Entwicklung und Erprobung einer kontinuierlichen Vitaldatenübertragung und -verarbeitung mittels lokaler 5G-Netze bei kardiovaskulären und cerebrovaskulären Risikopatienten
Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Dauer: Feb. 2021 – Jan. 2024
Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Erprobung eines 5G-basierten kontinuierlichen Vitaldatentransfers in Kombination mit einem KI-basiertem klinischen Entscheidungsunterstützungssystems für die Fernbetreuung von Patientinnen und Patienten nach Implantation eines permanenten Linksherzunterstützungssystems, z.B. „left ventricular assist devices” (LVAD). Bei dem Forschungsvorhaben wird die Anwendung eines 5G-Campusnetzes im Gesundheitsbereich evaluiert, bei dem ausgehend von dem hochkomplexen LVAD-Anwendungsfall auch Grundlagen für die telemedizinische Fernbetreuung mittels permanenten Vitaldatenmonitorings bei anderen Hochrisikopatientinnen und -patienten erarbeitet werden.
Schwerpunktes des Verbundvorhabens bilden folgende drei Teilaspekte:
- Entwicklung und Erprobung von 5G-Campusnetzen im medizinischen Kontext und des Datenmanagements im Rahmen einer klinischen Studie (Demonstrator)
- Identifikation von Marktbarrieren aus medizinischer, datenschutzrechtlicher und technischer Sicht und Erarbeitung von Lösungsvorschlägen
- Generierung von KI-Modellen über aggregierte (Vital-) Daten (in-vitro Kreislaufmodell und retrospektive Daten) mittels Deep- und Machine Learning.
Im Vergleich zu industriellen Campus-Netzwerken, liegt bei „medizinischen“ Netzwerken die Herausforderung unter anderem darin, dass Funktionalitäten (bzw. applikationsspezifische Quality-of-Service (QoS) - Anforderungen) auch über das eigentliche (räumlich definierte) Campusnetz hinaus in öffentlichen Netzwerken verfügbar sind und somit unterbrechungsfreie Therapieansätze zwischen dem „Krankenhaus“ und dem “Wohnort” (bzw. dem Alltag der Patientinnen und Patienten) ermöglicht werden.
Dabei beschäftigt sich das Fraunhofer HHI im Teilvorhaben besonders mit folgenden Aspekten:
- Unterstützung der medizinischen Anforderungen eines LVAD Systems durch lokale Campusnetzwerke im klinischen Umfeld
- Unterstützung der telemedizinischen Anforderungen zur Fernüberwachung eines LVAD Systems in öffentlichen Mobilfunknetzen (z.B. durch sog. Network-Slicing und Dienstgüteprädiktion)
- Koordinierung verschiedener Zugangstechnologien und -Netzwerke (4G/5G, Wi-Fi) unter Berücksichtigung der medizinischen sowie technischen QoS Anforderungen, und
- Gewährleistung der Sicherheitsbestimmungen für die medizinische Datenübertragung sowie deren dezentraler Verarbeitung in sogenannten Edge-Clouds.
