Ein hochmoderner OP-Saal mit modernster medizinischer Ausstattung, in dessen Mittelpunkt ein leerer Operationstisch unter hellen, an der Decke montierten Operationsleuchten steht, umgeben von Monitoren, Anästhesiegeräten und Instrumentenwagen in einer sauberen, in Blautönen gehaltenen Umgebung.
REFERENZ: SEMECO

Sichere, innovative und interoperable Medizintechniklösungen entwickeln

Von Plattformkomponenten bis zum klinischen Nutzen

Wir gestalten sichere, innovative und interoperable Medizintechniklösungen mit

Das Gesundheitswesen braucht schnellere Innovation. Gleichzeitig muss Medizintechnik sicher, geschützt und regelkonform bleiben. Vernetzte Geräte, Cloud-Infrastrukturen und KI-gestützte Anwendungen eröffnen neue Möglichkeiten für bessere Versorgung, effizientere klinische Abläufe und die schnellere Entwicklung innovativer Medizinprodukte.

SEMECO – Secure Medical Microsystems and Communications adressiert diese Herausforderung. Der Forschungscluster bringt Partner aus Wissenschaft, Medizin und Industrie zusammen, um Entwicklung und Zulassung digital erweiterter Medizinprodukte und Implantate zu beschleunigen. Im Fokus steht die Verbindung von künstlicher Intelligenz, sicherer Hardware und modularen Softwareplattformen, um Sicherheit, Effizienz und regulatorische Reife in der Medizintechnik zu verbessern.

ZEISS Digital Innovation bringt Expertise in sicheren Softwareplattformen, medizinischem und laborspezifischem Datenmanagement, Geräteinteroperabilität, Edge-Cloud-Architekturen und regulierter Softwareentwicklung ein. Unser Beitrag konzentriert sich darauf, Forschungskonzepte in praktische Plattformkomponenten, Demonstratoren und Referenzarchitekturen für sichere, vernetzte Gesundheitsumgebungen zu überführen.

SEMECO Phase 1

Was wir in der ersten Projektphase erreicht haben
Diagramm: SEMECO Cloud–Edge-Architektur für das Gesundheitswesen: Im unteren Bereich befindet sich die Edge-Ebene mit medizinischen Geräten, die an das klinische Netzwerk (OP/Intensivstation) angeschlossen sind und Daten an klinische Systeme, herstellerspezifische Datenmanagement-Lösungen sowie Datenintegrations- und IoMT-Plattformen (Cloud oder vor Ort) weiterleiten. Im oberen Bereich tauscht eine umfassende „Cloud- und Analyseplattform“ (privat/öffentlich) bidirektional Daten mit diesen Systemen aus, während ein Seitenbereich mit dem Titel „Komponenten für das Gesundheitswesen“ wiederverwendbare Cloud- und Edge-Dienste hervorhebt.
Diagramm: SEMECO Cloud–Edge-Architektur für das Gesundheitswesen: Im unteren Bereich befindet sich die Edge-Ebene mit medizinischen Geräten, die an das klinische Netzwerk (OP/Intensivstation) angeschlossen sind und Daten an klinische Systeme, herstellerspezifische Datenmanagement-Lösungen sowie Datenintegrations- und IoMT-Plattformen (Cloud oder vor Ort) weiterleiten. Im oberen Bereich tauscht eine umfassende „Cloud- und Analyseplattform“ (privat/öffentlich) bidirektional Daten mit diesen Systemen aus, während ein Seitenbereich mit dem Titel „Komponenten für das Gesundheitswesen“ wiederverwendbare Cloud- und Edge-Dienste hervorhebt.

Originalgrafik aus dem Projekt (auf Englisch)

Originalgrafik aus dem Projekt (auf Englisch)

Die erste SEMECO-Projektphase lief von Mai 2023 bis Mai 2026. In dieser Phase beteiligte sich ZEISS Digital Innovation am Teilprojekt Q1 „Secure & Trustworthy System Architectures“. Gemeinsam mit secunet Security Networks AG, Deutsche Telekom MMS GmbH und weiteren Projektpartnern legten wir die technische Grundlage für sichere, on-prem und cloudfähige Medizintechnik-Anwendungsfälle.

Im Mittelpunkt stand die Grundlage einer modularen Gesundheitsplattform: eine sichere, hybride Edge-Cloud-Architektur, die medizinische Geräte, klinische Systeme und cloudbasierte Dienste verbinden kann und Datenschutz, Cybersicherheit und regulatorische Anforderungen von Beginn an berücksichtigt.

