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Technisches Anwenderszenario Mouser

Digital Health, aber sicher: Mehr Gesundheit mit dem IoMT

18. Juli 2025, 11:49 Uhr | Von Mark Patrick, Mouser Electronics

Sensoren, Wearables und Medizingeräte sind enger verzahnt als je zuvor, das IoMT ist der Backbone für Digital Health. Diese Interkonnektivität ist effizient und verbessert die Behandlung für Patienten wie Ärzte. Wie genau prägen innovative Technologien die sichere Gesundheitsversorgung von morgen?

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Kliniken, Praxen und Pflegeeinrichtungen stehen mehr denn je unter Druck. Die alternde Bevölkerung und zu wenig medizinisches Fachpersonal führen dazu, dass die Einrichtungen oft an ihre Belastungsgrenze stoßen. Zudem steigern eigentlich wünschenswerte Fortschritte in der Medizintechnik außerdem die Erwartungen von Patienten und erhöhen den Druck auf Budgets und Betriebskosten.

Personalisierte Dienstleistungen zu entwickeln und bereitzustellen dauert jedoch, die Diskrepanz bekommen Ärzte und Schwestern zu spüren. Dies sind nur einige der aktuellen Faktoren, die Überlastung und Stress verursachen, was wiederum längere Fehlzeiten nach sich zieht und die Ressourcen weiter verknappt.

Es besteht ein klarer Veränderungsbedarf im Gesundheitswesen. Doch wie können neue Strategien implementiert werden, die es ermöglichen, mit den vorhandenen Ressourcen mehr zu erreichen, um die Effizienz im Gesundheitswesen zu steigern, den Arbeitsalltag der Beschäftigten zu erleichtern und die Ergebnisse sowohl für Ärzte und Patienten zu verbessern?

Wie das IoMT dem Gesundheitswesen hilft

Ein in der Theorie bereits existierender, in der Praxis jedoch bisher nur rudimentäre eingesetzter Ansatz ist eine verbesserte Interkonnektivität in medizinischen Umgebungen, um die Effizienz und Genauigkeit zu verbessern. Die Einführung intelligenter IoMT (Internet of Medical Things)-Geräte schließt zum Beispiel Wearables (Bild 1) und die Fernüberwachung ein, wodurch Patienten weniger oft Krankenhäuser und Arztpraxen besuchen müssen.

Der Einsatz von IoMT-Geräten in Kliniken, wie etwa die ständige Vitalzeichenüberwachung am Krankenbett, kann auch dazu beitragen, Routineaufgaben zu automatisieren, sodass sich das Personal auf kritischere Fälle konzentrieren kann. Mit einer ebensolchen Remote-Überwachung kann die Genesung von Patienten unter Umständen zu Hause erfolgen, was Klinikkosten und -ressourcen spart.

Jüngste Marktprognosen zeigen das Potenzial von IoMTdeutlich: Wurde 2024 noch ein Umsatz von rund 84 Milliarden US-Dollar erwartet, soll der Markt bis 2029 auf 134,4 Milliarden ansteigen. Um dieses Potenzial voll auszuschöpfen, müssen die IoMT-fähigen Geräte jedoch Sicherheitsbedenken und eine derzeit oft noch unzureichende Batterieleistung für den mobilen Einsatz überwinden. Dies erfordert neue stromsparende Technologien und Design-Initiativen wie Zero Trust für mehr Sicherheit.

In der Zwischenzeit kann eine breitere Einführung von RFID in medizinischen Umgebungen für Asset-Tracking und Standortinformationen dazu beitragen, Verschwendung und Fehler zu reduzieren – eine häufige Herausforderung für Gesundheitsdienstleister. Um die große Erwartungshaltung an das IoT im Gesundheitswesen »auf den Klinikflur« zu bringen, müssen fortschrittliche technische Anwendungen in die Entwicklung kommen.

Das IoMT zum Leben erwecken

Um die Zukunft des IoMT zu gestalten, lohnt sich der Blick auf ein typisches vernetztes Szenario in der Medizin: Wenn Patienten ein vom Krankenhaus autorisiertes Wearable tragen, um etwa Herzfrequenz, Blutdruck, Blutsauerstoff, EKG oder den Blutzuckerspiegel zu überwachen, können diese Vitaldaten drahtlos über Mobilfunknetze und Kommunikationsprotokolle wie Bluetooth, Wi-Fi, Zigbee, LoRaWAN oder Sigfox an ein zentrales Klinik-System übertragen und dann mithilfe von Big-Data-Analysen auf cloudbasierten oder lokalen Servern zusammengefasst und analysiert werden. Bei bedenklichen Mustern erhält das medizinische Fachpersonal Warnungen oder wird über die Erkenntnisse informiert.

