Diese Dissertation sucht nach einem theoretischem Grundgerüst, um komplexe, digitale Gesundheitsinnovationen so zu entwickeln, dass sie bessere Erfolgsaussichten haben, auch in der alltäglichen Versorgungspraxis anzukommen. Denn obwohl es weder am Bedarf von noch an Ideen für digitale Gesundheitsinnovationen mangelt, bleibt die Flut an erfolgreich in der Praxis etablierten Lösungen leider aus. Dieser unzureichende Diffusionserfolg einer entwickelten Lösung - gern auch als Pilotitis pathologisiert - offenbart sich insbesondere dann, wenn die geplante Innovation mit größeren Ambitionen und Komplexität verbunden ist. Dem geübten Kritiker werden sofort ketzerische Gegenfragen in den Sinn kommen. Beispielsweise was denn unter komplexen, digitalen Gesundheitsinnovationen verstanden werden soll und ob es überhaupt möglich ist, eine universale Lösungsformel zu finden, die eine erfolgreiche Diffusion digitaler Gesundheitsinnovationen garantieren kann. Beide Fragen sind nicht nur berechtigt, sondern münden letztlich auch in zwei Forschungsstränge, welchen ich mich in dieser Dissertation explizit widme. In einem ersten Block erarbeite ich eine Abgrenzung jener digitalen Gesundheitsinnovationen, welche derzeit in Literatur und Praxis besondere Aufmerksamkeit aufgrund ihres hohen Potentials zur Versorgungsverbesserung und ihrer resultierenden Komplexität gewidmet ist. Genauer gesagt untersuche ich dominante Zielstellungen und welche Herausforderung mit ihnen einhergehen. Innerhalb der Arbeiten in diesem Forschungsstrang kristallisieren sich vier Zielstellungen heraus: 1. die Unterstützung kontinuierlicher, gemeinschaftlicher Versorgungsprozesse über diverse Leistungserbringer (auch als inter-organisationale Versorgungspfade bekannt); 2. die aktive Einbeziehung der Patient:innen in ihre Versorgungsprozesse (auch als Patient Empowerment oder Patient Engagement bekannt); 3. die Stärkung der sektoren-übergreifenden Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Versorgungpraxis bis hin zu lernenden Gesundheitssystemen und 4. die Etablierung daten-zentrierter Wertschöpfung für das Gesundheitswesen aufgrund steigender bzgl. Verfügbarkeit valider Daten, neuen Verarbeitungsmethoden (Stichwort Künstliche Intelligenz) sowie den zahlreichen Nutzungsmöglichkeiten. Im Fokus dieser Dissertation stehen daher weniger die autarken, klar abgrenzbaren Innovationen (bspw. eine Symptomtagebuch-App zur Beschwerdedokumentation). Vielmehr adressiert diese Doktorarbeit jene Innovationsvorhaben, welche eine oder mehrere der o.g. Zielstellung verfolgen, ein weiteres technologisches Puzzleteil in komplexe Informationssystemlandschaften hinzufügen und somit im Zusammenspiel mit diversen weiteren IT-Systemen zur Verbesserung der Gesundheitsversorgung und/ oder ihrer Organisation beitragen. In der Auseinandersetzung mit diesen Zielstellungen und verbundenen Herausforderungen der Systementwicklung rückte das Problem fragmentierter IT-Systemlandschaften des Gesundheitswesens in den Mittelpunkt. Darunter wird der unerfreuliche Zustand verstanden, dass unterschiedliche Informations- und Anwendungssysteme nicht wie gewünscht miteinander interagieren können. So kommt es zu Unterbrechungen von Informationsflüssen und Versorgungsprozessen, welche anderweitig durch fehleranfällige Zusatzaufwände (bspw. Doppeldokumentation) aufgefangen werden müssen. Um diesen Einschränkungen der Effektivität und Effizienz zu begegnen, müssen eben jene IT-System-Silos abgebaut werden. Alle o.g. Zielstellungen ordnen sich dieser defragmentierenden Wirkung unter, in dem sie 1. verschiedene Leistungserbringer, 2. Versorgungsteams und Patient:innen, 3. Wissenschaft und Versorgung oder 4. diverse Datenquellen und moderne Auswertungstechnologien zusammenführen wollen. Doch nun kommt es zu einem komplexen Ringschluss. Einerseits suchen die in dieser Arbeit thematisierten digitalen Gesundheitsinnovationen Wege zur Defragmentierung der Informationssystemlandschaften. Andererseits ist ihre eingeschränkte Erfolgsquote u.a. in eben jener bestehenden Fragmentierung begründet, die sie aufzulösen suchen. Mit diesem Erkenntnisgewinn eröffnet sich der zweite Forschungsstrang dieser Arbeit, der sich mit der Eigenschaft der 'Interoperabilität' intensiv auseinandersetzt. Er untersucht, wie diese Eigenschaft eine zentrale Rolle für