Digital Twins: Neue Lösung für mehr Datenschutz

Genau hier setzt das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD an und stellt auf der DMEA in Berlin an Stand D-109 in Halle 2.2 seine aktuellen Forschungsergebnisse zu sicheren digitalen medizinischen Zwillingen vor. 

Medizinische Digitale Zwillinge sind virtuelle Abbilder eines Patienten, die auf anatomischen, physiologischen, diagnostischen und behandlungsbezogenen Informationen aus verschiedenen Quellen basieren. Sie können nicht nur existierende Daten zusammenführen, sondern auch neue Informationen ableiten, indem sie bekannte Zusammenhänge zwischen medizinischen Parametern nutzen. Aufgrund der hohen Sensibilität dieser Daten unterliegen sie allerdings den strengen Anforderungen der EU-Datenschutz-Grundverordnung.

Für die sichere Speicherung und Verarbeitung medizinischer Daten entwickeln Forschende des Fraunhofer IGD gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Sichere Informationstechnologie SIT neue Konzepte. Beim Projekt MeDiTwin am Forschungszentrum ATHENE steht – anders als am Markt üblich – die dezentrale Speicherung mit feingranularer Zugriffskontrolle im Mittelpunkt. "Der Zugriff erfolgt über attributbasierte Schlüssel, sodass nur berechtigte Personen die jeweils relevanten Informationen einsehen können", erläutert Prof. Dr.-Ing. Jörn Kohlhammer, Abteilungsleiter Informationsvisualisierung und Visual Analytics am Fraunhofer IGD. Statt zentral gespeicherte Gesundheitsdaten in einem einzelnen System wie einer Cloud zu bündeln, das bei einem Cyberangriff vollständig kompromittiert werden könnte, bleiben die Daten verschlüsselt und verteilt gespeichert. 

Neben der Datensicherheit spielt die Benutzerfreundlichkeit eine zentrale Rolle im MeDiTwin. Patienten sollen leicht nachvollziehen können, welche Daten sie freigeben und welche Konsequenzen dies hat. So können sie besser informiert Entscheidungen treffen und ihre Gesundheitsdaten selbstbestimmt verwalten. Dabei spielt eine intuitive Visualisierung eine entscheidende Rolle. "Unsere Dashboards zeigen übersichtlich, welche Daten gespeichert sind, wer darauf aktuell zugreifen kann und welche Informationen für medizinische Entscheidungen relevant sind", erklärt Prof. Kohlhammer.

Ärzte haben im MeDiTwin die Möglichkeit, gezielt bestimmte Datentypen – etwa Laborwerte oder Bildaufnahmen – anzufordern und sich anzeigen zu lassen. Diese können in MeDiTwin nicht nur als einzelne Datenpunkte dargestellt, sondern grafisch als Kurven, die ihren zeitlichen Verlauf sichtbar machen. Diese Darstellungsform erleichtert es auch Patienten, Trends auf einen Blick zu erkennen und frühzeitig auf Veränderungen zu reagieren. Künftig sollen auch medizinische Bilddaten mit Zusatzinformationen versehen dargestellt werden und damit für ein individuell besseres Verständnis einer Erkrankung sorgen. 

Auf der DMEA präsentiert das Fraunhofer IGD den aktuellen Entwicklungsstand des MeDiTwin als Proof-of-Concept und in einer prototypischen Umsetzung. Anhand eines Demonstrators zeigen die Wissenschaftler, wie medizinische Digitale Zwillinge in verschiedenen Szenarien eingesetzt werden können – zum Beispiel bei nephrologischen Fragestellungen, chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) oder Parkinson. "Langfristig wollen wir eine Lösung entwickeln, die sich flexibel an neue regulatorische Vorgaben und technische Entwicklungen anpasst", erklärt Dr.-Ing. Stefan Wesarg, Abteilungsleiter Visual Healthcare Technologies am Fraunhofer IGD. Geplant sind Optimierungen der Benutzeroberflächen sowie neue Visualisierungsmöglichkeiten, um die Daten noch übersichtlicher darzustellen. 

Quelle: Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD

26.03.2025

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