الأطباء للوصول بشكل أفضل إلى البيانات الرقمية

Anonim

منحت المعاهد الوطنية للصحة منحة قدرها 1.3 مليون دولار للباحثين في جامعة أريزونا لتطوير برمجيات مفتوحة المصدر تمكن أخصائيي الرعاية الصحية والعلماء من إدارة البيانات الضخمة الطبية الحيوية في شكل رقمي.

يقوم برنامج ضغط البيانات المتقدم لأول مرة بوضع بيانات رقمية أحيائية رقمية في شكل وحجم يمكن للأطباء وعلماء الأمراض وغيرهم من العاملين في مجال الرعاية الصحية ذوي الموارد المحدودة وفي المواقع البعيدة الوصول إليها وتحليلها وتخزينها. البيانات الرقمية القابلة للاستخدام تعني آراء وتشخيصين أسرع للمرضى.

وقال علي بيلجين ، الأستاذ المساعد في أقسام الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات والهندسة الطبية الحيوية والمحقق الرئيسي في المشروع: "إن التقدم في تكنولوجيا ضغط الصور للبيانات الضخمة الطبية الحيوية أمر ضروري لتعزيز التشخيص البيولوجي البيولوجي والبحوث ولإنقاذ المزيد من الأرواح". "نحن في منتصف عملية انتقال عالمية إلى رقمنة البيانات الطبية الحيوية ، وهناك الكثير منها هناك ، ولكن في الملفات كبيرة جدًا بحيث لا يمكن نقلها أو تخزينها أو استردادها."

يمكن أن تضيف العينات المأخوذة من مريض واحد على مدى عمر ما يصل إلى تيرابايت من البيانات - وهو ما يكفي لملء القرص الصلب بأكمله ، وكمية ضخمة من البيانات التي لا تستطيع معظم مختبرات الأمراض التعامل معها.

وتعد هذه الجائزة واحدة من أول 15 مشروع بحث تم تمويلها من خلال المعاهد الوطنية للصحة والبيانات الكبيرة إلى المعرفة ، أو BD2K ، المبادرة ، التي أعلنت عنها الوكالة في يونيو. حددت المعاهد NIH انضغاط البيانات كواحد من مجالات التركيز الرئيسية للمبادرة وأعطت مشروع UA ("تطوير البرمجيات وطرق التحليل للبيانات الضخمة الطبية الحيوية في المناطق المستهدفة ذات الحاجة المرتفعة") وهو عامل تأثير يبلغ 11 ، وهو ثاني أعلى نسبة ممكنة للوكالة تصنيف.

وقالت مؤسسة NIH في إعلانها: "إن برامج ضغط البيانات لديها القدرة على معالجة بعض أهم تحديات تخزين البيانات والحوسبة والمشاركة التي تواجه الباحثين في مجال الطب الحيوي".

ضغط بيانات المهام المحددة

سيقوم البرنامج المتطور UA بضغط حجم صور الشريحة حتى 100 مرة دون فقد أي تفاصيل أو دقة من صور الشريحة الأصلية. يعمل فريق Bilgin مع الصور الرقمية الممسوحة ضوئيًا سابقًا لعينات الشرائح من مرضى سرطان الثدي ، لكن البرنامج سيكون قابلاً للتطبيق على نطاق واسع من الأمراض.

وقالت بيلجين: "لقد عمل المجتمع الطبي على تحويل البيانات الطبية الحيوية إلى رقمنة لبعض السنوات ، ولكن حتى الآن لم يكن للبيانات تأثير حقيقي يذكر على الرعاية الصحية". "معظم المختبرات ليست مجهزة لاستقبال أو استخدام ملايين الجيجابايت من المعلومات من البيانات مثل بيانات تسلسل الحمض النووي أو بيانات بنية البروتين. وسيوفر برنامجنا الوصول إلى هذه الملفات على الرغم من حجمها الضخم."

ربما الأكثر ثورية ، سيقوم البرنامج الجديد بضغط الصور الرقمية بطرق محددة لمهام محددة.

