E-Health

Wie IoT das Gesundheitswesen verändert

Begriffserklärung

E-Health ist der Oberbegriff aller IKT-gestützten (Informations- und Kommunikationstechnik) Anwendungen, in denen Informationen elektronisch verarbeitet werden, um die Behandlungs- sowie Betreuungsprozesse von Patienten und Patientinnen zu erleichtern (vgl. Bundesministerium für Gesundheit 2018).
Das Ziel von E-Health in Deutschland ist insbesondere die Vernetzung aller Institutionen und Personen im Gesundheitswesen. Dabei helfen unter anderem Geräte der Kategorie Internet of Things (IoT).

Einleitung

Die Menschen interessieren sich immer mehr für ihren Gesundheitszustand. Geräte des Bereichs “Internet of things” helfen ihnen, unter anderem durch zahlreiche Sensoren in ihrem Handy oder ihrer Smart Watch, dabei, den Gesundheitszustand kostengünstig zu überwachen. Die nachfolgenden Beispiele sollen zeigen, wie sich das Bewusstsein über den eigenen Gesundheitszustand im Laufe der Zeit verändert hat und wie es in Zukunft aussehen könnte.

Früher: Wenn jemand Beschwerden hatte, ist er deswegen zum Arzt gegangen. Dieser bringt das dann wieder in Ordnung. Fertig (vgl. Andelfinger et al. 2016: S. 7). Heute: Wenn jemand Beschwerden hat, googelt er erstmal was das sein könnte. Die Person versucht dann gegebenenfalls selber etwas dagegen zu unternehmen. Wenn das nicht hilft, sucht er (im Internet) einen passenden Arzt. Der Arzt macht dann irgendwas und die Person googlet im Anschluss, ob das auch das Richtige war (vgl. ebd.).
Morgen: Das Smartphone sagt der Person, dass sie sich in den letzten Wochen zu wenig bewegt hat. Das sieht die Person auch an ihrem Gewicht, welches die Waage per WLAN an das Health-Portal übermittelt hat. Das Portal weist dann darauf hin, dass die Person bald wieder Probleme mit dem Knie bekommen werde, genau wie letztes Jahr als sie zugenommen hatte (vgl. ebd.: S. 8).

Einstiegsbeispiel

Der Wecker reißt dich aus dem Schlaf, denn dein smartes Armband zeigt dir an, dass du nach einer unruhigen Schlafperiode gegen 03:00 Uhr nun um 06:17 Uhr das Ende einer Tiefschlafphase erreicht hast und es die beste Zeit ist, aufzustehen. Hochmotiviert gehst du joggen, das smarte Armband misst deinen Puls, deine Laufgeschwindigkeit und die zurückgelegte Strecke. Die Sensoren des Armbands haben deinem Schweiß entnommen, dass du heute besonders viel Vitamin C benötigst. Als du dir deswegen genügend Obst klein schneidest, meldet dein Smartphone eine neue Benachrichtigung. Du sollst vor dem Frühstück dein blutdrucksenkendes Medikament einnehmen. Du machst es und klickst auf „erledigt“. Dein Hausarzt erhält sogleich die Nachricht, dass du das Medikament wie vorgeschrieben eingenommen hast und dass deine Packung in sieben Tagen leer sein wird. Die Praxis schickt deswegen automatisch ein neues elektronisches Rezept an die angegebene Apotheke. Die Apotheke schickt dir am nächsten Tag eine Benachrichtigung auf dein Smartphone, um dich daran zu erinnern, das Medikament abzuholen (vgl. Bauer et al. 2017: S. 3).

Das Einstiegsbeispiel zeigt dir, wie in Zukunft IoT im Bereich E-Health für Privatpersonen aussehen kann. Der Trend geht dahin, dass immer mehr Menschen ihren Gesundheitszustand überprüfen und eigenständig regulieren wollen. Wie der Bereich von E-Health durch IoT in Zukunft verändert werden könnte, wird in den nachfolgenden Abschnitten beschrieben.

