Das Internet der Dinge soll das Leben in jeder Branche, in der es eingesetzt wird, einfacher machen. Ziel ist es, den Arbeitsaufwand zu verringern und gleichzeitig komplexe Prozesse zu rationalisieren. Medizinische IoT-Lösungen erreichen dies auf vielfältige Weise und bieten folgende allgemeine Vorteile:
Reduzierung von Fehlern in medizinischen Prozessen
Senkung der Gesundheitskosten
Verbesserung der Patientenerfahrungen
Verbesserung der Effizienz
Erleichterung der Telemedizin
Verbesserung der Bestandsverwaltung
Unterstützung der medizinischen Forschung
Verbesserung der Datenanalyse für medizinische Verfahren
IoT Medical bezeichnet die Nutzung von IoT-Geräten zur Bereitstellung von Gesundheitsdienstleistungen. Es basiert auf einer Vielzahl von Technologien, von Apps und Sensoren bis hin zu KI und maschinellem Lernen, die lebensverändernde Anpassungen der konventionellen medizinischen Praxis ermöglichen. IoT-basierte medizinische Projekte, die wie ein Wunschtraum schienen, wurden dadurch Wirklichkeit, darunter fortschrittliche Diagnostik, Echtzeit-Patientenüberwachung, robotergestützte Chirurgie und Fernüberwachung der Gesundheit.
Es hat auch die Gesundheitsversorgung vereinfacht, indem es den Verbrauchern intelligente Geräte zur Verfügung stellt, die es ihnen ermöglichen, ihren Gesundheitszustand selbst zu überwachen und zu melden, wenn ihnen etwas auffällt. Vor allem aber ist es ein wichtiger Baustein für die Telemedizin, insbesondere in Zeiten persönlicher Kontakte, wie beispielsweise während einer Pandemie.
Seit 2009 findet weltweit eine Revolution des Internets der Dinge im Gesundheitswesen statt. Diese begann mit der Verabschiedung des HITECH Act in den USA, der die Integration elektronischer Patientenakten und ergänzender Technologie im Gesundheitssektor förderte. Seitdem hat der medizinische IoT-Markt stark an Fahrt gewonnen, und viele IT-Unternehmen stürzen sich darauf, um die Oberhand zu gewinnen oder zumindest ein kleines Stück vom Kuchen zu ergattern. Neun Jahre später, im Jahr 9, lag der Wert der im Gesundheitsmarkt vorhandenen IoT-Medizingeräte bei 2017 Milliarden US-Dollar und ist bis 56.1 auf 267.6 Milliarden US-Dollar angewachsen. Diese Zahlen werden bis 2023 nur noch weiter steigen, da der Markt im Zeitraum 2023–30.2 um 2018 % wachsen wird, was wiederum durch die steigende Nachfrage nach IoT-Netzwerken in Krankenhäusern und anderen Gesundheitseinrichtungen vorangetrieben wird. Beispiele für das Internet der Dinge in der Medizin sind Fernüberwachung und Echtzeit-Datenübertragung.
Hier sind einige der wichtigsten Berichtshighlights zum Gesundheitsmarkt:
1. Bereits 2018 erzielten Gesundheitsdienstleistungen den höchsten Umsatz. Dies liegt daran, dass eine große Nachfrage nach zuverlässiger Entscheidungsfindung, Echtzeit-Datenaustausch und einer kohärenten Interaktion zwischen IoT-Geräten im medizinischen Bereich und Menschen bestand.
2. Krankenhäuser und Kliniken erhöhten ihre Investitionen in die Anschaffung moderner Technologie für ihren medizinischen Betrieb und erzielten so im Jahr 2018 höhere Einnahmen.
3. Nordamerika hat eine rosige Zukunft, da der dortige Markt aufgrund der hohen Akzeptanz moderner medizinischer IoT-Lösungen voraussichtlich der größte weltweit sein wird.
4. Der asiatisch-pazifische Raum investiert stark in IoT-Projekte im medizinischen Bereich, um Arzneimittel und medizinische Geräte herzustellen. Daher wird erwartet, dass die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate dort höher ausfallen wird als in jeder anderen Region der Welt.
5. Zu den großen Internet of Medical Things-Unternehmen in diesem Bereich zählen unter anderem Biotronik, Koninklijke Philips NV, Boston Scientific und Drägerwerk AG & Co. KGaA.
