Die Zukunft der medizinischen Information

Die digitale Zukunft der Pharmabranche

Implantierbare Vorrichtungen gelten bei der Arzneimittelverabreichung als die Lösung der Zukunft. Sie bestehen gewöhnlich aus einem Mikrochip-Implantat, das Einzeldosen eines Medikaments zum exakt richtigen Zeitpunkt ins Gewebe abgibt. Die lokale Applikation ermöglicht eine erheblich geringere Dosierung der Arzneimittel, was potenzielle Nebenwirkungen verringern kann.

Heute werden Dosiergeräte u.a. genutzt, um Diabetiker mit Insulin zu versorgen und schmerzstillende Medikamente direkt an der Wirbelsäule zu verabreichen. Sie werden nicht unbedingt implantiert, sondern erfordern regelmäßige Befüllung über einen Zugangsport. Der Elektronikspezialist Molex ging jetzt der Frage nach, wie sich dieses Feld in Zukunft entwickelt und beauftragte den Marktforscher Dimensional Research mit der Durchführung der Umfrage „The Digital Health and The Future of Pharma“ (Digitale Gesundheit und die Zukunft der Pharmabranche). Befragt wurden 215 Pharmaexperten mit unterschiedlichen Funktionen und aus verschiedenen Regionen.

88 % der Befragten bewerteten die digitale Arzneimittelverabreichung für ihre künftigen Pläne als „extrem wichtig“ oder „sehr wichtig“. Als Gründe für das Interesse wurden angegeben: Erwartung der Patienten (60 %), Wettbewerbsvorteile (55 %),  Nachweis besserer Ergebnisse (54 %) und Einführung digitaler Gesundheits-Apps (47 %). 86 % glauben, dass die aktuelle Pandemie einen langfristigen Einfluss auf das Interesse der Patienten an Fern- bzw. Selbstversorgungsoptionen haben wird. Als mögliche Hürden bei der Einführung sehen die Befragten das Risiko des Datenschutzes (40 %), hohe Kosten für Geräte und Konnektivität (39 %), unzureichenden Zugang der Patienten zum Internet (39 %) und regulatorische Bedenken (39 %).

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Trendbericht Virtual Reality: So hilft die virtuelle Realität der Medizin

In der Gaming-Szene ist Virtual Reality längst etabliert. Die Technologie revolutioniert aber auch die Ausbildung von Medizinern. Ärzte trainieren an virtuellen Patienten neue Behandlungstechniken und bereiten sich auf operative Eingriffe vor – von der Zahn-OP bis zur Organtransplantation.

Virtuelle Realität hilft Chirurgen während einer Operation. So kennt man es von früher: Wenn Medizinstudenten an das Durchführen von Operationen herangeführt werden, lernen sie am Modell: an Tieren oder an Menschen, die ihren Körper nach dem Tod für die Forschung bereitstellen. Als praktizierende Ärzte müssen sie schließlich lebenden Patienten helfen – da kann ein Fehler Lebensgefahr bedeuten.
Dank der technologischen Entwicklung lassen sich heutzutage brenzlige Situationen wie chirurgische Operationen fast lebensecht simulieren. Mit Virtual Reality üben Studenten lebensgefährliche Eingriffe vorab: Mit einer VR-Brille kann ein „Arzt-Lehrling“ frei in der virtuellen Realität agieren – theoretisch sogar vom heimischen Schreibtisch aus. Auch 3D-Modelle von Skeletten, Blutgefäßen oder komplexen Organen lassen sich via Brille darstellen und betrachten.
Genauso gibt es bereits Anwendungen, bei denen man wie bei einer Computertomographie das 3D-Bild in einzelnen Schichten betrachten kann. Mit speziellen Handschuhen oder einer Art Controller können die angehenden Mediziner mit den VR-Anwendungen interagieren. So lassen sich Bilder drehen oder man kann tief in den virtuellen Körper eintauchen und die Beschaffenheit von Organen besser erfassen. Auch der Tastsinn kann so simuliert werden.

