Wert aus Daten schöpfen – am Beispiel einer Strahlenklinik
Dieser Artikel erschien in der Fachzeitschrift MED engineering 2/2023.
Daten an sich sind wertlos. Wertschöpfung entsteht erst, wenn auf Basis der Daten Entscheidungen gefällt werden – Was kostet es und was nutzt es? In Strahlenkliniken, mit ihrem hohen Grad an IT-Unterstützung, kann auf viele Daten digital zugegriffen werden. Dies erleichtert die vollautomatische Begleitung zur Qualitätssicherung von klinischen Abläufen. So können bei unerwarteten Abweichungen zeitnah geeignete Korrekturen eingeleitet, Ressourcen nach dem jeweiligen Bedarf bereitgestellt und Prozesse optimiert werden. Die Daten bleiben dabei immer unter der Kontrolle der Verantwortlichen der Klinik. Und nebenbei entsteht eine vollautomatische Dokumentation zum Nachweis.
In der Abbildung wird ein typischer Ablauf einer Strahlentherapie-Behandlung dargestellt. Die Patienten werden zunächst mittels Computertomographie und auch anderen Bildgebungsverfahren (Magnetresonanztomographie, Positronenemissionstomographie) untersucht. Dies erfolgt, um eine möglichst genaue Ausdehnung des Zielvolumens – den Tumor – und der in der Umgebung liegenden Risikostrukturen – Augen, Sehnerv, Rückenmark – zu bestimmen. Anhand dieser Information erfolgt in der Bestrahlungsplanung die Optimierung der Parameter für den Linearbeschleuniger, inklusive Berechnung der zu erwartenden Dosisverteilung im Patienten. Der Tumor soll eine hohe Dosis, das umliegende Gewebe und vor allem Risikostrukturen eine möglichst geringe Dosis erhalten.
Ablauf und beispielhafte Darstellung von Untersuchungsdaten in der Strahlenklinik. © Uniklinikum Erlangen
Jeder Bestrahlungsplan muss verifiziert werden. Dies erfolgt mittels Messphantomen oder durch eine zu der Bestrahlungsplanung unabhängigen Software. Die Bestrahlungen finden beispielsweise in 30 Sitzungen über sechs Wochen verteilt statt. Bei jeder Bestrahlungssitzung muss eine reproduzierbare Lagerung des Patienten gewährleistet sein. Mittels Bildgebung am Beschleuniger wird dann die Positionierung relativ zum Behandlungsstrahl abgeglichen. Erst dann erfolgt die Bestrahlung, die nur wenige Minuten in Anspruch nimmt.
Heterogenes Medizingerätenetzwerk
Hohe Qualitätsanforderungen, Kostendruck und klinische Abläufe, die sich über eine Vielzahl von Medizingeräten, insbesondere Großgeräten wie Linearbeschleuniger und Tomographen, erstrecken, erfordern einen leistungsfähigen und reibungslosen Datenaustausch. Die Heterogenität aufgrund der unterschiedlichen Medizingerätehersteller für Diagnose‑, Planungs- und Bestrahlungssysteme wird ergänzt durch die im Ablauf notwendigen Systeme für Qualitätskontrolle, Datenhaltung und Verwaltung.
- Der Vorteil:
Aufgrund der Erfordernisse besteht ein hoher Grad an IT-Unterstützung und es liegt eine riesige Menge an Daten bereits in digitaler Form vor. - Der Nachteil:
Die Integration einer derart großen Anzahl nicht aufeinander abgestimmter Systeme stellt eine Herausforderung mit immer neuen Überraschungen dar.
Im Rahmen des vom Bayrischen Wirtschaftsministerium geförderten Projekts „DigiValMed – Entwicklung eines ‚Digitalen Zwillings‘ im Krankenhaus-Netzbetriebskontext als online-Validierungslabor für Medizingeräte-Netzwerke“ konnte sepp.med mit seinem Projektpartner, der Strahlenklinik im Uniklinikum Erlangen, den Mehrwert einer vollautomatisierten Qualitätssicherung demonstrieren.
