Interview mit Dr. Thomas Penzel

6.4.2023 16:02

Schlafstörungen sind oft schwierig zu diagnostizieren und zu behandeln und erfordern das Fachwissen von Schlafmedizinern. Der Austausch sensibler Patientendaten zwischen Schlafzentren kann jedoch eine Herausforderung in Bezug auf Datenschutz und -sicherheit darstellen. Das HARPOCRATES-Projekt zielt darauf ab, dieses Problem durch die Entwicklung einer Datenverschlüsselungstechnologie zu lösen, die den sicheren Austausch und die Analyse von Schlafaufzeichnungen zwischen mehreren schlafmedizinischen Zentren in verschiedenen Ländern ermöglicht.

Eine der Parteien, die an der Demonstration der fortschrittlichen Sicherheitslösungen im Rahmen des HARPOCRATES-Projekts beteiligt ist, ist das Universitätsklinikum Charite, insbesondere das interdisziplinäre Zentrum für Schlafmedizin. Das Universitätsklinikum Charite ist eine der größten Universitätskliniken Europas mit einer über 300-jährigen Geschichte. Schlafmedizin ist ein interdisziplinäres Fach, in dem viele verschiedene Daten erhoben werden. Bei den verschiedenen Daten handelt es sich um krankenhausinterne Schlafaufzeichnungen mit Biosignalen, Videoaufzeichnungen, häusliche Schlafaufzeichnungen, Textinformationen und neue Schlafaufzeichnungen mit tragbaren Geräten und Smartphones. Ziel ist es, die Daten auf sichere und transparente Weise zusammenzuführen und auszuwerten.

Thomas Penzel, wissenschaftlicher Leiter des schlafmedizinischen Zentrums der Charité und Präsident der Deutschen Gesellschaft für Schlafforschung und Schlafmedizin, erläuterte, wie die im Rahmen des HARPOCRATES-Projekts entwickelten fortschrittlichen Cybersicherheitslösungen für die künftige Zusammenarbeit mehrerer schlafmedizinischer Zentren von Nutzen sein können, indem sie sicherstellen, dass Daten aus vielen verschiedenen Quellen gesammelt und ausgetauscht werden, um eine patientenorientierte Diagnose und maßgeschneiderte Therapie zu ermöglichen.

Welche Vorteile sehen Sie in der Zusammenarbeit mit mehreren schlafmedizinischen Zentren in verschiedenen Ländern?

Wir müssen Schlafaufzeichnungen und Schlafdaten zwischen Zentren und Ländern übermitteln, um medizinische Zweitmeinungen zu erörtern und um die medizinische Qualität zu kontrollieren. Ein Großteil der Schlafanalyse basiert auf der visuellen Auswertung von Biosignalen, weshalb häufig eine zweite Expertenbewertung erforderlich ist.

Wie wichtig ist für ein Zentrum für Schlafmedizin der Schutz sensibler Patientendaten beim Einsatz von maschinellem Lernen?

Schlafstörungen sind immer noch nicht sehr populär. Deshalb werden sie als medizinisches Geheimnis behandelt. Einige Schlafstörungen wie Schlafwandeln oder gewalttätiges Verhalten im Schlaf sind Gegenstand der forensischen Schlafmedizin und bedürfen der Geheimhaltung.

Wie sehen Sie die Nützlichkeit der Datenverschlüsselung für den Schutz der Privatsphäre von Patienten und die Einhaltung von Datenschutzbestimmungen wie der DSGVO?

Die Verschlüsselung der Schlafaufzeichnungen ist für den Schutz der Privatsphäre der Patienten sehr wichtig. Einige der Signale sind Merkmale des Patienten und können wie ein Fingerabdruck zur persönlichen Identifizierung verwendet werden. Deshalb sind sie empfindlich.

Welche Herausforderungen können Ihrer Meinung nach bei der Implementierung der Datenverschlüsselung für Schlafaufzeichnungen auftreten?