An der Philipps-Universität Marburg entwickeln Informatikstudenten beispielsweise derzeit ein System, das es Medizinern ermöglichen soll, in einer VR-Umgebung individuelle 3D-Scans anzuschauen. Das Besondere an dem Projekt: Es soll als Multiuser-Anwendung konzipiert werden. Studierende sollen gemeinsam im Raum freistehende Modelle anschauen und mit ihnen interagieren. „So könnte man in Zukunft auch Patienten komplexe Sachverhalte leichter visuell zugänglich machen“, erklärte Prof. Dr. Andreas H. Mahnken, Universitätsklinikum Marburg. Auch bei der Behandlung außerhalb des OPs lässt sich Virtual Reality in der Medizin nutzen. So könnten die Brillen in der Psychotherapie bei Paranoia oder starken Ängsten eingesetzt werden, um Patienten so gefahrlos mit ihren Angstauslösern zu konfrontieren. Das könnte die Rückfallquote verringern. Ein weiteres Anwendungsgebiet könnte die Behandlung von sogenannten Phantomschmerzen sein. Daran leiden Patienten oft nach der Amputation von Gliedmaßen, was manchmal Schlafstörungen auslöst und im Alltag einschränkt. Die Virtual Reality simuliert zum Beispiel einen fehlenden Arm – der Betroffene empfindet weniger Schmerzen.

Anwendungen von Augmented Reality können auch bei Operationen helfen. So haben Forscher im Rahmen des Projekts 3D-ARILE ein neuartiges Augmented Reality-System für die Lymphknotenentfernung bei Krebspatienten entwickelt. Das System unterstützt den Arzt durch visuelle Markierungen während der Operation. Eine Infrarotkamera erfasst das erkrankte Gewebe und rekonstruiert es in 3D. Durch eine AR-Brille sieht der Operateur so genau, welche Teile des Gewebes er entfernen muss. „Die Technologie dient als Navigationshilfe: Wo muss ich schneiden? Habe ich alles Nötige herausgeschnitten?“ erklärt Dr. Stefan Wesarg vom Fraunhofer IGD in Darmstadt. Mittels Augmented Reality können auch Röntgenbilder als visuelle Ergänzung bei OPs helfen. Die Bilder der Knochenstruktur verschmelzen dann mit dem echten Blickfeld und werden sozusagen darauf projiziert.
Die Weiterentwicklung der Technologie kostet allerdings Zeit und Geld. Oftmals sind die Brillen noch schwer, führen bei längerer Anwendung teils zu Schwindel oder sie überhitzen. Die Medizin profitiert dennoch schon heute stark von den Entwicklungen der Gaming-Szene: Bezahlbare Produkte können bereits für medizinische Software adaptiert werden.

(Quelle: https://healthcare-mittelhessen.eu/virtual-reality-digitale-ausbildungshelfer-fuer-die-reale-medizin; Text gekürzt)

Adipositas-Versorgung: Trendwende durch digitale Anwendungen?

Adipositas ist ein Thema, das immer unter dem Radar fliegt – obwohl Experten schon seit Jahren von einer Pandemie sprechen. Durch die allgegenwärtige Corona-Pandemie ist dieses Problem aber fast komplett in Vergessenheit geraten. Dabei ist die WHO davon überzeugt, dass Adipositas die größte Bedrohung für die Weltbevölkerung ist. Typ-2-Diabetiker im Kinder- oder Jugendalter sind leider längst keine Seltenheit mehr und die beiden Pandemien befeuern sich gegenseitig. Auf der einen Seite kämpfen im Lockdown immer mehr Leute mit Gewichtsproblemen, auf der anderen Seite haben Übergewichtige ein höheres Risiko für einen schweren Covid 19-Verlauf.

Viele Wege führen zum krankhaften Übergewicht: Depression, Genetik, Medikamente und natürlich vor allem der Lebensstil. Der wichtigste Grund für Menschen mit Adipositas, das Thema Gewicht nicht beim Arzt anzusprechen, ist die Einstellung, dass es ihre eigene Verantwortung ist, Gewicht zu verlieren. Das stimmt so aber nicht. Den Zentren im Hypothalamus, die unser Gewicht steuern, ist die Ursache völlig egal. Das Gehirn ist so programmiert, dass es versucht, einmal erreichtes Gewicht zu halten. Das hatte bis ins letzte Jahrhundert hinein deutliche evolutionäre Vorteile.

Wir haben es bei Adipositas mit einer chronischen Erkrankung zu tun und es ist wie bei jeder anderen chronische Erkrankung auch: Letztlich hilft nur eine Dauertherapie. Das BMG stellte im Oktober 2020 in Aussicht, den Gemeinsamen Bundesausschuss mit der Entwicklung eines Disease-Management-Programms (DMP) Adipositas zu beauftragen. Das wird die Situation langfristig wahrscheinlich verbessern, wird nach den Erfahrungen mit den anderen DMP aber noch ein paar Jahre brauchen, bis es wirklich startet.

