Die digitale Zukunft in der Medizin hat längst begonnen. So erfassen beispielsweise tragbare Sensoren die Vitaldaten herzschwacher Patientinnen und Patienten auch zuhause und übermitteln sie direkt an die Klinik. Ärztinnen und Ärzte können so erste Anzeichen kritischer Entwicklungen erkennen, die Betroffenen besser behandeln, ihre Lebensqualität erhalten und Krankenhauseinweisungen vorbeugen. Ebenso helfen intelligente Smartphone-Apps in akuten Notfällen – etwa auf Intensivstationen –, schnell die bestmöglichen Therapieentscheidungen zu treffen. Digitale Technologien wie diese werden die Gesundheitsforschung und -versorgung tiefgreifend und vielfältig verbessern.

Krankheiten besser verstehen

Genanalysen, Röntgen- und MRT-Bilder oder digital dokumentierte Therapieverläufe – die Datenvielfalt der Grundlagenforschung und der klinischen Versorgung sind ein wertvoller Rohstoff der Wissenschaft. Mit ausgefeilten Analysen gewinnen Forschende aus den riesigen Datenmengen immer tiefere Einblicke in die Entstehung von Krankheiten. Fachleute sprechen von „Data Mining“ oder datenbasierter Gesundheitsforschung. Sie ermöglicht neue Erkenntnisse, mit deren Hilfe Ärztinnen und Ärzte Erkrankungen immer präziser diagnostizieren und wirkungsvoller bekämpfen können.

Therapien personalisieren

Jeder Mensch ist einzigartig – das gilt auch für den Verlauf seiner Krankheiten. Die Digitalisierung ist ein wichtiger Wegbereiter der personalisierten Medizin. Denn je besser Ärztinnen und Ärzte Daten analysieren können – auch mithilfe Künstlicher Intelligenz –, desto individueller können sie jede einzelne Patientin und jeden Patienten behandeln. So kann zum Beispiel ein intelligentes Computerprogramm aus den genetischen Eigenschaften eines Prostata-Tumors die Entwicklung der Erkrankung vorhersagen. Behandelnde können dadurch besser zwischen aggressiven und weniger aggressiven Tumoren unterscheiden und die jeweils schonendste erfolgversprechende Therapie anwenden.

Digitale Gesundheitsversorgung durch Medizintechnik

Die Digitalisierung ist auch in der Patientenversorgung auf dem Vormarsch. Von innovativer Medizintechnik profitieren nicht nur Patientinnen und Patienten, sondern auch das medizinische Personal. So werden die Hardware-Komponenten vieler Medizinprodukte wie Prothesen, Herzschrittmacher oder Implantate vermehrt durch Software ergänzt und digital vernetzt. Dadurch werden medizinische Diagnosen und Therapien präziser und medizinische Behandlungen besser. Medizinische Apps begleiten Therapien, digitale Bildgebung beschleunigt Diagnosen, computerassistierte OP-Roboter unterstützen Chirurginnen und Chirurgen – die Anwendungsgebiete sind vielfältig und das volle Potenzial ist noch längst nicht ausgeschöpft.

Wissen auf Abruf – für Behandelnde und Betroffene

Wenn Ärztinnen und Ärzte alle therapierelevanten Daten und neueste Erkenntnisse „per Mausklick“ abrufen können, werden sie ihre Patientinnen und Patienten umfassender beraten und gemeinsam mit ihnen die bestmöglichen Therapieentscheidungen treffen können. Auch Patientinnen und Patienten werden sich besser informieren und ihre Wünsche so noch stärker in ärztliche Entscheidungen einbringen können. Die Verfügbarkeit von Informationen wird die Rolle von Behandelnden und Betroffenen verändern, wird sie – mehr als bisher – zu Partnern machen.

Medizinische Versorgung auf dem Land verbessern

Patientinnen und Patienten, die in der Nähe einer Universitätsklinik leben, profitieren von innovativen Angeboten der personalisierten Medizin und haben die Möglichkeit, Zweitmeinungen erfahrener Klinikerinnen oder Kliniker einzuholen. In ländlichen Regionen sieht das – noch – anders aus. Telemedizin und intelligente Computerprogramme, die den Behandelnden überall als digitale Berater zur Seite stehen, können dieses Gefälle künftig kompensieren.

Strategie und Schwerpunkte der Forschungsförderung

Patientinnen und Patienten profitieren schon heute von vielen digitalen Innovationen – anderen muss der Weg in den Alltag noch gebahnt werden. Dafür stellt die Bundesregierung mit dem Fachprogramm Medizintechnik "Patientenversorgung verbessern, Innovationskraft stärken", der „Roadmap für eine bessere Patientenversorgung durch Gesundheitsforschung und Digitalisierung“ und der „Strategie Künstliche Intelligenz“ wichtige innovationspolitische Weichen. Die Förderschwerpunkte des Bundesforschungsministerium setzen diese Strategien um und bahnen dem digitalen Wandel in der Gesundheitsforschung den Weg.

