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title: "Auf dem Weg zum datengesteuerten Gesundheitswesen in der Cloud"
language: "de"
type: "post"
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date: "2022-12-14"
section: "Review-Artikel"
categories: ["Big Data", "Datenschutz", "Forschung", "IoMT", "Machine Learning", "Public Health", "Social Media Daten"]
author: "Philipp Köbe"
reading_time: "8 Min."
description: "Wie kann Cloud-Computing die Interoperabilitätsprobleme im Gesundheitswesen lösen?"
publisher: "Lehrstuhl für Management und Innovation im Gesundheitswesen, Universität Witten/Herdecke"
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# Auf dem Weg zum datengesteuerten Gesundheitswesen in der Cloud

*14.12.2022 · Review-Artikel · Von Philipp Köbe*

Cloud-Computing ist eine rasant wachsende Technologie, die eine Verwaltung und Nutzung von Daten an jedem Ort der Welt über das Internet ermöglicht (1). Im Mittelpunkt steht dabei der Down- und Upload von in Echtzeit erfassten oder verarbeiteten Daten zur Speicherung und Weiterverarbeitung (2). Besonders in der Gesundheitsversorgung bietet diese Technologie Potentiale in der Datennutzung von verschiedenen Datenquellen und unter einer Vielzahl an Stakeholdern (3). Ein besonderes Problem bei der Datenverwaltung unterschiedlicher Leistungserbringer in der Gesundheitswirtschaft stellte in der Vergangenheit die mangelnde Interoperabilität dar (4). Wie kann Cloud-Computing die Interoperabilitätsprobleme im Gesundheitswesen lösen?

### **Ein zukünftiger Billionenmarkt**

Cloud-Computing ist ein stark wachsender Markt. Der geschätzte Jahresumsatz von 546 Milliarden US-Dollar im Jahr 2022 wird sich bis 2027 auf rund 1,2 Billionen US-Dollar ausweiten (5). Dies entspricht einem jährlichen Wachstum von etwa 18 Prozent. Insbesondere die großen Tech-Unternehmen Microsoft, Google und Amazon setzen auf diesen Wachstumsmarkt und dominieren das Geschäft. Der weltweite Marktanteil der drei amerikanischen Tech-Unternehmen beträgt ein Drittel des Gesamtmarktes (6). Den größten Anteil hat dabei die Firma Amazon Web Services (AWS) mit etwa 40 Prozent. Zusammen mit den chinesischen Anbietern Alibaba und Huawai liegt der Marktanteil dieser fünf Unternehmen bei rund 82 Prozent (6).

Die Wertschöpfung von Cloud Computing anbietern setzt dabei auf drei wesentliche Bestandteile: Software as a Service (SaaS), Platform as a Service (PaaS) und Infrastrukture as a Service (IaaS) (7). Dadurch erfolgt der Transfer zu einem integrierten Anbieter verbundener Services, die einzeln oder als Gesamtpaket eingekauft werden können, wie Abbildung 1 zeigt. Die besondere Marktmacht der Anbieter ergibt sich durch ein relativ simples Geschäftsmodell und eine leichte Skalierbarkeit.

Abb.1: Wertschöpfungskette des Cloud Computing, eigene Darstellung nach (7)

### **Multiple Datenquellen befüllen gigantisches Datenuniversum**

Mit der zunehmenden Vernetzung und Verwendung von Daten in der Gesundheitsversorgung steigt die notwendige Rechen- und Speicherkapazität ständig an (8). Von früheren zentralen Server-Lösungen wird zukünftig auf dezentrale Clouds gesetzt, die Daten weltweit verfügbar machen (1, 2). Besonders Diagnostikdaten, beispielsweise von CT-Aufnahmen, benötigen Speicherkapazitäten im Terrabyte-Bereich, die perspektivisch nur über Cloud-Anbieter gespeichert werden können, wenn auch andere Stakeholder der Versorgung Zugriff auf diese Daten haben sollen. Aufgrund der großen Datenmengen infolge der sich vollziehenden digitalen Transformation des Gesundheitswesens steht man hier erst am Anfang einer anstehenden umfänglichen Datennutzung mittels Cloud-Computing. Ein heutiges Problem ist die mangelnde Kompatibilität der Systeme aus denen die Daten eingespeist werden (4). Hier müssen Schnittstellen vereinheitlicht und Datenformate standardisiert werden. Ein funktionierendes System ist das Ubiquitous Health Profile, das auf einer Plattform eine interoperable Integration der Gesundheitsdaten einer Person aus verschiedenen Quellen ausführt (9). Dabei wird einerseits auf Cloud-Daten zurückgegriffen und andererseits der Zusammenführungsprozess Cloud-basiert durchgeführt.

