Der Hoffnungsträger

Für Experten hat die Technologie 5G das Zeug, den fundamentalen Wandel im Krankenhaus immens zu beschleunigen. Sie soll nichts weniger als die medizinische Versorgung revolutionieren und die Kommunikation zwischen allen Akteuren deutlich verbessern. Auf jeden Fall eröffnen die Leistungsparameter hinsichtlich Datendurchsatz, Latenzzeiten und der Anzahl an Endgeräten, die sicher und zeitgleich betrieben werden können, ein neues technologisches Level.

Von Heiner Sieger

Der 3. Oktober 2019 gilt in Fachkreisen als Startschuss in ein neues technologisches Zeitalter in der Klinik. Im Rahmen der IV Advanced Digestive Endoscopy Conference stellte das Krankenhaus Quirónsalud Málaga in Spanien und der Telekommunikationskonzern Telefónica das erste Expertenassistenzsystem für medizinische Eingriffe mit integrierter 5G-Technologie vor. Der bahnbrechende Charakter bestand in der Durchführung von sieben Verdauungsendoskopie-Operationen mit 5G und Augmented Reality durch zwei weltweit führende Endoskopie-Spezialisten: Dr. Pedro Rosón Rodríguez, Leiter der Abteilung für Verdauungssysteme des Krankenhauses Quirónsalud Málaga, der die Operationen im Endoskopiesaal des Quirónsalud Málaga durchführte und dabei von Dr. Katsumi Yamamoto, Leiter des Endoskopiezentrums des Krankenhauses Osaka, aus Japan überwacht und beraten wurde.

„5G hat das Potenzial, ganze Branchen wie den Gesundheitsbereich zu transformieren“, sagt Florian Streicher, Senior Media Relations Manager Communications bei Telefónica Germany. „In der Medizintechnik wird 5G innovative Behandlungs- und Diagnosemethoden durch die Übertragung von Vitaldaten in Echtzeit ermöglichen. Operationen werden ebenso remote möglich wie die Zuschaltung von Experten für datengestützte, oft lebensrettende Entscheidungen. 5G eröffnet potenziell jedem Krankenhaus und einzelnen Patienten völlig neue Möglichkeiten und Zugänge zu globaler Top-Medizin.“

Vorreiter Helios Klinikum Leipzig

Inzwischen steht die Technologie, die Digitalisierungsexperten als Hoffnungsträger für die Digitalisierung im Gesundheitswesen gilt, auch in Deutschland in den Startlöchern: Am Klinikstandort Leipzig errichtet Telefónica mit seiner deutschen Tochterfirma O2 und den Helios Park-Klinikum Leipzig zurzeit ein leistungsfähiges 5G-Campusnetz. Mit dem 5G Campusnetz werden alle Voraussetzungen geschaffen, um die elektronische Kommunikation von medizintechnologischen Geräten am Herzzentrum und Helios Park-Klinikum Leipzig zu erproben und auf den bislang leistungsstärksten Mobilfunkstandard anzuheben.

Ziel ist es, die Effizienz bestehender Medizinsysteme zu optimieren und Ärzten und Pflegenden mehr Zeit für ihre Kernaufgaben zu verschaffen. Im Rahmen des staatlich geförderten Forschungsprojektes 5G_eHealthSax ist es dem Gesundheitsanbieter Helios gelungen, mit dem Helios Park-Klinikum Leipzig als erste Klinik in Deutschland eine Lizenz von der Bundesnetzagentur zu erhalten, um ein unabhängiges 5G-Netzwerk zu errichten. „Neue Funknetztechnologien, wie etwa 5G, ermöglichen es uns in Zukunft, Medizingeräte und auch Implantate bei Bedarf innerhalb und außerhalb der Kliniken in Echtzeit beobachten und so unsere Patienten besser als bisher unterstützen zu können. Das erhöht auch die Zuverlässigkeit und die Sicherheit von diagnostischen und therapeutischen Maßnahmen innerhalb und außerhalb des Krankenhauses“, blickt Enrico Jensch, COO der Helios Health und Helios Deutschland nach vorne.

