MORE

Modulare offene Forschungsplattform für digitale Gesundheit: Eine Infrastruktur zur Förderung datengetriebener Innovation

Beschreibung

Es kann sehr kostspielig, zeitaufwändig und herausfordernd sein, Studien mit Forschungsteilnehmern über längere Zeiträume hinweg einzurichten und zu verwalten, insbesondere wenn das Ziel darin besteht, Menschen in ihrem Alltag zu beobachten, wie zum Beispiel bei Studien zu den Auswirkungen von Verhaltensänderungsinterventionen im Bereich der digitalen Gesundheit. Heutzutage beinhalten solche Studien häufig die Erfassung von Daten von Sensortechnologien sowie die Erhebung von Fragebogen- oder Umfragedaten.

Die Modular Open Research Platform [MORE] macht solche Studien deutlich effizienter, kostengünstiger und skalierbarer. Sie besteht aus einer webbasierten Studienmanager-Anwendung, mit der Forscher Studien und die zu erfassenden Daten konfigurieren können, sowie einer begleitenden Studien-App, die für iOS und Android verfügbar ist und die Teilnehmer während der Durchführung einer längerfristigen Studie, die sie in ihrem Alltag begleitet, anleitet und unterstützt. Der Studienmanager ermöglicht es einfach, mehrere Studienarme zu konfigurieren, diese mit Teilnehmern zu füllen und dann Beobachtungen zu definieren, die erfasst werden müssen – wie z.B. die Erfassung der Herzfrequenz von einem tragbaren Gerät, das Erfassen von Beschleunigungs- oder GPS-Daten vom Smartphone oder das Integrieren von Fragebögen oder Umfragen, die mit dem bekannten LimeSurvey-Tool implementiert werden können, das in MORE eingebettet ist.

MORE Module

Abbildung 1: Komponenten der MORE Plattform: Studienverwaltungssoftware (MORE-Configurator), modulare Konfiguration von Studien (Research Modules), Integration von Smartphone und Wearable-Sensoren (REST API), native Apps für Android bzw. iOS für StudienteilnehmerInnen (MORE-App), Speicherung großer Datenmengen (Time Series Database)

Funktionen

MORE wurde über einen Zeitraum von drei Jahren entwickelt und erfolgreich in mehreren Studien eingesetzt. Über die bloße Studienorganisation hinaus hebt sich MORE durch mehrere Merkmale von ähnlichen Automatisierungstools für Studien ab. Dazu gehört der Fokus auf die Durchführung von Studien mit Personalisierung und adaptiven Interventionen. Zu diesem Zweck werden Daten in nahezu Echtzeit von jedem Teilnehmer in die zentrale MORE-Datenbank übertragen, wo Interventionen basierend auf den eingehenden Daten geplant oder bewertet und mit bestimmten Kriterien, wie z.B. Schwellenwert-Heuristiken, abgeglichen werden können. Die Plattform löst dann Aktionen aus, wie z.B. das Senden von Nachrichten an Studien-Teilnehmer oder das Aufrufen von Funktionen, die in Drittanbieter-Anwendungen über Webhook-REST-/HTTP-Aufrufe implementiert sind.

MORE ermöglicht es auch, zusätzliche Daten während der Studienausführung in den Datensatz zu integrieren, um das Management komplexer Studiensettings zu erleichtern. Dies wird durch API-Aufrufe erreicht, und die Daten können in jedem Format vorliegen. MORE bietet eine Vorschau der Studie in der Entwurfsphase, die es den Nutzern ermöglicht, Kalenderereignisse zu überprüfen und zu sehen, welche Aktionen auf der Plattform geplant sind – wie z.B. bei der Beobachtung von Messgrößen in regelmäßigen Abständen. Darüber hinaus enthält MORE einfache Funktionen zur Datenexploration nach der Studienausführung, die für Forscher entscheidend sind, um sicherzustellen, dass die Studiendaten wie beabsichtigt erfasst wurden.

Exemplarische Screenshots eines ersten Prototyps für die mobile App

Abbildung 2: Exemplarische Screenshots eines ersten Prototyps für die mobile App

Nächste Schritte

Zukünftige Entwicklungen für MORE beinhalten zusätzliche Beobachtungsmodule, verbesserte Interoperabilität sowie flexiblere und leistungsfähigere Alternativen zur Implementierung adaptiver Interventionen.