Die IoMT-Branche wird bis 142 voraussichtlich einen Wert von 2026 Milliarden US-Dollar erreichen, und die Gründe dafür liegen auf der Hand. Zunächst einmal bietet die IoT-Branche entscheidende Vorteile für die Medizin, darunter die nahtlose Übertragung elektronischer Patientenakten (EHR), die Verbesserung der Patientensicherheit, die Reduzierung medizinischer Fehler und die Ermöglichung einer patientenzentrierten Versorgung. Mit der zunehmenden Verbreitung unterstützender Technologien wie 5G sind dieser Branche keine Grenzen gesetzt.
Markttreiber: Zu den wichtigsten Treibern für den IoMT-Bereich zählen:
Das Internet der Dinge im medizinischen Bereich soll die Behandlungsergebnisse für Patienten verbessern und gleichzeitig die Arbeitsabläufe optimieren. Hier ist das Standardverfahren:
1. Schritt 1: Bereitstellung vernetzter Geräte. Dabei handelt es sich um Geräte, die Daten erfassen, wie z. B. Monitore, Aktoren, Kameras und medizinische IoT-Sensoren.
2. Schritt 2: Die von diesen Geräten erfassten Daten liegen in analogem Format vor. Um fortzufahren, müssen Sie diese Daten aggregieren und in ein digitales Format konvertieren.
3. Schritt 3: Die digitalen Daten werden vorverarbeitet und standardisiert, bevor sie in die Cloud oder ein Rechenzentrum verschoben werden.
4. Schritt 4: Die digitalen Daten werden überwacht und analysiert, um ihre Verwertbarkeit zu beweisen. Durch die Anwendung fortschrittlicher Analyseverfahren können Erkenntnisse aus den Daten gewonnen werden.
Aus sicherheitsbewusster Sicht ist IoMT ein zweischneidiges Schwert. Es hat die Medizinbranche zwar in vielerlei Hinsicht vorangebracht, bringt aber auch Sicherheitsbedenken mit sich. Da IoT-Medizingeräte Gesundheitsdaten austauschen, sind sie ein beliebtes Ziel für Hacker. In den falschen Händen könnten diese persönlichen Daten leicht für böswillige Aktivitäten missbraucht werden, von Identitätsdiebstahl bis hin zu Erpressung. Hier sind einige wertvolle Statistiken, die die Sicherheitslage der IoMT-Branche besser darstellen:
• Persönliche Gesundheitsinformationen (PHI) sind auf dem Schwarzmarkt 50-mal wertvoller als Finanzdaten.
• Die Zahl der Cyberangriffe auf das Gesundheitswesen stieg im Jahr 55 um 2020 %.
• Bei 82 % der Gesundheitsorganisationen waren die IoT-Geräte das Ziel von Cyberangriffen.
• 73 % der Gesundheitsorganisationen sind schlecht auf Cyberangriffe vorbereitet.
Es gibt bereits Sicherheits- und Datenschutzbestimmungen, die Gesundheitsorganisationen einhalten müssen, um PHI zu schützen. Zu diesen Vorschriften gehören unter anderem HIPAA, HITECH, FDA und NHS. Mit zusätzlichen Vorschriften wie der DSGVO in der EU und dem CCPA in den USA verfügen Gesundheitsorganisationen über nahezu ausreichende Richtlinien zum Schutz ihrer Gesundheitsdaten.
Der einzige Nachteil dieser Vorschriften ist, dass sie sich nicht im gleichen Tempo wie Hacker entwickeln. Hacker suchen ständig nach neuen Wegen, um im Gesundheitswesen Chaos zu stiften, und einige dieser neuen Wege könnten durch die Empfehlungen dieser Standards nur bedingt verhindert werden. Das bedeutet, dass Gesundheitsorganisationen die Standards nur als Mindestanforderung nutzen und gleichzeitig nach besseren Möglichkeiten suchen sollten, ihre Sicherheit zu verbessern.
1. Veraltete Betriebssysteme
Einige IoT-Geräte im medizinischen Bereich verwenden möglicherweise veraltete Betriebssysteme, die nicht für das 21. Jahrhundert entwickelt wurden. Dies erhöht die Anzahl der Schwachstellen in einem Unternehmen.
2.Unsegmentierte Netzwerke
Die Nutzung eines einzigen Netzwerks für das IoT im medizinischen Bereich ermöglicht Ärzten den einfachen Zugriff auf jedes Gerät. Der Nachteil ist, dass ein Hacker die Kontrolle über jedes Gerät erlangen kann, sobald er das Netzwerk durchdringt.
