Siemens Healthineers bietet Echtzeit-Gesundheitsdiagnostik mit der Daten-Streaming-Plattform von Confluent

Millionen von Patienten auf der ganzen Welt sind täglich auf die fortschrittlichen medizinischen Systeme von Siemens Healthineers angewiesen – von MRTs, die lebensbedrohliche Erkrankungen erkennen, bis hin zu Laborgeräten, die entscheidende Diagnoseergebnisse liefern. Hinter diesen lebensrettenden Technologien verbirgt sich ein komplexer Datenfluss, der die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Geräte und letztlich die Behandlungsergebnisse der Patienten bestimmt. 

Für Siemens Healthineers erforderte die Verbindung von Fertigungssystemen mit der Gesundheitsversorgung einen neuen Ansatz im Umgang mit Daten.  Das Unternehmen musste die Produktionslinien in den Werken mit medizinischen Geräten in Krankenhäusern weltweit verknüpfen, um eine nahtlose hybride Umgebung von der Fertigung bis zur Cloud-Analyse zu schaffen, die sofortige Transparenz bietet und Wartungsarbeiten ermöglicht, bevor potenzielle Probleme die Patientenversorgung beeinträchtigen können.

Dies wurde jedoch durch isolierte Systeme behindert, die wichtige Daten in Silos isolierten. Lange Dateiübertragungen, manuelle Bearbeitung und periodische Batch-Verarbeitung führten zu erheblichen Verzögerungen, wodurch sich die Erkenntnisse über die Geräte manchmal um Wochen verzögerten und zeitnahe Qualitätsverbesserungen behindert wurden.

Confluent stellte die holistische Daten-Streaming-Plattform bereit, die diese unterschiedlichen Systeme zu einem zusammenhängenden Echtzeit-Datennetzwerk vereinen. 

Was zählt, sind nicht nur die Daten, sondern auch die Geschwindigkeit, mit der sie Maßnahmen vorantreiben. Die Teams von Siemens Healthineers sind nun in der Lage, Wartungsbedarf bereits Tage vor dem Auftreten von Geräteproblemen vorherzusagen, die Fertigung in Echtzeit zu optimieren und effektivere Gesundheitstechnologien bereitzustellen, während gleichzeitig die Kosten für die Datenverarbeitung erheblich gesenkt werden.

Fragmentierte Systeme behindern Innovationen im Gesundheitswesen

Die Bereitstellung fortschrittlicher Medizintechnik für Krankenhäuser und Gesundheitssysteme auf der ganzen Welt erzeugt enorme Mengen an kritischen Daten. 

Siemens Healthineers konnte zwar die Telemetriedaten für Fertigung und Geräte effektiv erfassen, aber sie wurden in nicht verbundenen Systemen mit Batch-Verarbeitung gespeichert, was zu Verzögerungen bei der Analyse führte.

„Unsere Datenquellen aus der Fertigung, den Produktionslinien und in Krankenhäusern installierten Produkten erforderten umfangreiche Verarbeitung“, erklärt Arash Attarzadeh, Solution Architect bei Siemens Healthineers. „Wir mussten alles in verschiedenen Silos speichern, was mit enormer manueller Arbeit verbunden war. Die Vorbereitung dieser Daten für unser Data-Warehouse war quälend langsam.“

Durch isolierte Prozesse blieben Fertigungsdaten von den Monitoring-Systemen der Geräte getrennt, was die Nutzungsmöglichkeiten für Siemens Healthineers einschränkte und gleichzeitig die Kosten und die technische Komplexität erhöhte.

„Dieser uneinheitliche Ansatz hinderte uns daran, unsere Ziele zu erreichen“, so Scott Elfering, Head of Data Ingestion bei Siemens Healthineers. „Wir hatten Systeme für die Bearbeitung von Datenbankänderungen und Batch-Verarbeitung, aber keine Echtzeitinformationen.“

Das war der Zeitpunkt, an dem sich Siemens Healthineers an Confluent wandte …

Vernetzung medizinischer Geräte in globalen Gesundheitssystemen

Die Daten-Streaming-Plattform von Confluent wurde schnell das zentrale Nervensystem für die Echtzeit-Datenverarbeitungsprozesse von Siemens Healthineers und ermöglichte nahtloses Streaming zwischen Fabriksystemen, Krankenhausgeräten und der Cloud-Infrastruktur.  Dies war entscheidend für die Echtzeit-Überwachung und proaktive Wartung. 

