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Digital Health Kompetenzcluster der Fachgruppe

Hintergrund

Der Fachbereich rund um Digital Health spiegelt eine breite Themenpalette wider. Aus diesem Grund - und um die Kompetenzen unserer Mitglieder zu nutzen und offen zu legen - haben wir eine lebendige Clusterstruktur etabliert. Die Digital Health Kompetenzcluster unserer Fachgruppe zeigen Schwerpunkte unserer wissenschaftlichen Arbeit auf. Die jeweiligen Clustersprecher:innen fungieren als themenspezifische Ansprechpartner:innen gegenüber der Öffentlichkeit und der GI im Speziellen und unterstützen die Fachgruppe bei der inhaltlichen Koordinierung.

Möchten Sie an einem Cluster teilnehmen, Ideen einbringen, Veranstaltungen vorschlagen, sich vernetzen oder haben Sie noch ganz andere Ideen, zögern Sie nicht und kontaktieren Sie die Vertreter:innen Ihres Interessensclusters. Die Clusterthemen sind nicht abschließend definiert, sondern werden sich kontinuierlich den Entwicklungen in Wissenschaft und Praxis anpassen.

Cluster-Übersicht

Clustersprecher

Prof. Dr. Wolfgang Maaß (E-Mail: wolfgang.maass(at)iss.uni-saarland.de)
Prof. Dr. Ali Sunyaev (E-Mai: sunyaev(at)kit.edu)
Prof. Dr. Lena Wiese (E-Mail: lena.wiese(at)item.fraunhofer.de)

Clusterbeschreibung

Zukünftige Digital Health Dienste benötigen fortschrittliche Analysetechnologien, um Wissen aus medizinischen Daten für zuverlässige Entscheidungsunterstützungen einzusetzen. Durch die digitale Transformation im Gesundheitsbereich werden große biomedizinische Datensätze erfasst, bearbeitet, durch Technologien der Künstlichen Intelligenz analysiert und in Anwendungen eines innovativen Gesundheitswesens integriert.

Künstliche Intelligenz ist in verschiedenen Bereichen des Gesundheitswesens bereits erfolgreich, wie u.a bei der Analyse bildgebender Verfahren, der Analyse von Genomdaten, der Klassifikation von Krankheiten, der Unterstützung von Patienten im Alltagsleben, aber auch der digitalen Transformation von Krankenkassen, des Krankenhaus-Management und von öffentlichen Institutionen des Gesundheitswesens.

Um das zukünftige Potenzial von KI-Anwendungen ganzheitlich ausschöpfen zu können, müssen stets auch das Vertrauen in KI-basierte Systeme und die Implikationen ihrer Anwendung berücksichtigt werden. Ein weiterer Aspekt der Vertrauenswürdigkeit ist die Erklärbarkeit von KI-Modellen selbst. Häufig ist die Funktionsweise von KI-Modellen intransparent und schwer nachzuvollziehen, weswegen Empfehlungen erklärungsbedürftig sind.

Technologien der Künstlichen Intelligenz, wie u.a. maschinelles Lernen, werden zunehmend in hybriden und kollaborativen Ansätze integriert, um die Stärken menschlicher Expertise und lernender Verfahren miteinander zu verbinden.

Der Cluster stellt seine Expertise als Ansprechpartner in Bezug auf den Einsatz unterschiedlicher Technologien der Künstlichen Intelligenz (u.a. maschinelles Lernen, semantische Systeme, hybride Systeme) für den Einsatz in Anwendungen der Medizin und des Gesundheitswesens.

Ausgewählte Publikationen

Senior, A. W., Evans, R., Jumper, J., Kirkpatrick, J., Sifre, L., Green, T., ... & Hassabis, D. (2020): Improved protein structure prediction using potentials from deep learning. Nature 577 (7792): 706-710. [Paper]

Pham, Q. V., Nguyen, D. C., Huynh-The, T., Hwang, W. J., & Pathirana, P. N. (2021): Artificial intelligence (AI) and big data for coronavirus (COVID-19) pandemic: A survey on the state-of-the-arts. In: IEEE Access 8: 130820-130839. [Paper]

Storey, V., Lukyanenko, R., Maass, W., Parsons, J. Explainable AI: Opening the Black Box or Pandora’s Box?. In: Communications of the ACM (CACM) (forthcoming).