"قد يرغب أخصائي علم الأمراض في تحديد ما إذا كانت الصورة تشير إلى السرطان. وقد يكون أحد علماء الأبحاث أكثر اهتمامًا بتحديد فئات مختلفة من الخلايا السرطانية في العينة" ، أوضح بيلجين. "ستقوم تقنيتنا بتخصيص حجم وتنسيق الصورة الرقمية التي يتم نقلها بحيث لا يحصل المستخدم على الكثير من البيانات التي لا يحتاج إليها".

يجب أن يكون الأول ، قال.

"على الرغم من أنه تم الاعتراف منذ فترة طويلة أن جودة الصورة يجب أن تكون قائمة على أساس المهام ، إلا أننا لا نعرف أي محاولات سابقة لضغط الصور لمهام محددة ،" يقول بلجين. "هذه طريقة جديدة تمامًا للتفكير في ضغط الصور."

هندسة أفضل التكنولوجيا الطبية الحيوية

كان ضغط الصورة موضوع أطروحة بيلجين في UA ، والتي حصل منها على شهادة الدكتوراه في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في عام 2002. على الرغم من أنه بدأ كمهندس كهربائي ، قال: "أدركت بسرعة أن كل هذه المهارات ID يمكن الحصول عليها كمهندس يمكن تطبيقها على مشاكل في الطب ".

كان مايكل مارسيلين مستشارًا للخريجين وهو محقق مشارك في الدراسة التي تمولها المعاهد القومية للصحة (NIH). كان مارسيلين ، أستاذ ريجنتس في قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات وكلية العلوم البصرية بجامعة ولاية كاليفورنيا ، مساهما رئيسيا في JPEG2000 ، وهو نظام التشفير القياسي لضغط الصور المستخدم اليوم والذي سيستخدم في بحوث ضغط الصور الطبية الحيوية..

ومن بين الباحثين الآخرين المشاركين في برنامج UA إليزابيث أ. كروبنسكي ، أستاذ ونائب رئيس التصوير الطبي والمدير المساعد في برنامج أريزونا للتطبيب عن بعد ، وأميت أشوك ، أستاذ مساعد في العلوم البصرية والهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر. كما يشارك باحثون في جامعة ولاية أوهايو ، بما في ذلك Metin Gurcan ، أستاذ مشارك في المعلوماتية الطبية الحيوية.

وقال كروبنسكي إن البحث له آثار رئيسية على التطبيب عن بعد ، الذي يستخدم الاتصالات الإلكترونية لنقل المعلومات الطبية ، في كثير من الأحيان إلى المواقع النائية ، لتحسين صحة المرضى.

"استخدام التطبيب عن بعد وحجم الصور الرقمية المرتبطة بها في مجال الرعاية الصحية آخذة في التوسع باطراد" ، قالت. "العديد من هذه الصور ، مثل الصور المرضية ذات الشرائح الكاملة ، كبيرة للغاية ويصعب على المستخدمين التنقل خلالها. تقنيات الضغط الخاصة بمهام Dr. Bilgin ستجعل التصفح أكثر كفاءة وتفسير تشخيصي أكثر فعالية."

الآراء الثانية في ثوان

عندما يطلب المريض رأيًا آخر اليوم ، يرسل علماء الأمراض عينة شريحة المريض إلى مختبر آخر لإعداد اختبارات بيولوجية للطبيب الثاني. يمكن أن تستغرق العملية أيامًا. سيقوم برنامج UA-developed بنقل البيانات الجاهزة للمراجعة في دقائق أو ثوان ، مما يسمح للمستخدمين بعرض الصور الرقمية ومشاركة المعلومات حولها عبر مسافات شاسعة في الوقت الحقيقي.

وقال بيلجين: "سيساعد هذا المرضى على الحصول على آراء ثانية بسرعة أكبر وتقليل فرص الأخطاء التشخيصية".

كما ستقوم بتطوير البحوث والاكتشافات الطبية الحيوية.

"دعونا نقول أن أخصائي علم الأمراض يرى مجموعة كبيرة من نوع معين من الخلايا في صورتها الرقمية ،" قال بلجين. "يمكنهم استخدام البرنامج الجديد لطلب جميع عينات علم الأمراض الرقمية بميزة خلوية مشابهة. وهذا له إمكانات هائلة لزيادة قدرتنا على تحديد المرض بسرعة."