Gesundheitsdaten mit Analysen und KI-Architektur standardisieren

Modernisieren und standardisieren Sie Gesundheitsdaten, wenden Sie Datenmodelle an, und extrahieren Sie verwertbare Informationen, um Erkenntnisse zu gewinnen und das Kundenerlebnis zu verbessern.

Zahler-, Anbieter- und Anspruchsdaten können angereichert und erweiterte Analysetechniken, einschließlich künstlicher Intelligenz, können für Anwendungsfälle wie Patientenversorgung und Krankheitsprävention, evidenzbasierte Entscheidungsfindung in Vorautorisierung, Analyse, Erkennung und Betrugsprävention sowie Optimierung medizinischer Alarmparameter für Krankenhäuser und Gesundheitsdienstleister angewendet werden.

Architektur

Diese Architektur beschleunigt die Digitalisierung und Modernisierung von Geschäftsfunktionen im Gesundheitswesen mithilfe ihrer vorhandenen Daten.

Mit Oracle Cloud Infrastructure-(OCI-)Services können Sie Daten erfassen, verarbeiten und analysieren, um Geschäftsinformationen zu erhalten, die Kundenerfahrung zu verbessern und die betriebliche Effizienz zu verbessern. Oracle bietet einen umfassenden und vollständig integrierten Stack von Cloud-Anwendungen und Cloud-Plattformservices.

OCI bietet eine einfache und flexible Möglichkeit, große Sprachmodelle bereitzustellen und zu skalieren. Oracle bietet verschiedene Möglichkeiten, künstliche Intelligenz auf Ihre Geschäftsanwendungen anzuwenden und Innovationen mit den SaaS-Lösungen, der Daten- und KI-Plattform von Oracle zu beschleunigen. Außerdem bietet Oracle eine kostengünstige, leistungsstärkere Compute-, Speicher- und Netzwerkinfrastruktur mit hoher Performance als alle anderen Cloud-Anbieter, um hochmoderne KI-Anwendungen zu erstellen, zu testen, bereitzustellen und zu verwenden. Wenn Sie neu bei OCI sind, können Sie diese Lösung kostenlos mit Oracle Cloud Free Tier testen, das ein kostenloses Testguthaben von 300 US-Dollar für einen Zeitraum von 30 Tagen bietet. Free Tier umfasst auch mehrere Always Free-Services, die unbegrenzt verfügbar sind, auch nachdem Ihr kostenloses Guthaben abläuft.

In dieser Referenzarchitektur oracle cloud können wir Zero Trust-Sicherheits-, Datenschutz- und Datenschutzlösungen sowie automatisierte Logging- und Überwachungslösungen implementieren und anwenden. Daten im Ruhezustand und während der Übertragung können mit branchenüblichen Verschlüsselungstechnologien verschlüsselt werden. Systemlogging und Überwachung der Anwendungsperformance können mit OCI Logging implementiert werden, und eine Webanwendungsfirewall kann zusammen mit OCI API Gateway verwendet werden, um vor potenziellen DDoS-Angriffen und Cyberbedrohungen zu schützen.

Das folgende Diagramm veranschaulicht diese Referenzarchitektur.

Beschreibung der Abbildung oci-healthcare-lifescience-aiml.png

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Die Architektur umfasst die folgenden Komponenten:

• Data Integration

  Oracle Cloud Infrastructure Data Integration ist ein vollständig verwalteter, serverloser, Cloud-nativer Service, der Daten aus einer Vielzahl von Datenquellen extrahiert, lädt, transformiert, bereinigt und neu gestaltet in Oracle Cloud Infrastructure-Zielservices wie Autonomous Data Warehouse und Oracle Cloud Infrastructure Object Storage. Benutzer entwerfen Datenintegrationsprozesse mit einer intuitiven, codeless-Benutzeroberfläche, die Integrationsabläufe optimiert, um die effizienteste Engine und Orchestrierung zu generieren und die Ausführungsumgebung automatisch zuzuweisen und zu skalieren.

  ETL (Extract Transform Load) nutzt die vollständig verwaltete Scale-Out-Verarbeitung in Spark, und ELT (Extract Load Transform) nutzt die vollständigen SQL-Pushdown-Funktionen von Autonomous Data Warehouse, um die Datenverschiebung zu minimieren und die Amortisierungszeit für neu aufgenommene Daten zu verbessern.

  Oracle Cloud Infrastructure Data Integration bietet interaktive Explorationen und Datenvorbereitung und unterstützt Data Engineers beim Schutz vor Schemaabweichungen, indem Regeln zur Verarbeitung von Schemaänderungen definiert werden.