Mit der Bereitstellung von Confluent Cloud in der vorhandenen Azure-Infrastruktur konnte Siemens Healthineers vollständig verwaltete Connectors nutzen, um Datenströme zwischen Fabrikanlagen, SQL-Datenbanken, SAP-Systemen und dem Snowflake-Data-Warehouse zu ermöglichen. Diese Entscheidung stand im Einklang mit ihrer Cloud-Strategie, bei der die Skalierbarkeit, Sicherheit und globale Reichweite von Azure genutzt werden, um das Streaming von Echtzeitdaten zwischen Produktionsstätten und Krankenhausgeräten weltweit zu unterstützen. Durch die Verbindung von Legacy-Systemen mit cloudbasierten Technologien können sich Engineers, die zuvor mit Dateiübertragungen beschäftigt waren, nun auf die Optimierung der Geräteleistung und die Verbesserung der Diagnosequalität ihrer MRT- und CT-Scans sowie ihrer Laborsysteme konzentrieren.

„Zuvor übermittelten Krankenhäuser Daten als ZIP-Dateien an FTP-Server, was manuelle Prozesse erforderte, um sie in den Azure-Speicher zu kopieren, zu extrahieren und in Snowflake zu laden.“, erläutert Attarzadeh. „Nun besteht eine sichere, private Verbindung, bei der Krankenhäuser lediglich bestimmte IP-Adressen aus ihrem Netzwerk auf die Whitelist setzen müssen.“

Vollständig verwaltete Connectors haben nicht nur 3 bis 6 Monate Entwicklungszeit für das Design, die Erstellung, das Testen und die Wartung jedes Connectors eingespart, sondern auch den operativen Aufwand und das Risiko für das Unternehmen reduziert.  Vor allem ermöglicht diese Transformation jedoch die Überwachung kritischer medizinischer Geräte nahezu in Echtzeit und eine proaktive Wartungsplanung. „Unsere Engineers in den verschiedenen Abteilungen können die Produkte aus der Ferne überwachen und bei Anomalien oder Wartungsbedarf rechtzeitig im Voraus planen“, so Attarzadeh.

Vernetzte Systeme und verbesserte Patientenversorgung

Durch die Nutzung der Daten-Streaming-Plattform von Confluent hat Siemens Healthineers seine Überwachung und Wartung kritischer medizinischer Geräte weltweit transformiert.

Fertigungsfehler in Echtzeit erkennen

Bei der Herstellung medizinischer Präzisionsgeräte können enorme Kosten gespart werden, wenn Fehler sofort und nicht erst bei einer späteren Prüfung erkannt werden. 

Der MQTT- Connector von Confluent integriert Leistungsdaten von Werksanlagen in einen Datenstrom, so dass Betreiber die Produktionsqualität in Echtzeit überwachen können, anstatt erst Stunden oder Tage später.

„Wenn beim Bohren von Bauteilen für medizinische Geräte die Bohrerposition unzentriert ist und das sofort erkannt wird, wird die Verschwendung von teurem Material verhindert. Das Bauteil mit einem falsch positionierten Loch würde sonst verschrottet werden – ein erheblicher Kostenfaktor bei der Herstellung von medizinischen Präzisionsgeräten“, so Elfering.

Bei medizinischen Diagnosegeräten, bei denen die Bildqualität einen direkten Einfluss auf die Diagnosegenauigkeit hat, führt diese Fertigungspräzision unmittelbar zu besseren Behandlungsergebnissen für die Patienten.