Sunyaev, A. (2020): Vertrauenswürdige Systeme mit künstlicher Intelligenz. In: Wirtschaftsinformatik & Management 12:111–113. [Paper]

Seifert, C., Scherzinger, S., Wiese, L. (2020): GI-Radar 276: Beipackzettel für KI (Thema im Fokus). [Beitrag]

Ausgewählte Projekte

  • Human Brain Project (EU Horizon 2020) [Mehr]
  • Detection of Erythropoetin (EPO) Doping with Deep Learning on Clinical Data (World Anti-Doping Agency (WADA)) [Mehr]
  • NephroCAGE: Nephrology Disease Cooperation between Canada and Germany for Applied AI [Mehr]
  • ELISE - A Learning and Interoperable, Smart Expert System for Pediatric Intensive Care Medicine (Bundesministerium für Gesundheit), 2021 - 2023 [Mehr]

Clustersprecher

Prof. Dr. Till Winkler (E-Mail: till.winkler(at)fernuni-hagen.de)
Dr. Anne-Katrin Witte (E-Mail: a.witte(at)tu-berlin.de)

Clusterbeschreibung

Dieser Cluster bietet einen zentralen Anlaufpunkt und Fachexpertise für alle Fragen rund um Gesundheits-Apps und deren Internationalisierung. In den letzten Jahren haben digitale Technologien und mobile Anwendungen (Apps) im Bereich des individuellen Gesundheitsmanagements einen großen Aufschwung erlebt. Startups nutzen intelligente Algorithmen in Verbindung mit großen Datenmengen, um innovative Gesundheitslösungen zu entwickeln. Apps vereinen Softwarekomponenten (z. B. Analysefunktionalitäten) und Hardwarekomponenten (z. B. Sensoren und mobile Endgeräte), um die Diagnose, Überwachung, das Management und die Behandlung verschiedener Krankheitsbilder, einschließlich chronischer Erkrankungen, zu unterstützen. Neben krankheitsspezifischen Anwendungen gibt es ebenfalls solche, die auf die Stärkung der Gesundheitskompetenz des Nutzers abzielen. Dies wird durch eine Fokussierung auf Lebensstilentscheidungen und Präventionsmaßnahmen ermöglicht. Gesundheits-Apps unterstützen die Eigenverantwortung des Nutzers und tragen damit zu einer verbesserten Versorgungsqualität und einem erhöhten Patientennutzen bei. Die Entwicklung, Markteinführung und Wertgenerierung von Gesundheits-Apps ist in hohem Maße kontextabhängig und ihre Implementierung wird von den Rahmenbedingungen innerhalb des jeweiligen nationalen Gesundheitswesens beeinflusst. Insbesondere die gesundheitspolitischen und regulatorischen Vorgaben, die bestehenden digitalen Infrastrukturen und die tatsächliche Nutzung von Gesundheitsdaten variieren. Dies schafft unterschiedliche Voraussetzungen für digitale Gesundheitsinnovationen. Darüber hinaus sind soziokulturelle Faktoren wie Datenschutzbedenken und Datenkompetenz in den einzelnen Ländern unterschiedlich ausgeprägt. Die Internationalisierungsperspektive ergänzt daher den Fokus dieses Clusters auf Gesundheits-Apps.

Ausgewählte Publikationen

Gimpel, H., Manner-Romberg, T., Schmied, F. & Winkler, T. J. (2021). Understanding the evaluation of mHealth app features based on a cross-country Kano analysis. Electronic Markets. [Paper]

Witte, A.-K., Fürstenau, D. & Zarnekow, R. (2020). Digital Health Ecosystems for Sensor Technology Integration: A Qualitative Study on the Paradox of Data Openness. In: Proceedings of the 41st International Conference on Information Systems (ICIS 2020). [Paper]

Witte, A. K. & Zarnekow, R. (2019). Transforming Personal Healthcare through Technology - A Systematic Literature Review of Wearable Sensors for Medical Application. In: Proceedings of the 52nd Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS 2019). [Paper]