Inhalt

Die Digitalisierung hat neben anderen Lebensbereichen auch den Bereich der Gesundheit erfasst. Diese Digitalisierung des Gesundheitsbereichs wird E-Health genannt. Zu diesem Bereich zählen Online-Angebote, z.B. interaktives Gesundheitscoaching, Telemedizin und auch der Bereich Mobile Health. Menschen haben immer ihren Körper und ihre Gesundheit beobachtet und erforscht. Durch den technischen Fortschritt ist die Entwicklung von bezahlbaren Kleinstcomputern, die Smartphonedichte in Industriestaaten und das wachsende Angebot von Gesundheits-Apps in bisher undenkbar großem Maßstab möglich. Durch das sogenannte “Self-Tracking” können die Menschen ihre Aktivität und ihre Körperdaten z.B. mit Hilfe von Sensorarmbändern protokollieren und mit speziellen Tracking-Programmen auswerten. Das Internet der Dinge (IoT) ermöglicht es also, die Daten der Menschen zu analysieren, auszuwerten und zu teilen. Der eigene Körper wird für Self-Tracker zur Datenquelle. Durch die Daten kann jeder einzelne für sich bestimmte Gewohnheiten oder unbeachtete Zusammenhänge erkennen und sich so über seine ungesunde Ernährungsweisen oder schlechten Angewohnheiten informieren (vgl. ebd.: S. 4).
Das Self-Tracking ist in Deutschland durch eine Vielzahl an Gadgets schon weit voran geschritten, wobei die Digitalisierung sich im gesamten Gesundheitssystem noch nicht ganz durchgesetzt hat. Ein wichtiger Schritt, um auch den demografischen Wandel aufzufangen ist die massive Kosteneinsparung durch vereinfachte digitale Kommunikationswege zwischen Arztpraxen, Versicherern, Krankenhäusern und Patienten. Vor allem die Patienten könnten in Eigenverantwortung ihre Patientenakte künftig digital selbst verwalten (vgl. ebd.: S. 4).
Probleme beim Voranschreiten bringt der Datenschutz mit sich. Von aktuell angebotenen Apps sind nur die wenigsten anerkannte Medizinprodukte nach dem Medizinproduktegesetz. Wer welche Daten verarbeitet und an wen sie weitergeleitet werden, ist oft nicht transparent. Die E-Health-Anwendungen basieren jedoch auf den meist sehr sensiblen Daten der Nutzer (vgl. ebd.: S. 4).
Barrieren entstehen vor allem dadurch, dass der Nutzen solcher Lösungen und die nötigen strukturellen Veränderungen für die verschiedenen Sektoren und Interessengruppen des Systems vorab nicht ausreichend ermittelt, kommuniziert und mit flankierenden Maßnahmen unterstützt werden. Die optimale Nutzung von E-Health-Infrastrukturen erfordert zudem nicht nur die Bereitstellung kostengünstiger Hochtechnologie, sondernes müssen vor allem integrierte Versorgungsstrukturen entwickelt werden, bei denen der stationäre Sektor stark mit der vor- und nachgelagerten ambulanten Versorgung durch den Hausarzt, den Facharzt oder die Rehabilitation verzahnt ist – es geht also auch um eine durchgehende Optimierung von Prozessen und eine entsprechende Anpassung der ärztlichen Vergütung (vgl. Krankenhaus-IT 2010).

E-Health und Sicherheit

Ein besonders wichtiger Punkt des E-Healths ist das Thema Sicherheit. Das Sammeln der Gesundheitsdaten kann von Vorteil sein, indem beispielsweise Erkrankungen früh erkannt und behandelt werden können.
Doch dies ist mit Problemen verbunden, da die ärztliche Schweigepflicht nach § 9 Abs. 1 MBO-Ä und § 203 Abs. 1 Nr. 1 StGB gewahrt werden muss. Sollte ein Drittanbieter Zugriff auf Gesundheitsdaten bekommen, wenn auch nur zum Übermitteln an den zuständigen Arzt, stellt dies eine strafbare Offenbarung dar (vgl. Johner 2018).
Die Gesetzgebung müsste also dahingehend angepasst werden, dass es Drittanbietern erlaubt ist, durch verschlüsselte Verfahren oder ein deutschlandweit eingerichtetes Netz Gesundheitsdaten zu übermitteln. Solange dies nicht geschieht, lohnt sich für Firmen und Start-ups keine Investition in diesen potenziell lebensrettenden und ökonomisch lukrativen Bereich (vgl. ebd.).
Sollte aber eine Gesetzesänderung eintreten und das übermitteln der Gesundheitsdaten gesetzlich geregelt werden, eröffnet sich ein neues Problem für die Sicherheit: Cyberkriminalität. Bspw. könnten die Daten von Personen des öffentlichen Interesses abgegriffen und diese damit erpresst werden.
Außerdem könnten Patientendaten an Werbefirmen verkauft und damit gezielt Personen mit bestimmten Beschwerden beworben werden. Das Thema der Haftung bei einem kriminellen Akt dieser Art ist nicht geklärt. Gerade bei einem bundesweit eingerichteten Netz oder einem involvierten Drittanbieter könnte die Schuldfrage schwierig zu klären sein.
Ein weiterer kritischer Punkt zum Thema Sicherheit ist die mögliche Fehlfunktion von E-Health-Gadgets und -Apps. Diese könnten bspw. falsch eingestellt sein oder falsche Daten übermitteln, was zu fehlerhafter Behandlungen und unkorrekter Einnahme von Medikamenten führen könnte. Gerade die älteren, wenig technikaffinen Patienten, die besonders von diesen Technologien profitieren, könnte dies in problematische oder gar lebensgefährliche Situationen bringen.
Zudem die Frage: Ist der Patient selbst Verantwortlich oder sollte der Hersteller der Gadgets zur Rechenschaft gezogen werden?
Ein potenzieller Gefahrenpunkt der nicht vernachlässigt werden sollte, ist der in vielen Studien belegte Effekt des „Krank Testens“, also das durch ständige Tests bei leichten Abweichungen der Testdaten zur Norm dem Patienten suggeriert wird bzw. er annimmt, dass er krank sei, ohne dass dies wirklich der Fall ist. Eine Übersensibilisierung könnte daraus resultieren und damit unnötige oder falsche Behandlungen sowie eine zusätzliche Belastung des Gesundheitssystems zur Folge haben.