Unser Beitrag in Phase 1

In Phase 1 entwickelte und validierte ZEISS Digital Innovation zentrale Bausteine für sichere, interoperable und datengestützte Medizintechnik-Umgebungen.

Die wichtigsten Ergebnisse sind:

  • Modulares Edge-Cloud-Plattformkonzept

    für sichere medizinische Datenworkflows, das lokale Verarbeitung nahe an medizinischen Geräten mit skalierbaren cloudbasierten Diensten verbindet.

  • DICOM-Anonymisierungskomponente

    für die datenschutzgerechte Sekundärnutzung medizinischer Daten, etwa für Forschung, klinische Studien und Produktentwicklung im Kontext des European Health Data Space.

  • SDC-basierte Interoperabilitätskomponente

    auf Basis von ISO/IEEE 11073 für die standardisierte Kommunikation zwischen medizinischen Geräten am Point of Care.

  • Konzepte für klinische Workflow-Komponenten

    die Aufgaben orchestrieren, Daten aggregieren und weiterleiten, Nachweise erfassen und Abläufe in dynamischen Umgebungen wie OP, Intensivstation und diagnostischem Labor unterstützen.

  • Sicherheits- und complianceorientierter Architekturansatz

    mit sicherer Edge-Cloud-Interaktion, Identitäts- und Zugriffsmanagement, Sicherheitsmonitoring, Auditierbarkeit und automatisierten Compliance-Nachweisen.

  • Demonstratoren & showcases

    die die entwickelten Komponenten greifbar machen und zeigen, wie vernetzte klinische Workflows praktisch unterstützt werden können.

Ein zentrales Ergebnis war die Entwicklung von zwei grundlegenden Proof-of-Concept-Komponenten. Die erste ist ein DICOM-Anonymisierungsmodul, das das Risiko einer Re-Identifikation reduziert und zugleich die Datenqualität für die Sekundärnutzung erhält. Es kann an der Edge oder in der Cloud betrieben und als Bibliothek, CLI-Tool, Desktop- oder Webanwendung oder cloudnativer Microservice genutzt werden.

Die zweite ist eine SDC-basierte Interoperabilitätskomponente, die die Geräte-zu-Geräte-Kommunikation standardisiert und klinische Anwendungsfälle wie Alarmmanagement, Workflow-Unterstützung und herstellerunabhängige Geräteintegration ermöglicht. Die Komponente kann in Gerätesoftware eingebettet oder als Edge-Service eingesetzt werden, um bestehende Geräte nachzurüsten.

Demonstratoren für vernetzte klinische Workflows

Gegen Ende der ersten Phase nutzte ZEISS Digital Innovation die entwickelte SDC-Komponente, um Demonstratoren für vernetzte klinische Workflows aufzubauen. Ein zentrales Beispiel ist der ZEISS SDC Demonstrator. Er zeigt, wie Point-of-Care-Geräte über den SDC-Standard verbunden und durch einen Edge-basierten Ansatz interoperabel gemacht werden können.

Für diesen Demonstrator wurden Gerätesimulatoren erstellt, darunter ein Patientenmonitor und ein Beatmungsgerät. Diese simulierten Geräte wurden über ein secunet Edge Gateway verbunden, auf dem die Interoperabilitätskomponenten von ZEISS Digital Innovation containerisiert bereitgestellt wurden.

Der Demonstrator veranschaulicht zudem einen automatisierten klinischen Feedback-Loop: Wenn der simulierte Patientenmonitor erkennt, dass die Sauerstoffsättigung unter einen definierten Schwellenwert fällt, reagiert der Beatmungssimulator durch eine Anpassung der Beatmungsparameter. Dies zeigt, wie sichere Edge-Infrastruktur und interoperable Softwarekomponenten automatisierte, klinisch relevante Workflows über Geräte hinweg unterstützen können.

  • Erfahren Sie mehr im nachfolgenden Video (auf Englisch)

Dieses Ergebnis ist besonders relevant für künftige OP- und ICU-Szenarien. Es zeigt, wie SDC-basierte Interoperabilität, Edge-Bereitstellung, Workflow-Logik und sichere Plattformkonzepte zusammenwirken können, um vernetzte klinische Prozesse zu unterstützen.

Zusammenarbeit in Phase 1

In Phase 1 arbeitete ZEISS Digital Innovation im breiteren SEMECO-Konsortium und insbesondere an der Schnittstelle von Plattformarchitektur, sicherer Gerätekonnektivität, Edge-Cloud-Infrastruktur und medizinischen Datenworkflows. Enge Partner in unserem Q1-Beitrag waren secunet Security Networks AG, Deutsche Telekom MMS GmbH und das Barkhausen Institut.