Winkler, T. J., Ozturk, P. & Brown, C. V. (2016). Sustainability Strategies for Regional Health Information Organization Startups. Health Policy and Technology  5 (4): 341-349. [Paper]

Ausgewählte Projekte

  • A Cross-National Comparison of Health Information Technology-related Policy Frameworks for Guiding Research and Practice (Danish Council for Independent Research), 2018 - 2019
  • Self-administered Psycho-TherApy-SystemS: Data Analytics and Prescription for SELFPASS (Bundesministerium für Bildung und Forschung), 2016 - 2020
  • PALLADiUM - Palliative Care als digitale Arbeitswelt - Perspektiven und Gestaltungsmöglichkeiten der digitalen Transformation von Kommunikations- und Kollaborationsprozessen in der multiprofessionellen Versorgung der letzten Lebensphase (Bayerisches Forschungsinstitut für Digitale Transformation), 2021 - 2023

Clustersprecher

Prof. Dr. Martin Gersch (E-Mail: martin.gersch(at)fu-berlin.de)
Prof. Dr. Daniel Fürstenau (E-Mail: dfu.digi(at)cbs.dk)

Clusterbeschreibung

Der Einsatz digitaler Technologien im Gesundheitswesen bietet enorme Potentiale, ist aber auch mit Herausforderungen verbunden. Die Digitalisierung sollte dem Patientenwohl dienen, indem sie dabei unterstützt die Qualität der Versorgung zu verbessern, Prozesse effizienter zu gestalten und den Zugang zu Gesundheitsdiensleistungen zu erleichtern. Jedoch sind mit der Implementierung und dem Einsatz digitaler Technologien Barrieren und Blockaden verbunden, die u.a. technischer, ökonomischer, organisatorischer, rechtlicher, sozialer und ethischer Natur sind.

Das Cluster ‘Digital Transformation und Health Ecosystems‘ bündelt Forschung zu den Voraussetzungen, Rahmens- und Gelingensbedingungen der digitalen Transformation im Gesundheitswesen. Das Cluster ist dabei methodisch offen für Beiträge verschiedener Art (u.a. qualitative Case Studies, quantitative Modellierung/Simulation, Experimente, Surveys und Archivdatenanalysen) und der Nutzung unterschiedlicher Theorieperspektiven.

Das Cluster legt dabei den Fokus auf den prozessualen Charakter der Digitalen Transformation auf verschiedenen Ebenen, die Vielschichtigkeit der Spannungsfelder und Widersprüche innerhalb und zwischen agierenden Akteursgruppen sowie der Praktiken im Umgang mit diesen Spannungsfeldern. Ein weiterer Fokus liegt auf der Einbettung von Akteuren in Organisationen aber auch in vielfältige Ökosysteme sowie das Zusammenspiel zwischen den Möglichkeiten von aufstrebenden Technologien (u.a. Künstliche Intelligenz, Blockchain) und den sozialen und organisatorischen Kontexten, in denen diese digitalen Technologien Einzug finden.

Ausgewählte Publikationen

Gersch, M. (2022): Digitalisierung im Gesundheitswesen, in: Roth, S.; Corsten, H. (Hrsg.): Handbuch Digitalisierung, Vahlen: München (ISBN 978-3-8006-6562-4)

Fürstenau, D., Klein, S., Vogel, A. & Auschra, C. (2021). Multi-Sided Platform and Data-Driven Care Research. Electronic Markets, Online First. [Paper]

Witte, A.-K., Fürstenau, D. & Zarnekow, R. (2020). Digital Health Ecosystems for Sensor Technology Integration. In: Proceedings of the 41st International Conference on Information Systems, Virtual. [Paper]

Fürstenau, D., Auschra, C., Klein, S. & Gersch, M. (2019). A Process Perspective on Platform Design and Management. Electronic Markets 29 (4): 581-596. [Paper]

Fürstenau, D., Spies, C., Gersch, M., Vogel, A., Mörgeli, R., Poncette, A., Müller-Werdan, U. & Balzer, F. (2019). Sharing Frailty-Related Information in Perioperative Care: An Analysis From a Temporal Perspective. BMC Health Services Research 19 (1): Article 105. [Paper]