Ärzte wünschen sich mehr Tempo bei der Digitalisierung

Dass das deutsche Gesundheitswesen dringend solch frischen Schwung braucht, hat in den vergangenen zwei Jahren das Thema Corona erschreckend deutlich gemacht: In vielen Gesundheitsämtern sind noch immer Faxgeräte und Excel-Tabellen im Einsatz. In zahlreichen Arztpraxen und Krankenhäusern steht die Patientenakte im Regal und der Notizzettel für den nachfolgenden Dienst oder das Fax an den niedergelassenen Kollegen sind oft der Alltag. Das papierlose Krankenhaus? Vielerorts eher noch Wunschdenken als Realität.

Doch das könnte sich bald ändern. Der Hoffnungsträger 5G trifft auf eine grundsätzlich zukunftsorientiert gestimmte Ärzteschaft: 82 Prozent der Klinikärztinnen und -ärzte wünschen sich laut einer Umfrage des Digitalverbandes Bitkom mehr Tempo beim Ausbau digitaler Angebote. Die Gründe liegen für Jörg Asma, Leiter Digital Health bei PwC Deutschland auf der Hand: „Die Digitalisierung im Krankenhaus bietet das Potenzial, auf der Basis elektronischer Daten die medizinische Versorgung zu verbessern und Patienten den Zugang zu Informationen zu erleichtern. Dabei können digitale Lösungen wie Dokumentations- oder Assistenzsysteme das ärztliche und pflegerische Personal massiv von administrativen und patientenfernen Tätigkeiten entlasten.“ Digitalisierung bedeutet dabei für ihn nicht nur die Chance, diese Strukturen und Prozesse einfach nur digital abzubilden, sondern sie ganz neu zu denken (siehe auch Interview).

Vielfältige Nutzungsszenarien

Im Krankenhaus-Alltag ergeben sich vielfältige Nutzungsszenarien für die schnelle Drahtloskommunikation. Grundlagen schafft sie beispielsweise hinsichtlich der elektronischen und mobilen Dokumentation und ermöglicht kostengünstige Datenverbindungen, wo sich heute WLAN nicht wirtschaftlich realisieren lässt. Auch die Ablösung von DECT-Telefonie, Paging-Lösungen und die Versorgung von ganzen Gebäuden mit Netzzugang verspricht die Schließung von bestehenden digitalen Versorgungslücken und Kostenersparnisse im Infrastrukturbetrieb.

Der 5G-Standard zeichnet sich insbesondere durch geringe Latenz (Verzögerungen) im Bereich von maximal zehn Millisekunden, große Zuverlässigkeit und hohe Bandbreiten aus. Das ist besonders für die Telemedizin von Vorteil, die auf die Verarbeitung von großen Datenmengen, die Möglichkeit zum Anschluss zahlreicher Geräte und den sicheren Umgang mit Informationen über Patienten angewiesen ist. Das schnelle Datennetz wird damit zur Basis zahlreicher telemedizinischer Anwendungen, die zu einer besseren medizinischen Versorgung von Patienten beitragen können. Dazu zählen beispielsweise Fernoperationen und -untersuchungen, Sprechstunden per Internet oder der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) in der Diagnostik. So erlaubt die Technologie den Einsatz von Künstlicher Intelligenz für eine verfeinerte Diagnostik, und Virtual/Augmented Reality erleichtert das Gespräch zwischen Arzt und Patient, da Befunde oder Therapien sich plastischer darstellen lassen. Remote-Operationen und -Untersuchungen bringen medizinische Expertise unabhängig vom Standort des Arztes zusammen und stellen eine flächendeckende Versorgung sicher. Dieser Vorteil macht sich auch in der Notfallmedizin bezahlt, denn Informationen über Patienten können gleich vom Unfallort in die Klinik geschickt werden.

