Anwendungen in der digitalen Medizin: 6G-Netze schaffen bessere Auslastung

Telemedizin, kontinuierliches Monitoring und ferngesteuerte Eingriffe werden in der Medizin zunehmend wichtiger. Damit sie im Klinikalltag parallel laufen können, muss die Datenübertragung schnell, zuverlässig und ohne Unterbrechungen vonstattengehen – in 6G-Netzen.

Forschende der Technischen Universität München (TUM) und des TUM Klinikums haben untersucht, wie künftige 6G-Netze Rechenleistung und Datenübertragung so steuern können, dass bis zu 40 Prozent mehr Anwendungen gleichzeitig betrieben werden können.

Bislang stehe Rechenleistung im Krankenhaus nicht immer genau dort zur Verfügung, wo sie benötigt wird, heißt es in einer aktuellen Mitteilung der TUM. Verzögerungen oder Unterbrechungen in der Datenübertragung könnten bei Anwendungen wie der Teleoperation aber schwerwiegende Folgen haben.

Rechenleistung dort bereitstellen, wo sie gebraucht wird

Ein Forschungsteam hat daher einen Ansatz entwickelt, mit dem künftige 6G-Netze medizinische Anwendungen flexibler im Netzwerk verteilen können. Im Zentrum der Forschungsarbeiten steht die Frage, wo einzelne Anwendungen am besten ausgeführt werden: möglichst nah am Patienten, direkt im Krankenhaus, an einem Netzknoten in der Nähe oder in einem entfernten Rechenzentrum.

Je näher die Verarbeitung am Patienten stattfindet, desto besser lassen sich Verzögerungen reduzieren und hohe Anforderungen an die Datenübertragung und die Rechenleistung erfüllen. Gleichzeitig wäre das Netz überlastet, wenn alle Anwendungen direkt dort verarbeitet würden. Daher ist es wichtig, die Technik dynamisch dorthin zu verlagern, wo sie in der jeweiligen Situation den größten Nutzen bringt.

„Für medizinische Anwendungen reicht es nicht aus, Daten nur möglichst schnell von A nach B zu übertragen“, erläutert Wolfgang Kellerer, Professor für Kommunikationsnetze an der TUM School of Computation, Information and Technologie sowie Mitglied des Munich Institute of Robotics and Machine Intelligence der TUM (TUM-MIRMI). „Zukünftig muss innerhalb der Netze entschieden werden, wo Rechenleistung benötigt wird, welche Anwendungen Vorrang haben und wann Funktionen im Netz verlagert werden müssen. Gerade in der Medizin kann diese Flexibilität entscheidend dazu beitragen, dass digitale Dienste zuverlässig verfügbar sind.“

Bis zu 40 Prozent mehr Anwendungen gleichzeitig

Grundlage des Verfahrens ist die Lösung eines Optimierungsproblems. Das System bewertet, welche Anwendungen aktiv sind, welche Anforderungen sie stellen und welche Netzwerk- und Rechenressourcen verfügbar sind. „Daraus können wir ableiten, an welcher Stelle die jeweiligen Prozesse im Netz ausgeführt werden sollen“, ergänzt Kellerer.

Simulationen zeigen, dass mit diesem Ansatz bis zu 40 Prozent mehr medizinische Anwendungen gleichzeitig betrieben werden können – auch dann, wenn Netzkapazität und Rechenleistung begrenzt sind. Künftige 6G-Netze könnten damit eine wichtige technische Grundlage für eine zuverlässige, flexible und stärker digital unterstützte medizinische Versorgung schaffen, sind die Autoren der Veröffentlichung überzeugt.