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Digitalisierungsstrategie

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MedUni Wien: ein Hub für digitale Medizin

Die globale Entwicklung wird auf absehbare Zeit von einer Phase des disruptiven Wandels in Folge der zweiten industriellen Revolution („Industry 4.0“) gekennzeichnet sein. Dieser globale Trend betrifft medizinische Universitäten, denn digitale Technologien verändern das Gesundheitssystem maßgeblich. Treiber dieser Entwicklung sind „-omics“-Technologien infolge des „Human Genome Project“ sowie Technologien zur Verarbeitung großer digitaler Datenmengen („Big Data“, z.B. „Human Brain Project“, „humans as datasets“). In der Medizin wird dies gravierende Auswirkungen auf Lehre („Virtualisierung“, „Virtual Reality“, „Simulation“), Forschung („Precision Medicine“, „renaming of diseases“, „synthetic biology“, „gene-editing“, „neurocognitive research“) und Routineversorgung („Robotics“, „Bionics“, “Machine Learning“, „Telemedizin“) nach sich ziehen. Auch im Bereich der Artificial Intelligence ist der Healthcare-Bereich mit z.B. der medizinischen Bildgebung und Diagnostik oder der Medikamentenentwicklung ein wichtiges Anwendungsgebiet.

Die Meduni Wien hat die Chance, eine führende Rolle in diesem digitalen Wandel zu spielen: Investitionen in neue Forschungsinfrastruktur, neue Professuren und strategische Kooperationen werden die MedUni Wien zu einem Hub in der digitalen Medizin machen. Die Partnerschaft mit dem AKH, einem der größten Krankenhäuser Europas, und Spitzenforschungsinstitutionen wie dem CeMM, Center for Molecular Medicine, sowie die strategische Bündelung von nationalen Ressourcen wie z.B. mit dem Complexity Science Hub Vienna bilden ideale Voraussetzungen.


Forschung

Digitale Medizin

Digitale Technologien werden in den nächsten Jahrzehnten das Gesundheitssystem und die Medizin grundlegend verändern. Das betrifft alle Bereiche, von der biomedizinischen Grundlagenforschung, der Entwicklung von Medikamenten bis hin zu Themen wie gesundes Altern. Machine Learning und Big Data werden auf Basis von großen Datenmengen Evidenz für neue diagnostische und therapeutische Verfahren schaffen, z.B. prädiktives Modellieren von Krankheitsverläufen oder Identifikation von neuen Biomarkern. Digitale Medizin stärkt alle drei strategischen Zielrichtungen der MedUni Wien: Präzisionsmedizin, Translationale Forschung und Prävention. Wesentlich für den Erfolg wird sein, dass unterschiedliche Disziplinen – Medizin, Genetik, Molekularbiologie, Bioinformatik, Data Science, Machine Learning – mit Hilfe von interdisziplinären Teams eng und vernetzt zusammenwirken.

Die MedUni Wien deckt schon jetzt von der Mikro- bis zur Makroebene weite Bereiche der Digitalen Medizin ab. Neue Professuren werden diese Kompetenzen ergänzen und dazu beitragen, eine kritische, zentrale Masse an Experten und Expertinnen an der Universität aufzubauen:

  • Digitale Medizin
  • Personalisierte Medizin
  • Molekulare Medizin
  • Computing and Machine Learning
  • Cognitive Imaging
  • Computational Medicine

Wesentlich für den Erfolg wird sein, dass unterschiedliche Disziplinen – Medizin, Genetik, Molekularbiologie, Bioinformatik, Data Science, Machine Learning – mit Hilfe von interdisziplinären Teams eng und vernetzt zusammenwirken. Es müssen aber gleichzeitig auch strukturelle Maßnahmen wie der Ausbau entsprechender Core Facilities, Bioinformatischer Services, der Ausbau von IT4Science weiterentwickelt werden. Eine der Grundvoraussetzungen ist der Zugang zu Daten, d.h. der Ausbau der Schnittstellen für Daten aus der universitären PatientInnen-Versorgung des AKH, Zugang zu gesetzlichen Registerdaten und zu Daten für Outcome-Forschung (Todesursachenstatistik, zentrales Personenstandsregister), zu Gesundheitsdaten und vieles mehr. Neben den IT-Infrastrukturen müssen auch die räumlichen Voraussetzungen geschaffen werden.