Auch die 5G-basierte Lokalisierung im Innen- und Außenbereich von Krankenhäusern kann vielversprechende Ansätze für neue Prozesse und mehr Transparenz bieten. „Zum Beispiel kann die Lieferung von OP-Material sowie Medikamenten besser vorhergesagt sowie gegebenenfalls auch automatisch ausgelöst werden. Zudem können medizinische Geräte innerhalb von Krankenhausgebäuden lokalisiert werden, um deren schnelle Verfügbarkeit im Notfall zu verbessern sowie wertvolle Geräte gegen Diebstahl zu schützen“, sagt Karin Loidl, Marketingverantwortliche beim Fraunhofer Institut für integrierte Schaltungen. Ferner können Infektionsketten nachvollzogen und schneller gebrochen werden, sowie die Sicherheit für Patienten erhöht werden, die besonders schutzbedürftig sind. Denkbar ist auch die Zustands- und Positionsüberwachung beim Transport lebenswichtiger Organe zum Zwecke der Transplantation, sodass das zuständige Personal einschätzen kann, wann ein wichtiges Medikament oder ein Organ auf der Station eintrifft und ob es eventuell unsachgemäß transportiert wurde.

Campus Netzwerke und virtuelle Segmente

Grundlage für derartige Anwendungen ist eine technologische Besonderheit des 5G-Netzes, das Campus-Netzwerk. Deutschland ist das erste Land weltweit, das solche Campus-Lizenzen anbietet. Ein Campus-Netz ist eine Kombination aus dem öffentlichen Mobilfunknetz und einem privaten Netz. Beide Netze decken gemeinsam ein definiertes Firmengelände, eine Universität oder einzelne Gebäude ab. Dabei ist das private Netz von außen nicht zugänglich. Das bedeutet, die Kapazität des Campus-Netzes steht dem Kunden zu jeder Zeit exklusiv zur Verfügung. Außerdem verlässlich bei Campus-Netzen: die Frist, innerhalb derer das Netz reagiert, also die so genannte Latenz oder Reaktionszeiten im Netz. So können zum Beispiel Maschinen miteinander oder mit einem Rechenzentrum ohne Verzögerung kommunizieren. Aufgrund der geringen Latenz können sich auch Fahrzeuge mit Hilfe von Sensoren autonom über das Firmengelände bewegen.

„Campus Netzwerke bieten Unternehmen und Kliniken die Chance, eigene Netze mit hoher Verlässlichkeit unabhängig von einem bestimmten Provider aufzubauen. Mit dieser Schlüsseltechnologie kann das deutsche Gesundheitssystem zum Leitmarkt für 5G-Anwendungen werden“, sagt Michael Burkhart, Leiter Gesundheitswirtschaft bei PwC Germany. Durch die parallele Versorgung des Campus mit dem öffentlichen Mobilfunknetz sind auf dem Campus auch externe Anwendungen problemlos möglich, wie zum Beispiel die Fernwartung von Maschinen durch die Herstellerfirma.

Eine weitere Besonderheit sind die Network Slices. Das bedeutet, Krankenhäuser müssen beispielsweise entscheiden, ob sie ein virtuelles Segment (Slice) aus dem Netz eines öffentlichen Kommunikationsbetreibers nutzen möchten oder lieber ein eigenes Campus-Netz betreiben. Auch Hybrid-Modelle sind denkbar. Bei der wirtschaftlichen Überlegung kommt es laut dem PwC-Whitepaper „5G im Gesundheitswesen: Der Standard der Standards setzt?“ nicht nur auf die Kosten für die Hardware an – ebenso müssen Lizenzgebühren sowie Betriebs- und Administrationskosten berücksichtigt werden. Wesentlich sind jedoch die Anforderungen, die sich aus den Use Cases ergeben, beispielsweise hinsichtlich der akzeptablen Latenzen und Signallaufzeiten, aber auch hinsichtlich Sicherheit und Datenschutz, denn Krankenhäuser – insbesondere Betreiber kritischer Infrastrukturen – treffen im Umgang mit sensiblen Patientendaten auf hohe Anforderungen.