Datenquellen für die Cloud sind beispielsweise:

- In Echtzeit abgerufene Patientendaten aus der elektronischen Patientenakte (ePA) während eines Diagnostik- oder Therapieverfahrens (8)
- Selftracking-Daten während der telemedizinischen Betreuung durch niedergelassene Ärzte oder einem Krankenhaus (10)
- Gemeinsam genutzte Patientendaten über öffentliche Datenplattformen zu Forschungszwecken (11)

Zur Verwaltung und dezentralen Speicherung von Gesundheitsdaten kann zudem auch die Blockchain-Technologie verwendet werden (12). Mithilfe der Blockchain kann die Interoperabilität und Integrität von Daten, beispielsweise in der ePA, ebenfalls umgesetzt werden. Neben der Interoperabilität spielt hier auch der Sicherheitsaspekt eine entscheidende Rolle. Über die Blockchain können Zugriffsrechte verwaltet und jeder Datenabruf dokumentiert werden.

### **Die Cloud als Interoperabilitäts-Facilitator**

Die Healthcare-Cloud ermöglicht Patienten, Angehörigen, Ärzten, Apotheken, Rettungsdiensten, Behörden und sonstigen Stakeholdern im und um den Versorgungsprozess die gespeicherten Daten abzurufen und weiterzuverarbeiten. Dabei können alle Daten-generierenden Devices des Internet of Medical Things, wie Wearables, Smartwatches, Smart Speaker oder Tablets zum Einsatz kommen (10, 11). Über die ePA können diese dann zusammengeführt werden. Die ePA kann in diesem Fall sowohl als zentrales Medium dienen, das selbst auf Cloud-Lösungen zurückgreift, oder sie kann die entsprechenden Daten aus der Cloud in ihre Struktur integrieren. In Abbildung 2 ist die Systematik der Datenverarbeitung beim Cloud-Computing dargestellt.

Abb.2: Systematik von Cloud Computing im Gesundheitswesen, eigene Darstellung nach (10).

### **Datenschutz und Cybersicherheit gewährleisten**

Die Synchronisation großer Datenmengen in der Cloud bietet eine Grundlage, um interoperable Systeme nutzbar zu machen. Die Standards HL7 und FIHR sind für Gesundheitsdaten maßgeblich (4, 13). Sie werden zur Datenintegration für die ePA genutzt und bieten den Goldstandard für alle Dienstleister im Digitalsektor, um am elektronischen Gesundheitsdatenaustausch bzw. –Transfer teilnehmen zu können. Große Cloud Anbieter können hier mit einer Vereinheitlichung der Datenformate vorangehen. Cloud-Computing bietet erstmalig eine Interoperabilitätslösung, die es ermöglicht, die Daten auszutauschen und gemeinsam zu nutzen. Notwendige Voraussetzungen bei der Nutzung von Cloud-Diensten:

- Verständnis der Chancen und Risiken von Cloud-Computing in der Versorgung
- Gewährleistung der Datensicherheit gegen Cyberangriffe und sonstige Cyberrisiken
- Risikoabwägung der Cloud-Nutzung amerikanischer Anbieter, unter anderem im Hinblick auf den Datenschutz
- Beachtung von Abhängigkeiten dominanter Spieler, insbesondere im Hinblick auf Kosten der Cloud-Dienste
- Beobachtung des CO2-Fußabdrucks, infolge des Energieverbrauchs
- Backup-Lösungen, wenn Leitungen oder sonstige Infrastruktur nicht verfügbar sind
- Hinreichende Regulierung von Cloud-Diensten seitens der politischen Akteure

Im europäischen Kontext spielen die besonderen Datenschutzvorschriften nach der DSG-VO eine besondere Rolle (14). Die Anforderungen an Cloud Computing-Dienstleister sind bei der Verarbeitung von Daten der öffentlichen Gesundheitsversorgung besonders hoch. Dadurch könnten für US-Anbieter Marktbeschränkungen entstehen, wenn diese ihre Cloud-Server nicht ausschließlich in den Grenzen der Europäischen Union hosten. Für Unternehmen, wie die Deutsche Telekom oder OHV aus Frankreich, entstehen hingegen neue Marktpotenziale (15). Im EU-Verbundprojekt Gaia X können sie an der Entstehung einer gemeinsamen europäischen Plattform mitarbeiten. Auf dieser Grundlage könnte auch die geplante europäische Gesundheitsdatenplattform ausgestaltet werden. Neben der Telekom-Tochter T-Systems bietet OHV mit OHVcloud ein zertifiziertes Datenschutz-Konformes Produkt für den europäischen Markt (16). Das Unternehmen holt gegenüber den US-Dienstleistern auf und dürfte insbesondere für den öffentlichen Sektor eine Alternative zu den großen Playern bieten. Mit 33 Serverstandorten auf 4 Kontinenten besteht zudem Expertise im außereuropäischen Umfeld.