Bei weiteren Fragen melden Sie sich einfach per Mail unter: zber.quc@yot.np.ng

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Kooperation und Unterstützung

Die Umsetzung findet in Kooperation mit der Redlink GmbH statt.

Weitere Zusammenarbeit mit:

Dr. Devender Kumar, University of Southern Denmark (SDU)

Die Entwicklung der MORE Plattform wurde durch die Wissenschafts- und Innovationsstrategie Salzburg 2025 (WISS 2025) des Landes Salzburg gefördert.

Das Projekt wurde durch folgende Organisationen unterstützt, die die Plattform für eigene Vorhaben nutzen wollten und zur Erarbeitung von Anforderungen sowie zur Plattformevaluation beitrugen.

Ursprüngliches Implementierungsprojekt für MORE als Forschungsinfrastruktur

Das Ziel dieses 15-monatigen Projekts (1.2.2022 – 30.04.2023) ist die Entwicklung einer digitalen Infrastruktur zur nachhaltigen Gesundheitsforschung mit Fokus auf Erstellung und Durchführung von Studien unter Verwendung von digitalen Technologien. Durch eine solche zentrale technische Infrastruktur können wiederkehrende Herausforderungen – beispielsweise die Integration von externen Geräten und Sensoren, die Sammlung großer Datenmengen aus verschiedenartigen Quellen (zunehmend in Echtzeit), die Verwaltung einer großen Zahl an Studienteilnehmer:innen, oder die Kompatibilität mit aktuellen Datensicherheitsstandards – effizient realisiert werden.

Im Kern steht eine Webanwendung, die es Experten in der Anwendungsentwicklung oder im Gesundheitswesen erlaubt, Studien und Evaluationsverläufe zu definieren und zu verwalten. Studien- oder Evaluationsteilnehmer:innen erhalten dann eine Smartphone-App (siehe Abbildung 1 für einen frühen Entwurf), die sich bei Anmeldung für eine Studie oder Evaluation genau so konfiguriert, dass sie die Studiendurchführung unterstützt. Dabei wird z. B. die Erhebung von Fragebögen und Sensordaten von Wearables über längere Zeiträume und begleitend zum Lebensalltag ermöglicht.

Als Ergebnis des Projekts soll eine Open Source Plattform entstehen, die technologisch zeitgemäß, leicht bedienbar und deren Quellcode frei zugänglich ist. Neben den wissenschaftlichen Einrichtungen soll diese auch Unternehmen für Prototyping, Evaluierung, Weiterentwicklung ihrer Produkte zur Verfügung stehen und damit als Core Facility für künftige Projekte am Standort Salzburg genutzt werden können. Dadurch sollen Forschungs- und Entwicklungskooperationen angestoßen werden und sich der Standort Salzburg im Bereich der digitalen Gesundheit profilieren.

Mit der Umsetzung des MORE Projekts wird (1) die Digitalisierungsforschung im Gesundheitswesen gestärkt, (2) eine nachhaltige Studienplattform geschaffen, die es ermöglicht, Effektivität und Sicherheit von DH Innovationen belegen, und (3) eine zukunftstaugliche Technologieplattform als Basis für Forschung u Entwicklung im Bereich DH aufgesetzt. Neben der Integration aktueller technologischer Entwicklungen und Standards ist die MORE Plattform durch ihre modulare und auf dem Open Source Gedanken beruhende Architektur erweiterbar und nachhaltig. Durch die komponenten-orientierte Architektur der MORE Plattform (siehe Abbildung 2) wird eine große Bandbreite an Funktionalität bei gleichzeitiger Flexibilität erreicht.

Die Umsetzung der MORE Plattform erfolgt im Rahmen von 6 Arbeitspaketen innerhalb von 15 Monaten. Zentrale Charakteristiken der Umsetzung sind agiles Projektmanagement und die aktive Einbeziehung der Kooperationspartner. Die detaillierten Anforderungen an die Plattform werden anhand von definierten Use-Cases im Rahmen eines agilen, nutzerzentrierten Entwicklungsprozesses im Detail ausgearbeitet und evaluiert.