SUCCESS STORY: Frauenhofer IIS

Wie lässt sich das Gesundheitswesen mithilfe von Sensoren und digitaler Lösungsansätze effizienter gestalten? Wie können neuartige Medizintechnologien in innovative Versorgungslösungen integriert werden?

Um Fragestellungen wie diesen nachzugehen, die Gesundheitsversorgung jedes Einzelnen zu optimieren sowie das Gesundheitswesen für die Zukunft tragfähig zu machen, hat das Fraunhofer IIS in enger Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Erlangen und der Universität Erlangen-Nürnberg das »Zentrum für Sensorik und Digitale Medizin« gegründet.

Patientenindividuelle Therapieansätze, digitale Gesundheitsanwendungen, medizinische Diagnostik z.B. mithilfe von Medical-Grade-Wearables oder robotische Systeme für die Pflege bilden das Fundament für eine zukunftsfähige medizinische Regelversorgung und werden im »Zentrum für Sensorik und Digitale Medizin« des Fraunhofer IIS entwickelt, integriert und klinisch evaluiert.

Im Gespräch mit Matthias Struck, Leiter des Zentrums für Sensorik und Digitale Medizin konnten wir nicht nur bereits etablierte Erfolgsprojekte kennenlernen, sondern auch spannende Insights zu geplanten Projekten erhalten.

Medical Valley: Welche konkreten Projekte beschäftigen euch derzeit?

Die Bandbreite unserer Projekte ist sehr groß und genau darin liegt auch ein Vorteil unseres Zentrums, da wir in unseren hausinternen Laboren ganz unterschiedlichen Schwerpunkten gerecht werden können. Zurzeit arbeiten wir u.a.an folgenden Projekten:

• Kardiologielabor:

Nahtlose Integration von Sensoren in Gegenstände des täglichen Gebrauchs. Auf diese Weise können beispielweise Herzrhythmusstörungen wie Vorhofflimmern frühzeitig erkannt und entsprechend untersucht und behandelt werden.

Derartige Alltagsgegenstände können sein: Kleidung, Möbel, Sanitäranlagen. Der große Mehrwert einer Integration in solche Gegenstände liegt in der höheren Validität und Kontinuität der erfassten Daten.

• Bewegungslabor – Erfassung der Gangqualität und des Sturzrisikos bei Parkinson-Patient:innen:

Durch einen Sensor, der sich z.B. im Schuh der Patient:innen befindet, können wichtige Parameter, bspw. Schritthöhe, -länge, -gleichmäßigkeit, ermittelt und analysiert werden. Aus dieser Idee ist zusammen mit unseren Partnern (Friedrich-Alexander-Universität und dem Universitätsklinikum Erlangen das Unternehmen Portabiles Healthcare Technologie hervorgegangen. Die Ganganalyse soll Ärztinnen und Ärzte dabei unterstützen Veränderungen im Gangbild von Betroffenen rechtzeitig wahrzunehmen und entsprechend darauf zu reagieren.

• Psycho-Physiologie Labor – Erfassung von Stressparametern:

Parameter, die einen Hinweis auf physische oder psychische Anspannung liefern sind z.B. Hautleitwert, Herzratenvariabilität, Atmungsmuster und Gesichtsmimik. Diese können wir in unseren Laboren unter kontrollierten Bedingungen erfassen und bewerten. Mögliche Anwendungen reichen von Diagnostik und Therapie psychischer Erkrankungen über Aufmerksamkeitserkennung beim Autofahren bis in den Bereich Gaming.

• Nicht-invasive Erfassung des intrakraniellen Hirndrucks (Industrieprojekt mit Sonovum GmbH):

Die Firma Sonovum GmbH vertreibt für Forschungszwecke ein CE-zertifiziertes Medizinprodukt zur nicht-invasiven Unterscheidung zwischen kritischem und unkritischem Hirndruck mittels transkraniellem Ultraschall. Wir entwickeln gemeinsam Algorithmen zur Klassifikation des intrakraniellen Drucks in normale bzw. erhöhte Bereiche. Diese Differenzierung soll in Zukunft das Legen einer invasiven Sonde und die damit verbundenen Risiken und Unannehmlichkeiten bei einigen Patient:innen überflüssig machen.

Medical Valley: Welche Rolle spielen in diesen und anderen Projekten die Teams des Fraunhofer IIS und des Uniklinikums Erlangen?

Das Zentrum für Sensorik und Digitale Medizin des Fraunhofer IIS hat i.d.R. zwei wesentliche Aufgaben: Die erste besteht in der Rolle des Orchestrators des Projekts. Das Zentrum kommuniziert mit den Industriekunden, erfasst deren Problemstellung und Anforderungen und leitet hieraus den Projektrahmen ab. Die zweite Rolle umfasst alle organisatorischen, z.B. Ethikantrag, Studiendesign und -protokoll, etc., und technischen Aspekte, wie bspw. Referenzgeräte, Schnittstellen, Integration von Sensorik, Entwicklung von Algorithmen, Validierung von Technologien, etc.

Unser Partner Uniklinikum kümmert sich i. W. um alle medizinisch/klinischen Aspekte: Patient:innenrektutierung und -aufklärung, Studienarzt, statistische Auswertung, klinische Signalbewertungen, etc.

Medical Valley: Wodurch zeichnet sich diese Kooperationen besonders aus?

Durch die interdisziplinäre Vernetzung ist es uns möglich, den kompletten Life-Cycle einer Studie vorzubereiten, durchzuführen und weitere Schritte zu planen. Durch den modularen Charakter dieser Studienbegleitung können auch einzelne Schritte begleitet werden, bspw. Studiendesign, Machbarkeitsstudie, Probandenstudie, Studie mit Patient:innen oder Klinische Prüfung.

Medical Valley: Abgesehen von dem großen Innovationspotenzial, welches realisiert werden kann – worin liegt für eure Partner der Mehrwert?

Da gibt es mehrere Punkte, die aber alle von essenzieller Bedeutung sind und dabei auch ineinandergreifen. Hierzu gehören unter anderem:

• Zugang zu Patientinnen und Patienten: Damit die Lösungen auch wirklich bedarfsgerecht entwickelt werden können.

• Klinische Expertise und Prozesse: Um bei komplexen Prozessen zielgerichtet und effektiv unterstützen zu können.

• Regulatorische Unterstützung: Regulatorische Anforderungen können zu großen Herausforderungen werden, die von Anfang an einbezogen werden müssen. Wir behalten das im Auge und berücksichtigen die entsprechenden Vorgaben bei der Planung aller weiterer Schritten, wie technische Dokumentation oder klinische Validierung.

• Geschwindigkeit: Time-to-market ist und bleibt ein signifikanter Faktor. Vor allem im Healthcare-Bereich ist Zeit eine wichtige Ressource, die durch hohe regulatorische Anforderungen extrem gefordert wird. Gutes Zeitmanagement und Effizienz sind also ungemein wichtig.

• Passgenaus Angebot vs. Standard-Angebot: Innovationen entsprechend häufig nicht der Norm. Genau deswegen ist es für uns nur logisch, dass wir jedes Projekt individuell betrachten und begleiten.

• Zugriff auf Kompetenzen aus Medizinischer Sensorik, Datenanalyse und KI sowie Medizinische Kommunikation: All diese Kompetenzen werden in unserem Team vor Ort vereint. Durch eine transparente und zielorientierte Kommunikation können Projekte schnell und klar vorangetrieben werden, ohne unnötige Umwege gehen zu müssen.