Ein wiederkehrendes Problem ist die fehlende Regulierung durch die Politik. Es ist ein neues, kompliziertes, facettenreiches Themenfeld. Es müssen zuerst Gesetze in Kraft treten und besonders sichere Strukturen geschaffen werden, um kriminellen Energien keine Möglichkeit zu geben, ihr destruktives Schaffen auszuleben. Außerdem müssen ethische Fragen im gesellschaftlichen und politischen Diskurs geklärt werden. „Wer haftet wann“ und „wer darf was“ sind die zentralen zu klärenden Fragen.

Anwendungen (Gadgets)

Wearables

Wearables (am Körper getragene Kleinstcomputer) können z.B. auch Messgeräte zur Überwachung des Blutzuckerspiegels und anderer Gesundheitswerte sein. Das Diabetiker-Pflaster, das anhand der gemessenen Werte vollautomatisch Insulin abgibt. Außerdem liefern Wearables künftig noch bessere Messergebnisse als Smartphones, da sie direkt am Körper getragen werden und zunehmend darauf ausgelegt sind, immer getragen zu werden (Armbanduhren oder Armbänder). Durch das IoT übermitteln sie Daten direkt über das Internet auf den Server des Anbieters (vgl. Bauer et al. 2017: S. 5).

Abgrenzung zwischen IoT für Verbraucher und Industrie
Abb. 1: Diabetiker Pflaster (aerzteblatt.de 2017).


Beacons

Bluetooth basierende Funktechnologie mit Sender und Empfängern. Beacons machen genaue Ortung von Nutzern und Gegenständen möglich (z.B. häusliche Nachsorge/Pflege). Nachrichten können an die Smartwatch gesendet werden, wenn der Patient in die Nähe eines Gegenstandes kommt, den er benutzen soll (z.B. Waage zur Gewichtskontrolle, Küche für Flüssigkeits- oder Nahrungsaufnahme). Health-Beacons können auch einen Alarm auslösen, wenn der Patient, ohne seinen Gehstock oder Schlüssel mitzunehmen, das Haus verlässt. Sie zeichnen jede Bewegung des Nutzers und somit ein detailliertes Bewegungsprofil auf (vgl. ebd.: S. 8).

Near Field Communication (NFC)

Bei der Near Field Communication (deutsch: Nahfeldkommunikation) werden Daten kontaktlos per elektromagnetischer Induktion übertragen. Die NFC kann ein Teil von IoT-Geräten sein. Ein Beispiel ist ein Chip zur Verifizierung von Personen z.B. für das Öffnen einer Tür im Krankenhaus oder beim Kauf von verschreibungspflichtigen Medikamenten (vgl. ebd.: S. 9).

Funktionale Pillen

Kleinste Pillen bestehend aus Kamera, Scheinwerfer und Funkeinheit können vom Patienten geschluckt werden und erlauben Videodiagnostik von der Mundhöhle bis zum Darmausgang. Etwa bei Darmkrebs, Morbus Crohn, Anämien oder Polypen. Ähnliche Pillen mit Temperatursensor kontrollieren bei Tätigkeiten unter extremen Bedingungen die Körperkerntemperatur – und schlagen Alarm, bevor es kritisch wird (vgl. Rothweiler 2016).

Schlafmessgerät

In einer Zeit, in der Menschen durch lange Arbeitswochen und hohe Stressbelastung häufiger denn je eine Möglichkeit suchen, ihre kurzen Ruhephasen optimal zu nutzen, soll der Res S+ Abhilfe schaffen. Das kontaktlose Schlafmessgerät kommt ohne Elektroden, wearables oder zugehöriger Matratze aus. Anstelle dessen nutzt es Bewegungs- und Schweißmesssensoren, um das Schlafverhalten genauestens zu messen.
Die Schlafanalyse kann via App an das Smartphone übertragen werden. Zudem kann mit den erlangten Daten ein optimaler Weckzeitpunkt ermittelt werden, der bestmöglich auf den Biorhythmus angepasst ist (vgl. Bell 2018).