Im Rahmen eines der größten Investitionsprojekte der Stadt Wien entstehen am MedUni Campus AKH auf rund 60.000 m² drei Zentren, in denen die Medizin des 21. Jahrhunderts gestaltet wird: Das Zentrum für Präzisionsmedizin, das Zentrum für Translationale Medizin und Therapien und das Zentrum für Technologietransfer. Der Fokus liegt inhaltlich auf Präzisionsmedizin, biomedizinischer Forschung, Genom-Technologie, Bioinformatik und Daten-Technologien. Damit werden die räumlichen Infrastrukturen für den Ausbau der Digitalen Medizin geschaffen.


Digitalisierung des Forschungsprozesses

Digitale Technologien betreffen jeden einzelnen Schritt im Forschungszyklus und schaffen auch neue Möglichkeiten zur Generierung von Daten sowie zur Analyse und Interpretation von Ergebnissen. Auch eine Kernaktivität von ForscherInnen, das Publizieren bzw. generell die Dissemination von Ergebnissen wird stark durch neue digitale Möglichkeiten beeinflusst. Open Access, Open Data, Open Science, Citizen Science, Open Notebook Science, Open Review oder Alternative Metrics sind nur einige Schlagwörter in diesem Kontext.

Der nachhaltige Umgang mit Forschungsdaten im Sinne systematischer Archivierung und kontrollierter Zugriffsmöglichkeiten zur Nachnutzung wird immer häufiger von Forschungsförderern aber auch von Verlagen aus Gründen der Validierung und Reproduzierbarkeit gefordert. Die Nachnutzung von Forschungsdaten bzw. zahlreiche Initiativen unter dem Schlagwort "Open Science“ wurden gestartet, um kostspielige Forschung nicht zu duplizieren, den wissenschaftlichen Diskurs zu verbessern und den wissenschaftlichen Fortschritt zu beschleunigen. Von der Europäischen Kommission, dem Europäischen Forschungsrat und zahlreichen Forschungsförderern wurde in diesem Zusammenhang der sogenannte „Plan S“ ins Leben gerufen, welcher das Ziel hat, den gesamten, durch öffentliche Gelder finanzierten, wissenschaftlichen Output öffentlich und frei zugänglich zu machen. Voraussetzung zur Förderung ist die Einhaltung der Open-Science-Kriterien, die eine Beschreibung, Dokumentation und Speicherung sowie das Teilen von Daten vorgeben. Open Access, d.h. die Transformation von „read-only“- zu „publish-only“-Verträgen mit Verlagen hat aber auch weitreichende finanzielle Implikationen.

Vor dem Hintergrund des Bedarfs an einem nachhaltigen Umgang mit Forschungsdaten, aber auch der kollidierenden Erwägungen, die sich aus dem Bedürfnis zu Open Science und der Notwendigkeit des Datenschutzes ergeben, hat das Rektorat der MedUni Wien im Jänner 2018 eine Forschungsdaten-Policy verabschiedet.

An der MedUni Wien wurden im Rahmen des Projekts „e-Infrastructures Austria Plus“ ForscherInnen mittels Leitfadeninterviews zum praktischen Umgang sowie ihren Erfahrungen und Vorstellungen zum Forschungsdaten-Management befragt.

Aus den Antworten der ForscherInnen wurden folgende Weiterentwicklungen zum Forschungsdatenmanagement abgeleitet:

  • Bewusstseinsschaffung für die Notwendigkeit zentraler Speicherung und strukturierter Ablage von Forschungsdaten
  • Etablierung von Mindeststandards zur Beschreibung von abgelegten Forschungsdaten
  • Schulungen zum Datenmanagement und zur Verwendung von Datenmanagementplänen
  • Angebote zur Wissensvertiefung für ForscherInnen betreffend Rechte, Pflichten und Möglichkeiten der Datenweitergabe
  • Informationsmaßnahmen zur Verbreitung der FAIR-Prinzipien im Umgang mit Forschungsdaten
  • Aufbau einer Infrastruktur zur zentralen und strukturierten Ablage von Forschungsdaten, um eine effiziente Nachnutzung zu ermöglichen

Vor diesen beschriebenen Hintergründen sowie immer größeren Datenmengen und erforderlichen Rechnerleistungen sind zukünftig verstärkte Investitionen in Rechner, Datenbanken, Netzwerke und IT-Tools notwendig. Dabei sollen nationale Initiativen (z.B. AT2OA, Plattform für Bioinformatik in Österreich, e-Infrastructures, RDA Austria, Vienna Scientific Computing, etc.) und europäische Netzwerke und Infrastrukturen (z.B. BBMRI, Euro Bioimaging, ELEXIR, European Science Cloud, etc.) bestmöglich genutzt werden.