Ausgewählte Projekte

  • ReDiGe & EvalDiGe: Reifegradmodelle für die Unterstützung des "Pakts für den öffentlichen Gesundheitsdienst" / Digitalisierung der Gesundheitsämter (2021 & 2022-2026) [Mehr]
  • Begleitforschung Krankenhauszukunftsgesetz / KHZG (2021-2023)
  • Health-X dataLOFT: der Legitimierte, Offene und Föderierte Datenraum für Gesundheitsdaten der Domäne Health als Teil der GAIA-X Strategie (2021-2025)
  • ProKIP: Prozessentwicklung und -begleitung zum KI-Einsatz in der Pflege [Mehr]

Clustersprecher

Prof. Dr. Dr. Christian Thielscher (E-Mai: christian.thielscher(at)fom.de)

Clusterbeschreibung

IT bringt gigantische Produktivitätsfortschritte, zugleich aber ebenso massive Veränderungen der Spielregeln in der Gesellschaft. Das Leben sehr vieler Menschen wird von Dritten verändert - beispielsweise ändern sich Arbeitsplätze oder fallen weg, läuft der Alltag anders und brechen Machtstrukturen auf oder werden durch neue ersetzt. Diese Veränderungen entstehen selten im gesellschaftlichen bzw. wissenschaftlichen Konsens, sondern quasi-technokratisch. Um sie vernünftig einschätzen und ggf. ändern zu können, wird ein Beurteilungssystem – also eine Ethik mitsamt ihren sozialen, ökonomischen und politischen Implikationen benötigt.

Ausgewählte Publikationen

Thielscher, C. (2022). Wirtschaft und Gerechtigkeit. Was ist gerecht und wie beeinflussen Wirtschaftstheorien die Verteilung von Gütern? ‎1. Aufl., Wiesbaden: Springer Gabler. [Buch]

Thielscher, C. (2020). Wirtschaft, Gerechtigkeit und Ethik. In: Thielscher C. (Hrsg.): Wirtschaftswissenschaften verstehen. 2. Auflage, Wiesbaden: Springer, Gabler, S. 15-49. [Buchbeitrag]

Thielscher, C., Krol, B., Heinemann, S. & Schlander, M. (2019). Ethical decomposition as a new method to analyse moral dilemmata. In: David, K., Geihs, K., Lange, M. & Stumme, G. (Hrsg.), INFORMATIK 2019: 50 Jahre Gesellschaft für Informatik – Informatik für Gesellschaft. Bonn: Gesellschaft für Informatik e.V., S. 37-49. [Paper]

Ausgewählte Projekte

coming soon

Clustersprecher

Dr. Melanie Reuter-Oppermann (E-Mail: oppermann(at)is.tu-darmstadt.de)

Ass.Prof. Dr. Nikolaus Furian (E-Mail: nikolaus.furian(at)tugraz.at)

Clusterbeschreibung

Nicht zuletzt durch die Corona-Pandemie wurden Gesundheitssysteme weltweit vor große Herausforderungen gestellt. Die konträren Entwicklungen sich kontinuierlich erhöhender Nachfrage bei steigendem Kostendruck auf der einen Seite und zunehmendem Fachkräftemangel auf der anderen Seite erfordern eine bestmögliche Nutzung vorhandener Ressourcen und möglichst effiziente Prozesse im Gesundheitswesen.

Digitale Lösungen basierend auf Verfahren der Statistik und des Operations Research können dabei helfen, bestmögliche Lösungen für (logistische) Planungsprobleme zu ermitteln. So können sie zum Beispiel Standorte von Rettungswagen, Dienstpläne für Pflegekräfte, Termine von Operationen oder das Layout von Arztpraxen bestimmen.

