Montag, 12 März 2018 11:28

    Mathematik hilft medizinische Versorgung auf dem Land zu verbessern

    Unser Gesundheitssystem steht vor großen Herausforderungen bei der ambulanten medizinischen Versorgung; besonders in ländlichen Gebieten muss sie gewährleistet bleiben – trotz Bevölkerungsrückgang und steigender Kosten.

    Das vom Bundesforschungsministerium geförderte Projekt HealthFaCT (Facility Location, Covering and Transport) hat das Ziel, die knappen Ressourcen im ländlichen Bereich optimal zu verteilen. Im Verbundprojekt entwickelt das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in enger Zusammenarbeit mit den Partnern ein innovatives softwaregestütztes Optimierungs- und Entscheidungssystem zur Verbesserung der medizinischen Versorgung.

    In vielen Regionen Deutschlands droht im Gesundheitssystem ein dramatischer Mangel: Viele Ärzte gehen in den Ruhestand, Nachwuchsmediziner wollen lieber in den Städten praktizieren, es gibt immer weniger Apotheken und auf Notärzte oder Krankentransporte müssen Patienten oft lange warten. Abhilfe soll künftig ein Softwaretool schaffen, das Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Verbundprojekt HealthFaCT entwickeln.

    Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekt konzentriert sich dabei auf drei wesentliche Säulen der ambulanten medizinischen Versorgung: Apotheken, Notärzte sowie den Kranken- und Rettungstransport. Das Softwaretool soll bei strategischen, taktischen sowie operativen Entscheidungen schnell die bestmöglichen Optionen aufzeigen und evaluieren. Dazu entwickeln die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine webbasierte Simulationsplattform, welche Optimierungsmethoden integriert.

    Bessere Versorgung und weniger Kosten dank Optimierungssystem

    »Wir entwickeln ein datengestütztes Tool, das sich auf den Entscheider zentriert. Es zeigt dem Nutzer die Optionen objektiv auf und bietet Möglichkeiten zum interaktiven Evaluieren der Lösungen«, so Dr. Neele Leithäuser vom Fraunhofer ITWM. »Wir haben im Vorfeld bereits zahlreiche Gespräche mit Anwendungspartnern geführt. Das hat uns gezeigt, welch enormes Potential in einem solchen softwaregestützten Optimierungs- und Entscheidungssystem steckt. Der Bedarf ist groß«.

    Dafür verknüpfen die Forscherinnen und Forscher im Projekt Optimierungsmethoden mit Erkenntnissen aus der Analyse großer Datenmengen. »Mathematisch gesehen werden vor allem Standort-, Überdeckungs- sowie Tourenplanungsprobleme untersucht. Dabei sind die Herausforderungen besonders das robuste Absichern gegen Unsicherheiten sowie die Echtzeitoptimierung«, erklärt Leithäuser. »Planen wir zum Beispiel für den schlimmsten Fall, also das Maximum an Notfällen in allen Regionen, brauchen wir viele Ärzte – die Kosten steigen. Planen wir für das Minimum, sind die Kosten gering – doch es droht eine Unterversorgung«.

    Die mathematische Herausforderung ist es, Modelle auf Basis der sogenannten
    »robusten Optimierung« zu erstellen, die trotz dieser Unsicherheiten bestmögliche Lösungen liefern. »Das Problem ist, dass die genauen Anzahlen der Notfälle für die Zukunft unbekannt ist«, erklärt Sven Krumke von der Technischen Universität Kaiserslautern, die ebenfalls am Verbundprojekt beteiligt ist. »Daher erlauben wir in unseren Modellen in jeder einzelnen Region den schlimmsten Fall – jedoch nicht, dass dieser überall gleichzeitig eintritt«, sagt Krumke. Damit decken die Mathematiker immer noch Extremfälle ab, vermeiden aber die unrealistischen Szenarien, die in der Planung übermäßig viele Ressourcen benötigen würden. Wie erste Tests des Systems zeigen, kann man die ambulante Versorgung deutlich verbessern, ohne die Kosten für das Gesundheitssystem übermäßig zu erhöhen.

    Gemeinsam mit den Projektpartnern werden folgende Bereiche unter der Prognose zukünftiger Bedarfe optimiert:

    • Standortstruktur und Notdienstplan von Apotheken
    • Standortstruktur und Ressourcenverteilung im Notarztdienst
    • Wartezeit im Kranken- und Rettungsdienst

     

    Hintergrund zum Projekt HealthFaCT

    Das Bundesforschungsministerium fördert das Verbundprojekt »HealthFaCT: Optimierung der ambulanten medizinischen Versorgung im ländlichen Raum« bis Oktober 2019 mit etwa 1,1 Millionen Euro. Am Projekt beteiligen sich die Rheinisch- Westfälische Technische Hochschule Aachen, die Technische Universität Kaiserslautern, die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und das Fraunhofer Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik, die von Anwendungspartnern z.B. durch Daten unterstützt werden.

     

    Mittels Mathematik lassen sich viele Prozesse im Gesundheitswesen verbessern: So berechnen beispielsweise Manuel Streicher (v.l.n.r.), Sven Krumke und Eva Schmidt von der TU Kaiserslautern die optimale Standortverteilung von Notarztdiensten. © TU Kaiserslautern/Thomas Koziel.

     

     

    Quelle Text/Bild:
    Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik
    Ilka Blauth, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
    Fraunhofer-Platz 1
    67663 Kaiserslautern
    Telefon: 0631/31600-4674
    E-Mail: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!
    Internet: www.itwm.fraunhofer.de

    Kaiserslautern, 12.03.2018

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