Lehre

Digitale Medizin

Digitalisierung stellt eines der größten Zukunftsthemen dar, weil sie einen nachhaltigen Impact auf Wahrnehmung und Nutzung der Umwelt durch den Einzelnen ausübt, indem sie die Flexibilisierung und Individualisierung von Arbeitsabläufen ermöglicht. Gerade im Life-Science-Bereich schreitet die Digitalisierung in der medizinischen Praxis (Digital Healthcare) unaufhaltsam voran. Nicht nur werden im verstärkten Ausmaß sämtliche Gesundheitsdaten in digitaler Form gespeichert, sondern auch die Beziehung zwischen Arzt/Ärztin und Patient/Patientin wird zunehmend von IT-Plattformen beherrscht (Stichwort: digitales Wartezimmer). Darüber hinaus werden jüngste Erfolge in der künstlichen Intelligenz bzw. des maschinellen Lernens revolutionäre Änderungen in der diagnostischen Praxis nach sich ziehen.

Diese neuen Anforderungen werden sich auch bei den zu vermittelnden Inhalten niederschlagen. Um diesen begegnen zu können, ist für den Lehrbereich eine profunde Vermittlung dahingehend nötig, welche digitalen Tools oder neue Medien es im jeweiligen Bereich gibt, wie diese in der Praxis zum Einsatz kommen, wie stark sie das ärztliche Personal unterstützen können und was beim Umgang mit ihnen zu beachten ist.

Es wird vorgeschlagen ein Grundlagen-Modul zu medizin-relevanten informatischen Inhalten ins Curriculum aufzunehmen. Als Anhaltspunkt für die zu lehrenden Inhalte können internationale Empfehlungen und Richtlinien herangezogen werden (IMIA, GMDS, etc.). Dieses Modul sollte nach Möglichkeit prüfungsimmanent sein und technische sowie formale Inhalte lebendig vermitteln, um Studierende an die Thematik heranzuführen, statt sie davon abzuschrecken.

Darüber hinaus wird eine blockspezifische Integration von Lehre zum Thema Digitalisierung vorgeschlagen. Im Umfang könnten in je einem Block 2 Stunden die zugehörigen digitalen Werkzeuge, deren Praxiseinsatz und deren Potential im klinischen Einsatz vermittelt werden.

Neben diesen Punkten ist auch der ethisch vertretbare Umgang mit IT-Technologie in der Medizin zu vermitteln.

Die in der Lehre vermittelten Inhalte zu digitalen Komponenten in der Medizin müssen laufend evaluiert und auf den neuesten Stand gebracht werden. Insbesondere der Umgang mit Instrumenten (zum Beispiel, analoge vs. digitale Mikroskopie) muss laufend an die zu erwartende zukünftige klinische Praxis angepasst werden.

Auf der Basis der Expertise aus dem bestehenden Master-Curriculum Medizinische Informatik - dessen parallele Implementierung mit dem Medizin-Curriculum ein Alleinstellungsmerkmal der Medizinischen Universität Wien darstellt - können diese Erkenntnisse auch auf den postgraduellen Bereich nach internationalem Vorbild im Sinne eines Universitätslehrgangs für Medizinische Informatik für MedizinerInnen übernommen werden, um den steigenden Bedarf an IT-orientierten ÄrztInnen zu decken.

Auch im Prüfungswesen ist pro futuro den Entwicklungen der Digitalisierung Rechnung zu tragen. In Analogie zu einer Digitalisierung in der Lehre darf auch eine Digitalisierung des Prüfungswesens keinen Selbstzweck darstellen, sondern muss – unter Beachtung aller Aspekte - einen Mehrwert bieten. Dies muss unter Betrachtung der aktuellen Technologie zum jetzigen Zeitpunkt zwar kritisch gesehen werden, es erscheint jedoch gut möglich, dass technologische Fortschritte innerhalb eines 10-Jahreszeitraums den Status quo deutlich zugunsten einer Digitalisierung verschieben.

Fazit: Die medizinische Lehre muss den rasch voranschreitenden Veränderungen in Richtung einer Digitalen Medizin Rechnung tragen. Die MedUni Wien hat durch das neben dem Medizin-Curriculum existierende Masterprogramm „Medizinische Informatik“ die besten Voraussetzungen dafür. Internationale Beispiele liefern zusätzliche Anhaltspunkte für einen verstärkten Einbau informatorischer Inhalte in die medizinische Ausbildung.

Hybrid Education

Hybrid Education im Sinne dieses Dokuments wird als Verschränkung persönlicher Wissensvermittlung unter Zuhilfenahme digitaler Medien bzw. Plattformen verstanden. Hybrid Education im Sinne der hier vorgenommenen Begriffsdefinition umfasst damit Elemente des e-Learning, wird jedoch stets in der Form von Blended Learning verstanden, also das Zusammenspiel von Präsenzveranstaltungen und e-Learning-Einheiten in der Lehre.