Wie kann diese Zeit überbrückt werden und wie kann eine dauerhafte Adipositas-Therapie aussehen? Die durchaus sehr wirksamen bariatrischen Eingriffe – Gewichtsverlust 20–30 % – sind flächendeckend nicht durchführbar und Verhaltensmodifikationen schaffen im Schnitt nur eine Gewichtsreduktion von 3–5 %. Was bei einem Startgewicht über 100 kg nicht ausreichend ist. Neben medikamentösen Ansätzen bieten sich digitale Anwendungen als kurzfristige Auswege aus dem Dilemma an. Und hier gibt es verschiedene Wege. Vor zwei Wochen stellten das Pharmaunternehmen Novo Nordisk und der Telemedizinanbieter Zur Rose (DocMorris) ein neues Angebot vor, das Betroffene beim Selbstmanagement unterstützen soll. Auf Basis der breiten Kundenbasis von DocMorris versucht man hier, das digitale Hilfsangebot direkt in die Zielgruppe zu tragen.

Einen anderen Weg geht die digitale Gesundheitsanwendung (DiGA) zanadio. Sie unterstützt als „App auf Rezept“ Menschen mit Adipositas beim gesunden, nachhaltigen Abnehmen und setzt dabei auf langfristige Verhaltensänderungen. Das Programm ist jederzeit verfügbar, ortsunabhängig einsetzbar und kann auf Basis der eingegebenen Daten personalisierte Empfehlungen geben. Voraussetzungen für die Verschreibung sind die Diagnose Adipositas, ein BMI zwischen 30 und 40 sowie ein Mindestalter von 18 Jahren.

www.docmorriscare.com/adipositas/

zanadio.de/

VR-Visualisierung unterstützt Erforschung molekularer Netzwerke

Netzwerke bieten eine leistungsstarke Darstellung- und Analysemöglichkeit komplexer Systeme. Je nach Größe und Komplexität des Netzwerks stoßen aber viele Visualisierungen an ihre Grenzen. Ein derartig komplexes, kaum darstellbares System bilden die Protein-Interaktionen im menschlichen Körper. Jörg Menche, Adjunct Principal Investigator am CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Professor an der Universität Wien sowie Forschungsgruppenleiter der Max Perutz Labs (Uni Wien/MedUni), entwickelte mit seinem Team eine immersive Virtual Reality (VR)-Plattform, die dieses Problem löst. Mithilfe der VR-Visualisierung von Proteininteraktionen sollen zukünftig Zusammenhänge besser erkannt und jene genetischen Abweichungen identifiziert werden können, die für seltene Krankheiten verantwortlich sind.

Je größer und komplexer Netzwerke sind, desto schwieriger wird auch ihre Visualisierung auf dem Bildschirm. Herkömmliche Computerprogramme stoßen dabei schnell an ihre Grenzen. Dieser Herausforderung widmeten sich Netzwerkwissenschaftler Jörg Menche und seine Forschungsgruppe am CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften. Sie entwickelten eine VR-Plattform, die es ermöglicht, riesige Datenmengen und deren komplexes Zusammenspiel auf eine einzigartige, intuitive Weise zu untersuchen.

Besonders wichtig kann die Darstellung komplexer Daten bei der Suche nach der Ursache seltener Erkrankungen sein, denn der menschliche Körper stellt mit seinen rund 20.000 Proteinen, die im menschlichen Genom codiert sind und miteinander interagieren, ein riesiges komplexes Netzwerk dar. Egal ob Bewegung oder Verdauung – auf molekularer Ebene basieren sämtliche biologischen Prozesse auf der Interaktion zwischen Proteinen. Stellt man die Protein-Interaktionen in einem Netzwerk dar, entsteht ein kaum darstellbares Bild aus rund 18.000 Punkten – Proteinen – und rund 300.000 Strichen zwischen diesen Punkten. Um dieses Bild „lesbar“ zu machen, nutzten Menche und seine Forschungsgruppe die von ihnen entwickelte Virtual Reality (VR)-Plattform und schafften es in Zusammenarbeit mit der St. Anna Kinderkrebsforschung erstmals, die Gesamtheit der Proteininteraktion sichtbar zu machen. Dies ermöglicht es, das riesige und komplexe Netzwerk interaktiv zu erkunden.