Besonderes Augenmerk wurde, unter anderem, auf die Überprüfung relevanter Zusammenhänge klinischer Abläufe gelegt, wie folgendes Beispiel zeigt: Bei einem Bestrahlungsplan müssen Risikostrukturen segmentiert und gekennzeichnet sein, so dass sie bei der Bestrahlung möglichst keiner Dosis ausgesetzt werden. Unter anderem wären das im Kopf die Augen, im Brustbereich das Rückenmark. Sobald ein Assistenzarzt die Risikostrukturen im Bestrahlungsplan segmentiert hat, schickt er den Plan an einen Oberarzt zur Freigabe. Bevor der Bestrahlungsplan beim Oberarzt ankommt, kann ein Qualitätssicherungsserver diese Daten automatisch auf Einhaltung der aktuell hinterlegten Richtlinien prüfen. Fehlt eine erwartete Risikostruktur, so wird der Bearbeiter informiert und kann reagieren. Die Wertschöpfung entsteht dadurch, dass der Oberarzt die Zeit für die Durchsicht von Bestrahlungsplänen mit fehlenden Risikostrukturen einspart.
Weitere Beispiele sind:
- Terminierung:
In bestimmten Fällen muss vor der Bestrahlung des Patienten eine Magnetresonanztomographie (MRT) durchgeführt werden. Manchmal verschiebt sich der Termin dazu hinter den Bestrahlungstermin. Fehlt das MRT, muss die Bestrahlung verschoben werden. Für den Patienten kann dies einen Verlust von Zeit und Lebensqualität bedeuten, für die Klinik sinkt die
Auslastung des Bestrahlungssystems. - Auslastung:
Nach Aufnahme eines Patienten wird ein Therapieplan erstellt, in dem die Form der Therapie und die voraussichtliche Anzahl der Sitzungen festgelegt wird. Auf Basis der aktuellen Stände der Therapiepläne kann eine Vorhersage zu möglichen Überlastungen einzelner Abteilungen mit ihren Medizingeräten erfolgen. Auf Basis dieser Daten ist eine vorausschauende Planung im Sinne einer Lastverteilung, als auch von Investitionen möglich. - Dokumentation:
Alle relevanten Übergänge im klinischen Ablauf, die auf Basis von Daten im Medizingerätenetzwerk identifiziert werden, können vollautomatisch gespeichert und als Dokumentation abgerufen werden. Dies führt zu einer Entlastung des gesamten Personals. Der Nachweis kann dabei auch rechtssicher gestaltet werden.
Ausblick
Um Mehrwert aus Daten zu gewinnen, kann man sich allgemein folgende Fragen stellen:
- Wo habe ich Schmerzen?
Meist geht es um Kosten, Zeit, Fähigkeiten und die damit verbundene Qualität. - Was müsste ich wissen, um
- zeitnah reagieren zu können? Dies reduziert Kosten und/oder Zeit.
- etwas vermeiden zu können? Dies spart Geld und/oder Zeit.
- etwas zu verbessern? Dadurch gewinnt man Geld und/oder Zeit und/oder Qualität.
Und falls die notwendigen Daten noch nicht digital vorliegen, stellt sich die bekannte Frage: Was kostet die Digitalisierung und was nutzt sie?
Bei den hier dargestellten Ergebnissen habe ich einen essenziellen Aspekt unterschlagen, dessen Diskussion hier den Rahmen sprengt: Datensicherheit und der Schutz persönlicher Daten, insbesondere von Gesundheitsdaten. Nur so viel dazu: aufgrund unserer langjährigen Erfahrung in der Entwicklung und Qualitätssicherung medizinischer Software und deren Zulassung, waren wir im Rahmen des Förderprojekts DigiValMed in der Lage, Software zu entwickeln, ohne Zugriff auf die Daten zu haben. In enger Abstimmung mit dem Datenschutzbeauftragten blieben die Daten stets unter der vollständigen Kontrolle der Strahlenklinik.