1. OCI AIとMLによって患者体験がどのように強化されるか
  2. OCI AIとMLが患者体験をどのように強化しているかをご紹介します

OCI AIとMLが患者体験をどのように強化しているかをご紹介します

すべてのビジネスと同様に、ヘルスケアには大量のデータへのアクセス、分析、操作および格納機能が必要です。このようなデータ処理は、Oracle Cloud Infrastructure Lakehouse (データ・レイクハウス)の背後にあるテクノロジの中核であり、人工知能(AI)と機械学習(ML)が患者体験を向上させるのに役立ちます。

患者体験の観点から、医療システムの設定を検討する必要があります。

  • 不要な負担を軽減し、臨床医ができるだけ多くの時間を患者のケースに費やすことができるように、正確な患者情報をできるかぎり迅速に臨床医に提供します。
  • 症状からできるだけ早く回復する。
  • 患者、医療保険、公衆衛生サービス(e.g、英国国民保健サービス)の費用がかかるかどうかにかかわらず、プロセスをできるだけコスト効率に保証します。

たとえば、一般開業医(GP)や主治医(PCP)は、患者が肺炎の徴候を示すと考えています。患者を胸X線用医療センター(病院またはイメージングセンター)に紹介し、肺炎や他の症状を引き起こしているかどうかを調査した。このプロセスの最初のステップは、医療センターとアポイントメントを設定し、患者の電子医療記録(EMR)または電子健康記録(EHR)を共有することです。理想的には、このデータはデータ・レイクハウスに組み込まれます。

医療センターの放射線学スタッフはX線を取りますが、その時点で、データ・レイクハウスと関連技術は診断プロセスにおいて活発な役割を果たします。X線画像は、RIS(放射線学情報システム)を使用して作成され、画像アーカイブおよび通信システム(PACS)またはVendor Neutral Archive(VNA)などの新しい世代のデータ・ストレージを使用して保存されます。イメージは、デジタルイメージングや医学コミュニケーション(Deeddigital Imaging and Communications in Medicine)などの医療イメージング形式を使用して保存される可能性が高く、イメージの生成場所と時期、モダリティのタイプ(イメージの取得方法)など、非常に高解像度のイメージを関連メタデータとともに格納します。このメタデータは、正しい患者およびそのレコードにリンクされます。

イメージがキャプチャされると、臨床担当者は各イメージを確認して解釈し、患者の臨床ニーズを判断します。これは時間のかかるプロセスであり、多くの場合、患者は自宅でさらに情報を待っています。

このプレイブックでは、データ・レイクハウスが、これまでに説明した成果を提供するソリューションにどのように参加するかに焦点を当てます。

このプレイブックでは、地域病院に関連する1つのユース・ケースに関連するシステムに焦点を当て、関連する領域を呼び出しますが、ソリューションの詳細は説明しません。

アーキテクチャ

このアーキテクチャは、OCIデータ・レイクハウスにアクセスして使用する医療センターを示しています。


Healthcare- lakehouse- topology- diagram.pngの説明が続きます
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  1. 初期設定では、Data Transfer Serviceを効率的かつコスト効率に優れた迅速な方法として使用して、既存のすべてのデータをPACSソリューションからOracle Cloud Infrastructure (OCI)に移行して処理する必要があります。進行中の操作の接続パフォーマンスに問題があった場合は、日次転送に拡張できます。PACデータに加えて、患者レコードおよび関連情報を一括出荷する方法もあります。
  2. ヘルスケア・プロバイダ間でのEMRの共有に関するコラボレーションなどの追加データ・ソースには、患者のGPまたはPCPを含めることができます。
  3. 複雑なデータ操作を実行するための関数が提供されています。たとえば、DIMMイメージからメタデータを抽出します。これらのプロセスは複雑すぎて、永続性ツールやビジネス・ロジック内で効果的に処理することはできません。つまり、新しいタイプのイメージなど、新しい複雑な非構造化データ・オブジェクトが導入されるたびに、新しいロジックをステッチできます。
  4. サービスの入出力は、患者EHR/EMRの共有をサポートします。
  5. シナリオで説明したように、患者に対する追加のインサイトなど、ユースケースに関連してソーシングできるデータが増えるため、追加のインサイトを実現できます。たとえば、CDCデータ・セットソーシャル・ディシジョンアント・オブ・ヘルス(SDOH)では、様々なヘルス状態の社会経済指標のAPIが提供されます。
  6. これは、セキュリティとプラットフォームおよびソリューションの操作性をサポートするために直接的または間接的に使用されるサービスの数を反映しています。
  7. データ・レイクハウス・サービスはグループ化されています。特定のユース・ケースによっては、すべてのサービスが必要になるわけではありません。
  8. 第三者がデータの処理方法を隠すため、第一の期待はWebサービス中心であると想定されています。これは、FHIRなどの標準開発の方向性も反映されます。