3.Ältere Geräte
In manchen Fällen verwenden Gesundheitsorganisationen alte Geräte mit schlecht aktualisierter Software. Das bedeutet, dass Hacker auch dann noch Sicherheitslücken, die bereits behoben wurden, gegen die Organisation ausnutzen könnten.
Mit den richtigen Maßnahmen lassen sich all diese Probleme jedoch lösen. Gesundheitsorganisationen sollten zumindest Folgendes tun:
• Verschlüsseln Sie alle Plattformen, Geräte, Netzwerke und Server, die mit PHI in Kontakt treten
• Nutzen Sie die Netzwerksegmentierung, um die IT-Infrastruktur des Unternehmens zu schützen
• Implementieren Sie einen soliden Geräte- und Software-Update-Prozess
• Bieten Sie dem Endbenutzer klare und sicherheitsbewusste Anweisungen zur Verwendung der Geräte
• Implementieren Sie strenge Zugriffskontrollmaßnahmen, um Datenlecks zu verhindern
Die Einführung von IoMT ist ein Balanceakt. Ärzte müssen sicherstellen, dass sie alle Vorteile der Technologie nutzen, ohne die Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Leider sind einige Risiken unvermeidlich. Je fortschrittlicher die Technologie wird, desto riskanter wird sie. Da die Gesundheitsbranche Leben retten soll, müssen diese Risiken minimiert werden, da jedes Risiko lebensbedrohlich sein kann. Hier sind einige der Risiken von IoMT:
1. Das Verletzungsrisiko
IoMT-Geräte müssen ständig auf Betriebszeit und Funktionalität getestet werden. Ein IoT-Gerät mit Mängeln kann leicht zu Verletzungen führen. Während manche Verletzungen geringfügig sein können, können andere schwerwiegend sein. Deshalb müssen Medizinunternehmen, die sich mit dem Internet der Dinge beschäftigen, die Funktionsfähigkeit ihrer Geräte im Auge behalten.
Nicht funktionierende Geräte gefährden nicht nur den Patienten, sondern können auch leicht zu Klagen führen. Beispielsweise verschreibt ein Arzt einem Patienten mit Gedächtnisstörungen eine intelligente Pille, um die regelmäßige Einnahme eines Medikaments zu überwachen. Übermittelt die intelligente Pille die Daten nicht rechtzeitig und ist für den Patienten eine teure Operation erforderlich, könnte der Hersteller leicht verklagt werden.
2.Cyber-Risiken
Das Sicherheitsrisiko von IoMT-Geräten hängt von den Sicherheitsmaßnahmen des Herstellers und des Endnutzers ab. Die Nichteinhaltung gesetzlicher Vorschriften kann Geräte anfällig für Sicherheitsverletzungen machen. Doch selbst wenn der Hersteller alles für die Sicherheit der Geräte tut – Verschlüsselung, Patch-Management und das volle Programm – kann die Sicherheit der Geräte auf Seiten des Nutzers gefährdet sein.
Ihre Sicherheitsstruktur für das Internet der medizinischen Dinge ist nur so stark wie ihre Schwachstelle. Viele medizinische Einrichtungen haben beispielsweise möglicherweise nicht viel in IT-Mitarbeiter investiert, die bei der Planung von Geräteupdates, der Überwachung von Bedrohungen und der erfolgreichen Bereitstellung von IoMT-Geräten helfen können.
Der typische Arbeitsablauf für diese Geräte folgt vier verschiedenen Ebenen:
1.Benutzereingabe
Der Benutzer gibt die Details seiner Symptome über die Touchscreen-Oberfläche des eingebetteten IoT-Medizingeräts ein. Außerdem werden persönliche Informationen wie Kontaktdaten, Alter und Name benötigt. Diese Informationen sind für die Diagnose hilfreich.
2.Symptomanalyse und Diagnose
Das Gerät wertet die vom Benutzer angegebenen Symptome aus und vergleicht sie mit der vorinstallierten Symptomdatei. Sollten die Symptome nicht vollständig mit den Daten in der Datei übereinstimmen, führt es die in der Symptomdatei vorgeschlagenen Tests durch. Da die Geräte mit Sensoren ausgestattet sind, können sie diese Tests selbstständig durchführen.
Falls keine eindeutige Diagnose vorliegt, benachrichtigt das Gerät den Arzt. Nach seiner unabhängigen Beurteilung stellt der Arzt dem Patienten eine Diagnose und aktualisiert das Gerät entsprechend.