Stromversorgung optimieren

Dieses IoMT-Szenario ist zwar realistisch, aber bereits auf einem hohen Integrationslevel angesiedelt, das im klinischen Alltag heute zumeist noch nicht erreicht wird. Dieser Infrastruktur liegen viele Systeme und Bauteile zugrunde, die sich rasch weiterentwickeln. So sind beispielsweise herkömmliche Batterien wie Lithium-Ionen-Knopfzellen ideal für Sensoren und andere Wearables mit sehr geringem Stromverbrauch.

Angesichts der steigenden Anforderungen an komplexere und leistungsfähigere MIoT-Wearables werden jedoch Lösungen wie Energy Harvesting, kabelloses Laden, Batteriemanagement, Energiemanagement und stromsparende Designs benötigt, um die Batterielaufzeit zu verlängern und die Energieeffizienz in MIoT-Designs zu maximieren.

Auch die Konnektivität entwickelt sich schnell weiter. Wi-Fi 7 zum Beispiel stellt einen bedeutenden Meilenstein in der Weiterentwicklung der Drahtlostechnologie dar, mit einer erheblich vergrößerten Kanalgröße, die viermal so hohe Geschwindigkeiten verspricht wie der Vorgänger. Die 7. Generation bietet höhere Datenraten, verbesserte Latenzzeiten, höhere Kapazität, bessere Zuverlässigkeit sowie größere Reichweite und Abdeckung – alles wesentliche Voraussetzungen, wenn das IoMT dazu beitragen soll, schnellere, zuverlässigere und effizientere Gesundheitsdienste bereitzustellen.

Edge Intelligence

Fortschritte im Bereich Edge-Computing und künstlicher Intelligenz eröffnen Medtech-Entwicklern die Möglichkeit, Anwendungen mit Daten aus der realen Welt zu erstellen und zu optimieren, wodurch der Prozess der Erstellung, Bereitstellung und Skalierung von Embedded-Applikationen für maschinelles Lernen einfacher und schneller denn je wird. Für das IoMT bedeutet dies eine effizientere und genauere Verarbeitung medizinischer Daten am Edge. Machine-Learning-Modelle kann direkt auf IoMT-Geräten wie Wearables und Diagnosegeräten ausgeführt werden können, ohne dass dafür Cloud-Computing zum Einsatz kommen muss.

So hat die Qualcomm-Tochter Edge Impulse eine Technologie entwickelt, die die Krebserkennung revolutionieren könnte. Die KI-Plattform ist Teil des Mouser-Ressource-Netzwerks und ermöglicht eine schnellere medizinische Datenverarbeitung ohne die üblichen Cloud-Latenzen. Die Machine-Learning-Modelle sollen die Analyse durch Menschen in Geschwindigkeit und Genauigkeit der Krebsdiagnose potenziell übertreffen. Ziel ist eine demokratisierte Gesundheitsversorgung und bessere Nutzung des in Krankenhäusern und Kliniken verfügbaren medizinischen Fachpersonals – ein Vorteil insbesondere für überlastete und finanziell eingeschränkte Arzt- und Pflegeteams.

Cybersecurity für das IoMT

In dem Maße, wie sich Medizingeräte und -systeme weiterentwickeln und neue medizinische Applikationen hinzukommen, rückt die Cybersicherheit in den Vordergrund. Aktuelle Studien zeigen, dass trotz einer hohen Sensibilisierung 82 % der Gesundheitsorganisationen, die IoMT-Geräte verwenden, eine IoMT-bezogene Sicherheitslücke hatten.

Cybersicherheit ist unverzichtbar, wenn es um medizinische Geräte und die damit verbundene Patientensicherheit geht. Die Vorschriften werden ständig überprüft und verschärft. Die Europäische Union hat die Richtlinie 2022/2555 über die Sicherheit von Netz- und Informationssystemen (NIS2) eingeführt, die Herstellern von Medizinprodukten, einschließlich vernetzter Geräte, auferlegt, strenge Maßnahmen zum Risikomanagement im Bereich Cybersicherheit zu ergreifen und sich strikt an die Meldevorschriften zu halten. Auch in den USA, Australien und Singapur wurden kürzlich aktualisierte Leitlinien für die Sicherheit vernetzter medizinischer Geräte herausgegeben, die den internationalen Konsens über die Bedeutung robuster Cybersicherheitsmaßnahmen widerspiegeln.