Für ihre Studie, die in Nature Communications publiziert wurde, identifizierten Studienautor Sebastian Pirch und Menches Forschungsgruppe Verbindungsmuster zwischen verschiedenen Proteinkomplexen im menschlichen Körper und brachten diese mit ihrer biologischen Funktion in Verbindung. Zudem identifizierten die WissenschaftlerInnen mithilfe globaler Datenbanken spezifische Proteinkomplexe, die mit einer bestimmten Krankheit assoziiert werden. „Während herkömmliche Darstellungsformen wie ein einziger Heuhaufen aussehen würden, ermöglicht die 3-dimensionale Darstellung die genaue Analyse und Beobachtung der verschiedenen Proteinkomplexe und ihrer Interaktionen“, so Studienautor Pirch. Dies kann insbesondere bei der Identifikation seltener Gendefekte wichtig und entscheidend für therapeutische Maßnahmen sein. „Unsere Studie stellt einerseits einen wichtigen ‚Proof of concept‘ unserer VR-Plattform dar, andererseits zeigt sie unmittelbar das enorme Potenzial der Visualisierung molekularer Netzwerke“, so Projektleiter Menche. „Gerade bei seltenen Erkrankungen, schweren Immunerkrankungen, können Proteinkomplexe, die mit spezifischen klinischen Symptomen assoziiert werden, genauer analysiert werden, um Hypothesen über ihre jeweiligen pathobiologischen Mechanismen zu entwickeln. Dies erleichtert die Annäherung an Erkrankungsursachen sowie infolge die Suche nach gezielten therapeutischen Maßnahmen.“

Die von Menches Forschungsgruppe entwickelte Plattform ist auf maximale Flexibilität und Erweiterbarkeit ausgelegt. Zu den wichtigsten Funktionen gehören der Import von benutzerdefinierten Codes für die Datenanalyse, eine einfache Integration externer Datenbanken und hoher Gestaltungsspielraum für beliebige Elemente der Benutzeroberfläche. Dabei konnten die ForscherInnen auf eine Technologie zurückgreifen, die normalerweise in der Entwicklung von 3-D-Computerspielen genutzt wird, wie zum Beispiel für das weltweit populäre Spiel Fortnite. Durch die Veröffentlichung des Quellcodes hoffen die WissenschaftlerInnen, auch andere EntwicklerInnen vom Potenzial von Virtual Reality zur Analyse wissenschaftlicher Daten überzeugen zu können.

(Quelle: Pressemitteilung des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften vom 23.04.2021, gekürzt)

Wissenschaftliche Studie in Nature Communications „VRNetzer: A Virtual Reality Network Analysis Platform“ DOI: 10.1038/s41467-021-22570-w.

Wird der Heilberufeausweis zum ePA-Killer?

Der Fahrplan für die Einführung der elektronischen Patientenakte (ePA) ist eng getaktet. Im Januar 2021 ging es los. Ein Praxistest, den wir Ende Januar durchführten, endete sehr ernüchternd (Link). Kein Wunder, bekamen wir danach zu hören, wird ja auch alles erst getestet. Richtig losgehen soll es dann am 1. Juli 2021.

Heißt praktisch: In den Quartalen 1 und 2/2021 wurden und werden die zugelassenen Konnektoren getestet und dann wird gegen Ende des zweiten Quartals die neue Version auf allen installierte Konnektoren eingespielt. Auch die Hersteller der Praxisverwaltungssoftware haben dann ihre Hausaufgaben gemacht und die Software entsprechend vorbereitet. Ab 1. Juli soll die Infrastruktur stehen und die Praxen sind ePA-fähig – so ist die aktuelle Planung der gematik.

Doch selbst wenn das alles klappt, gibt es noch eine Hürde zu nehmen. Denn in jeder Praxis muss mindestens ein aktueller elektronischer Heilberufeausweis (eHBA) vorliegen. Der ist zur Authentifizierung erforderlich und wird unter anderem für die qualifizierte elektronische Signatur (QES) benötigt, die bei vielen digitalen Anwendungen verlangt wird, so für den elektronischen Arztbrief oder die elektronische Arbeitsunfähigkeitsbescheinigung. Kein eHBA, kein Zugriff auf die ePA – so die Logik.

Wie viele davon mittlerweile schon ausgegeben sind, erfährt man nicht wirklich. Der Prozentsatz liegt aber wohl noch unter 50 Prozent. Und der Vorgang braucht Zeit. Ärzte müssen den eHBA zunächst bei ihrer Landesärztekammer oder über die Online-Portale der Hersteller beantragen. Erst wenn die zuständige Kammer den Antrag geprüft hat, erhält man eine Vorgangsnummer, um den Ausweis zu ordern. Der gesamte Prozess kann schon mal 2-3 Monate dauern. So sind wir gespannt, was am 1. Juli 2021 dann tatsächlich geht und was nicht …