Eine typische Schlafaufzeichnung besteht aus 12 oder mehr Signalen, die 8 bis 10 Stunden lang aufgezeichnet werden, und jedes Signal hat eine Abtastrate von 200 Hz. Dies sind in der Regel etwa 200 MByte Daten. Dies ist eine große Menge an zu verschlüsselnden Daten, und ich sehe eine Herausforderung in den Anforderungen an die Rechenleistung. Wir zeichnen auch Videos von der schlafenden Person auf. Diese Videoverschlüsselung sehe ich als eine zusätzliche Herausforderung, die über unsere Projektziele hinausgehen könnte.

Wie stellen Sie sich die Benutzerfreundlichkeit und Praktikabilität einer Lösung vor, die eine sichere gemeinsame Nutzung und Analyse von verschlüsselten Schlafaufzeichnungen ermöglicht?

Wenn nicht zu viel Rechenleistung erforderlich ist, wird der sichere Datenaustausch in alle Schlafaufzeichnungsgeräte implementiert, die einen sofortigen Austausch von Daten mit anderen Schlafzentren ermöglichen.

Welche Funktionen würden Sie sich aus klinischer Sicht in einer benutzerfreundlichen Schnittstelle wünschen, die die gemeinsame Nutzung von sicher gemeinsam genutzten Schlafaufzeichnungsdaten erleichtert?

Eine benutzerfreundliche Schnittstelle sollte es uns ermöglichen, die Signale nach einer formalen Zugangskontrolle zu sehen. Es sollte Ihnen ermöglichen, die Schlafstadien zu sehen, alle Anmerkungen wie die Zeit, zu der das Licht aus- und eingeschaltet wird, die Anzahl der Schlafstadienwechsel und des Aufwachens, die Anzahl des Tiefschlafs und des Traumschlafs in Minuten und Prozenten, die Latenzen zum Tiefschlaf und Traumschlaf.

Wie kann Ihrer Erfahrung nach maschinelles Lernen eingesetzt werden, um die Diagnose und Behandlung von Schlafstörungen zu verbessern?

Maschinelles Lernen kann dabei helfen, die sehr zeitaufwändige Schlafbewertung durchzuführen. So kann es helfen, Wachsein, Leichtschlaf, Tiefschlaf, Traumschlaf, Beinbewegungen, Apnoe- und Hypopnoe-Ereignisse, Schnarchen, Sprechen im Schlaf und andere ungewöhnliche Ereignisse und Sequenzen zu erkennen.

Welche potenziellen ethischen Überlegungen sollten bei der Weitergabe und Analyse sensibler Patientendaten in der Schlafmedizin berücksichtigt werden?

Bei den ethischen Überlegungen müssen der Datenschutz und die Sicherheit berücksichtigt werden, und es muss nachvollziehbar sein, wer Zugang zu den Daten hatte.

Wie sehen Sie die Zukunft des maschinellen Lernens und der gemeinsamen Nutzung von Daten im Bereich der Schlafmedizin?

Ich sehe eine große Zukunft für das maschinelle Lernen, denn die visuelle Kommentierung von Schlafaufzeichnungen zur Erkennung und Kommentierung der oben genannten Ereignisse ist sehr zeitaufwändig und erfordert sehr erfahrene Personen. Die Menschen müssen eine spezielle Prüfung ablegen, um ein Schlafscorer zu werden.

Wie wollen Sie die Ergebnisse und Erkenntnisse aus diesem Demonstrationsprojekt in Ihre klinische Praxis und Forschung einfließen lassen?

Wir planen, die Ergebnisse in die klinische Praxis in unserem Schlafzentrum und in anderen Schlafzentren einfließen zu lassen. Der Erfolg dieser Maßnahmen muss veröffentlicht werden und kann dann in Fachzeitschriften bekannt gemacht und schließlich in medizinische Leitlinien aufgenommen werden.