Insbesondere das vulnerable Gesundheitswesen braucht neue Strategien für die Cybersicherheit. Allein ein einzelnes Krankenhaus muss in der Regel Tausende medizinische Geräte vernetzen, die wiederum mit mehreren Schwachstellen konfrontiert sein können. Mit einer breiteren Verbreitung von IoMT-Ansätzen wird diese Zahl rapide ansteigen. Bei der herkömmlichen Netzwerksicherheit wird ein Perimeter-Ansatz verwendet, bei dem eine starke äußere Sicherheit aufgebaut wird, wobei das Netzwerk dem Datenverkehr innerhalb des Perimeters vertraut. Dieser Ansatz kann jedoch dazu führen, dass Gesundheitsorganisationen in einer stark vernetzten Umgebung angreifbar sind.

Laut der Cloud Security Alliance (CSA) sollten anstelle eines Perimeters alle Verbindungen und Ereignisse im Netzwerk als böswillig und unzuverlässig betrachtet werden, d. h. allen Komponenten des Netzwerks wird null Vertrauen (Zero Trust) entgegengebracht. Zwar implementieren laut CSA medizinische Organisationen zunehmend Zero Trust für medizinische Geräte, jedoch können Risiken nie ganz ausgeschlossen werden. Zero Trust biete derzeit jedoch den besten Sicherheitsansatz für das IoMT. Richtlinien sollten laut CSA am besten dynamisch ausgelegt sein und aus möglichst vielen Datenquellen berechnet werden.

Asset- und Standort-Tracking im Krankenhaus

In einer stark vernetzen IoMT-Welt, die eine Vielzahl von Geräten mit Netzwerken verbindet, die im stressigen Klinikalltag häufig und dezentral eingesetzt werden, ist es wahrscheinlich, dass Geräte im Laufe der Zeit verlegt und vergessen werden oder schlicht verloren gehen. Asset-Tracking und die Bereitstellung von Standortinformationen wird deshalb für die Klinik-Logistik und das Asset-Management immer wichtiger.

RFID-Asset-Management-Systeme werden eine entscheidende Rolle spielen, da sie es Gesundheitsdienstleistern ermöglichen, einzelne Gegenstände zu finden und zu verfolgen (Bild 3). RFID dient als Kommunikationsstandrad zum Tracken von Beständen, der Verringerung von Verlusten und zur Erleichterung der Wartungsplanung, was zu einer besseren Auslastung der Anlagen, zur Minimierung von Ausfallzeiten und Abfall führt. Jedem Gerät kann ein eindeutiger RFID-Tag mit eigener Identifikationsnummer zugewiesen werden. Diese Tags können von Handheld-Geräten gelesen und mit einer Datenbank verknüpft werden, um ihren Standort und die Häufigkeit ihrer Verwendung zu protokollieren.

Patienten und Fachkräfte werden das IoMT mögen

Der Einsatz von IoMT-Geräten und -Netzwerken im Gesundheitswesen wird medizinische Workflows und Ressourcen erheblich beeinflussen. Für Patienten kann die zunehmende Interkonnektivität die Effizienz der Versorgung steigern und ihnen über Remote-Dienste und Self-Care-Angebote mehr Autonomie und schließlich Lebensqualität verschaffen. Das IoMT entlastet zudem zentralisiert-organisierte Gesundheitseinrichtungen und erleichtert die Arbeit der medizinischen Fachkräfte bzw. entlastet die angespannte Resssourcensituation.

Das Potenzial des Internet of Medical Things liegt auf der Hand. Doch neben technologischen Verbesserungen hinsichtlich Power Management und Konnektivität müssen auch die Herausforderungen des rasanten technologischen Fortschritts und des Einzugs von KI in die Krankenhäuser angegangen werden. Cybersicherheit und effektives Asset-Management sind essenziell und erfordern kreativ-denkende Ingenieure und neuartige Design-Szenarien. (uh)

Lesen Sie passend dazu unser Interview mit Marie-Pierre Ducharme von Mouser: