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Apps im Gesundheitswesen

Letzte Aktualisierung: 18.8.2021

Abstracttoggle arrow icon

Apps im Gesundheitswesen sind adaptierbare Softwaresysteme für mobile Geräte wie Smartphones oder Tablets an der Schnittstelle zwischen Sensoren (z.B. auch in sog. Wearables) und Anwender . Sie lassen sich dem Überbegriff mHealth zuordnen. Medizinische Apps unterliegen im Gegensatz zu Lifestyle- oder Fitnessapplikationen in den meisten Fällen dem Medizinprodukterecht und müssen spezielle Zulassungskriterien erfüllen. Apps stehen aufgrund einer breiten Nutzung von Smartphones und Wearables einem großen Kollektiv über ihre privaten mobilen Endgeräte und auch außerhalb einer speziellen medizinischen Infrastruktur mittels Download von einem App Store zur Verfügung.

Dank der zumeist bereits in das Smartphone eingebauten Sensortechnik können somit unterschiedliche Daten passiv oder aktiv aufgezeichnet, interpretiert und dem Patienten oder Gesundheitsmitarbeiter angezeigt werden. Eine Herausforderung bei der Implementation in den klinischen Alltag besteht in der Validierung, Zertifizierung und dem Datenschutz (s. Wearables - Spezifische Anforderungen im Gesundheitswesen), weshalb die Regulierungsbehörden EMA und FDA für die Entwicklung von Applikationen im Gesundheitswesen Leitfäden und Strategiekonzepte formuliert haben. [1][2][3] Die Interpretation und korrekte Qualitätseinschätzung von App-erhobenen Gesundheitsdaten wird für Ärzte zukünftig eine zunehmende, mit der Digitalisierung einhergehende Herausforderung darstellen.

Mit dem neuen Digital-Versorgungs-Gesetz (DVG) und der Digitalen-Gesundheitsanwendungs-Verordnung (DiGAV) (auch bekannt als „App auf Rezept“) ist es ab 12/2019 in Deutschland möglich medizinische Applikationen per Rezept seinen Patienten zu verordnen, die Kosten werden dabei durch die gesetzlichen Krankenkassen getragen. [4]

Im Rahmen des zunehmenden Einflusses von größeren Firmen auf den Gesundheitsmarkt (z.B. Apple, Google) können Wissenschaftler nun Applikationen entwickeln, die es ermöglichen Patienten mit dem entsprechenden Smartphones und Devices online zu rekrutieren und von Remote (ausserhalb eines Labors oder Spitals) zu involvieren. Hierbei stehen vor allem das von Apple entwickelte „research kit“ und von Google entwickelte „study kit“ im Vordergrund. [5][6]

Autoren dieses Beitrags aus der Reihe „Digitale Medizin“ in AMBOSS

  • Dr. med. Noé Brasier
  • Dr. med. Markus Mutke
  • Prof. Dr. med. Jens Eckstein, PhD
  • Editorial, Digitalisierung und Lektorat durch die AMBOSS-Medizinredaktion
  • Klassifikation: Apps im Gesundheitswesen werden primär in Bezug auf deren Anwendungszweck folgendermaßen unterteilt
    • Apps zur Dokumentation und Information
    • Apps zur Interpretation und Diagnostik von digitalen Biomarkern
    • Apps mit therapeutischen Effekt
  • Zulassungsverfahren durch das BfArM : Zunächst Prüfung bezüglich
    • Sicherheit
    • Funktionstauglichkeit
    • Qualität
    • Datensicherheit und Datenschutz
    • Folgender Mehrwert-Nachweis: Hersteller haben 1 Jahr Zeit um den Mehrwert der App für Patient:innen nachzuweisen
      • Erstattung durch Krankenkassen: Im 1. Jahr erfolgt eine vorübergehende Erstattung durch die Krankenversicherung, bei nachgewiesenem Mehrwert fortgesetzte fixe Erstattung
    • Verpflichtende Teilnahme an digitalem Netzwerk: Apotheken und Krankenhäuser können so mittels Telematik-Infrastruktur Daten austauschen
  • Funktionalität: Sammlung und Visualisierung von bspw. Gesundheitsdaten, Vitalparametern und Laborwerten um Anwender wie Patienten oder Gesundheitspersonal in der Überwachung von Krankheiten zu unterstützen.
    • In der Administration auch Einsatz entsprechender Apps zur Ablage und Weitergabe von Gesundheitsdaten
    • Im Konsumentenmarkt häufig verwendete Fitness-Tracker, Diät- und Sport-Apps fallen ebenfalls in diese Kategorie
  • Charakteristika: Apps zur Dokumentation und Information
    • nehmen keinen direkten Einfluss auf den Verlauf einer Erkrankung
    • führen keine App-interne Interpretation der Daten mit einer konsekutiven Therapieempfehlung
    • stellen keine Verdachtsdiagnosen
  • Herausforderungen:
    • Große Heterogenität von Dokumentationssystem: Bei der Speicherung von Gesundheitsdaten ist Interoperabilität zu gewährleisten
    • Authentizität der Daten: Dokumente müssen valide eingegeben und dürfen nicht aus Versehen vertauscht oder verloren gehen
    • Erfüllung der Datenschutzrichtlinien: Bspw. die patientenseitige Kontrollmöglichkeit zu gewähren, den Datenzugriff zu erlauben oder zu verhindern

Die Bewältigung dieser Herausforderungen ist entscheidend um erhobene Daten in der medizinischen Versorgung breiter verwenden und das Patientenvertrauen in eine zentrale Erreichbarkeit ihre Gesundheitsinformationen zu stärken!

Telemedizinische Konsultationen

Die Möglichkeit für Patienten mit Leistungserbringern über Telekommunikation in Kontakt zu treten ist nicht neu, aber die Durchdringungsrate und Nutzerakzeptanz steigt nun insbesondere in der mittleren Altersgruppe stetig. Telemedizinische Modelle für psychologische oder psychiatrische Konsultationen zeigen hierbei die größten Wachstumsraten. [7]

  • Verankerung im Gesundheitssystem: Mittlerweile ist in einigen Ländern die telemedizinische ärztliche Konsultation fest in Versicherungsmodellen verankert.
  • Gesetzlicher Rahmen in Deutschland: Im Allgemeinen regelt die Musterberufsordnung für die in Deutschland tätigen Ärztinnen und Ärzte (MBO-Ä) Fernbehandlungen
    • Betreuung von Bestandspatienten: Sog. Fernbehandlungen über Videosprechstunde, E-Mail oder Telefon in der Telemedizin sind nicht grundsätzlich verboten, dennoch bestimmt § 7 Absatz 4 MBO-Ä , dass diese Methoden lediglich der Versorgung und Betreuung von Bestandspatienten dienen soll. [8]
    • Persönlicher Kontakt: Das gesetzliche Gebot besagt also immer noch, dass Ärzte Patienten grundsätzlich im persönlichen (Erst‑)Kontakt behandeln und beraten und Kommunikationsmedien unterstützend eingesetzt werden dürfen.
    • Sorgfaltspflicht: Eine wichtige Rolle in der Bewertung einer rein telemedizinischen Konsultation besteht in der Wahrung der ärztlichen Sorgfaltspflicht und ist somit häufig eine Einzelfallentscheidung in der Verantwortung des jeweiligen Arztes.
    • Verschreibungspflichtige Arzneimittel: Können aktuell nicht im Rahmen einer ausschließlichen Fernbehandlung verschrieben werden
    • Überweisungen an Fachärzte: Basierend auf einer ausschließlichen Fernbehandlung möglich
  • Auswirkungen der COVID-19-Pandemie: Auslösung eines großen Schubes durch Nutzungsgebote für App-basierte Konsultationsmodelle aus
    • Beispiel „Forward-Triage-Modell“: Telemedizinische Vorsortierung von Patienten im Hinblick auf eine mögliche SARS-CoV-2-Infektion noch vor der Ankunft des Patienten auf der Notfallstation, erfolgreicher Einsatz an großen amerikanischen Zentren beschrieben [9][10]
    • Arbeitsunfähigkeitsbescheinigung: Die Ausstellung über ein rein auf Fernbehandlung basierenden Modell ist möglich geworden und wurde als Gebot formuliert

Digitale Kontaktverfolgung bei COVID-19 (Corona-Warn-App)

In Pandemiesituationen ist eine möglichst lückenlose Nachverfolgung der Infektionskette und Verordnung von Quarantäne essentiell für dessen Unterbrechung. Während der COVID-19 Pandemie wurden hierfür weltweit >60 Contact-Tracing Apps entwickelt. [11][12]

  • Beispiel Deutschland: Die in Deutschland mit staatlicher Förderung entwickelte "Corona-Warn-App" wurde ca. 20 Millionen Mal heruntergeladen
  • Funktionsprinzip: Via Bluetooth als Kurzstreckenfunkstandard werden automatisch verschlüsselte Zufallscodes zwischen zwei sich in der Nähe befindlichen Smartphones ausgetauscht und für 14 Tage gespeichert - vorausgesetzt sie befinden sich für einen definierten Zeitraum und Distanz in der Nähe von einander
    • Verzicht auf persönliche Daten: Ohne weitere persönliche Informationen durch Nutzer hinterlegen zu müssen wird nachvollziehbar, zwischen welchen Smartphones Kontakt bestand
    • Benachrichtigung über Risikokontakt: Meldet ein App-Nutzer eine Infektion können die in den letzten 14 Tagen via App ausgetauschten Codes und somit deren App-Nutzer informiert werden.

Elektronische Patientenakte (ePA)

Die elektronische Patientenakte (ePA) wird ab 1. Januar 2021 Versicherungsnehmern auf freiwilliger Basis als App auf ihrem Mobilgerät zur Verfügung gestellt. Sie soll die analoge Aktenführung ablösen und für eine einfachere Vernetzung zwischen Leistungserbringern sorgen.

  • Ziel: Den Datenaustausch für Leistungserbringer (Ärzte, Apotheken, Krankenhäuser, etc.) vereinfachen und somit die Sicherheit und Behandlungsqualität für Patienten erhöhen
  • Funktionsumfang: Die ePA kann mit Dokumenten, Befunden, Arztbriefen, Medikamentenplänen etc. befüllt werden, die dann entsprechend situativ zweckgebunden abgerufen werden können
  • Kontrolle auf Datenzugriff: Nutzer bestimmen, welche Daten in der ePA abgelegt werden, ein Zugriff durch Leistungserbringer ist nur mit Genehmigung des Nutzers möglich
    • Datenzugang in Gesundheitseinrichtungen: Neben der App kann der Inhalt der ePA auch über den Chip der Krankenkassenkarte abgerufen werden
    • Verschlüsselung: Die Daten sind verschlüsselt und der Zugriff erfolgt auf Basis einer neuen Telematik Infrastruktur
  • Telematik-Infrastruktur: Die Telematik Infrastruktur (TI) soll alle Beteiligten im Gesundheitswesen wie Ärzte, Psychotherapeuten, Krankenhäuser, Apotheken, Krankenkassen miteinander vernetzen – hierfür werden (neue) Hardware- und Softwarekomponenten benötigt [13][14]
  • Mehrstufige Einführung: Die Einführung erfolgte in Deutschland ab 01. Januar 2021 in einem 3-Phasen-Modell [15]
    • Januar 2021: Krankenversicherungsnehmer zu Jahresbeginn über ihre Krankenkasse eine ePA erhalten
    • Juli 2021: ePA verpflichtend für alle vertragsärztlich tätigen Leistungserbringer
    • Ab 2022: ePA verpflichtend für alle Krankenhäuser

Einordnung

Die grundlegende Überlegung hinter diagnostischen Apps beruht darauf, dass Experten in der Regel mit zunehmender Erfahrung stets zuverlässiger werden. Dieses Wissen wird zwar in der Lehre weiter vermittelt, muss aber zum Beispiel von unerfahrenen Ärzten erst erworben und angewendet werden. Ein digitales System entwickelt sich im Fall von lernenden Systemen allerdings konstant weiter und können somit deutlich grössere Datenmengen in einen Entscheidungsprozess integrieren als dies Menschen jemals tun können. In manchen Bereichen ist dies kein nennenswerter Vorteil, bei der Erkennung von Veränderungen der Haut, EKG-Morphologie und bei komplex multimorbiden Patienten jedoch schon.

Aus dieser Sicht war es naheliegend, dass diagnostische Apps sich zunächst in Gebieten entwickelt haben, auf denen es möglichst einfach gelingt, die menschlichen Entscheidungsgrundlagen nachzubilden. Zwei exemplarische Gebiete sind hierbei die Dermatologie, in der die Expertise teilweise durch die Fähigkeit zur Wiedererkennung von Hautveränderungen entsteht. Diese „pattern recognition“ genannte Fähigkeit konnte durch das Analysieren grosser kuratierter Bilddatensätze bereits sehr gut digitalisiert werden. [16]

  • Funktionalität: Diagnostische Apps verarbeiten und interpretieren grosse Mengen an Daten in kürzester Zeit sowie unkompliziert auf der Grundlage smarter Devices wie Smartphone oder Tablet
  • Anwendungsbeispiele mit guter Ergebnisqualität: In verschiedenen medizinischen Gebieten, zum Beispiel Teilen der Dermatologie, zeigen sich bereits vergleichbare Resultate zu einer fachärztlichen Diagnose [17]
  • Herausforderungen: Integration der neuen Möglichkeiten in die klinische Routine problematisch da ggf.
    • fehlende Validierung für den entsprechenden klinischen Zweck
    • fehlender Nachweis eines Mehrwertes
    • inhomogene Prozesse und unklare Vergütung
    • strenge Datenschutzregelungen gemäß der General Data Protection Regulation

Die fachgerechte Anwendung diagnostischer Apps kann das Screening nach Erkrankungen und die Therapiekontrolle breiter verfügbar und günstiger machen und zugleich Kosten einsparen!

Es ist essenziell auf die Qualität und Sicherheit der Krankenversorgung zu achten und Mehrwert- und Wirksamkeitsnachweise in klinischen Studien nachzuweisen!

Vorhofflimmern (Kardiologie)

  • Funktionsprinzip: Rhythmusanalyse bezüglich eines Pulswellensignals oder einer EKG-Aufzeichnung durch ein Wearable
  • Validierung und Zertifizierung: Algorithmen der empfohlenen Apps sind als Medizinprodukte zertifiziert und machen im Prinzip nur eine Analyse der Zeitintervalle zwischen den einzelnen Pulswellen bzw. QRS-Komplexen , seit 2017 auch in internationalen kardiologischen Leitlinien empfohlen [18][19]

Teledermatologie

Eine zentrale Aufgabe erfahrener Dermatologen besteht in der Wiedererkennung pathologischer Muster der Haut. Diese Fähigkeit stellte sich als eine ideale Herausforderung für lernende Algorithmen dar, die mit Bildern von Hautveränderungen und den entsprechenden zugehörigen Diagnosen trainiert wurden. [16]

  • Funktionsprinzip: Auswertung fotografischer Hautbefunde durch Algorithmen, die mittels Machine Learning auf die Erkennung pathologischer Befunde trainiert werden
  • Anwendung: Zunehmend bereits im Routinebetrieb bei der Diagnostik von Hautkrebs (Melanomen) und der Beurteilung unklarer Hautveränderungen
  • Vorteile in der Gesundheitsversorgung: Erleichterter Zugriff auf dermatologische Versorgung und Verringerung des Zeit- und Kostenaufwandes für lange Wartezeiten bzw. Wege

Clinical Decision Support Systems (CDSS)