Folgende Eckpunkte sind für die Implementierung von Hybrid Education zu berücksichtigen:

Hybride Lernumgebungen können die persönliche Wissensvermittlung unterstützen, welche einen unverrückbaren Grundpfeiler der universitären Ausbildung darstellt. Sie eignen sich auch für die Simulation von Anwendungen oder Behandlung praxisnaher Beispiele.

Es muss eine ausgewogene und definierte Verschränkung von Präsenzstunden und e-Learning in einem zueinander sinnvollen zeitlichen Abstand bzw. Verhältnis bestehen; es muss eine wechselweise Ergänzung der Wissensvermittlung erreicht werden. Insofern soll Hybrid Education keinen Aspekt der persönlichen Lehre ersetzen. Es soll sichergestellt sein, dass e-Learning-Elementen und den dafür bereitgestellten Lehrmaterialien ein entsprechendes Stundenausmaß zugewiesen und in ECTS abgebildet wird - als Grundlage für Betrauung und finanzielle Abgeltung in allen Semestern, in denen diese Elemente zur Anwendung kommen. Die Umsetzung muss sich an definierten Lehrinhalten und -zielen orientieren, Evaluierungen für diese spezielle Form der Lehre sind neu zu entwickeln.

Aufgrund des großen Arbeitsaufwands bei der Entwicklung und Implementierung qualitativ hochwertiger hybrider Lernumgebungen scheinen gezielte Ressourcenzuweisungen für die Projektentwicklung und den projektverantwortlichen Lehrenden einer Zielerreichung förderlich.

Der Einsatz hybrider Lernumgebungen kann in allen Studiengängen an der MedUni Wien erfolgen, wobei Ausmaß und Gewichtung den jeweiligen Zielen anzupassen ist. Die Entscheidung über die Sinnhaftigkeit und Form (z.B. Lehrinhalte, Lehrveranstaltungs-Typ und Gruppengröße des Präsenzanteils) eines Einsatzes hybrider Lernumgebungen sollte den Lehrenden überlassen bleiben und in Absprache mit den Curriculum-KoordinatorInnen erfolgen.

Sofern die angestrebten didaktischen Ziele damit erreicht werden können, bietet sich auch der Einsatz von e-Testing an, wobei sich der Einsatz an den Lernzielen orientieren soll und qualitativ hochwertige und persönlich vorgenommene Prüfungsereignisse mit entsprechendem Feedback an die Studierenden nicht ersetzen kann.

Eine klare Strategieentwicklung für die Implementierung von Hybrid Education wird als erforderlich angesehen: i) Identifikation geeigneter Curriculum-Elemente und Lehrkonzepte (z.B. durch Calls unter den Lehrenden), ii) Definition der bereit zu stellenden Ressourcen, iii) Bereitstellung strukturierten, service-orientierten Supports zur technischen Unterstützung einer fachkompetenten Umsetzung.

Es werden didaktische Fortbildungen in Zusammenhang mit Hybrid Education empfohlen, diese könnten ins Seminarprogramm der ‚Medizinischen Lehre Wien‘ aufgenommen werden.

Fazit: Hybrid Education in der Form von Blended Learning kann die persönliche Wissensvermittlung unterstützen, jedoch nicht ersetzen. Hybride Lernumgebungen können grundsätzlich in allen Studiengängen der MedUni Wien zur Anwendung kommen, die Motivation zur Implementierung sollte primär didaktisch begründet sein bzw. nachgeordnet einer Strategie zur Erhöhung der zeitlichen Flexibilität (speziell zur Unterstützung von Studierenden mit Betreuungspflichten bzw. Berufstätigkeit) folgen. Die Umsetzung muss sich an definierten Lehrinhalten und -zielen orientieren, wobei die Entscheidung über Sinnhaftigkeit und Form eines Einsatzes hybrider Lernumgebungen den Lehrenden überlassen bleiben sollte.

Die Identifizierung geeigneter Curriculum-Elemente sowie Ansprech- und Umsetzungspartner für die Lehrenden werden ebenso wie die Bereitstellung von strukturiertem Support für die digitale Umsetzung der Projekte als notwendige Rahmenbedingungen angesehen.

Klinik

Auch im Gesundheitswesen und somit der PatientInnenversorgung ist die Digitalisierung Hoffnungsträger für alle beteiligten Stakeholder - die PatientInnen, die Leistungserbringer und die Kostenträger. Dies umso mehr angesichts einer alternden Gesellschaft und der steigenden Kosten in der Gesundheitsversorgung.

