TU München forscht zu 6G-Anwendungen in der digitalen Medizin

Damit immer wichtigere Dienste wie die Telemedizin, ferngesteuerte Eingriffe und das kontinuierliche Monitoring der Patienten im Krankenhäusern funktionieren können, müssen Daten schnell, zuverlässig und ohne Unterbrechungen übertragen werden. Bislang steht Rechenleistung im Krankenhaus aber nicht immer genau dort zur Verfügung, wo sie benötigt wird. Verzögerungen oder Unterbrechungen in der Datenübertragung können bei Anwendungen wie der Teleoperation schwerwiegende Folgen haben.

Forschende der Technischen Universität München (TUM) und des TUM Klinikums haben untersucht, wie die künftigen 6G-Netze Rechenleistung und Datenübertragung so steuern können, dass bis zu 40 Prozent mehr Anwendungen gleichzeitig betrieben werden können. Im Zentrum steht die Frage, wo einzelne Anwendungen am besten ausgeführt werden: möglichst nah an der Patientin oder dem Patienten, direkt im Krankenhaus, an einem Netzknoten in der Nähe oder in einem entfernten Rechenzentrum.

Ein Ergebnis: Je näher die Verarbeitung an der Patientin oder dem 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.

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 Wolfgang Kellerer.

Die Simulationen der TUM 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.

«Für medizinische Anwendungen reicht es nicht aus, Daten nur möglichst schnell von A nach B zu übertragen», sagt Wolfgang Kellerer, Professor für Kommunikationsnetze an der TUM School of Computation, Information and Technologie sowie Mitglied des 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.»