Medizinische Vernetzung mit 6G-Health
6G für bessere Gesundheit
6G wird erstmals mehr als nur ein Funknetz sein: 6G wird Sensorik, Mobilfunk und Rechenleistung kombinieren, um virtuelle und reale Welten bestmöglich miteinander zu verweben. Der neue Mobilfunkstandard soll neue Chancen zur Verbesserung der Gesundheitsversorgung schaffen.
Durch den demografischen Wandel stehen insbesondere räumlich abgelegene Regionen bei der medizinischen Versorgung der Bevölkerung vor großen Herausforderungen. Zukünftig werden voraussichtlich noch weniger medizinische Fachkräfte für die Versorgung einzelner Patientinnen und Patienten verfügbar sein. Um die Gesundheitsversorgung dennoch zukunftssicher zu gestalten, muss ihre Effizienz deutlich gesteigert werden. Die Entwicklung einer innovativen 6G-Infrastruktur für den Einsatz in der Medizintechnik birgt hierfür großes Potenzial. Durch den Einsatz moderner Kommunikationskonzepte und künstlicher Intelligenz können beispielsweise das Monitoring effizienter gestaltet und Patientendaten schnell und sicher übertragen und verarbeitet werden.
Im Forschungsprojekt »6G-Health« (Holistische Entwicklung leistungsfähiger 6G-Vernetzung für verteilte medizintechnische Systeme) erarbeitet das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) ab sofort Grundlagen und Anforderungen für 6G-basierte medizinische Anwendungen. Ziel ist es, die Ergebnisse in die internationale 6G-Standardisierung einfließen zu lassen. 6G-Health wird von Vodafone geleitet und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 10 Millionen Euro gefördert. Das Fraunhofer-Projektteam unter Dr.-Ing. Johannes Dommel wird 6G-Komponenten für zukünftige Medizintechnikanwendungen entwickeln und gemeinsam mit klinischen Partnern analysieren.
6G in der Medizin
Für die Medizin bedeutet der neue Mobilfunkstandard zum Beispiel, dass Vitalparameter von Patienten direkt durch das 6G-Netz erfasst, verarbeitet und übertragen werden können. Ärzte und Pflegende werden durch diese erweiterten Netzfunktionalitäten von neuen Formen der Zusammenarbeit profitieren – zum Beispiel durch Anwendungen der erweiterten Realität (AR) oder Telemedizin. Zudem soll durch sichere Kommunikation eine Interaktion zwischen Mensch und Maschine ermöglicht werden, damit zum Beispiel am Körper getragene Stützstrukturen (Exoskelette) Patienten beim Laufen oder Pflegekräften beim Schieben von Betten unterstützen. Dazu benötigt man sehr niedrige Latenzen. Außerdem soll die Energieeffizienz durch KI in der Netztechnik optimiert werden.
Tech-Fusion aus Sensorik, Funk & Rechenpower
Das Fraunhofer HHI ist mit seiner Abteilung »Drahtlose Kommunikation und Netze« am Projekt beteiligt. Das Team entwickelt in 6G-Health konkrete Technologiekomponenten für 6G-basierte, vernetzte medizinische Systeme. Dafür erweitern sie die bestehende Sensorik zur Erfassung von Vitalparametern durch 6G-Technologiekomponenten (z.B. durch energie-effiziente, KI-basierte Vorverarbeitung). Zusätzlich dazu entwickeln die Forschenden neuartige Sensorik-Verfahren. Für diese Verfahren arbeiten die Experten mit dem sogenannten »Integrated Communication and Sensing« (ICAS). ICAS kombiniert Sensorik und Kommunikation durch das Mobilfunksystem, um Netzwerkressourcen effizient zu nutzen und eine weiträumige Umgebungserfassung zu realisieren. Mithilfe dieses Ansatzes können z.B. behandelnde Ärtzte Rückschlüsse auf medizinisch-relevante (Vital-) Parameter und Kontextinformationen ziehen. (uh)
| Das 6G-Health Projekt |
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Das Projekt 6G-Health ergänzt die Arbeit der Fraunhofer HHI-Forschenden im BMBF-geförderten Forschungshub 6G-RIC. Hier arbeiten Wissenschaftler seit August 2021 an der Entwicklung von 6G. Sie nutzen die Zusammenarbeit im 6G-Health-Konsortium, um Anforderungen an den Mobilfunkstandard und seine zukünftige Anwendung im medizinischen Bereich eng mit den klinischen Partnern abzustimmen. So können die Experten mögliche 6G-Anwendungen frühzeitig identifizieren und die Grundlagen dafür in der 6G-Standardisierung schaffen. Neben dem Fraunhofer HHI sind Charité Universitätsmedizin Berlin, Vodafone Group Services GmbH, Siemens AG, Infineon Technologies AG, NXP Semiconductors Germany GmbH, inomed Medizintechnik GmbH, SectorCon Ingenieurgesellschaft GmbH, SurgiTAIX AG, Berlin Heart GmbH, CTC advanced GmbH, Innovationszentrum für Computerassistierte Chirurgie (ICCAS), Institut der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig, Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH, ERNW Research GmbH, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Interdisziplinäres Zentrum Medizin – Ethik – Recht, Smart Mobile Labs AG, Universität Bremen, Arbeitsbereich Nachrichtentechnik, Universität Rostock, Fakultät für Informatik und Elektrotechnik, Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik am Projekt beteiligt. |
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