### **Potenziale Ausschöpfen für eine Patienten-zentrierte Versorgung des 21. Jahrhunderts**

Cloud-Computing bietet große Potenziale bei der Vereinheitlichung von Datenstrukturen, dem gemeinsamen Austausch und der Verarbeitung von Daten sowie die Verknüpfung unterschiedlicher Datenquellen. Es kann innerhalb des Versorgungsprozesses einen Mehrwert infolge einer besseren Verfügbarkeit von Daten bieten. Wodurch eine effizientere und zielgenauere Diagnostik möglich ist und Therapien schneller eingeleitet werden können. Die Nutzung vernetzter Cloud-Dienste führt zu einer automatischen Vereinheitlichung von Interoperabilitäts-Standards, die einen besonderen Zusatznutzen im Big Data-Setting bieten.

Quellen

1. Griebel L, Prokosch H-U, Köpcke F, Toddenroth D, Christoph J, Leb I, et al. A scoping review of cloud computing in healthcare. BMC medical informatics and decision making. 2015;15(1):1-16.
2. Ali O, Shrestha A, Soar J, Wamba SF. Cloud computing-enabled healthcare opportunities, issues, and applications: A systematic review. International Journal of Information Management. 2018;43:146-58.
3. Sultan N. Making use of cloud computing for healthcare provision: Opportunities and challenges. International Journal of Information Management. 2014;34(2):177-84.
4. Ayaz M, Pasha MF, Alzahrani MY, Budiarto R, Stiawan D. The Fast Health Interoperability Resources (FHIR) standard: systematic literature review of implementations, applications, challenges and opportunities. JMIR medical informatics. 2021;9(7):e21929.
5. MarketsandMarkets. Cloud Computing Market2022.
6. Born A. Cloud-Geschäft wächst und wächst – Big-Tech besitzt 80 Prozent Marktanteil. 2022; (Heise online).
7. Lindner M, Galán F, Chapman C, Clayman S, Henriksson D, Elmroth E, editors. The cloud supply chain: A framework for information, monitoring, accounting and billing. 2nd International ICST Conference on Cloud Computing (CloudComp 2010); 2010.
8. Aceto G, Persico V, Pescapé A. Industry 4.0 and health: Internet of things, big data, and cloud computing for healthcare 4.0. Journal of Industrial Information Integration. 2020;18:100129.
9. Satti FA, Ali T, Hussain J, Khan WA, Khattak AM, Lee S. Ubiquitous Health Profile (UHPr): a big data curation platform for supporting health data interoperability. Computing. 2020;102(11):2409-44.
10. Wang X, Gui Q, Liu B, Jin Z, Chen Y. Enabling Smart Personalized Healthcare: A Hybrid Mobile-Cloud Approach for ECG Telemonitoring. IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics. 2014;18(3):739-45.
11. Hamid HAA, Rahman SMM, Hossain MS, Almogren A, Alamri A. A Security Model for Preserving the Privacy of Medical Big Data in a Healthcare Cloud Using a Fog Computing Facility With Pairing-Based Cryptography. IEEE Access. 2017;5:22313-28.
12. Jabbar R, Fetais N, Krichen M, Barkaoui K, editors. Blockchain technology for healthcare: Enhancing shared electronic health record interoperability and integrity. 2020 IEEE International Conference on Informatics, IoT, and Enabling Technologies (ICIoT); 2020 2-5 Feb. 2020.
13. Jaleel A, Mahmood T, Hassan MA, Bano G, Khurshid SK. Towards Medical Data Interoperability Through Collaboration of Healthcare Devices. IEEE Access. 2020;8:132302-19.
14. Tikkinen-Piri C, Rohunen A, Markkula J. EU General Data Protection Regulation: Changes and implications for personal data collecting companies. Computer Law & Security Review. 2018;34(1):134-53.
15. Voß O. Gaia-X nimmt Formen an. Tagesspiegel Background Digitalisierung & KI. 2020.
16. Paulin M. Regained sovereignty: the credo of OVHcloud. Le journal de l’école de Paris du management. 2021;152(6):24-30.





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**Kategorien:** Big Data, Datenschutz, Forschung, IoMT, Machine Learning, Public Health, Social Media Daten

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