ÉTUDE DE CAS : National Institutes of Health

La transformation des mégadonnées en connaissances cliniques de valeur accélère la mise au point des thérapies.

Le NIH aide les scientifiques à exploiter les mégadonnées plus rapidement que jamais, en leur permettant de mieux comprendre l'état des patients et de mettre au point des traitements et des mesures préventives.

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Rapport de la haute direction

Le NIH utilise IBM PureData System pour aider les chercheurs à extraire des connaissances nouvelles de données recueilliessur plusieurs dizaines d'années.

Le NIH (National Institutes of Health) prend en charge et réalise des travaux de recherche médicale cruciaux. Comment l'organisme peut-il mieux aider les scientifiques à trouver des réponses rapides à leurs questions et à mettre au point des traitements révolutionnaires?

Le NIH aide les scientifiques à exploiter de vastes magasins de données plus rapidement que jamais, et à mettre en lumière de nouvelles relations qui leur permettent de mieux comprendre l'état des patients et d'élaborer des traitements et des mesures préventives. Les chercheurs peuvent désormais interroger d'énormes volumes de données en quelques secondes, alors qu'il leur fallait auparavant plusieurs minutes. Les connaissances, plus approfondies et obtenues dans des délais plus brefs, sont l'occasion d'identifier les pathologies et de développer des traitements visant à améliorer la santé publique.

«Le Centre clinique du NIH ajoute chaque jour de nouvelles sources de données à IBM PureData System. Un accès rapide à un éventail de données élargi offre des opportunités plus vastes aux chercheurs.»

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Introduction

Chaque jour, d'énormes quantités de données sont collectées auprès des patients du Centre clinique du NIH (National Institutes of Health), le plus grand CHU américain.

Les connaissances que recèlent cette masse d'information sont peut-être le secret pour faire progresser la recherche médicale et améliorer les soins aux patients, mais à condition que les scientifiques puissent accéder aux données et les analyser.

Le NIH utilise IBM PureData System pour extraire des connaissances nouvelles de données recueillies sur plusieurs dizaines d'années. Aujourd'hui, les équipes de chercheurs peuvent interroger les données des patients en quelques secondes, alors qu'il leur fallait auparavant plusieurs minutes ou plusieurs heures. Elles peuvent ainsi réaliser des expériences plus minutieuses et trouver des réponses plus précises à leurs travaux. Ces connaissances leur permettent de déceler de nouvelles tendances liées aux maladies et de mettre au point des traitements efficaces, d'améliorer les soins et en définitive de sauver des vies.

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Le défi

Pour suivre la cadence de la recherche médicale, les scientifiques ont besoin d'outils plus performants pour accéder à des quantités considérables de données.

L'information est l'une des ressources les plus précieuses du NIH. Les données révèlent des relations subtiles entre les symptômes et les problèmes de santé, ou entre le bagage génétique d'un patient et sa prédisposition à certaines maladies. Comprendre ces relations permet aux scientifiques de mettre au point de nouvelles thérapies et techniques plus efficaces. Il est vital que les chercheurs aient accès à toute l'information dont ils ont besoin, quand ils en ont besoin, pour pouvoir progresser.

Les spécialistes du NIH ont accès aux données cliniques et scientifiques via le système BTRIS (Biomedical Translational Research Information System). BTRIS, lancé en 2009, joue le rôle de point de collecte des informations actives sur les patients et des données de recherche historiques (notamment données démographiques, signes vitaux, analyses de laboratoire et historique des traitements médicamenteux). Il permet aux scientifiques d'extraire en quelques clics les données provenant de nombreux systèmes d'enregistrement différents.

Les progrès technologiques et scientifiques ont élargi et accéléré la recherche médicale. Le NIH doit donc s'efforcer de fournir aux scientifiques un accès beaucoup plus rapide à des volumes de données en constante croissance. Les équipes de recherche s'attendent à ce que l’information soit disponible instantanément et le NIH doit continuer à satisfaire cette exigence, alors même que la quantité des données ne cesse de se multiplier.