Systeme zur Unterstützung der klinischen Entscheidungsfindung und sollen durch Bereitstellung von Experteninformationen und Auswertung von Daten (z.B. Symptomen) medizinischer Fälle sinnvolle medizinische Entscheidungen unterstützen. Zu unterscheiden sind hier Systeme, die sich an medizinische Laien richten von Systemen, die sich an Gesundheitsversorger wie z.B. Ärze richten. Die zu dieser Kategorie zählenden Produkte sind sehr heterogen und wenig standardisiert. [20]

  • Anwendung als Symptom-Checker: Durch Eingabe von Symptomen werden mögliche Diagnosen im besten Fall erhärtet und es können eine zielgerichtete Diagnostik und Therapie erfolgen. [21]
    • Aktuell populärste und am weitesten verbreitetes Beispiel ist die App von Ada Health®, die es Privatpersonen erlaubt, anhand ihrer Beschwerden selbständig eine Verdachtsdiagnose zu stellen, anhand derer weitere Schritte unternommen werden können.
  • Herausforderungen: Zu prüfen ist, inwiefern ein zusätzlicher Nutzen für das Gesundheitswesen und die Patienten entsteht, wenn solche Tools für präklinische Triage und klinisches Entscheidungsunterstützungs-Tool verwendet werden
    • I.d.R. kann eine gute Performance bei seltenen Krankheiten erwartet werden, da hierbei die ärztliche Erfahrung jeweils spärlich ist, und monokausalen Erkrankungen erwartet werden
    • Im Gegensatz dazu werden komplexe, polymorbide Patienten derzeit noch nicht optimal abgebildet
  • Definition eines digitalen Therapeutikums: Form der diagnostischen Intervention, die medikamentöse bzw. andere Therapieformen mit einer oder mehrerer der folgenden Komponenten der digitalen Medizin kombiniert: [22]
    • Wearables
    • Umgebungssensoren
    • (Mobile) Apps
    • Sozialen Medien
    • Geolokalisation
  • Ziel: Possitive Beeinflussung eines Krankheitsverlaufs
  • Herausforderungen: Nachweis eines klinischen und gesundheitsökonomischen Effektes einer Intervention [22]
    • Die digitale Applikation dient dabei als Schnittstelle zwischen dem Nutzer im Sinne einer Patientenermächtigung, dem Sensor sowie der therapeutischen Anweisung

Diabetes Mellitus

  • Ziele: Verbesserung des Langzeit-Outcomes von Patienten mit Diabetes mellitus, bspw. messbar am HbA1c durch gezielte digitale Unterstützung von
    • lebensstilverändernden Maßnahmen
    • bewusster Ernährung nach Plan
  • Mehrwert: Exemplarisch am Beispiel der 2016 publizierten Studie [23]
    • In einer Kohorte von Typ 2 Diabetiker mit einem HbA1c von grösser als 6.5% wurde untersucht, ob eine Reihe von evidenzbasierten Gesundheitsinterventionen, die über eine spezifische App sowie einem ergänzendem digitalem Support zur Verfügung gestellt wurden, u.a. zu einer Verringerung des HbA1c Wertes oder der Reduktion der medikamentösen, antidiabetischen Therapie führte.
    • Eine regelmässige Nutzung der Applikation führte
      • generell zu einer Senkung des HbA1c Wertes bei 80% der Studienteilnehmer
      • zur Reduktion der Einnahme medikamentöser antidiabetischer Therapeutika bei 17% der Studienteilnehmer um mindestens einen Wirkstoff
    • Die Akzeptanz der Applikation war sehr hoch, 92.4% der initialen Probanden verblieben am Ende der 12-wöchigen Studie aktiv bezüglich der App-Nutzung