Smart Drug Dispenser

Ein großes Problem bei der Medikamenteneinnahme ist, dass viele Menschen ihre Medikamente nicht sachgemäß einnehmen. Das hat den Hintergrund, dass viele bei der Einnahme der Medikamente durcheinander kommen. Vor allem ältere Menschen, die meist viele Medikamente nehmen müssen, verwechseln schnell mal den Wochentag. Studien zeigen, dass über die Hälfte der Senioren angegeben haben schon einmal die Einnahme ihrer Medikamente vergessen oder verwechselt zu haben. Es gibt zwar beschriftete Pillendosen, aber auch hier kann es dazu kommen, dass vergessen wird ein Dosis einzunehmen. Eine zu hohe oder zu niedrige Medikamentendosis hat schwere Folgen für den Patienten. Der Heilungsprozess wird gehemmt und Folgeerkrankungen werden gefördert. Dies ist nicht nur sehr ärgerlich für den Patienten, sondern kostet allein in Deutschland jährlich 10 Mrd. Euro. Diese Mehrkosten werden vor allem durch erhöhte Arztkosten verursacht (vgl. Gräf 2007).
An diesem Problem setzen die beiden deutschen Unternehmen „Mechatronic“ und „Balda“ an. Ihre Idee ist die smarte Pillendose. Diese kann mit dem Smartphone verbunden werden. Ein Arzt, Pfleger, Angehöriger oder der Patient selbst kann mithilfe einer App seinen Medikamentenplan abspeichern. Der smarte Drug Dispenser synchronisiert sich mit den Einstellungen der App. Hintergrund dessen ist, dass die Pillendose die Medikamente nur noch zur passenden Zeit freigibt. Wenn der Zeitpunkt der Medikamenteneinnahme gekommen ist, wird vom Smartphone ein akustisches Signal abgegeben sowie eine Benachrichtigung auf dem Display angezeigt. Der Patient hat nun die Möglichkeit durch einen Druck auf den Knopf sich Tabletten ausgeben zu lassen. Anschließend kann auf Wunsch eine Benachrichtigung an den behandelnden Arzt oder an entsprechende Angehörige gegeben werden. Natürlich werden diese im Falle einer Fehleinnahme ebenfalls benachrichtigt. Nach der erfolgreichen Einnahme wird die Ausgabe der Medikamente bis zum nächsten Zeitpunkt gesperrt, sodass eine Überdosierung verhindert wird (vgl. Lanzerath 2018).

Abgrenzung zwischen IoT für Verbraucher und Industrie
Abb. 2: Smart Drug Dispenser (Balda Healthcare 2016).


MedMinder

MedMinder, ein US-Unternehmen hat einen ähnlichen Ansatz. Doch hier wird die Idee etwas weiter gedacht. Ihre Pillendose fasst 28 Fächer. Diese können entweder für vier Wochen oder für eine Woche mit jeweils verschiedenen Tageszeiten genutzt werden. Der entscheidende Vorteil ihrer Lösung ist, dass in hier kein Smartphone benötigt wird. Da ältere Menschen oft nicht sehr technikaffin sind, ist dies vor allem hier vorteilhaft. Eine Internetanbindung wird dennoch benötigt. Diese erhält das Gerät durch den Mobilfunk. Der MedMinder funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip wie der oben vorgestellte smarte Drug Dispenser. Ein Fach wird nur zu einer bestimmten Uhrzeit freigegeben. Verpasst der Patient das entsprechende Zeitfenster, wird eine Benachrichtigung an Angehörige gesendet. Zusätzlich bietet der MedMinder einen Notfallknopf. Wenn dieser gedrückt wird, wird automatisch ein Notruf abgesetzt. Der MedMinder hat allerdings zwei Nachteile. Der erste ist der Kostenfaktor. Die Kosten betragen 40- 65 US-Dollar pro Monat, wobei noch nicht entschieden ist, ob (ein Teil der) Kosten von Krankenkassen übernommen werden können. Der zweite Nachteil ist, dass der MedMinder aktuell nicht in Europa funktioniert. Dies ist durch die verschiedenen Sendefrequenzen gegeben (vgl. Lanzerath 2018).

Als Fazit kann man sagen, dass die smarten Pillendosen zum jetzigen Zeitpunkt praktisch noch schwer umzusetzen sind. Vor allem die Kopplung mit dem Smartphone stellt ein Problem dar, da viele ältere Menschen nicht im Besitz eines solchen sind. Außerdem ist die Kostenfrage nicht vollständig geklärt. Aber aufgrund der immer stärker digitalisierten Welt, werden smarte Pillendosen demnächst ganz alltäglich sein.

Abgrenzung zwischen IoT für Verbraucher und Industrie
Abb. 3: Jon - Locked Pill Dispenser and Medical Alert (MedMinder.com 2018).