Das Cluster betrachtet unter anderem die folgenden thematischen und methodischen Aspekte im Zusammenhang mit Healthcare Analytics:

  • Einsatz und Entwicklung von Methoden des Operations Research („prescriptive Analytics“, z. B. lineare oder gemischt-ganzzahlige Programmierung, Heuristiken und Simulationen) im Gesundheitswesen
  • Fundierte Analysen von Prozess-, Behandlungs- oder logistischen Daten („descriptive Analytics“), zum Beispiel als Grundlage für Optimierungsprobleme
  •  Vorhersage von zukünftigen Entwicklungen und dem Bedarf an medizinischen Leistungen und Resourcen („predictive Analytics“)
  • Gestaltung von Entscheidungsunterstützungssystemen für Planungsprobleme im Gesundheitswesen

Neben der Entwicklung und Bereitstellung von mathematischen Verfahren sind auch der Prozess der Entscheidungsfindung sowie Anforderungen aus der Praxis an Entscheidungsunterstützungssysteme wichtige Forschungsthemen.

Das Cluster bietet Ansprechpartner für den Einsatz von Analytics-Verfahren zur Entscheidungsunterstützung im Gesundheitswesen.

Ausgewählte Publikationen

Reuter-Oppermann, M., Nickel, S., Steinhäuser, J. (2019). Operations research meets need related planning: Approaches for locating general practitioners’ practices. In: PLOS ONE 14(1). [Paper]

Furian, N., Neubacher, D., O’Sullivan, M., Walker, C., Pizzera, C. (2018). GEDMod - Towards a generic toolkit for emergency department modeling. In: Simulation Modelling Practice and Theory 87: 239-273. [Paper]

Reuter-Oppermann, M., van den Berg, P., Vile, J. (2017). Logistics for Emergency Medical Service Systems. In: Health Systems 6(3): 187-208. [Paper]

Rais, A., Viana, A. (2011). Operations Research in Healthcare: a survey. In: International Transactions in Operational Research 18(1): 1-31. [Paper]

Brandeau, M. L., Sainfort, F., Pierskalla, W. P. (Eds.) (2004). Operations research and health care: a handbook of methods and applications (Vol. 70). Springer Science & Business Media. [Link zum Buch]

Ausgewählte Projekte

  • InPlan-Care: Integrierte Planung in Krankenhäusern - Komplexität, Analytics, Restrukturierung, Effizienz (2021-2024) [Mehr]

  • SPELL - KI in der vernetzten Leitstelle der Zukunft (2021 – 2024) [Mehr]

  • SimPaTrans (2021 – 2024)

  • BISKIT: Blood Information System for Crisis Intervention and Management (2020 – 2023) [Mehr]

Clustersprecher

Prof. Dr. Rüdiger Breitschwerdt (E-Mail: Ruediger.Breitschwerdt(at)wb-fernstudium.de)

Prof. Dr. Torsten Eymann (E-Mail: torsten.eymann(at)uni-bayreuth.de)

Clusterbeschreibung

Schwerpunkte des Clusters "Health Information Systems" sind:

  • Elektronische Akten (EMR/ EPA/ EFA/ EGA/ PHR/ EHR/ PEHR/PEPA) Implementation
  • Mobile Health (mHealth)
  • Platform Ecosystems
  • Usability and User-Centered Design (UCD/UXD)
  • Entscheidungsunterstützung/ Decision Support Systems (DSS)

Ausgewählte Publikationen

Breitschwerdt, R. (2018). Mobile Health. In: Trill R (Hrsg.) Praxisbuch eHealth. Kohlhammer, S. 173–185.

Hufnagl, C., Doctor, E., Behrens, L., Buck, C. & Eymann, T. (2019). Digitisation along the patient pathway in hospitals. In: Proceedings of the 27th European Conference on Information Systems (ECIS 2019). [Paper]

Andrzejewski, D., Fellmann, M., Breitschwerdt, R. & Beck, E. (2017). Supporting Breast Cancer Decisions Using Formalized Guidelines and Experts Decision Patterns – Prototype & Evaluation. Health Information Science & Systems 5 (1), paper 12. [Paper]

Ausgewählte Projekte

  • Hospital 4.0 - Schlanke, digital-unterstützte Logistikprozesse in Krankenhäusern (2017-2020) [Mehr]

Clustersprecher

 Prof. Dr. Heiko Gewald (E-Mail: Heiko.Gewald(at)hnu.de)