図に示すように、医療センターとOCI環境間を流れるデータはVPNを介して保護され、イメージング・データが大量に移動する場合でも、Oracle Cloud Infrastructure FastConnect (FastConnect)を使用してパフォーマンス面で保証されます。

PACSまたはVNAソリューションは、PACSソリューションの機能に応じて、PACSストレージを定期的にポーリングできる制限付きFTPサーバーに公開する(e.g、10~15分ごと)、Digital Communication Model for Message Exchangeに準拠したAPI仕様に簡単に公開するなど、いくつかの方法で統合できます。アーキテクチャの図では、オンプレミスのPACSを置き換えるOCI機能を使用する可能性もあることがわかります。

DIMM内でイメージ関連のメタデータを抽出できるカスタム関数が提供されています。抽出されたメタデータを個別に保存して、検索を実行するたびにイメージを問い合せる必要がないため、コンテンツの迅速な検索をサポートできます。

他のデータ・ソースとの統合は様々なプロトコルおよびテクノロジを使用して行うことができますが、FHIR REST APIの採用が推奨されるメカニズムです。ただし、使用可能な統合ツールは、幅広い統合テクノロジおよびプロトコルを提供します。標準ではそのようなデータは現在サポートされていないため、図示はFIHIRでサポートできません。

データはデータベースのプロビジョニングを一元化しますが、Oracle Cloud Infrastructure Data CatalogおよびAPIゲートウェイを使用すると、組織はデータ・メッシュのアイデアに向かって開発できます。特に、データ所有者が快適である方法でデータを公開することで、データ所有権の分散化。また、APIは、アクセス制御を強化しながらデータへの効率的なアクセスを実現する手段を提供します。つまり、同じデータを異なる目的のために異なるコンシューマで使用できるようにし、消費者の行動とニーズによって影響を受けないままにしておくことができます(e.g。データは、モバイル・スタッフと医療ビジュアライゼーション・プラットフォームの患者の臨床医の両方で使用可能になります)。

このアーキテクチャは、次のデータ・レイクハウス固有のサービスをサポートします。

  • オブジェクト・ストレージ

    オブジェクト・ストレージでは、データベースのバックアップ、分析データ、イメージやビデオなどのリッチ・コンテンツなど、あらゆるコンテンツ・タイプの構造化データおよび非構造化データにすばやくアクセスできます。インターネットから直接またはクラウド・プラットフォーム内から、安全かつセキュアにデータを格納し、取得できます。パフォーマンスやサービスの信頼性を低下させることなく、シームレスにストレージを拡張できます。迅速、即時、頻繁にアクセスする必要があるホット・ストレージには、標準ストレージを使用します。アーカイブ・ストレージは、長期間保持し、ほとんどまたはめったにアクセスしないコールド・ストレージに使用します。

    このコンテキスト内で、Object Storageは、X線イメージなどの非構造化コンテンツを保持し、イメージ・メタデータを含むより構造化データによって参照されて、イメージをすばやく検索できるようにします。

  • データ・カタログ

    Oracle Cloud Infrastructure Data Catalogは、エンタープライズ・データの完全管理型のセルフサービス・データ検出およびガバナンス・ソリューションです。データ・エンジニア、データ・サイエンティスト、データ・スチュワードおよびチーフ・データ担当者は、組織の技術メタデータ、ビジネス・メタデータおよび運用メタデータを管理するための単一のコラボレーション環境を提供します。