Innovationsvorhaben in der Digital Health Domäne einnehmen soll. Denn Interoperabilität beschreibt, vereinfacht ausgedrückt, die Fähigkeit von zwei oder mehreren Systemen miteinander gemeinsame Aufgaben zu erfüllen. Sie repräsentiert somit das Kernanliegen der identifizierten Zielstellungen und ist Dreh- und Angelpunkt, wenn eine entwickelte Lösung in eine konkrete Zielumgebung integriert werden soll. Von einem technisch-dominierten Blickwinkel aus betrachtet, geht es hierbei um die Gewährleistung von validen, performanten und sicheren Kommunikationsszenarien, sodass die o.g. Informationsflussbrüche zwischen technischen Teilsystemen abgebaut werden. Ein rein technisches Interoperabilitätsverständnis genügt jedoch nicht, um die Vielfalt an Diffusionsbarrieren von digitalen Gesundheitsinnovationen zu umfassen. Denn beispielsweise das Fehlen adäquater Vergütungsoptionen innerhalb der gesetzlichen Rahmenbedingungen oder eine mangelhafte Passfähigkeit für den bestimmten Versorgungsprozess sind keine rein technischen Probleme. Vielmehr kommt hier eine Grundhaltung der Wirtschaftsinformatik zum Tragen, die Informationssysteme - auch die des Gesundheitswesens - als sozio-technische Systeme begreift und dabei Technologie stets im Zusammenhang mit Menschen, die sie nutzen, von ihr beeinflusst werden oder sie organisieren, betrachtet. Soll eine digitale Gesundheitsinnovation, die einen Mehrwert gemäß der o.g. Zielstellungen verspricht, in eine existierende Informationssystemlandschaft der Gesundheitsversorgung integriert werden, so muss sie aus technischen sowie nicht-technischen Gesichtspunkten 'interoperabel' sein. Zwar ist die Notwendigkeit von Interoperabilität in der Wissenschaft, Politik und Praxis bekannt und auch positive Bewegungen der Domäne hin zu mehr Interoperabilität sind zu verspüren. Jedoch dominiert dabei einerseits ein technisches Verständnis und andererseits bleibt das Potential dieser Eigenschaft als Leitmotiv für das Innovationsmanagement bislang weitestgehend ungenutzt. An genau dieser Stelle knüpft nun der Hauptbeitrag dieser Doktorarbeit an, in dem sie eine sozio-technische Konzeptualisierung und Kontextualisierung von Interoperabilität für künftige digitale Gesundheitsinnovationen vorschlägt. Literatur- und expertenbasiert wird ein Rahmenwerk erarbeitet - das Digital Health Innovation Interoperability Framework - das insbesondere Innovatoren und Innovationsfördernde dabei unterstützen soll, die Diffusionswahrscheinlichkeit in die Praxis zu erhöhen. Nun sind mit diesem Framework viele Erkenntnisse und Botschaften verbunden, die ich für diesen Prolog wie folgt zusammenfassen möchte: 1. Um die Entwicklung digitaler Gesundheitsinnovationen bestmöglich auf eine erfolgreiche Integration in eine bestimmte Zielumgebung auszurichten, sind die Realisierung eines neuartigen Wertversprechens sowie die Gewährleistung sozio-technischer Interoperabilität die zwei zusammenhängenden Hauptaufgaben eines Innovationsprozesses. 2. Die Gewährleistung von Interoperabilität ist eine aktiv zu verantwortende Managementaufgabe und wird durch projektspezifische Bedingungen sowie von externen und internen Dynamiken beeinflusst. 3. Sozio-technische Interoperabilität im Kontext digitaler Gesundheitsinnovationen kann über sieben, interdependente Ebenen definiert werden: Politische und regulatorische Bedingungen; Vertragsbedingungen; Versorgungs- und Geschäftsprozesse; Nutzung; Information; Anwendungen; IT-Infrastruktur. 4. Um Interoperabilität auf jeder dieser Ebenen zu gewährleisten, sind Strategien differenziert zu definieren, welche auf einem Kontinuum zwischen Kompatibilitätsanforderungen aufseiten der Innovation und der Motivation von Anpassungen aufseiten der Zielumgebung verortet werden können. 5. Das Streben nach mehr Interoperabilität fördert sowohl den nachhaltigen Erfolg der einzelnen digitalen Gesundheitsinnovation als auch die Defragmentierung existierender Informationssystemlandschaften und trägt somit zur Verbesserung des Gesundheitswesens bei. Zugegeben: die letzte dieser fünf Botschaften trägt eher die Färbung einer Überzeugung, als dass sie ein Ergebnis wissenschaftlicher Beweisführung ist. Dennoch empfinde ich diese, wenn auch persönliche Erkenntnis als Maxim der Domäne, der ich mich zugehörig fühle - der IT-Systementwicklung des Gesundheitswesens.