Il y a quelques années, le Centre clinique du NIH s'est rendu compte que le volume et la complexité des données menaçaient de submerger la capacité de ses systèmes. L'organisme était toujours capable de fournir les données, mais parfois, il ne disposait pas de méthodes pratiques pour mettre certains types d'information à la disposition des scientifiques.

Par exemple, en raison de la taille même des ensembles de données génomiques, il était impossible de renvoyer les données aux équipes de chercheurs dans un format exploitable. Le NIH se refusait à ce que les limites de son système puissent entraver la recherche et son Centre clinique. Il a donc cherché une solution capable d'accélérer l'accès à l'information et la génération de rapports.

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Solution

Le NIH a considérablement augmenté la performance de ses applications BTRIS à l'aide d'IBM PureData System for Analytics, qui utilise la technologie Netezza.

Aujourd'hui, les chercheurs peuvent exécuter des analyses sur des ensembles de données complexes et volumineux et produire des rapports beaucoup plus vite qu'avant. La durée de certaines analyses est ainsi passée de cinq minutes à seulement cinq secondes. Cette accélération est un grand atout pour les chercheurs qui peuvent exécuter les analyses à plusieurs reprises et étudier les données sous de nombreux angles différents.

Un chercheur souhaitait par exemple connaître la taille et le poids de certains participants volontaires à des études médicales du NIH. La question semble toute simple, mais les résultats portaient sur 25 000 volontaires, soit trois millions de lignes de données. Par le passé, un tel rapport aurait dû être exécuté pendant tout le week-end. De nos jours, les données sont obtenues quasiment en temps réel.

Composants de la solution

  • IBM PureData System for Analytics, utilisant la technologie Netezza.

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Résultats

Créer de nouvelles opportunités de recherche.

L'amélioration de la performance du système BTRIS a créé de nouvelles opportunités pour les chercheurs du NIH en leur permettant d'accéder à des données auparavant inaccessibles et de les analyser.

Les données génomiques ont certes toujours été disponibles sur d'autres plateformes, mais pour la première fois, les chercheurs peuvent accéder simultanément aux données cliniques et génomiques dans le système BTRIS et produire des rapports. Lorsque le Centre clinique du NIH a ajouté ces données, la taille du référentiel est passée de 5 milliards à 16 milliards de lignes de données.

La possibilité de combiner les données génomiques aux données cliniques déjà présentes dans le système BTRIS offre aux scientifiques une source de données gigantesque et d'une grande richesse, qui ouvre de nouvelles perspectives de recherche.

Des données autrefois difficiles d’accès peuvent désormais être analysées et contribuent à mettre en lumière des systèmes de cause et d'effet et des indicateurs de pathologies qui étaient jusqu'à présent inconnus. L'organisme crée ainsi des opportunités formidables en termes de progrès de la recherche et d’amélioration des soins aux patients.

Par exemple, les chercheurs peuvent sélectionner une étude sur le cancer du sein, examiner les données génomiques et rechercher les localisations et les anomalies d'un chromosome particulier dans toute la population des participantes. Ils peuvent ensuite combiner ces résultats avec des données cliniques pour déterminer les médicaments pris par les participantes, leurs lieux de résidence et d'autres indicateurs de leur style de vie.

En centralisant toutes ces informations et en l'analysant de nouvelles façons, les chercheurs peuvent déceler des tendances et des relations cachées pouvant être cruciales pour l'élaboration de nouveaux traitements ou pour l'amélioration des soins.

De meilleurs résultats dans le monde réel

En aidant les chercheurs à trouver plus rapidement et facilement les réponses voulues, le système BTRIS introduit une vraie différence dans la vie des patients. Les travaux de recherche réalisés par le NIH sont à l'origine de plusieurs dizaines d'années de progrès médicaux. L'organisme continue d'investir dans de nouvelles thérapies et techniques de prévention. Grâce à un accès accéléré et plus complet aux données, les chercheurs peuvent désormais cerner de nouveaux domaines à étudier et développer plus rapidement des traitements. Le résultat final est appelé à faire la différence dans le type des soins dispensés, avec à la clé pour les patients une espérance et une qualité de vie supérieures.

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