Medizininformatik

Die Medizininformatik-Initiative (MII) hat bereits wichtige Pionierarbeiten geleistet und treibt die Digitalisierung in der Medizin in Deutschland weiter voran. Zusammen mit zahlreichen Forschungseinrichtungen und Unternehmen beteiligt sich die gesamte deutsche Universitätsmedizin an der MII. Gemeinsam schaffen die Partner die Voraussetzungen für eine landesweite wissenschaftliche Analyse von Forschungs- und Versorgungsdaten – über die Grenzen von Standorten hinweg und stets im Einklang mit dem Schutz und der Sicherheit der Patientendaten. Wie Patientinnen und Patienten davon profitieren, das zeigen konkrete Anwendungsfälle der MII – von der Präzisionsmedizin für Tumorpatienten bis hin zur Vorbeugung von Arzneimittelwechselwirkungen.

In Pilotprojekten arbeiten Digitale FortschrittsHubs Gesundheit der MII bereits daran, in der Universitätsmedizin bewährte Innovationen in viele Bereiche des Gesundheitssystems einfließen zu lassen – von der ambulanten Versorgung in der Hausarztpraxis über den stationären Aufenthalt im örtlichen Krankenhaus bis hin zur Versorgung in Rehabilitationseinrichtungen.

Medizintechnik

Ob in den Krankenhäusern, ambulanten Praxen oder zu Hause – digitale Medizintechnik hilft Patientinnen und Patienten, wo sie auch sind. Sie unterstützt die Heilung, macht Teilhabe möglich oder rettet Leben. Zukünftig wird durch die Digitalisierung noch schnellere, präzisere und schonendere Medizintechnik zur Verfügung stehen. Solche Innovationen müssen möglichst schnell bei den Patientinnen und Patienten ankommen. Deutschland kann dafür mit seiner starken Medizintechnik-Branche ein Vorreiter sein. Forschung und Entwicklung tragen dazu bei, dieses Ziel zu erreichen und werden deshalb finanziell gefördert. Hier arbeiten Hersteller von Medizintechnik und Softwareentwickler eng mit Forschungseinrichtungen und Kliniken an innovativer Medizintechnik. Parallel erhalten sie durch das Community-Portal Medtec Online wichtige Informationen und werden bei der Vernetzung und Zusammenarbeit unterstützt. Dies schafft die Voraussetzungen für ein Zeitalter der digitalen Medizintechnik und eine deutlich verbesserte Behandlung von Patientinnen und Patienten.

Systemmedizin

Wie entsteht Krebs oder Demenz? Wie können wir unser Herz-Kreislaufsystem am besten schützen? Um solche Fragen beantworten zu können, untersucht die Systemmedizin das komplexe Zusammenspiel unterschiedlichster Faktoren – von unseren Genen, Eiweißbausteinen und Stoffwechselprodukten bis hin zur Lebensweise und der Umwelt des Menschen. Alle dafür nötigen Daten – von der Gensequenz bis zum Röntgenbild – müssen zunächst harmonisiert und miteinander verknüpft werden. Im nächsten Schritt kann die Systemmedizin diese Daten computergestützt analysieren, bislang unbekannte Zusammenhänge aufspüren und neue Therapieansätze identifizieren.

Forschende nutzen diese Daten beispielsweise, um Computermodelle zu erzeugen, die das „System Mensch“ virtuell nachbilden. Indem sie darin einzelne Faktoren verändern, können sie das Modell – sozusagen stellvertretend für den Menschen – „krank“ werden lassen. Dabei können sie Ursache und Wirkung von Störungen und den Erfolg möglicher Therapien in silicio beobachten. (Damit sind Vorgänge gemeint, die im Computer ablaufen.) So lernen sie Krankheitsmechanismen besser zu verstehen und erkennen, wie man Erkrankungen vorbeugen oder personalisierter behandeln kann. Mit dem Forschungs- und Förderkonzept "e:Med – Maßnahmen zur Etablierung der Systemmedizin" fördert das BMBF die Etablierung dieses innovativen Forschungszweiges in Deutschland.

Neue Software-Tools für die Systemmedizin entwickeln interdisziplinäre Forschungsteams im Rahmen der BMBF-Förderinitiative Computational Life Sciences. So arbeiten Forschende etwa an Methoden der künstlichen Intelligenz, die vorhersagen sollen, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Krankheitserreger auf den Menschen überspringt. Diese KI könnte künftig als Frühwarnsystem für potentiell gefährliche Viren zum Einsatz kommen.

Ethische und gesellschaftliche Dimensionen der Digitalisierung

Digitalisierung berührt in der Gesundheitsforschung einen sensiblen Bereich. Besonders Big-Data-Anwendungen und Künstliche Intelligenz ermöglichen hier digitale Innovation, die für ihren Erfolg auch die Akzeptanz der Menschen brauchen. Deshalb ist es wichtig, die Chancen und Risiken solcher Technologien von Anfang an mitzudenken. Wie können digitale Innovationen die Gesundheitsforschung und -versorgung unterstützen? Und wie kann zugleich die Privatsphäre der Menschen geschützt werden? Die ELSA-Forschung des BMBF unterstützt die frühzeitige Betrachtung von ethischen, rechtlichen und sozialen Fragen (Ethical, Legal and Social Aspects, ELSA) im Hinblick auf die modernen Lebenswissenschaften. Die Ergebnisse der Forschung liefern der Gesellschaft und der Politik eine wichtige Grundlage für den informierten Diskurs.

Mehr zum Thema Bioethik lesen Sie hier.