Im Portrait | Fraunhofer HHI – Kommunikationsforschung, die die Medizin voranbringt

Das Fraunhofer HHI zählt weltweit zu den führenden Einrichtungen in der Erforschung mobiler und optischer Kommunikationsnetze und -systeme sowie der Kodierung von Videosignalen und der Datenverarbeitung. Der Bezug zur Gesundheitswirtschaft ist dabei nicht sofort offensichtlich – bei genauerem Hinsehen wird jedoch deutlich, wie essenziell diese Forschung für eine zukunftsfähige medizinische Versorgung ist.

Das Fraunhofer HHI steht für angewandte Forschung im breiten Spektrum der Kommunikationstechnologien. Diese Beschreibung lässt keinen direkten Bezug zur Gesundheitswirtschaft vermuten – doch der Eindruck täuscht. In dem 1928 gegründeten Institut nahe des Berliner Tiergartens werden unter anderem mobile und optische Kommunikationsnetze und -systeme sowie die Kodierung von Videosignalen und Datenverarbeitung erforscht. Zahlreiche Entwicklungen aus diesen Bereichen finden heute konkrete Anwendung in der Medizin. 

 


Forschung am gesamten Spektrum der digitalen Infrastruktur

 

Experimenteller Demonstrator für vernetzte robotische Assistenzsysteme im medizinischen Umfeld: Durch die Kombination von integrierter Kommunikation und Sensing, KI‑gestützten Verfahren und einem 6G‑basierten Architekturansatz leistet das HHI Pionierarbeit im Bereich der vernetzten Medizin © Fraunhofer HHI

Viele dieser Entwicklungen werden in der Medizintechnik genutzt, etwa in der intraoperativen Bildanalyse, in Assistenzsystemen oder in der medizinischen Signalanalyse und Diagnostik.

Beispiele aus der Gesundheitsversorgung sind die sterile, kontaktlose Bedienung von Medizingeräten und VR-basierte Rehabilitationsansätze für kognitive Störungen, die Modellierung und Auswertung von EKG-, EEG- und Ultraschallsignalen sowie die Erfassung und Modellierung von Organ- und Gewebebewegungen während chirurgischer Eingriffe. Interdisziplinär arbeitet das Fraunhofer HHI in rund einem Dutzend Forschungsfeldern an Themen wie Quantentechnologien, 5G und 6G, Künstlicher Intelligenz, Videokompression, Medizintechnik sowie Sicherheitsanwendungen

Dabei entsteht digitale Infrastruktur entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von der Grundlagenforschung bis hin zu Prototypen und anwendungsnahen Lösungen. 



Kommunikationsinfrastrukturen – Rückgrat der modernen Gesundheitsversorgung



Fachlicher Austausch im Rahmen eines Workshops: Gemeinsam mit Partnern entwickelt das HHI innovative Technologien und Konzepte für zukünftige Anwendungen im medizinischen Umfeld, darunter Lösungen für kognitive Patientenzimmer. © Fraunhofer HHI

Grundsätzlich bilden Kommunikationsinfrastrukturen das Rückgrat der modernen Gesundheitsversorgung, in der digitale Technologien wie KI, patientenzentrierte Anwendungen und Echtzeitdatenverarbeitung entscheidend für Effizienz, Qualität und Nachhaltigkeit sind. Denn eine leistungsfähige und sichere Vernetzung ist die zentrale Voraussetzung, zum Beispiel für Telemedizin, BigDataAnalysen und digitale Prozesse.  

Die Abteilung Drahtlose Kommunikation und Netze des Fraunhofer HHI legt ihren Forschungsfokus beispielsweise auf die Gestaltung der vernetzten Medizin, indem sie die 6G-Grundlagenforschung mit der klinischen Praxis verzahnt. Im Zentrum steht dabei die Entwicklung und Evaluierung von Kommunikationstechnologien, die patientenzentrierte Versorgungsmodelle ermöglichen. Untersucht werden insbesondere Technologien, die die Grundlage für dynamische digitale Zwillinge, erweiterte Telemedizin und Echtzeitdiagnostik schaffen können. Dazu zählen insbesondere integriertes Sensing und Kommunikation (ISAC), SubTHzbasierte Hochbandbreitenübertragung, massive IoTVernetzung und KIgestützte EdgeIntelligenz. Ziel dieser Forschung ist es, technologische Lösungen für eine hochvernetzte, sichere und latenzarme Infrastruktur bereitzustellen.  