Clusterbeschreibung

coming soon

Ausgewählte Publikationen

coming soon

Ausgewählte Projekte

coming soon

Clustersprecher

Ass.-Prof. Dr. Christoph Peters (E-Mail: christoph.peters(at)uni-kassel.de)
Dr. Peggy Richter (E-Mail: peggy.richter(at)tu-dresden.de)

Clusterbeschreibung

Patientenzentrierte Lösungsansätze sowie präventive Befähigung von Patienten zur nachhaltigen Gesunderhaltung oder Gesundung (Patient Empowerment) sind konzeptionell schon jahrzehntealt. In den letzten Jahren gewannen sie in Gesundheitspolitik und -versorgung - auch durch neue technologische Machbarkeiten - zunehmend an Bedeutung. Die Transformation von einer institutionenbasierten Versorgungsperspektive hin zu einer stärker patientenorientierten Sichtweise sieht Patienten als Co-Manager ihres individuellen Versorgungsprozesses und ihres gesundheitlichen Wohlbefindens in einem Netzwerk integrierter Versorgungsdienstleister. Unter Betrachtung von Informationssystemen als soziotechnische Systeme adressiert das Cluster ‚Patient- Centered Information Systems’ die Patientenzentrierung, -teilhabe und -stärkung im Gesundheitswesen, insb. unter Anwendung digitaler Technologien. Dazu zählen zum Beispiel KI-basierte Gesundheits-Apps und -Plattformen, Patientenportale, digitale Patientenakten, Selbstmanagement-Tools oder digitale Unterstützungssysteme zur Förderung informierter Entscheidungsfindung. Das Cluster deckt insbesondere aber nicht ausschließlich die folgenden thematischen Linien ab und positioniert sich offen hinsichtlich Forschungsmethoden und -theorien:

  • Entwicklung patientenzentrierter Informationssysteme (anwendungssystemseitig als auch aus organisationaler Sicht, z.B. Patientenpfade zur Systemgestaltung)
  • Skalierung und Modularisierung von patientenzentrierten Gesundheitslösungen
  • Voraussetzungen, Treiber, Barrieren für die Implementierung und Nutzung patientenzentrierter Informationssysteme
  • Wirksamkeits- und Qualitätsnachweis patientenzentrierter Informationssysteme (klinische Wirksamkeit, PROMs und PREMs)
  • Gestaltung und Messung von Shared Decision-Making, Patient Empowerment und Patient Engagement, insb. durch digitale Gesundheitsanwendungen
  • Förderung integrierter Versorgung durch patientenzentrierte Informationssysteme
  • Patientenzentrierte Geschäftsmodelle

Ausgewählte Publikationen

Richter, P. & Schlieter, H. (2021). Patient pathways for comprehensive care networks - A development method and lessons from its application in oncology care. In: Proceedings of the 54th Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS 2021): 3753–3763. [Paper]

Hickmann, E., Richter, P. & Schlieter, H. (2021). Let’s get engaged: On the evidence of patient engagement tools and their integration in patient pathways. In: Proceedings of the 16th International Conference on Wirtschaftsinformatik (WI2021). [Paper]

Peters, C., Blohm, I. & Leimeister, J. M. (2015). Anatomy of Successful Business Models for Complex Services: Insights from the Telemedicine Field. In: Journal of Management Information Systems 32 (3): 75-104. [Paper]

Ausgewählte Projekte

coming soon

Clustersprecher

Dr. Bernd Schütze (E-Mail: schuetze(at)medizin-informatik.org)

Clusterbeschreibung

Betrachtung informationstechnischer Ansätze, Entwicklungen wie auch Lösungen aus ethischer Sicht unter Berücksichtigung rechtlicher Vorgaben inklusive Anforderungen des Datenschutzes.

Ausgewählte Publikationen

Schütze B. (2020). Datenschutz und Ethik: Widerspruch oder Harmonie? BvD-News, 2: S. 17-23.

Schütze B. (2021): Datenschutzbeauftragte im Gesundheitswesen – eine spezielle Herausforderung. BvD-News 1: S. 61-69.

Schütze, B. & Kämmerer, M. (2019). Gesetzlich geregelte Teleradiologie: Umsetzung der datenschutzrechtlichen Anforderungen. Radiologe 2019, 59: S. 637-642. [Paper]

Ausgewählte Projekte

coming soon