LBDS-Protokoll für WebApp “SORMAS”

Entwicklung

LBDS (Low Bandwidth Database Synchronization) für App SORMAS (Surveillance Outbreak Response Management and Analysis System)

Branche

Gesundheitswesen

Zukünftige Nutzer

Gesundheitsposten in sehr ländlichen Regionen, meist Ärzte, KrankenpflegerInnen oder auch sonstiges ausgebildetes Gesundheitspersonal

Ausgangssituation

Die App SORMAS ist eine sogenannte E-Health-Software und wurde 2014 im Zuge des Westafrikanischen Ebola-Ausbruchs zur Überwachung und zum Ausbruchsmanagement entwickelt. Mittlerweile wird SORMAS in vielen weiteren Ländern für verschiedenste Infektionskrankheiten genutzt. Hierbei werden Daten über das Mobilfunknetz an das zuständige Gesundheitsamt übertragen.

Allgemein gibt es bereits ähnliche Systeme, die auf SMS basieren, wodurch aber nur sehr grob aggregierte Informationen verschickt werden können.

Herausforderung

Um die Infektionen zu kontrollieren und die Verbreitung einzudämmen, werden komplexe fallbezogene Daten benötigt. In Regionen mit einer sehr schwachen digitalen Infrastruktur ist allerdings der Versand über das Mobilfunknetz nur begrenzt möglich. Die zuständigen Personen müssen erst an bestimmte Orte fahren, um die gesammelten Daten überhaupt synchronisieren zu können. Es gibt aber auch Regionen, bei denen die Verbindung noch schlechter ist. Dort ist lediglich der Versand von simplen Daten per SMS möglich. Diese Daten reichen allerdings nicht aus, um Infektionen ausreichend zu kontrollieren und Maßnahmen zur Eindämmung einzuleiten. Hierzu sind komplexere fallbezogene Daten notwendig.

Wenig besiedelte Bergregion mit grafischen Verbindungslinien

Zielerreichung

Universitätsprofessor Dr. med. Gérard Krause, Leiter der Abteilung für Epidemiologie beim Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI), hatte die Idee, dass die Versandart per SMS, die überall nutzbar ist, sich mit dem Versand komplexer Datenpakete vereinen lassen können muss. Die Idee war, die Daten zu reduzieren, ohne ganz auf sie zu verzichten. Das biologische Verfahren der Replikation von Zellen diente hier als Inspiration für die weitere Konzeptentwicklung. Hier prüft das System selbstständig die Vollständigkeit der Daten und korrigiert dies andernfalls bzw. fordert fehlende Informationen an. So wurde der erste Schritt zur Entwicklung der Low Bandwidth Database Synchronisation (LBDS)-Technologie angestoßen. Nach ersten Prüfungen dieser Idee und Abgleichen mit bereits bestehenden Systemen, bekam das Institut eine Förderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (Redaktion: BMBF LS5 Internetredaktion, 2020b).

Im Ausschreibungsverfahren konnte CROWDCODE mit seiner ausgearbeiteten Spezifikation überzeugen. Hieraus ging genau hervor, wie eine die vollständige Datenübertragung durch Aufteilung in kleinere Pakete, Nummerierung als auch Priorisierung durchführbar ist. Beide Entwicklungen konnten so erfolgreich umgesetzt werden. Zusätzlich zu diesem Erfolg konnte sich das HZI die LBDS-Technologie erfolgreich patentieren lassen.

Die Nutzung der LBDS-Technologie könnte in Zukunft beispielsweise als Alternative für die Satellitenverbindungen oder auch für automatisierte Wetterstationen und die Klimaforschung allgemein interessant sein. Letztlich kann dies überall genutzt werden, wo Datenbanken gegenseitig abgeglichen werden müssen. Für die Produktivsetzung von LBDS in SORMAS bemüht sich das HZI aktuell um Investoren oder Lizenznehmer für das Patent, die an einer Weitervermarktung interessiert sind. Die LBDS-Service-App auf Android bietet eine asynchrone Schnittstelle zwischen dem LBDS und SORMAS. Das Backend der Anwendung ist ein Spring Boot Microservice, der für die Verwaltung von Daten und die Kommunikation mit anderen Systemen verantwortlich ist. Die Anwendung verwendet auch eine Protokollbibliothek als separate, in sich geschlossenes Modul mit öffentlicher Schnittstelle, um die Modularisierung zu erleichtern.