerinnen auch zu Gesundheitsthemen deutlich (49). Um dem Problem von falschen Informationen zu medizinischen Fragen im Internet zu begegnen, wurden Siegel entwickelt, die gute Webseiten kennzeichnen, wie der HONcode der Health on the Internet (HON) Foundation des Genfer Medizininformatikers Scherrer (50, 51). Wie Medizinische Informatiker gezeigt haben, können auf Smartphones und Tablets bereitgestellte Apps eine weitere Quelle von Gefahren darstellen (52).

Gesellschaftliche Verantwortung

Einen anderen Ansatz verfolgen Personal Health Records beziehungsweise elektronische Gesundheitsakten. Sie haben das Potenzial, das Gesundheitsverhalten von Menschen signifikant und positiv zu beeinflussen (53). In Deutschland liegen erste Erfahrungen vor, aus denen hervorgeht, dass neben einer verbesserten Integration von Befunddaten vor allem noch eine intensivere Einbeziehung der Ärzte nötig ist (54). Die Erschließung des Wohnumfeldes für die Gesundheitsversorgung mittels Methoden des Ambient Assisted Living (AAL) ist ein weiterer Schritt, intelligente Technologien näher an den Patienten und an den Bürger zu bringen, das heißt, in kritischen Situationen besser medizinisch-pflegerisch zu überwachen und dadurch beispielsweise zur Sturzprophylaxe und Sturzdetektion beizutragen (55).

Die Forderung nach Patientenzentrierung verlangt auch von der Medizinischen Informatik einen Perspektivenwechsel (56). Dieser schlägt sich an vielen Stellen nieder, zum Beispiel in der Messung der Lebensqualität im Kontext von Kosten-Nutzen-Analysen (57). Im Sinne von Patientenzentrierung muss sich die Medizinische Informatik den ethischen Herausforderungen einer sich durch IT verändernden Arzt-Patient-Beziehung und eines vertieften Verständnisses des Individuums und seines Datenabbildes stellen (58).

Ob eine Technologie die Akzeptanz des Bürgers erhält, hängt nicht zuletzt von dem erwarteten Maß an Schutz seiner Daten ab. Die Konzeption von Lösungen zur Wahrung von Privatheit im Rahmen neuer Entwicklungen wie der individualisierten Medizin, insbesondere der Pharmakogenetik und assistierender Technologien, stellt somit eine weitere Herausforderung dar, mit der sich Medizinische Informatiker heute konfrontiert sehen (59). Dabei liegt es im Verantwortungsbereich der Medizinischen Informatik, die Balance zwischen Vertraulichkeit und Verfügbarkeit herauszuarbeiten.

Im Zuge der Erschließung immer weiterer Datenquellen zum Beispiel durch mobile Endgeräte und tragbare Sensoren und der Einbettung von Informations- und Kommunikationstechnologie in alle Aktivitäten des täglichen Lebens wird die Medizinische Informatik noch viel stärker als bislang gefordert sein, öffentliche Diskussionen zu initiieren, Problemfelder offenzulegen und dem Datenschutz gerecht werdende technisch-organisatorische Lösungsansätze anzubieten.

Mit seinen rasanten Entwicklungen ist das Gesundheitswesen ein kontinuierlich lernendes System (60). In immer wiederkehrenden Feedbackschleifen gewinnen Ärzte neue Erkenntnisse und stehen kontinuierlich vor den Herausforderungen der Prozessoptimierung für Patientenversorgung, Forschung und Lehre. Dazu müssen viele, komplexe und multivariable Datensätze, die heute oft als „Big Data“ bezeichnet werden, intelligent aufbereitet und ausgewertet werden. Letztendlich tragen Medizinische Informatiker dazu bei, aus diesen „Big Data“ „Smart Data“ zu generieren (61), die helfen, faktenorientierte Entscheidungen für eine bessere Patientenversorgung und eine höhere Patientensicherheit zu treffen.

Ausblick auf die digitale Medizin 2020

IT-Unterstützung beginnt im Rettungsfahrzeug und endet zu Hause beim Patienten. Technologien, die heute verfügbar sind, werden sich in den nächsten Jahren weiter durchsetzen und flächendeckend in der Patientenversorgung eingesetzt werden. Das Fallbeispiel gibt einen Eindruck, wie die Medizin im Jahr 2020 durch elektronische Verfahren noch effektiver unterstützt werden kann (Grafik, eTabelle). Zentrale Optionen, die beispielhaft erläutert werden, sind die schnellere Weiterleitung aktueller Informationen, umfassendere Verfügbarkeit von Daten für die Forschung, geeignete elektronische Mittel für Pflege und Rehabilitation sowie assistive Technologien im häuslichen Umfeld.

  • Zitierweise dieses Beitrags:
    Dtsch Arztebl 2014; 111(46): A 2102–6

Anschrift für die Verfasser:
Prof. Dr. rer. nat. Ursula Hübner
Hochschule Osnabrück, Forschungsgruppe
Informatik im Gesundheitswesen
u.huebner@hs-osnabrueck.de

@Literatur im Internet:
www.aerzteblatt.de/lit4814

eTabelle:
www.aerzteblatt.de/142102
oder über QR-Code

Der Artikel wurde gemeinschaftlich durch alle Mitglieder des Fachausschusses Medizinische Informatik der GMDS und der Gesellschaft für Informatik erstellt.

Wir bedanken uns bei Prof. Dr. med. Florian Stögbauer, Klinikum Osnabrück, für die Gestaltung des klinischen Fallbeispiels, bei Prof. Dr. Ivo Wolff, Hochschule Mannheim, und Prof. Dr. Thomas Deserno né Lehmann, RWTH Aachen, für den Beitrag zur Bildverarbeitung.

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