3.Ausstellen eines ärztlichen Rezeptes
Sobald eine korrekte Diagnose vorliegt, bietet das Gerät durch Auswertung der vorinstallierten Rezeptdatei eine Behandlungslösung an.
4.Datenspeicherung
Das Gerät speichert die Daten des Benutzers in einer Cloud-Datenbank, die für zukünftige Analysen verwendet werden kann.
Obwohl beide Begriffe verwandt sind, gibt es Unterschiede zwischen der Nutzung des allgemeinen IoT und des IoT im medizinischen Bereich. Der Wert von IoMT wurde 45 auf 2018 Millionen US-Dollar geschätzt und soll 254 2026 Millionen US-Dollar erreichen. Während IoT-Geräte 100 noch 2017 Milliarden US-Dollar wert waren, könnte ihr prognostizierter Wert bis 1.6 bei 2025 Billionen US-Dollar liegen.
Medizinische Geräte des Internets der Dinge haben Krankenhäusern geholfen, strategischer zu agieren. Sie werden hauptsächlich zur Führung von Gesundheitsakten und zur Patientenüberwachung eingesetzt. IoT-Geräte haben je nach Branche jedoch ein breiteres Anwendungsspektrum, von der Temperaturregelung in Fabriken bis hin zur Unterstützung von Smart-Home-Technologien.
IoMT-Geräte sind der allgemeinen IoT-Branche jedoch in puncto Sicherheit voraus. Da Menschenleben auf dem Spiel stehen, gibt es kaum Spielraum für Sicherheitsfehler. Moderne Geräte verfügen über interne Segmentierung, Endpunktsicherheit, Echtzeitüberwachung und bessere Richtlinien zur Benutzerauthentifizierung.
IoMT-Geräte werden letztendlich zur Entstehung intelligenter Krankenhäuser führen. Dabei handelt es sich um Gesundheitseinrichtungen, deren Kern die Automatisierung ist. Von der Krankheitsdiagnose bis zur Bestandsverwaltung wird alles rationalisiert und digitalisiert.
Das Gute daran ist, dass auch neue unterstützende Technologien wie 5G, VR und AR aufkommen, die die Einsatzmöglichkeiten von IoMT-Geräten erweitern könnten. Hersteller müssen jedoch an der Standardisierung der Branche arbeiten. Interoperable Geräte werden die breite Verbreitung von IoMT-Geräten vorantreiben. In Kombination mit starken Sicherheitsarchitekturen sind dieser Technologie keine Grenzen gesetzt.
COVID-19 hat die Einführung von IoMT-Geräten in großem Umfang vorangetrieben. Die weltweiten Gesundheitssysteme wurden durch die Pandemie im Laufe ihrer Existenz extrem belastet, was zu einem Mangel an Betten und Einrichtungen für die Patientenversorgung führte. Während der Schwerpunkt auf Coronavirus-Patienten lag, sind andere Krankheiten weiterhin weit verbreitet. Um soziale Distanz zu wahren und die Ausbreitung einzudämmen, während gleichzeitig andere Patienten versorgt werden, mussten Gesundheitssysteme auf die Fernversorgung umsteigen.
IoMT-Geräte waren für die Bereitstellung von Telemedizindiensten von entscheidender Bedeutung
Andererseits kann ein Sensor-Beacon mit Kühlkettenlösung den Feuchtigkeits- und Temperaturzustand verfolgen
Bei korrektem Einsatz können IoMT-Geräte auch die Einhaltung von Abstandsregeln gewährleisten. Ein gutes Beispiel dafür ist der Einsatz von Wearables in der NBA, um sicherzustellen, dass die Athleten in der Orlando Bubble einen Abstand von zwei Metern einhalten. In anderen Bereichen können die Geräte zur Überwachung der Verkehrsdichte in Geschäften und Büros eingesetzt werden. Überschreitet die Personenzahl in einem Raum den vorgegebenen Schwellenwert, lösen die IoMT-Geräte einen Alarm aus, der die Gebäudetüren schließt und so weiteren Personen den Zutritt verwehrt.
Zu den wichtigsten IoT-Anwendungen im medizinischen Bereich gehört die Erleichterung der Bestandsverwaltung. In Krisenzeiten können Ressourcen schnell erschöpft sein. Um Krisen schnell zu bewältigen, müssen Ressourcen wie Schutzmaterialien und Medikamente jedoch ständig aufgefüllt werden. IoMT-Geräte können in Kombination mit RFID-Technologie Lagerbestände überwachen und so Fehlbestände minimieren. Tracker können um medizinische Materialien herum installiert werden, um dies zu erleichtern.