    コンテキスト内のデータ・カタログは、データ・アセットの理解、およびレイクハウス内でのデータ・アセットの処理方法を理解して、追加のインサイトを提供します。これにより、内部に保持されたデータや、APIの呼出しやファイル転送などのメカニズムを通じてレイクハウスにプルできるサードパーティ・データ・リソースが対象になります。データの取り込みには他のテクノロジを使用できますが、APIとファイルは最も一般的なモデルです。

  • データ統合

    システム間の最適なデータ・フローには、Oracle Cloud Infrastructure Data Integrationを使用します。

    これは、宣言的、コードなし、またはロー・コードのETLおよびデータ・パイプライン開発をサポートしています。レイクハウスの場合、これは主要なデータ操作および処理ツールの1つです。

    データ統合を適用して、半構造化から完全構造化、最小化データへのデータの変換などのタスクを実行することもできます。データ・クレンジングなどのアクティビティを実行して、汚れたデータや破損したデータが結果を歪めないようにします。

  • データ・フロー

    Oracle Cloud Infrastructure Data Flowは、大規模なデータセットに対して処理タスクを実行する完全管理型のApache Sparkサービスであり、デプロイまたは管理するインフラストラクチャは不要です。開発者は、Spark Streamingを使用して、継続的に生成されたストリーミング・データに対してクラウドETLを実行することもできます。これにより、開発者はインフラストラクチャ管理ではなくアプリケーション開発に集中できるため、迅速なアプリケーション提供が可能になります。

    データ・フローは、イベントまたはタイマー・シリーズ方式でデータを処理するのに役立ちます。これにより、すべてのデータが受信されるまで待機するのではなく、発生時により多くの分析を実行できます。

  • ビッグ・データ・サービス

    Oracle Big Data Cloud Serviceは、データ専門家がRAWデータを管理、カタログおよび処理するのに役立ちます。Oracleは、永続性のためのオブジェクト・ストレージおよびHadoopベースのデータ・レイクを提供しています。

  • Autonomous Database

    Oracle Cloud Infrastructure Autonomous Databaseは、完全に管理された事前構成済のデータベース環境であり、トランザクション処理およびデータ・ウェアハウスのワークロードに使用できます。ハードウェアの構成や管理、ソフトウェアのインストールを行う必要はありません。Oracle Cloud Infrastructureでは、データベースの作成、およびデータベースのバックアップ、パッチ適用、アップグレードおよびチューニングが処理されます。

推奨

開始点として次の推奨事項を使用します。要件は、ここで説明するアーキテクチャとは異なる場合があります。
  • 仮想クラウド・ネットワーク(VCN)とサブネット

    VCNは、Oracle Cloud Infrastructureリージョンで設定する、カスタマイズ可能なソフトウェア定義のネットワークです。従来のデータ・センター・ネットワークと同様に、VCNはネットワーク環境を完全に制御できます。VCNには、VCNの作成後に変更できる複数の重複しないCIDRブロックを含めることができます。VCNをサブネットにセグメント化して、そのスコープをリージョンまたは可用性ドメインに指定できます。各サブネットは、VCN内の他のサブネットと重複しない連続した範囲のアドレスで構成されます。サブネットのサイズは、作成後に変更できます。サブネットはパブリックでもプライベートでもかまいません。

  • クラウド・ガード

    Oracle Cloud Guardを使用して、Oracle Cloud Infrastructure内のリソースのセキュリティをモニターおよび保守できます。Cloud Guardでは、ディテクタ・レシピを使用して、セキュリティの弱点を調べたり、オペレータおよびユーザーにリスクのあるアクティビティを監視したりするために定義できます。構成の誤りや安全でないアクティビティが検出されると、クラウド・ガードは、定義できるレスポンダ・レシピに基づいて、修正アクションを推奨し、それらのアクションの実行を支援します。

  • セキュリティ・ゾーン

    セキュリティ・ゾーンは、データの暗号化やコンパートメント全体のネットワークへのパブリック・アクセスの防止などのポリシーを適用することで、Oracleのセキュリティのベスト・プラクティスを最初から確保します。セキュリティ・ゾーンは、同じ名前のコンパートメントに関連付けられ、コンパートメントとそのサブコンパートメントに適用されるセキュリティ・ゾーン・ポリシーまたはレシピが含まれます。セキュリティ・ゾーン・コンパートメントに標準コンパートメントを追加または移動することはできません。