• GoldenGate

  Oracle Cloud Infrastructure GoldenGate ist ein verwalteter Service mit einer Echtzeit-Data-Mesh-Plattform, die Replikation verwendet, um Daten hoch verfügbar zu machen und Echtzeitanalysen zu ermöglichen. Kunden können ihre Datenreplikations- und Datenverarbeitungslösungen entwerfen, ausführen und überwachen, ohne Compute-Umgebungen zuweisen oder verwalten zu müssen.

• Objektspeicher

  Mit Oracle Cloud Infrastructure Object Storage können Sie schnell auf große Mengen an strukturierten und unstrukturierten Daten eines beliebigen Inhaltstyps zugreifen, darunter Datenbankbackups, Analysedaten und umfangreiche Inhalte, wie Bilder und Videos. Sie können Daten sicher und geschützt speichern und dann direkt aus dem Internet oder aus der Cloud-Plattform abrufen. Sie können den Speicher skalieren, ohne dass die Performance oder Servicezuverlässigkeit beeinträchtigt wird. Verwenden Sie Standardspeicher für "guten" Speicher, auf den Sie schnell, sofort und häufig zugreifen müssen. Verwenden Sie Archivspeicher für "Cold Storage", den Sie über lange Zeiträume beibehalten und auf den Sie nur selten zugreifen.

• Funktionen

  Oracle Cloud Infrastructure Functions ist eine vollständig verwaltete, mehrmandantenfähige, hoch skalierbare, bedarfsgesteuerte Functions-as-a-Service-(FaaS-)Plattform. Es wird von der Open-Source-Engine Fn Project angetrieben. Mit OCI Functions können Sie Ihren Code bereitstellen und entweder direkt aufrufen oder als Reaktion auf Ereignisse auslösen. OCI Functions verwendet Docker-Container, die in Oracle Cloud Infrastructure Registry gehostet werden.

• Datenfluss

  Oracle Cloud Infrastructure Data Flow ist ein vollständig verwalteter Service zur Ausführung von Apache Spark-Anwendungen. Er ermöglicht es Entwicklern, sich auf ihre Anwendungen zu konzentrieren, und bietet eine einfache Laufzeitumgebung zur Ausführung dieser Anwendungen. Er besitzt eine einfache und anwendungsfreundliche Benutzeroberfläche mit API-Unterstützung für die Integration mit Anwendungen und Workflows.

• Autonomous Data Warehouse

  Oracle Autonomous Data Warehouse ist ein selbststeuernder, selbstsichernder und selbstreparierender Datenbankservice, der für Data Warehousing-Workloads optimiert ist. Sie müssen keine Hardware konfigurieren oder verwalten oder Software installieren. Mit Oracle Cloud Infrastructure können Sie die Datenbank erstellen, sichern, patchen, aktualisieren und optimieren.

• Dateispeicher

  Oracle Cloud Infrastructure File Storage stellt ein dauerhaftes, skalierbares, sicheres Netzwerkdateisystem der Unternehmensklasse bereit. Sie können über jede Bare-Metal-, VM- oder Containerinstanz in einem VCN eine Verbindung mit OCI File Storage herstellen. Sie können auch außerhalb des VCN mit Oracle Cloud Infrastructure FastConnect und IPSec-VPN auf OCI File Storage zugreifen.

• Slurm-Scheduler und Datenbank (Open Source)

  Slurm ist ein Open-Source-, fehlertolerantes und hoch skalierbares Clustermanagement- und Jobplanungssystem für große und kleine Linux-Cluster.

• Monitoring

  Der Oracle Cloud Infrastructure Monitoring-Service überwacht Ihre Cloud-Ressourcen aktiv und passiv mit Metriken, um Ressourcen und Alarme zu überwachen und Sie zu benachrichtigen, wenn diese Metriken alarmspezifische Trigger erfüllen.

• Logging
  Logging ist ein hoch skalierbarer und vollständig verwalteter Service, der Zugriff auf die folgenden Logtypen von Ihren Ressourcen in der Cloud ermöglicht:

  • Auditlogs: Logs zu Ereignissen, die vom Audit-Service ausgegeben werden.
  • Servicelogs:: Logs, die von einzelnen Services wie API Gateway, Events, Functions, Load Balancing, Object Storage und VCN-Flowlogs ausgegeben werden.
  • Benutzerdefinierte Logs: Logs, die Diagnoseinformationen von benutzerdefinierten Anwendungen, andere Cloud-Provider oder eine On-Premise-Umgebung enthalten.
• Compute

  Mit Oracle Cloud Infrastructure Compute können Sie Compute-Hosts in der Cloud bereitstellen und verwalten. Sie können Compute-Instanzen mit Ausprägungen starten, die Ihre Ressourcenanforderungen für CPU, Speicher, Netzwerkbandbreite und Speicher erfüllen. Nach dem Erstellen einer Compute-Instanz können Sie sicher darauf zugreifen, die Compute-Instanz neu starten, Volumes zuordnen und trennen und die Compute-Instanz beenden, wenn Sie sie nicht mehr benötigen.

