Big Data in Klinikalltag und Prävention Datenanalyse hilft herzkranken Patienten

Autor: Manfred Klein

Daten werden werden nur unzuereichend zur Patientenversorgung genutzt. Welche Vorteile für den Gesundheitsbereich jedoch die blitzschnelle und flexible Auswertung riesiger Datenmengen hat, haben Wissenschaftler des Hasso-Plattner-Instituts (HPI) auf der CeBIT im Rahmen zweier eHealth-Projekte demonstriert.

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Wie die Echtzeit-Analyse starker Daten schwachen Herzen helfen kann, zeigte HPI-Forscherin Milena Kraus auf der CeBIT
Wie die Echtzeit-Analyse starker Daten schwachen Herzen helfen kann, zeigte HPI-Forscherin Milena Kraus auf der CeBIT
(Bild: HPI)

Eines untersucht permanent anfallende Daten aus der Patientenversorgung mit neusten wissenschaftlichen Methoden, ein anderes erfasst alle Risikofaktoren für Herzschwäche und hilft bei deren ganzheitlicher Bewertung.

„Schon heute werden im Gesundheitswesen viele Informationen erfasst, aber nur unzureichend genutzt, um die Patientenversorgung zu erforschen und zu verbessern“, erklärt dazu Institutsdirektor Prof. Christoph Meinel.

Mit der hochsicheren Web-Plattform „SAHRA" (Smart Analysis – Health Research Access) zeigten die Potsdamer Informatikwissenschaftler nun, wie Behandlungs-, Abrechnungs-, Studien- und Registerdaten, die zum Schutz der Privatsphäre anonymisiert sind, miteinander verknüpft und für die Versorgungsforschung genutzt werden können.

„Bislang kamen Experten an Informationsteile nur in einzelnen Fällen und über ausgewählte Studien“, unterstreicht Meinel. „Strikte Einhaltung sowie technische, juristische und organisatorische Umsetzung des Datenschutzes stehen bei SAHRA im Vordergrund“, betont Projektleiter Dr. Matthieu-P. Schapranow.

Er bezieht die am HPI erforschte In-Memory-Datenbanktechnologie ein, um die Analyse der Daten erstmals in Echtzeit zu ermöglichen.

Schapranow und sein SAHRA-Team verbinden eine repräsentative Stichprobe umfangreicher Leistungsdaten aus der Versorgungspraxis über eine hochsichere Analyseplattform im Internet mit weiteren Datenquellen des Gesundheitswesens. Die Auswertungen sollen künftig von der nationalen bis zur kommunalen Ebene möglich sein.

Entsprechend der prognostizierten Bevölkerungsentwicklung sollen dadurch zum Beispiel bedarfsgerechte Planungen für Krankenhäuser, Pflege- oder soziale Einrichtungen eingeleitet werden können. Zudem sind die Versorgungsdaten mit anderen Quellen verknüpfbar, wie zum Beispiel Regionaldaten. Das konnte künftig dabei helfen, den Einfluss von Umweltfaktoren auf die Gesundheit der Bevölkerung regional zu messen und zu bewerten.

Interessant ist die sofortige Auswertung solcher Zeitreihen von Daten insbesondere für Behörden und kleine und mittelständische Unternehmen im Gesundheitswesen, um passende Versorgungsentscheidungen rechtzeitig treffen zu können. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert das SAHRA-Projekt, in dem das HPI mit mehreren Partnern kooperiert, bis 2018 im Rahmen seines Programms „Smart Data – Innovationen aus Daten“.

Starke Daten helfen schwachen Herzen

Das andere auf der CeBIT präsentierte eHealth-Projekt zeigte, wie die Echtzeit-Analyse starker Daten schwachen Herzen helfen kann.

„Bei Herzversagen wirken häufig verschiedene Ursachen zusammen – zum Beispiel Überlastung, erbliche Faktoren, Umwelteinflüsse oder Störungen im Hormonhaushalt und Immunsystem", so HPI-Informatikwissenschaftler Schapranow.

Mit einem neuen IT-System wollen er und sein Team Medizinern jetzt dabei helfen, die Risikofaktoren für chronische Herzinsuffizienz zu erfassen und erstmals eine ganzheitliche Bewertung zu ermöglichen.

Dabei soll die Integration und interaktive Auswertung entsprechender Daten in einer Internet-Plattform dazu führen, dass Klinik-Ärzte gemeinsam mit Forschern und Experten verschiedener Fachrichtungen individuelle Behandlungsentscheidungen auf einer breiten Wissensbasis schneller treffen können.

„Die beteiligten Projektpartner können künftig Herzversagen als chronische Krankheit aus verschiedenen Blickwinkeln bewerten und standortübergreifend zusammenarbeiten“, sagt Schapranow.

Das vom Bundesforschungsministerium in seinem Programm „e:Med – Sys Med“ geförderte Projekt SMART zielt darauf, für den einzelnen Patienten individuell zugeschnittene Vorbeugungs- und Behandlungs-Strategien zu entwickeln. Auch geht es um Früherkennung und das Verstehen der komplexen Ursachen für Herzinsuffizienz, um Prävention und Versorgung zu verbessern.

„Dazu werden unter anderem mathematische Modelle genutzt und miteinander verknüpft, um Vorhersagen über mögliche Krankheitsverläufe und Therapieerfolge treffen zu können“, sagt HPI-Wissenschaftler Schapranow.

Hier ermögliche die In-Memory-Datenbanktechnologie die blitzschnelle Auswertung nach freiwählbaren Kriterien der medizinischen Experten. Erstmals könnten sie interaktiv und ohne langwierige Wartezeiten analysiert werden.

Dank einer anpassungsfähigen Cloud-Lösung hätten die Projektpartner des HPI einen gesicherten, ortsunabhängigen Sofort-Zugang zu den Ergebnissen, die durch automatisierte Verarbeitung und interaktive Bewertung der erhobenen Daten für ein breites Patientenspektrum ermittelt werden. Das helfe dabei, jeden Patienten anhand persönlicher Merkmale zu klassifizieren und die erforderliche individuelle pharmakologische oder chirurgische Behandlung abzuleiten.

Mitbeteiligt sind neben dem HPI u.a. das Deutsche Herzzentrum Berlin, das Max-Delbrück-Centrum und die Charité Universitätsmedizin. Integriert sind Experten aus mehr als acht Arbeitsfeldern, zum Beispiel Kardiologen, Chirurgen, Molekularbiologen und Bioinformatiker. Alle Daten müssen für die Experten jeweils im richtigen Format vorliegen, gewissermaßen also immer „übersetzt“ werden und visuell auswertbar sein

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