Cyber-Sicherheit gewährleisten, Patientendaten schützen

„Es ist davon auszugehen, dass 5G sich als einheitlicher Standard im Bereich Gesundheit etablieren wird. Ich bin überzeugt, dass wir mit 5G vor einem Epochenwechsel im Gesundheitswesen stehen“, schreibt Michael Burkhart in der Studie. Allerdings weist er auch auf eine wesentliche Herausforderung hin: Der Ausbau einer 5G-Infrastruktur im eigenen Unternehmen eröffnet neue telemedizinische Lösungen, birgt zugleich aber auch das Risiko eines Hacker-Angriffs.

Schon heute ist es gerade für Krankenhäuser eine Herausforderung, IT-Sicherheit zu gewährleisten – zahlreiche Angriffe aus dem Netz haben gezeigt, wie verwundbar die IT vielfach ist. Die 5G-Technologie erhöht den Grad der Vernetzung und damit zugleich die Anforderungen an die Cyber-Sicherheit. „Daher bedarf es eines verlässlichen Sicherheitskonzeptes, etwa eines Zero-Trust-Modells, mit dem sich niemand ohne Authentifizierung Zugriff zu Informationen verschaffen kann. Ebenso benötigen Unternehmen ein umfassendes Konzept zum Datenschutz. Weitere Fragen ergeben sich in puncto Arzthaftungsrecht und Abrechenbarkeit bei telemedizinischen Leistungen“, so der PwC-Gesundheitsexperte.

Kliniken brauchen einen guten Plan und einen langen Atem

Auch wenn erste Anwendungen jetzt gerade starten, brauchen die Kliniken einen langen Atem, bis sich die in 5G gesetzten Hoffnungen auch erfüllen, ist Jörg Asma überzeugt: „Technologiewandel ist immer schwer. Und hier wandeln sich die Technologie und in der Folge dann sukzessive die Gerätelandschaft – und damit auch die Prozesse. Das ist ein Change-Projekt, das Krankenhäuser über Jahre begleiten wird.“

„Vieles von dem, was technologisch möglich ist, ist auch noch Zukunftsmusik“, sagt Christian Wagner, Geschäftsführer der auf 5G Campus-Netzwerke spezialisierten Bayerische Funknetz GmbH. Er empfiehlt Kliniken daher den Einstieg über die Definition eines konkreten Use Cases und eine „Big Picture-Planung“: „Am Anfang steht die Überlegung: Was wollen wir damit machen und was ist das Außergewöhnliche daran, das nicht mit anderer Technologie möglich ist?“ Wichtig sei es dann, frühzeitig die Hersteller der Endgeräte in die Planung miteinzubeziehen, die vernetzt werden sollen. „Das Netz, ohne die entsprechende Integration etwa von Tablets oder medizinischen Geräten vorzunehmen, ist wertlos.
Entscheidend ist: Was hängt rechts und links vom Netz.“ Dann müssten eine erste Anwendung mit einem Proof of Concept in einer ausgewählten Umgebung getestet und Erfahrungen in Bezug auf den Nutzen gesammelt werden. Erst dann sollte das Konzept über die gesamte Klinik ausgerollt werden und wachsen. „Rein technologisch geht alles recht schnell innerhalb von sechs Monaten. Aber die Entscheidungsprozesse zum Vorgehen sind vor allem im öffentlichen Dienst sehr langwierig. Da muss man dann eher mit zwei Jahren vom Start weg rechnen, bis etwas steht“, sagt Christian Wagner. Und gibt bei allem zu bedenken: „5G ist keine Wunderwaffe und kein Heilmittel, sondern nur ein sehr performanter kabelloser Übertragungsweg.“

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