Posttraumatische Belastungsstörung

  • Ziele: Verbesserung des Verlaufs einer PTBS
    • Ansatz: Probleme beim Ein- und Durchschlafen wurde mit einer Akzentuierung der Symptomatik bei Patient mit einer PTBS am Folgetag assoziiert [24]
      • Therapeutische Ansätze zur Erleichterung des Ein- und Durchschlafens sind somit vielversprechend, um den Verlauf der PTBS zu verbessern.
  • Beispiel einer bestehenden Anwendung: Rezeptpflichtige Applikation NightWare® zur Behandlung von Alpträumen bei Patienten mit posttraumatischer Belastungsstörung
    • Funktionsweise: Basierend auf der Messung der nächtlichen Bewegung und Herzrate eines Patienten wurde ein lernender Algorithmus entwickelt, der Alpträume im Rahmen einer PTBS Symptomatik detektieren kann [25]
      • Durch gezielte Intervention mittels niederschwelligem Vibrationsalarm am Handgelenk erfolgt eine therapeutischer Ansatz, der den Alptraum unterbrechen, aber den Patienten nicht vollumfänglich aus dem Schlaf wecken soll
    • Zulassung: Die Applikation wurde in den USA durch Food and Drug Administration (FDA) zugelassen. [26]

Amblyopie

  • Ziele: Verbesserung des Outcomes bei der Behandlung einer Amblyopie
  • Hintergrund: Die Amblyopie ist eine der Hauptursachen einer monookularen Sehbehinderung bei Kindern
    • Standardbehandlungsprinzip: Bishin das Abkleben des gesunden Auges, sodass das in Bezug auf die Sehfähigkeit weniger gut ausgebildete Auge gezwungenermaßen forciert trainiert wird
    • Limitationen: Bei 15-50% der Kinder erfolgt unter der üblichen Therapie keine Besserung der Sehfähigkeit
  • Anwendungsbeispiel eines digitalen Therapeutikums: Verwendung sog. binokularer iPad-Spiele, welche durch seitengetrennte Anpassungen des Bildschirmkontrastes zu einem Trainieren des binokularen Sehens führen können
    • Studienbeispiel: In einem randomisierten klinischen Versuch konnte gezeigt werden, dass ein zweiwöchiges, binokulares Training mittels iPad-Spiel im Vergleich zum Abkleben des gesunden Auges bessere Ergebnisse für die Sehschärfe erzielt [27]
      • Zudem zeigte sich auch bei Studienteilnehmern, die initial in die Gruppe „Abkleben des gesunden Auges“ randomisiert wurden und bei Crossover-Design im Anschluss mit dem Spielen der Applikation behandelt wurden, eine deutliche Besserung der Sehschärfe.
    • Fazit: Mit diesem Versuch konnte somit gezeigt werden, dass durch die App im Vergleich zum Gold-Standard ein klinischer Mehrwert erzeugt werden kann, jedoch sollte die Wirkung auch noch über einen längeren Zeitraum untersucht werden.
  1. Barnett et al.: Trends in Telemedicine Use in a Large Commercially Insured Population, 2005-2017 In: JAMA. Band: 320, Nummer: 20, 2018, doi: 10.1001/jama.2018.12354 . | Open in Read by QxMD p. 2147.
  2. Hinweise und Erläuterungen zu § 7 Abs. 4 MBO-Ä – Behandlung im persönlichen Kontakt und Fernbehandlung. Stand: 22. März 2019. Abgerufen am: 7. August 2021.
  3. Keesara et al.: Covid-19 and Health Care’s Digital Revolution In: New England Journal of Medicine. Band: 382, Nummer: 23, 2020, doi: 10.1056/nejmp2005835 . | Open in Read by QxMD p. e82.
  4. Hollander, Carr: Virtually Perfect? Telemedicine for Covid-19 In: New England Journal of Medicine. Band: 382, Nummer: 18, 2020, doi: 10.1056/nejmp2003539 . | Open in Read by QxMD p. 1679-1681.
  5. Davalbhakta et al.: A Systematic Review of Smartphone Applications Available for Corona Virus Disease 2019 (COVID19) and the Assessment of their Quality Using the Mobile Application Rating Scale (MARS) In: Journal of Medical Systems. Band: 44, Nummer: 9, 2020, doi: 10.1007/s10916-020-01633-3 . | Open in Read by QxMD .
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