5 Gründe für das Monitoring von Gesundheitsüberwachungssystemen

Die moderne Medizin muss sich der Realität stellen: Es gibt es viel mehr Patienten als Ärzte, die ihnen helfen können. Außerdem hat die jüngste Pandemie gezeigt, dass die Welt auf solche Notfälle nicht vorbereitet ist. Daher besteht ein zunehmender Bedarf an neuen Technologien, um die Effizienz von Experten im Gesundheitswesen zu steigern.

Eine dieser Technologien ist das sogenannte Health Monitoring System (HMS). Mithilfe des Internets der Dinge (IoT) können dadurch Leben gerettet werden. Es hilft den Ärzten bei einer Echtzeit-Priorisierung der Patienten – so können sie zuerst die Personen versorgen, die sich in höchster Gefahr befinden. Darüber hinaus trägt ein kompetenteres Patientenmanagement dazu bei, die Krankenhausressourcen sinnvoller zu nutzen und Geld zu sparen.

Laut Markets and Markets wird der Markt für die Überwachung von Patienten bis 2025 voraussichtlich 55,1 Milliarden US-Dollar erreichen. Dabei ist die Integration von Überwachungstechnologien in Smartphones und drahtlose Geräte ein wichtiger Trend in der Patientenversorgung. Schließlich führt er zur Einführung von Fernüberwachungssystemen, mobilen Herztelemetriegeräten, mobilen PDA-Systemen (Personal Digital Assistant), drahtlosen ambulanten EEG-Rekordern und ambulanten Ereignismonitoren.

HMS umfassen alles: von persönlichen bis hin zu medizinischen und bildgebenden Geräten. In den letzten Jahren haben die steigenden Ausgaben für die Gesundheitsfürsorge, insbesondere im Krankenhausbereich, den Schwerpunkt auf alternative Behandlungsmethoden wie die häusliche Pflege verlagert. Dies hat wiederum für eine wachsende Nachfrage nach effektiven Geräten für den Heimgebrauch wie Thermometern, Pulsoximetern, Waagen, EKG-Monitoren, Ereignis-Monitoren, EEG-Rekordern und Fetalmonitoren gesorgt. Die Nachhaltigkeit des derzeitigen Gesundheitssystems ist ein zentrales Anliegen der Regierungen in aller Welt.

Wenn die Priorität darauf liegt, dass Ärzte bei Bedarf Zugang zu den Patientendaten haben, müssen die verschiedenen Systeme reibungslos zusammenarbeiten.

Daher erfordern HMS eine umfassende IT- und Netzwerküberwachung, bei der fünf Punkte von besonderer Bedeutung sind:

1 – Datenerfassung – In der Anfangsphase des Prozesses lesen die Geräte und Sensoren die Informationen des Patienten aus. Dabei gefährdet jedes Problem mit diesem Gerät das gesamte Programm. Denn das intelligente Gesundheitswesen ist eine der wichtigsten Anwendungen des Internets der Dinge (IoT). Die kontinuierliche Überwachung von Glukosewerten, Temperatur, Blutdruck sowie die Pulsoxymetrie sind einige Funktionen von tragbaren Patientenüberwachungsgeräten, Biosensoren und intelligenten Implantaten. Elektrokardiographie (EKG) oder Vitalparameter wie Blutdruck, Gewicht und Blutzucker werden mit tragbaren Biosensoren gemessen und über drahtlose Mobilfunknetze an einen zentralen Server übertragen.

2 – Netzwerk – Alle medizinischen Geräte benötigen eine klassische IT-Infrastruktur für die Kommunikation. Diese Infrastruktur sorgt für die Datenübertragung und stellt die Hardware für das Systemnetzwerk zur Verfügung. Dabei sind Kabel, Switches, Server und Speichersysteme ebenso wie WLAN und Zugangspunkte erforderlich. Wichtig: Damit alle Komponenten perfekt funktionieren muss auch das Netzwerk einwandfrei arbeiten. Denn jede Ausfallzeit wirkt sich direkt auf den Service am Patienten aus.

3 – Datenverarbeitung – In dieser Phase erfolgt die Analyse der Informationen. Das System kann dank KI schnell Rückschlüsse auf den Zustand des Patienten ziehen und einen Arzt benachrichtigen, wenn sofortige Hilfe benötigt wird.

4 – Anwendung – Nach der Verarbeitung werden die Daten an Expertensysteme und mobile Anwendungen gesendet, die von Ärzten genutzt werden. Auch hier ist die IT-Überwachung von entscheidender Bedeutung, da die Programme traditionelle IT-Infrastrukturen wie Switches, Server, Datenbanken und Speichersysteme nutzen.

5 – Sicherheit – Auch die Sicherheit spielt eine wichtige Rolle. Denn die Krankenhaus-IT ist nicht mehr isoliert, sondern mit verschiedenen Institutionen (Krankenkassen, Ärzten, Gebäudetechnik, Verwaltung usw.) verflochten. Das stellt extrem hohe Anforderungen an Firewalls, Virenscanner und Intrusion-Detection-Systeme.

Das bedeutet auch, dass die Verfügbarkeit der Geräte, die Datenübertragung und die Leistungen ständig überwacht werden müssen.

Was sollte ein IT-Überwachungstool leisten?

Und wie sollte es im medizinischen Bereich angewendet werden?

Vereinfacht gesagt gleichen Aufbau und Funktionen der Übertragung, Speicherung, Analyse und Veröffentlichung von Daten in der Medizintechnik denen im klassischen IT-Netzwerk. Deshalb sollte eine IT- und Netzwerküberwachungssoftware:

• die Netzwerkgeschwindigkeiten überwachen und u. a. nach Engpässen suchen. Dies sollte über gängige Netzwerkprotokolle wie z. B. SNMP, Netflow oder WMI erfolgen.
• Geräte wie Router, Server, Speicher usw. überwachen.
• Warnungen und Benachrichtigungen aussenden, wenn bestimmte Schwellenwerte erreicht werden, z. B. wenn die Bandbreite niedrig ist oder ein Gerät überhitzt.
• den Infrastrukturstatus in einer einzigen Dashboard-Ansicht anzeigen.