  • ネットワーク・セキュリティ・グループ(NSG)

    ネットワーク・セキュリティ・グループ(NSG)は、クラウド・リソースの仮想ファイアウォールとして機能します。Oracle Cloud Infrastructureのゼロ・トラスト・セキュリティ・モデルを使用すると、すべてのトラフィックは拒否され、VCN内のネットワーク・トラフィックを制御できます。NSGは、単一のVCN内の指定されたVNICのセットにのみ適用されるイングレスおよびエグレス・セキュリティ・ルールのセットで構成されます。

  • ロード・バランサ

    Oracle Cloud Infrastructure Load Balancingサービスは、1つのエントリ・ポイントからバックエンド内の複数のサーバーへの自動トラフィック分散を提供します。

注意事項

このリファレンス・アーキテクチャをデプロイするときは、次のオプションを考慮してください。

  • データソース

    IoTソリューションは、心拍数などの患者に関するデータを継続的に監視および報告する可能性と、患者が食生活習慣や発作などの医学的な出来事を記録するアプリなどを見ています。この情報は、多くの追加情報を提供し、医療記録に組み込んで、AI/MLでサポートされている医療専門知識を使用して分析することができます。このようなデータ・フィードは、Kafkaなどのイベント・ストリーム・テクノロジを使用することを示唆しています。このテクノロジは、これらのイベントを迅速かつ効率的にキャプチャし、データを自然時系列で格納できます。

    診断に役立つパターンや異常を発見すると、通常は、簡単に問合せできる(半)構造化データに取得および編成できる患者に関するデータが多くなります。そのため、家族歴や他の医療機関が保有するデータなどの患者データを、患者の許可を得たまま、特定の個々の事実を明らかにすることなくインサイトを明らかにすることができます。

  • パフォーマンス

    AIトレーニングでは、高解像度のイメージを処理する必要があり、定期的に再実行する必要があります(たとえば、新しいイメージ形式や高品質のイメージングに対応するため)。このモデル更新は、診断または治療中の患者に影響を与えないように実行する必要があります。これは、分離された環境でモデル更新を実行してから、運用環境とトレーニング環境の両方がリソースの競合やリソース割当ての問題なく共存できるポイントに現在の環境をスケーリングすることで行われます。

  • セキュリティ

    臨床的な状況では、そのような要件が厳しく規制されるため、セキュリティは最優先されます。データは価値を考慮できるだけでなく、偶発的または意図的なアクションによってデータへのアクセスや使用を妨げる能力も非常に重要です。そのため、このようなデータに関連するサービスはセキュアである必要があります。

  • 可用性

    クラウド環境にサービスを移行すると、医療センターから回復力と可用性に関する多くの問題が取り除かれます。クラウド・プロバイダは、ネットワーキングの可用性を保証できません。その結果、「ラスト・マイル」の障害発生時に継続的な可用性を確保するために、ネットワーク・レジリエンスおよびフォールバック・オプションをアクティブに所有する必要があります。また、このような障害シナリオに重要な依存関係を持つ組織が定期的にカットオーバーおよびカットバックを実行することをお薦めします。したがって、本当に必要になった場合、プロセスは他の通常のプロセスであるかのように実行されます。

  • コスト

    特定のユース・ケースでは、特定されるすべてのレイクハウス・サービスを必要としない場合があります。これらは、湖の申請に関連するコメント技術を反映しています。たとえば、Oracle Big Data Cloud Serviceが必要ない場合、デプロイしないでください。不要なイメージを低パフォーマンスのストレージ構成に配置することで、オブジェクト・ストレージをインテリジェントに使用できます。患者に関するイベントが発生すると、コンテンツは高パフォーマンスのストレージ構成に移動されます。これは、多くの点で、データベースがストレージの移動データ、キャッシュ内外へのデータ、高速アクセス・ストレージ(e.g、NVMe)、およびより低速のスピン化ディスクに適用される原則です。