• Vector Database (Oracle DB 23ai)

  Eine Vektordatenbank ist eine beliebige Datenbank, die Vektoreinbettungen nativ speichern und verwalten und die von ihnen beschriebenen unstrukturierten Daten wie Dokumente, Bilder, Video oder Audio verarbeiten kann.

• Data Catalog

  Oracle Cloud Infrastructure Data Catalog ist eine vollständig verwaltete Selfservice-Lösung für Daten-Discovery und Governance für Ihre Unternehmensdaten. Es stellt Data Engineers, Data Scientists, Data Stewards und Chief Data Officer eine einzige kollaborative Umgebung zur Verwaltung der technischen, geschäftlichen und betrieblichen Metadaten des Unternehmens bereit.

• Langkette

  LangChain ist ein modulares Open-Source-Framework zur Erstellung von Anwendungen aus großen Sprachmodellen (LLMs). Mit LangChain können Sie Chatbots erstellen, Text analysieren, Fragen und Antworten aus strukturierten Daten ausführen, mit APIs interagieren und Anwendungen erstellen, die generative KI verwenden.

• Integration

  Oracle Integration ist eine vollständig verwaltete, vorkonfigurierte Umgebung, in der Sie Cloud- und On-Premise-Anwendungen integrieren, Geschäftsprozesse automatisieren und visuelle Anwendungen entwickeln können. Es verwendet einen SFTP-konformen Dateiserver zum Speichern und Abrufen von Dateien und ermöglicht Ihnen den Austausch von Dokumenten mit Geschäftspartnern, indem Sie ein Portfolio aus Hunderten von Adaptern und Rezepten für die Verbindung mit Oracle- und Drittanbieteranwendungen verwenden.