Kostensenkung durch Shift-Left-Verarbeitung

Eine Schlüsselinnovation in der Datenarchitektur von Siemens Healthineers ist die Implementierung der „Shift Left“-Verarbeitung mit dem Apache Flink®-Angebot von Confluent. Anstatt Rohdaten zu speichern und sie anschließend in ihrem Data-Warehouse zu verarbeiten, bereinigen, transformieren und reichern sie die Daten nun Upstream an – während sie noch in Bewegung sind.

„Wir verwenden Apache Flink, um unsere Daten zu verarbeiten, bevor sie Snowflake erreichen, um zusätzliche unnötige Kosten zu vermeiden“, erklärt Attarzadeh. „Wenn wir über das Data-Warehouse sprechen, beziehen wir uns auf Milliarden von Datenpunkten in einer Tabelle, und die Verarbeitung dieser Daten nach der Speicherung ist extrem teuer.“

Durch die Shift-Left-Verarbeitung mit Flink können Teams nun aus denselben Datenströmen verschiedene Granularitätsstufen erstellen, was in ihrem Data Warehouse mit unverhältnismäßig hohen Kosten verbunden wäre.

„Heute fließen unsere Daten kontinuierlich – in Flink. Wir verarbeiten sie in Zeitfenstern, während sie sich durch das System bewegen“, so Attarzadeh. „Die wichtigsten Daten können in einem Stream an das Data Warehouse übertragen werden, gleichzeitig können diese Daten jedoch aggregiert und downstream an eine andere Speicherplattform weitergeleitet werden – dies ist wesentlich kostengünstiger und effizienter.“

Für ein Unternehmen, das weltweit Tausende von medizinischen Geräten verwaltet, bedeuten diese Effizienzsteigerungen Einsparungen in Millionenhöhe bei den Rechenkosten und gleichzeitig eine Verbesserung der Monitoring-Möglichkeiten durch intelligentere Datenverarbeitung. 

Bessere Patientenversorgung dank vernetzter Systeme

Bei Siemens Healthineers geht es bei Daten nicht nur um Effizienz oder Kosteneinsparungen – es geht darum, dass Patienten eine Diagnose erhalten, die ihr Leben verändern oder sogar retten könnte.

Durch die Vereinheitlichung der Datenflüsse mithilfe von Confluent hat Siemens Healthineers die Leistungsfähigkeit seiner Diagnosegeräte über deren gesamten Lebenszyklus hinweg transformiert. Verbesserungen in der Fertigungsqualität führen unmittelbar zu zuverlässigeren Scanergebnissen, während die Fernüberwachung sicherstellt, dass die Kalibrierung zwischen den Wartungsbesuchen präzise bleibt.

„Mit Confluent konnten wir manuelle Prozesse durch automatisierte Datenflüsse ersetzen“, erläutert Elfering. „So können sich unsere Engineers auf die Leistung der Geräte konzentrieren und nicht um die Datenübertragung. Das Ergebnis sind zuverlässigere Diagnosegeräte und bessere Behandlungsergebnisse.“

Für Attarzadeh ist der menschliche Faktor von größter Bedeutung: „Im Gesundheitswesen hängen Menschenleben von korrekten Informationen ab. Wenn ein MRT zur Planung einer Strahlentherapie oder chirurgischer Eingriffe verwendet wird, ist Präzision nicht optional, sondern unerlässlich.“

Was kommt als Nächstes für Siemens Healthineers und Confluent?

In Zukunft möchte Siemens Healthineers noch fortschrittlichere Anwendungen erkunden, wie die Integration künstlicher Intelligenz in ihre Daten-Streaming-Plattform.

„Wir speisen derzeit Leistungsdaten von Geräten in KI-Systeme ein, die äußerst subtile Muster erkennen können, die Menschen möglicherweise übersehen würden. Etwa subtile Veränderungen in der Leistung des MRT-Magneten, die ein Anzeichen von zukünftigen Kalibrierungsproblemen sein könnten.“

Für Siemens Healthineers löst Confluent nicht nur die Datenherausforderungen von heute, sondern ermöglicht auch die nächste Generation intelligenter Diagnosesysteme, die Fertigungspräzision mit KI-gestützter Analyse kombinieren.