 

 


xG-RIC – Transfer von 6G-Grundlagenforschung in die klinische Praxis



Demonstrator für sub‑THz‑basierte integrierte Kommunikations‑ und Sensorsysteme: Die Technologie ermöglicht neben hochratiger, zuverlässiger Datenübertragung auch die kontaktlose Erfassung von Vitalparametern wie Atemfrequenz und Herzaktivitäten © Fraunhofer HHI

Ein zentrales Projekt, an dem sich das Fraunhofer HHI in diesem Zusammenhang unter anderem mit der Abteilung „Drahtlose Kommunikation und Netze“ beteiligt, ist xGRIC – ein Technologie-Transfer-Hub, in dem ebenfalls zentrale 6G-Schlüsseltechnologien mit besonderem Fokus auf die vernetzte Medizin entwickelt werden. In dem Hub arbeiten zahlreiche Partner zusammen – Industrie, Start-ups, Universitäten und gesellschaftliche Akteure. Die Forschung im xG-RIC konzentriert sich unter anderem auf die kontaktlose Vitalparameter-Erfassung und Lokalisierung für Medical-IoT-Anwendungen, robotik-gestützte Therapie und Versorgungskonzepte sowie die Integration von KI, Kommunikationstechnik, biomedizinischen Sensoren und medizinischer Geräte zur Echtzeitdatenübertragung, zum Beispiel für die Nutzung digitaler Zwillinge in Echtzeit. 

Im Rahmen von xG-RIC kooperiert das Fraunhofer HHI mit der Charité, um drahtlose Kommunikationstechnologien besser für die Optimierung medizinischer Prozesse nutzbar zu machen. Im vergangenen Jahr wurde hierfür eine Absichtserklärung unterzeichnet. Prof. Slawomir Stanczak, Leiter der Abteilung Drahtlose Kommunikation und Netze und Koordinator von xG-RIC, sagte über die Kooperation: „Die Zusammenarbeit mit der Charité ermöglicht es uns, modernste Kommunikationstechnologien wie 5G und 6G gezielt im medizinischen Umfeld zu erproben und weiterzuentwickeln. Gemeinsam schaffen wir ein Innovationsökosystem, das nicht nur die Forschung vorantreibt, sondern auch konkrete Lösungen für eine patientenzentrierte Medizin der Zukunft liefert.“   

Die Charité und das Fraunhofer HHI haben bereits mehrfach zusammengearbeitet, etwa im Rahmen des Projekts DigiCare2030 zur Planung des Neubaus für das DHZC (Deutsches Herzzentrum der Charité) im Rahmen einer Konzeptentwicklung für eine „Digitale Modellklinik“ sowie im Projekt 6G-Health oder bei einer Kooperation zwischen dem Fraunhofer HHI, Nokia und der Charité im Bereich der Anwendung von Sub-THz Technologien. 

 



Prof. Dr. Heyo K. Kroemer ( Vorstandsvorsitzender der Charité, l.) und Prof. Dr. Thomas Wiegand (Institutsleiter Fraunhofer HHI) bei der Unterzeichnung der Absichtserklärung mit der Charité. © Fraunhofer HHI

 

Das Fraunhofer HHI am Standort Berlin 

Berlin bietet für das Fraunhofer HHI ein besonders dynamisches Umfeld: Die Hauptstadtregion vereint eine starke Forschungslandschaft, zahlreiche Kliniken der Maximalversorgung, innovative Medizintechnikunternehmen sowie ein wachsendes Ökosystem für digitale Gesundheitsanwendungen. Durch die räumliche Nähe zu Partnern wie der Charité, dem Deutschen Herzzentrum der Charité (DHZC) und weiteren wissenschaftlichen Einrichtungen können neue Kommunikationstechnologien frühzeitig in klinischen und industriellen Szenarien erprobt werden. Die Region schafft damit ideale Voraussetzungen, um 5G und 6Gbasierte Anwendungen schnell in die Versorgungspraxis zu überführen. 



Weiterführende Links: 

 



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