15.02.2017 Miriam-Mirza

Cyber-Physical-Systems: Wo Realität und digitale Welt zusammentreffen

Cyber-Physical-Systems (CPS) sind Verbundsysteme aus Software- oder Informationstechnik mit mechanischen oder technischen Teilen, die über eine Infrastruktur, über die Daten ausgetauscht werden können, miteinander verbunden sind. Dahinter steckt oft das Prinzip, aus verteilten, komplexen Systemen, ein großes, intelligentes System zu machen, das effizienter und kostengünstiger arbeitet. Im Gesundheitssystem haben solche Lösungen eine vielversprechende Zukunft vor sich. Vor allem in Notfallsituationen scheinen sie gut anwendbar, aber auch beim Management medizinischer Geräte können sie Prozesse optimieren und helfen, Kosten zu sparen.

Selbstständig agierende Systeme

CPS integrieren physische Gegenstände und Abläufe unmittelbar in digitale Prozesse. Beispielsweise in der Pharmaindustrie, wo sie etwa während eines Produktionsprozesses den Füllstand einer Chemikalie erfassen und den Nachfüllbedarf automatisch an das Bestellsystem eines Lieferanten weiterleiten. Auf diese Weise wird direkt und ohne menschlichen Eingriff eine Nachbestellung ausgelöst. Ohne die Vernetzung müssten Mitarbeiter die Füllstände manuell erfassen. Für den Einsatz in der Gesundheitsbranche bieten die CPS-Systeme den Vorteil, dass sie als (teil-)autonome Systeme selbständig und kontextgebunden agieren können. Das hat zur Folge, dass sie - im Gegensatz zu klassischen IT-Systemen - quasi dazulernen können: Das bedeutet, sie können z.B. eigenständig erkennen, ob in bestimmte Prozesse eingegriffen werden muss und dies auch noch ohne vorherige Anweisung umsetzen. Außerdem können sie sich die gewonnenen Erkenntnisse für die Zukunft merken.

Einsatz im Krankenhaus

Für den Gesundheitssektor könnte das viele positive Effekte haben. Ein mögliches Szenario wäre der Einsatz von CPS-Systemen, um die große Menge an erhobenen Gesundheitsdaten im Krankenhaus sinnvoll zu verwalten. Erinnerungsfunktionen könnten das medizinische Personal an wichtige Messungen (wie z.B.: Blutdruckmessungen) erinnern. Falls entsprechende Systeme vorhanden sind, könnten sie diese auch selbst durchführen und gegebenenfalls Messintervalle selbständig verkürzen oder verlängern.

Denkbar wäre ein CPS auch als MRT-Gerät. Dieses könnte nach der Untersuchung die Abrechnungsinformationen an die zuständige Krankenkasse und gleichzeitig die Ergebnisse an die Patientenakte und an den behandelnden Arzt weitergeben. Zuvor hat das System die Untersuchungsergebnisse mit den bestehenden Daten abgeglichen und eventuelle Auffälligkeiten markiert. Diese Art des Vorgehens würde eine Art „Vorselektion“ von solchen Patientenakten ermöglichen, die mit erhöhter Priorität an den Facharzt weitergegeben werden sollten. Das spart Ressourcen, reduziert Kosten und trägt vor allem zur Verbesserung der Versorgungsqualität bei.

Keine CPS ohne Datenschutz

Natürlich müssen CPS-Systeme entsprechend der Datenschutzbestimmungen arbeiten. Andererseits können sie auch dazu beitragen Datenschutzverletzungen zu verhindern, denn die erfassten Daten gehen nicht mehr durch viele Hände. Vielmehr werden sie geschützt erfasst. Und auch die Übertragung erfolgt in verschlüsselter Form, um die Sicherheit der Daten zu gewährleisten. Darüber hinaus ist es möglich die Systeme mit sehr genau definierten Zugriffsrechten auszustatten.

Die Beispiele zeigen: CPS-Systeme haben ein großes Potenzial, die Prozesse im Krankenhaus sinnvoll und effizient zu unterstützen. Das sollten genug Gründe für die Unternehmensentscheider sein, sich mit cyber-physical Systems auseinanderzusetzen.