Laden Sie unser Whitepaper

"Building Tomorrow's Healthcare Platform: Compliant and Built to Scale"
Entdecken Sie relevante regulatorische Rahmenbedingungen, Plattform-Bausteine, den gesamten Umfang und fortgeschrittene, gesundheitsspezifische Dienstleistungen, Komponenten des SEMECO PoC, Einsatzmodelle, Geschäftsauswirkungen und vieles mehr.
  • Building Tomorrow's Healthcare Platform: Compliant and Built to Scale

    Whitepaper ist in englischer Sprache

    1 MB


SEMECO Phase 2

Aufbau auf den ersten Ergebnissen

Im Mai 2026 startete SEMECO in die zweite Projektphase. Diese Phase baut auf den Ergebnissen aus Phase 1 auf und erweitert die bisherige Arbeit.

Für ZEISS Digital Innovation bedeutet die zweite Phase den Übergang von Grundlagenkomponenten und Proofs of Concept hin zu breiteren klinischen Workflow-Szenarien, reiferen Demonstratoren und größeren Referenzarchitekturen.

TrustMod

Vertrauenswürdige modulare Plattformen und klinische Interoperabilität

Dieses Phase-2-Projekt im Cluster setzt die Arbeit an sicheren, interoperablen und modularen Medizintechnikplattformen fort. Es baut direkt auf den Ergebnissen aus Phase 1 auf, insbesondere auf der SDC-basierten Interoperabilitätskomponente, der DICOM-Anonymisierung, der sicheren Edge-Cloud-Architektur und den workfloworientierten Plattformkonzepten.

  • Ziel ist die Weiterentwicklung von Plattformkomponenten, die eine sichere und herstellerunabhängige Interaktion zwischen medizinischen Geräten, Edge-Infrastrukturen, Cloud-Diensten und klinischen Anwendungen ermöglichen.

    Der Fokus von ZEISS Digital Innovation liegt darauf:

    • Wiederverwendbare Softwaremodule für die Interoperabilität medizinischer Geräte weiterzuentwickeln.
    • Bestehende SDC-basierte Konzepte auf weitere klinische Workflows und Laboranwendungsfälle auszuweiten und dabei ähnliche Standards wie SiLA einzubeziehen.
    • Datenpipeline-Komponenten aufzubauen, die strukturierte Daten aus standardisierter Kommunikation nutzen und damit belastbare Datengrundlagen für datengestützte Anwendungsfälle wie Workflow-Optimierung schaffen.
    • Sichere Edge-Cloud-Architekturen für regulierte Gesundheitsumgebungen zu stärken.
    • Datenschutzgerechte Datenverarbeitung weiterzuentwickeln, einschließlich Anonymisierung und Pseudonymisierung.
    • Workflow-Komponenten zu entwickeln, die klinische Prozesse in OP, ICU, Laboren, Patientenmonitoring und weiteren Versorgungsumgebungen unterstützen.
    • Die entwickelten Komponenten in Demonstratoren zu integrieren, die zeigen, wie größere Plattformarchitekturen in der Praxis funktionieren können.

    Die zweite Phase soll daher nicht nur einzelne Komponenten verfeinern, sondern auch zeigen, wie diese Komponenten als Teil breiterer Architekturen für vernetzte Medizintechnik zusammenspielen.

  • ZEISS Digital Innovation bringt Softwareengineering, Plattformarchitektur und praktische Umsetzungserfahrung aus regulierten Healthcare- und MedTech-Umgebungen ein.

    Unsere Arbeit konzentriert sich auf:

    • Entwicklung und Integration modularer Plattformkomponenten für vernetzte klinische Workflows und Datenökosysteme.
    • Erweiterung von Interoperabilitätskonzepten auf Basis von SDC, SiLA und verwandten Healthcare-Standards.
    • Konzeption von Workflow-Komponenten, die kontextbezogene und automatisierte klinische Prozesse unterstützen können.
    • Aufbau von Demonstratoren, die Gerätekommunikation, Edge-Verarbeitung, Cloud-Dienste, Datenmanagement und Workflow-Logik verbinden.
    • Bewertung, wie Komponenten in skalierbare, wiederverwendbare und regulierungsorientierte Architekturen überführt werden können.

    Ein zentrales Ziel ist es, auf den Demonstratorarbeiten aus Phase 1 aufzubauen und sie auf weitere Bereiche klinischer Workflows auszuweiten. Dazu gehören je nach Projektzuschnitt und Partnerbeiträgen Szenarien in OP, Intensivmedizin, klinischen Laboren, Patientenmonitoring und endoskopienahen Kontexten.