IT- und Netzwerküberwachungslösungen geben Gesundheitsdienstleistern die Möglichkeit, wichtige Datenverbindungen, Server, Anwendungen und sogar Workstations zu überwachen. Auf diese Weise können sie die optimale Leistung der IT-Infrastruktur einer Gesundheitsorganisation aufrechterhalten.

Wie bei jedem Informationssystem sind es letzten Endes jedoch die Daten, die trotz der Bedeutung medizinischer Geräte das Herzstück des modernen medizinischen IT-Systems bilden. Schließlich müssen die Patientendaten an verschiedenen Berührungspunkten im Krankenhaus leicht verfügbar sein – zum Beispiel für den Arzt, der einen Patienten berät oder in der Röntgenabteilung. Dabei müssen Ultraschall- oder MRT-Bilder übertragen, gespeichert und dem gesamten Krankenhauspersonal zur Verfügung gestellt werden.

Um dem Rechnung zu tragen, verfügen viele Krankenhäuser über einen zentralen Kommunikationsknotenpunkt – auch Integrationsmechanismus. Dieser übermittelt die Patientendaten an Abteilungen, Geräte und Ärzte. Außerdem werden die Informationen zwischen diesem zentralen Kommunikationsserver und verschiedenen anderen Systemen ausgetauscht:

• Das Picture Archiving and Communication System (PACS) bietet einen zentralen Speicher für digitale Abbildungen, die von digitalen Bildgebungsgeräten hochgeladen werden.
• Das Radiologie-Informationssystem (RIS) verarbeitet die von den radiologischen Abteilungen erzeugten und benötigten Daten.
• Das Krankenhausinformationssystem (KIS) erfasst die Verwaltungsdaten des Krankenhauses.
• Das Laborinformationssystem (LIS) verwaltet die von den Laboratorien erzeugten und benötigten Daten.

Diese Systeme laufen zusammen mit der Integrations-Engine, den medizinischen Geräten und den typischen IT-Geräten – wie auch im traditionellen Netzwerk. Die IT-Teams der Krankenhäuser sind daher nicht nur mit dem Risiko konfrontiert, dass die Geräte selbst nicht funktionieren. Auch die zusätzlichen – und eher traditionellen – Gefahren wie Netzwerkausfälle, Probleme mit Speichergeräten oder Serverausfälle können eintreten. Das Problem: Wenn diese Dinge nicht richtig funktionieren, sind die Datenübertragung und die Verfügbarkeit gefährdet.

Was sollte überwacht werden?

1. Digitale medizinische Geräte

Medizinische Geräte sind heute miteinander verbunden und können Daten über das Netz senden und empfangen. Das hat den Vorteil, dass diese Geräte im selben Netz überwacht werden können. Der Haken? Medizinische Geräte bieten nicht die gleichen Überwachungsmöglichkeiten wie andere IoT-Geräte, z. B. SNMP- oder NetFlow-Unterstützung. Aus diesem Grund wird für das Monitoring dieser Geräte ein Tool mit speziellen Funktionen benötigt.

2. Der Integrationsmechanismus

Wenn wir unsere Anatomie-Metapher fortsetzen, ist die Integrations-Engine ist das zentrale Nervensystem des Krankenhauses. Sie ist der Knotenpunkt, der alle Systeme und Datenströme in der Klinik miteinander verbindet, und muss daher unbedingt ganz genau beobachtet werden. Die meisten Server dieser Art bieten eine RESTful API an, über die Daten zum Status des Servers und dessen Leistung abgerufen werden können.

3. Kommunikation zwischen medizinischen Systemen

Die medizinische Umgebung verwendet Standardprotokolle für die Kommunikation zwischen der Integrationsmaschine und den peripheren Systemen. Das DICOM-Protokoll (Digital Imaging and Communications in Medicine) wird für die Speicherung und Übertragung digitaler medizinischer Bilder verwendet. Beim Transfer von Patienten- und Verwaltungsdaten kommt dabei in der Regel das HL7-Protokoll zum Einsatz.

Um die Kommunikation innerhalb eines medizinischen Systems zu überwachen, liegt die Verwendung eines Werkzeugs zur Protokollbeobachtung nahe. Um beispielsweise zu prüfen, ob ein DICOM-Gerät Bilder korrekt speichert, können Sie die DICOM-C-STORE-Funktionalität als Test nutzen. So können Sie sehen, ob der Speicherplatz auf dem Gerät knapp wird, ob ein Gerät funktionsfähig ist oder nicht und wieviel Bandbreite es verbraucht.

Zudem können Sie sich in ähnlicher Weise auch ein Bild von der Gesamtintegrität der Kommunikation machen. Dazu sollten Sie HL7-Schnittstellen routinemäßig überprüfen und sicherstellen, dass sie auf Anfragen antworten.

4. Traditionelle IT

All diese Verfahren haben ihren Ursprung im traditionellen Netzwerk und den üblichen Geräten, die wir schon seit Jahren überwachen: Router, Switches, Server usw. – diese Dinge sind hinreichend bekannt. Neu ist aber, dass die Anzeigen dieser Geräte gemeinsam mit den spezifisch medizinischen Messwerten auf einem Bildschirm dargestellt sind. Tools, die das leisten, sind eine entscheidende Voraussetzung für digitalisierte, integrierte Umgebungen wie die moderne medizinische IT.