Im Bereich der universitären PatientInnenversorgung sind zudem Aspekte der Forschung und Lehre in den IT-Lösungskonzepten und der Datenerhebung, Speicherung und Verfügbarmachung - sei es in den Systemen der Routineversorgung oder in eigenen Forschungs- und Lehrsystemen - für eine effiziente und effektive Nutzung der erhobenen Daten von hoher Relevanz.

Diesbezüglich zeigt sich in der IT-Infrastruktur der Klinik ein heterogenes Bild – obwohl die Digitalisierung der Abläufe seit längerem eine zunehmende Rolle spielt, ist eine einheitliche und homogene IT-Systemlandschaft nicht in Sicht – vor allem in Bezug auf Anforderungen aus Forschung und Lehre. Die Gestaltung der IT-Systemlandschaft aus den Anforderungen von Forschung und Lehre heraus ist ein bedeutender Baustein für den kontinuierlichen Erfolg der MedUni Wien. 

Übergeordnete Handlungsfelder im Bereich der Digitalisierung Klinik sind u.a.:

  • Digitalisierung der Abläufe und Daten („papierlose PatientInnenversorgung“)
  • „Digitale Leistungserbringung“ (bspw. Telemedizin, E-Triage, etc.)
  • Automatisierung von Arbeitsabläufen
  • Systeme zur Entscheidungsunterstützung und Ergebnistransparenz (z.B. Dashboards, PatientInnensteuerung)

In allen Handlungsfeldern ist für die Akzeptanz der Systeme die Benutzerfreundlichkeit der klinischen IT-Systeme, die Performance, die Funktionalität sowie die bessere digitale Abbildung der Abläufe bzw. Konzepte (z.B. strukturierte vs. unstrukturierte Datenerhebung) für eine homogene Digitalisierung in der universitären PatientInnenversorgung wesentlich und entsprechend sicherzustellen.

Bei den Investitionsentscheidungen sind zum Nutzen beider Partner die universitären Aspekte mit der notwendigen Gewichtung zu berücksichtigen und für eine effiziente und effektive Ressourcennutzung in der Planung zu priorisieren.


Administration

Die Universitätsverwaltung berührt alle Kernleistungsbereiche der Medizinischen Universität Wien im Querschnitt. Dem entsprechend sollen die Prozesse im Rahmen der Digitalisierung nach dem Nutzen für die Bereiche Forschung, Lehre und PatientInnenversorgung gestaltet und in der Folge die Transparenz verbessert werden.

Schwerpunkte der Digitalisierungsvorhaben in der Verwaltung sind u.a.:

  • Computer Aided Facility Management zur Optimierung des Flächenmanagements (inkl. Forschungsflächen am MedUni Campus AKH) und des technischen Betriebs (Überwachung, Instandhaltung, Instandsetzung)
  • Digitalisierung der Prozesse in der Personaladministration und –entwicklung
  • Digitalisierung und Vereinheitlichung des Investitionsantrags und –freigabeprozesses im Globalbudget und Drittmittelbereich
  • Zentralisierung der IT-Infrastruktur (Virtualisierung) und Ausbau von „Infrastructure as a Service“ zur Sicherstellung der effizienten Nutzung der infrastrukturellen IT-Ressourcen
  • Einführung einer digitalen Signatur

Neben der digitalen Abbildung der genannten Prozesse soll parallel die Organisation der einzelnen Abteilungen/Organisationseinheiten zur besseren Unterstützung der Kernleistungsbereiche kontinuierlich weiterentwickelt werden und somit zur besseren Abbildung und rascheren Anpassung an sich wechselnden externen Anforderungen in den Kernleistungsbereichen der Universität beitragen.

Die Digitalisierung in allen Kernleistungsbereichen und der Universitätsverwaltung selbst stellt eine Herausforderung für die zentrale IT-Infrastruktur dar.

Zur Sicherstellung des steigenden Bedarfs an Speicherkapazität und Rechnerleistung sowie die Verfügbarmachung neuer Lehr- und Lernplattformen unter Einhaltung des Datenschutzes, der Datensicherheit und der Betriebssicherheit sind Entscheidungsgrundlagen und Handlungsleitlinien für I-n-House Lösungen vs. Outsourcing-Modellen notwendig und gegebenenfalls interuniversitär abzustimmen (z.B. private cloud vs. community cloud vs. public cloud) und in den relevanten Richtlinien der MedUni Wien abzubilden.