Regular physical activity, timely medication, controlled diet, and blood glucose monitoring is crucial for any diabetic patient. Laxity on following these treatment regimens can cause severe health complexity. Moreover, A physician’s surveillance on a patient, based on the patient’s real-time progress is difficult with the existing health care system. This research aims to provide a more accurate objective data in real-time to the physicians to help both patients and providers. The data being generated is mined later to investigate interesting questions regarding diabetic care. The resultant system is a mobile healthcare monitoring system for type – 2 diabetic patients that traces patients daily progress. Although many mobile apps provide self-monitoring tools for the patient, an interactive platform for monitoring all relevant parameters of diabetes where patients and physicians both are end users is unique. The Android app is designed with 3 major modules and two submodules: 1. Carb Intake Tracker (CIT), 2. Blood Glucose Tracker (BGT), 3. Physical Activity Tracker (PAT), 4. Medicine and 5. Blood Glucose (BG) reading reminder. Since Carb is an important factor for a diabetic patient’s meals, the CIT provides a platform to record daily meals from which the patient can see the total carb intake. Through BGT, patients can record their fasting or non-fasting blood glucose reading. The PAT collects a patient’s movement data via Bluetooth from a pair of wearable insole devices, and processing the data identifies and records the current activity. The PAT can detect if the patient is active in sedentary, as well as the type of exercise done by the patient. Using BG reminder and medicine reminder, the patient can set reminders which supports the apps self-monitoring aspect. All the data collected by CIT, BGT, and PAT are stored in Microsoft Azure cloud database, an authorized physician can access the database and see graphical statistics of a patient’s diet, physical activity, and glycemic index level. The app portrays statistics of carbs taken over a period, calories burned, and Glucose level trends through graphical representation. This has two advantages: 1. Patients can improve lifestyle observing records and following reminders, 2. Physicians can prescribe actions perceiving a patient’s trends over time. This research presents unique collaborative interaction between diabetic patients and physicians to create a real time patient portal based on android APIs and wearable devices.

Picture Archiving and Communication Systems (PACS) have been traditionally constrained to the premises of the healthcare provider. This has limited the availability of these systems in many parts of the world and mandated major costs in infrastructure for those who employ them. Public cloud services could be a solution that eases the cost of ownership and provides greater flexibility for PACS implementations. This could make it possible to bring medical imaging services to places where it was previously unavailable and reduce the costs associated with these services for those who utilize them. Moving these systems to public cloud infrastructure requires that an authentication and encryption policy for communications is established within the PACS environment to mitigate the risks incurred by using the Internet for the communication of medical data. This thesis proposes a framework which can be used to create an authenticated and encrypted channel to secure the communications with a cloud-based PACS. This framework uses the Transport Layer Security (TLS) protocol and X.509 certificates to create a secured channel. An enterprise style PKI is used to provide a trust model to authorize endpoints to access the system. The validity of this framework was tested by creating a prototype cloud-based PACS with secured communications. Using this framework will provide a system based on trusted industry standards which will protect the confidentiality and integrity of medical data in transit when using a cloud-based PACS service.

Background Due to the COVID-19 pandemic, there was a significant reduction in in-person healthcare visits as a precautionary measure to minimize the risk of infection for both patients and healthcare provides. Consequently, there was a remarkable surge in the adoption of telehealth services, although mental healthcare services were already using it more frequently than primary and specialty care services before the pandemic. Despite the continued increase in telehealth services, there are differing views among healthcare providers on the efficacy of providing healthcare services remotely, leading to an opportunity to investigate this matter further. Objective The primary goal of this study was to evaluate differences in perceptions and attitudes, experience with patient interactions and overall telehealth experiences between mental health providers and non-mental health providers. Methods The proposed study collected primary data through surveying providers across the United States from November 2022-March 2023. The surveys were conducted through REDCap, and disseminated through research staff outreach and recruitment. Providers were asked to complete a 33-item survey, which took them about 30 minutes to finish and queried them about their satisfaction, utilization, and experiences with telehealth. The provider survey was disseminated to both mental health providers and non-mental health providers who use telehealth technology. Descriptive analysis was conducted to determine the characteristics of the population surveyed. Data was then dichotomized by mental health providers vs. non-mental health providers. Differences in mean responses for all variables between mental health and non-mental health providers was assessed using Mann-Whitney U (MW) tests. Results A Mann-Whitney Wilcoxon test indicated that the satisfaction with the telemedicine platform was greater for non-mental healthcare providers than mental healthcare providers (p < .05). A Mann-Whitney Wilcoxon test indicated that the reliability of the telemedicine app for facilitating health care services, that the ability to trust the telemedicine application to work, the lack of physical contact during a video visit being a problem, the video visits being a convenient form of healthcare delivery, the visits on the telehealth system are the same as in-person visits, and that continued use of telehealth services in the future was greater for mental healthcare providers than non-mental healthcare providers (p < .05). Conclusions Looking forward, we expect to see more extensive studies involving providers from various regions and the implementation of additional approaches to enhance their experiences.

