Mathematik rettet Leben

In vielen Regionen Deutschlands droht im Gesundheitssystem ein dramatischer Mangel: Ärzte gehen in den Ruhestand, der Nachwuchs will lieber in den Städten praktizieren, es gibt immer weniger Apotheken und auf Notärzte müssen Patienten oft lange warten. Abhilfe soll künftig ein Softwaretool schaffen, das im Verbundprojekt HealthFaCT entwickelt wird.

HealthFaCT – Optimierung der ambulanten medizinischen Versorgung im ländlichen Raum

Unser Gesundheitssystem steht vor großen Herausforderungen bei der ambulanten medizinischen Versorgung. Diese muss in ländlichen Gebieten gewährleistet bleiben – trotz des Bevölkerungsrückgangs und steigender Kosten. Daher ist das Ziel von HealthFaCT (Facility Location, Covering and Transport) die knappen Ressourcen im ländlichen Bereich optimiert zu verteilen.

Im Verbundprojekt HealthFaCT entsteht ein innovatives softwaregestütztes Optimierungs- und Entscheidungssystem zur Verbesserung der ambulanten medizinischen Versorgung. Die Software soll bei strategischen, taktischen sowie operativen Entscheidungen schnell die bestmöglichen Optionen aufzeigen und evaluieren. Zusätzlich kann der Nutzer die Ergebnisse interaktiv visualisieren, explorieren, analysieren und verifizieren. Dazu entwickeln wir eine webbasierte Simulationsplattform, welche die Optimierungsmethoden der Projektpartner integriert.

HealthFaCT
© Fraunhofer ITWM

Im Verbundprojekt entwickeln wir ein softwaregestütztes Optimierungs- und Entscheidungssystem zur Verbesserung der medizinischen Versorgung. Im Bild:Neele Leithäuser und Melanie Heidgen.

Forschungsverbund konzentriert sich auf drei Säulen

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekt konzentriert sich auf drei wesentliche Säulen der ambulanten medizinischen Versorgung: Apotheken, Notärzte sowie den Kranken- und Rettungstransport.

Gemeinsam mit den Projektpartnern RWTH Aachen University, der Technischen Universität ­Kaiserslautern und der Universität Erlangen-Nürnberg werden folgende Bereiche der drei Säulen unter der Prognose zukünftiger Bedarfe optimiert:

  • die Standortstruktur und der Notdienstplan von Apotheken
  • die Standortstruktur und Ressourcenverteilung im Notarztdienst
  • die Wartezeit im Kranken- und Rettungsdienst
Mittels Mathematik Prozesse im Gesundheitswesen verbessern
© TU Kaiserslautern/Thomas Koziel

Manuel Streicher (v.l.n.r.), Sven Krumke und Eva Schmidt von der TU Kaiserslautern berechnen die optimale Standortverteilung von Notarztdiensten.

Die Mathematik und deren softwarebasierte Umsetzung

Mathematisch werden in diesem Projekt vor allem Standort-, Überdeckungs- sowie Tourenplanungsprobleme untersucht. Dabei sind die Herausforderungen besonders das robuste Absichern gegen Unsicherheiten sowie die Echtzeitoptimierung. Außerdem ist es in diesem komplexen Anwendungsfall mit gegenläufigen Zielfunktionen nicht möglich, eine optimale Lösung rein algorithmisch zu bestimmen.

Daher entwickeln wir 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. Gespräche mit den Anwendungspartnern belegen den Bedarf und das enorme Potential eines solchen softwaregestützten Optimierungs- und Entscheidungssystems.

Hintergrund zum Projekt HealthFaCT

Das Bundesforschungsministerium fördert das Verbundprojekt »HealthFaCT: Optimierung der ambulanten medizinischen Versorgung im ländlichen Raum« bis November 2019 mit etwa 1,1 Millionen Euro. Noch befindet sich die Software in der Entwicklung. Zum Projektende wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein Planungstool anbieten, dass im Idealfall deutschlandweit die medizinische Versorgung auf dem Land verbessern soll.

Logo BMBF

HealthFaCT basiert auf folgenden vorangegangenen Projekten:

2012-2014

RescueAnalyzer

Im Auftrag des Landes Rheinland-Pfalz entwickelten wir ein Softwaretool zur Standortoptimierung von Notärzten. Dieses Tool stellt auf Basis von Bevölkerungs-, Straßen- und realen Einsatzdaten statische und dynamische Analysen sowie eine Simulation zur Verfügung.

2017

Rettungswache Nierstein

Die Methoden des RescueAnalyzers wurden zur Analyse von Rettungswachen erweitert. Mithilfe der Software analysierten wir die Einsätze in Rheinhessen und ermittelten den optimalen Standort für den Neubau einer Rettungswache.

Operations Research in der Medizin

In folgenden Projekten beschäftigen wir uns ebenfalls mit dem Thema Operations Research in der Medizin:

Terminplanung medizinischer Untersuchungen

Im Projekt analysieren und verbessern wir die verschiedenen Behandlungen und Untersuchungen in Krankenhäusern.

Disposition im Transportwesen

Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer Planungskomponente für Opti-Trans®, eine Software-Applikation zur Echtzeit-Disposition von Patienten- und Materialtransporten.