Datenaufnahme und -verarbeitung

• Oracle Cloud bietet umfassende Hybrid- und Multi-Cloud-Lösungen, die Daten über On-Premises, andere Cloud-Plattformen und das Internet hinweg integrieren. Mit OCI GoldenGate und Data Integration Platform-as-a-Service können Sie Daten aus verschiedenen Quellsystemen je nach Typ der Quellen aufnehmen. Mit OCI GoldenGate können Sie Daten replizieren, synchron halten und reparieren, um die Datenintegrität und -konsistenz aufrechtzuerhalten. Oracle Integration kann eine Verbindung zu verschiedenen Unternehmensanwendungen herstellen und Daten aufnehmen. Massendatenübertragungen können mit gesicherten FTP-, HL7v2-über-MLP- und Standardwebservices für Fast Healthcare Interoperability Resources (FHIR) durchgeführt werden.
• Daten aus Gesundheitssystemen wie elektronischen Patientenakten (EPA), Patienteninformationen, Anspruchs- und Providerdaten, Daten aus medizinischen Geräten und genomischen Informationen können als Staging Area in den hochverfügbaren, dauerhaften und kostengünstigen Objektspeicher von Oracle verschoben werden.
• Mit OCI Data Flow können Rohdaten verarbeitet werden, die von OCI Functions ausgelöst werden, wenn neue Daten in der Staging Area eintreffen. Data Flow auf der Oracle Cloud-Plattform bietet einen serverlosen, funkenbasierten, beschleunigten Datenvorbereitungs- und -verarbeitungsservice, bei dem Code basierend auf Ihren Präferenzen mit PySpark, SQL oder Java geschrieben werden kann, ohne eine Infrastruktur zu verwalten und zu warten.
• Vorbereitete und verarbeitete Daten können in Oracle Autonomous Data Warehouse und OCI Object Storage als kuratierte Phase für Downstreamverarbeitung und -nutzung geschrieben werden. Oracle Autonomous Data Warehouse ist eine branchenführende, vollständig verwaltete analytische Datenbankplattform mit integrierter Skalierbarkeit, Sicherheit, Verwaltung und High Availability. Für Gesundheitsdaten ist die Privatsphäre und der Schutz personenbezogener Daten von größter Bedeutung. Oracle Autonomous Data Warehouse bietet immer Datenverschlüsselung im Ruhezustand (AES256). Die Daten werden auch im Übergang mit TLS 2.0 verschlüsselt. Oracle Data Safe, das in Autonomous Database enthalten ist, bietet ein einheitliches Control Center, mit dem Sie die täglichen Sicherheits- und Complianceanforderungen von Oracle-Datenbanken verwalten können. Oracle Data Safe bietet erweiterte Datensicherheitsfeatures, die für das Gesundheitswesen erforderlich sind, wie Datenmaskierung, Datenverschleierung, Aktivitätsauditing und SQL-Firewallverwaltung.
• In der KI-Schicht besteht die Lösung aus Data Integration, KI-Integration, GPU- und CPU-Clustern für LLM-Training und -Inferenz, KI-Entwicklungstools und -Librarys, Kontext und Katalog. Für ein Modell kann der OCI Generative AI-Service für branchenführende, hochmoderne KI-Modelle von Cohere- und Meta Llama 3.1-Modellen, ein dediziertes leistungsstarkes GPU-Cluster, Chat-API und Playground, LangChain und LlamaIndex und andere Open-Source-Integration verwendet werden. Oracle bietet ein breiteres Spektrum an GPUs wie L40s, A10, A100 und H100 und ein attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis gegenüber anderen Hyper-Scalern.
• Oracle bietet einen vollständig automatisierten Slurm-Scheduler, der im Rahmen der Automatisierung der Clusterbereitstellung bereitgestellt werden kann. Slurm ist ein Open-Source-, fehlertolerantes und hoch skalierbares Clustermanagement- und Jobplanungssystem für große und kleine Linux-Cluster.
• OCI bietet Retrieval-Augmented Generation (RAG) als verwalteten Service mit OCI GenAI-Agents an (der Service befindet sich noch in der Beta-Phase und unterstützt nur OpenSearch als Knowledge-Base-Repository). Oracle Database 23ai und Oracle HeatWave MySQL eignen sich hervorragend für die Suche und Speicherung von KI-Vektoren. Mit RAG können Unternehmen Antworten mit Large Language Model (LLM) mithilfe einer vorhandenen Wissensdatenbank basierend auf ihren vorhandenen Daten integrieren und anreichern. Beispiel: Wenn ein Benutzer eine Frage stellt, ruft er Informationen ab, die zusätzliche kontextbezogene Informationen enthalten, und fügt sie der Frage hinzu. Geben Sie dann die Frage an, und rufen Sie Texte an ein LLM ab, um die Antwort des LLM zu erweitern und die Halluzination zu reduzieren.

Empfehlungen

Verwenden Sie die folgenden Empfehlungen als Ausgangspunkt. Ihre Anforderungen können von der hier beschriebenen Architektur abweichen.

• Verwenden Sie ein privates virtuelles Cloud-Netzwerk, um Services bereitzustellen, und verwenden Sie eine Sicherheitsliste und NSGs, um den unbeabsichtigten Zugriff einzuschränken.
• Verwenden Sie OCI Identity and Access Management, um den Principal für geringste Berechtigungen und rollenbasierte Zugriffskontrollen anzuwenden.
• Mit OCI-API-Gateway können Sie APIs mit privaten Endpunkten veröffentlichen, auf die Sie über Ihr Netzwerk zugreifen können. Sie können jedoch bei Bedarf dem öffentlichen Internet zur Verfügung gestellt werden. Die Endpunkte unterstützen API-Validierung, Anforderungs- und Antworttransformation, CORS, Authentifizierung und Autorisierung sowie Anforderungsbegrenzung.
• OCI bietet vollständige HIPAA-Compliance und FedRAMP sowie andere Standardkonflikte für regulatorische Verpflichtungen und Schutz.
• Verwenden Sie Open-Source-Technologie, um eine Abhängigkeit von Anbietern auf OCI zu vermeiden, wie LangChain, REST-API, Functions, und erstellen Sie darüber hinaus eine Abstraktionsschicht, um Innovation und Transformation zu beschleunigen.

Mehr erfahren

Erfahren Sie mehr über Oracle Cloud.

Prüfen Sie diese zusätzlichen Ressourcen:

• Oracle Cloud Infrastructure für Gesundheitslösungen
• Künstliche Intelligenz (KI)
• Cloud Architecture Center
• Bereitstellung von LLMs mit NVIDIA-GPUs auf OCI Compute Bare Metal
• Autonomous Database
• Oracle-KI-Vektorsuche

Danksagungen

• Autoren: Gautam Karmakar
• Mitwirkende: John Sulyok