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The adoption of healthcare information technology (HIT) has been advocated by various groups as critical in addressing the growing crisis in the healthcare industry. Despite the plethora of evidence on the benefits of HIT, however, the healthcare industry lags behind many other economic sectors in the adoption of information technology. A significant number of healthcare providers still keep patient information on paper. With the recent trends of reimbursement reduction and rapid technological advances, therefore, it would be critical to understand differences in structural characteristics and healthcare performance between providers that do and that do not adopt HIT. This is accomplished in this research, first by identifying organizational and contextual factors associated with the adoption of HIT in US acute care hospitals and second by examining the relationships between the adoption of HIT and two important healthcare outcomes: patient safety and quality of care. After conducting literature a review, the structure-process-outcome model and diffusion of innovations theory were used to develop a conceptual framework. Hypotheses were developed and variables were selected based on the conceptual framework. Publicly available secondary data were obtained from the American Hospital Association (AHA), the Health Information and Management Systems Society (HIMSS), and the Healthcare Cost and Utilization Project (HCUP) databases. The information technologies were grouped into three clusters: clinical, administrative, and strategic decision making ITs. After the data from the three sources were cleaned and merged, regression models were built to identify organizational and contextual factors that affect HIT adoption and to determine the effects of HIT adoption on patient safety and quality of care. Most prior studies on HIT were restricted in scope as they primarily focused on a limited number of technologies, single healthcare outcomes, individual healthcare institutions, limited geographic locations, and/or small market segments. This limits the generalizability of the findings and makes it difficult to draw definitive conclusions. The new contribution of the present study lies in the fact that it uses nationally representative latest available data and it incorporates a large number of technologies and two risk adjusted healthcare outcomes. Large size and urban location were found to be the most influential hospital characteristics that positively affect information technology adoption. However, the adoption of HIT was not found to significantly affect hospitals' performance in terms of patient safety and quality of care measures. Perhaps a remarkable finding of this study is the better quality of care performance of hospitals in the Midwest, South, and West compared to hospitals in the Northeast despite the fact that the latter reported higher HIT adoption rates. In terms of theoretical implications, this study confirms that organizational and contextual factors (structure) affect adoption of information technology (process) which in turn affects healthcare outcomes (outcome), though not consistently, validating Avedis Donabedian's structure-process-outcome model. In addition, diffusion of innovations theory links factors associated with resource abundance, access to information, and prestige with adoption of information technology. The present findings also confirm that hospitals with these attributes adopted more technologies. The methodological implication of this study is that the lack of a single common variable and uniformity of data among the data sources imply the need for standardization in data collection and preparation. In terms of policy implication, the findings in this study indicate that a significant number of hospitals are still reluctant to use clinical HIT. Thus, even though the passage of the American Recovery and Reinvestment Act (ARRA) of 2009 was a good stimulus, a more aggressive policy intervention from the government is warranted in order to direct the healthcare industry towards a better adoption of clinical HIT.

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Effective Health Systems make service provision easy for health workers, especially if they have access to the latest guidelines in a dynamic profession where new technologies are ever emerging. However, available data indicates that the health system in Uganda is constrained and still using old technologies despite the availability of newer technologies. As a result, this study sought to investigate the adoptability, cost effectiveness, and sustainability with regard to Personal Digital Assistants. The study, which was cross sectional in nature, was carried out in Mbale District in Eastern Uganda between 2008 and 2010. In depth interviews were conducted with health workers and key informants. Also, published and unpublished literature about theUganda Health Information Network was reviewed.The findings revealed that the use of Personal Digital Assistants also known as handheld computers can go a long way towards improving healthcare delivery in countryside health facilities. To health workers in remote places, the PDAs are a source of the latest clinical care guidelines for several diseases including HIV and AIDS as well as malaria. Health information systems have been improved and data collection and reporting have been eased by this technology. However, while evidence of viability of this technology exists, it still has challenges like power and delays in software updates among others.