So vorteilhaft IoMT auch ist, seine Effektivität hängt stets von der aktuellen Netzwerkinfrastruktur ab. Es kann unter anderem in Mobilfunknetzen, LPWAN, LAN/PAN oder Bluetooth eingesetzt werden. Während 4G die Entwicklung der IoT-Technologie stark beschleunigt hat, verspricht 5G einen noch größeren Schub bei der Verbreitung.
Es ermöglicht eine schnellere Datenübertragung und Kommunikation, was neue Möglichkeiten für den Einsatz von IoMT eröffnen könnte. So wird 5G die IoMT-Bereitstellung vorantreiben:
1.Ermöglichen Sie schnelle Datenübertragungen
Manche medizinischen Verfahren erfordern die Übertragung großer Datenmengen. MRTs beispielsweise sind große Dateien, deren Übertragung über ein Netzwerk mit geringer Bandbreite Stunden dauern kann. 5G könnte die Übertragungszeit derselben Daten deutlich verkürzen. Das bedeutet schnellere Servicebereitstellung und damit mehr Leben retten.
2. Stärkung der Telemedizin
Telemedizin ist hilfreich, wenn eine persönliche Patientenvorsorge nicht möglich ist. Videobasierte Konsultationen benötigen jedoch eine hohe Bandbreite, und 5G könnte den gesamten Prozess reibungslos gestalten.
3. Zuverlässige Patientenüberwachung in Echtzeit
IoMT-Geräte tragen maßgeblich zur Überwachung des Patientengesundheitszustands und zur Identifizierung von Behandlungsmöglichkeiten bei. Richtig eingesetzt können sie Ärzten helfen, Krankheiten proaktiv vorzubeugen. 5G gewährleistet eine unterbrechungsfreie und optimierte Patientenüberwachung.
4.Förderung von Fortschritten in der KI
IoT-Geräte und KI stehen in einer wechselseitigen Beziehung. KI prägt die Zukunft von IoMT-Geräten und kann genutzt werden, um Daten zu sammeln, zu analysieren und wertvolle Erkenntnisse zu liefern. Mit 5G können das Wachstum und die Nutzung von KI beschleunigt und so die Effektivität von IoMT-Geräten weiter gesteigert werden.
5.Unterstützung der medizinischen Forschung
Technologien wie AR und VR werden im Gesundheitswesen bisher nur spärlich eingesetzt. Sie bieten geeignete Plattformen für die nicht-invasive Erforschung von Behandlungsmöglichkeiten. In Kombination mit IoT-Geräten können diese Technologien beispielsweise dazu beitragen, komplexe medizinische Szenarien zu simulieren und so mögliche Lösungen zu identifizieren. Mit der schnellen und zuverlässigen Konnektivität, die 5G bietet, wird die Umsetzung dieser Anwendungsszenarien deutlich einfacher.
IoT-Geräte werden nicht nur für medizinische IoT-Anwendungen eingesetzt, sondern können auch in allen anderen Branchen von Nutzen sein. Jede Branche, die von Automatisierung und Echtzeitkommunikation profitieren könnte, kann diese Technologie nutzen. Wenn Sie nach Beispielen für das Internet der Dinge in der Fertigungsindustrie suchen, kann IoT zur Überwachung von Umweltfaktoren wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Fabrikhalle eingesetzt werden.
In der Landwirtschaft könnte es Drohnen bei der Landvermessung unterstützen. Im Allgemeinen können IoT-basierte Technologien wie Beacons dazu genutzt werden, personalisierte Dienste bereitzustellen und gleichzeitig die Kundenbindung und Leadgenerierung zu verbessern. Die wachsende Bedeutung des IoT hängt jedoch von den unterstützenden Technologien und der angewandten Sicherheitsarchitektur ab.
Die Zukunft von IoMT-Geräten ist vielversprechend. Angesichts der zunehmenden Verbreitung von Technologien wie 5G und VR stellt sich die Frage, wo die Grenzen des IoMT-Einsatzes liegen. Einziger Vorbehalt: Je fortschrittlicher die Technologie wird, desto mehr Sicherheitslücken entstehen. Die wichtigsten Akteure im Gesundheitswesen sind in der Pflicht, jede medizinische IoT-Lösung sicherheitsorientiert zu entwickeln.
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