  • In Phase 2 werden Philips und Ovesco wichtige Partner in der Projektdurchführung. Philips bringt Expertise in Patientenmonitoring, SDC und klinischen Medizingeräteumgebungen ein. Ovesco steuert einen kapselbasierten diagnostischen Anwendungsfall und plattformbezogene Datennutzungsszenarien bei.

    ZEISS Digital Innovation wird zudem weiterhin mit secunet an sicheren Edge-Gateway- und Plattformkonzepten arbeiten. Die Rolle von secunet liegt vor allem in der sicheren Anbindung medizinischer Geräte an Cloud-Infrastrukturen und im vertrauenswürdigen Betrieb von Cloud-Systemen.

    Diese Partnerkonstellation stärkt die praktische Relevanz der zweiten Phase: Sie verbindet die Plattform- und Softwareexpertise von ZEISS Digital Innovation mit Medizingeräte-Know-how, Cybersicherheitsexpertise und konkreten klinischen Anwendungsszenarien.

  • Angestrebt wird ein Satz reiferer, wiederverwendbarer und demonstrierbarer Plattformkomponenten für vernetzte Gesundheitsumgebungen.

    Das Projekt soll liefern:

    • Erweiterte Interoperabilitäts- und Datenmanagementkomponenten für medizinische Geräte und Laborgeräte.
    • Workflow-Module für ausgewählte klinische Szenarien.
    • Demonstratoren für klinische Workflows wie chirurgische Abläufe, kapselbasierte Diagnostik und Patientenmonitoring-Szenarien.
    • Sichere Edge-Cloud-Architekturmuster.
    • Konzepte zur Integration von Gerätekommunikation, Workflow-Logik, Datenverarbeitung und datenschutzgerechten Diensten.

    Für ZEISS Digital Innovation stärkt dieses Projekt unsere Rolle als Umsetzungspartner für sichere, interoperable und workfloworientierte digitale Gesundheitsplattformen.

Warum SEMECO relevant ist

SEMECO adressiert eine zentrale Herausforderung in der Gesundheitsinnovation: sichere, vernetzte und intelligente Medizintechnik schneller in die Praxis zu bringen, ohne Sicherheit, Datenschutz oder regulatorische Qualität zu beeinträchtigen.

Das Projekt verbindet Medizintechnik-Expertise, sichere Edge-Cloud-Infrastruktur, Interoperabilität, Datenharmonisierung, klinische Workflow-Automatisierung, datenschutzgerechte Datenverarbeitung, Cybersicherheit und praktische Softwareentwicklung für regulierte Umgebungen.

Für ZEISS Digital Innovation ist SEMECO ein wichtiges Innovationsumfeld, um zukünftige Gesundheitsplattformen mitzugestalten – von sicherer Daten- und Gerätekonnektivität bis zu workfloworientierten Demonstratoren und lebenszyklusorientiertem Cybersicherheitsmanagement.

Unsere Rolle bei ZEISS Digital Innovation

ZEISS Digital Innovation unterstützt dort, wo Forschungsergebnisse in praktische Softwarelösungen überführt werden müssen.

Wir bringen Expertise ein in:

  • Digital-Health- und Medizintechniksoftware
  • Sichere Cloud- und Edge-Architekturen
  • Interoperabilität und Datenaustausch
  • DICOM-Anonymisierung und datenschutzgerechte Datenverarbeitung
  • SDC- und SiLA-basierte Gerätekommunikation
  • Klinische Workflow-Komponenten für OP, ICU und verwandte Umgebungen
  • Cybersicherheitsbezogene Workflows und regulatorische Unterstützung
  • Reguliertes Softwareengineering und complianceorientierte Entwicklung.

Durch SEMECO entwickeln wir Technologien und Methoden mit, die künftige Gesundheitsinnovationen unterstützen können: sicher, interoperabel, skalierbar und geeignet für regulierte Umgebungen.

Sichere digitale Gesundheitsversorgung gemeinsam gestalten

Mit SEMECO Phase 2 baut ZEISS Digital Innovation auf den Ergebnissen der ersten Projektphase auf. Gemeinsam mit unseren Partnern entwickeln wir sichere Plattformkomponenten, Demonstratoren für vernetzte klinische Workflows und lebenszyklusorientierte Cybersicherheitsmethoden für moderne Medizintechnik weiter.

Unser Ziel ist es, vielversprechende Forschung in praktische, skalierbare und regelkonforme Digital-Health-Lösungen zu überführen – vom OP und der Intensivstation sowie dem klinischen Labor bis zu breiteren vernetzten Gesundheitsökosystemen.

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