導入事例:米国国立衛生研究所

ビッグデータから価値ある洞察を導くことで、より迅速に治療法を発見

米国国立衛生研究所(NIH) は、かつてない速さで科学者がビッグデータを活用できるようにすることで、病状をより良く把握し、治療法や予防法を開発できるようにしています。

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エグゼクティブ・サマリー

NIH では、IBM PureData System を使用して何十年分ものデータから研究者が新たな洞察を解き明かせるようにしています

米国国立衛生研究所 (NIH) は、重要な医学研究をサポートし実施しています。どうしたら研究課題への答えを迅速に発見し、治療上の大発見を推進できるように科学者をより良く支援できるのでしょうか?

NIH は、かつてない速さで科学者が膨大な量のデータを活用して新たな関連性を発見できるようにすることで、病状をより良く把握し、治療法や予防法を開発できるようにしています。今では、研究者はかつては数分を要していた膨大な量のデータでのクエリーを数秒で実行できます。より深い洞察を迅速に得られることで、病気を発見し、治療法を開発してポピュレーション・ヘルスを向上させる機会が広がります。

「NIH 臨床センターは、 IBM PureData System に新たなデータ・ソースを毎日追加しています。広範なデータへの迅速なアクセスが、研究者にさらに優れた機会をもたらしています。」

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概要

アメリカ最大の研究病院である米国国立衛生研究所 (NIH) 臨床センターでは、毎日膨大な量のデータが患者から収集されています

この豊富な情報に潜む洞察が、医学研究の進化と患者ケアの増進における鍵を握る可能性がありますが、それも研究者がデータにアクセスし分析できればの話です。

NIH では、IBM® PureData® System を使用して何十年分ものデータから研究者が新たな洞察を解き明かせるようにしています。今日、研究者チームはかつては数分を要していた患者データのクエリーを数秒で実行できるため、より徹底的に実験を行い、研究課題に対するより精度の高い回答を見つけられます。これらの洞察は、病気や効果的な治療の新たなパターンを発見するために使用でき、患者のケアを向上させ命を救う可能性があります。

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チャレンジ

医学研究のペースを維持するため、科学者は大量のデータにアクセスする能力を強化する必要があります

情報は、NIH の最も強力なコモディティーのひとつです。症状と病気、または患者の遺伝子構造と特定疾患へのかかりやすさの間にあるかすかな関係性をデータから明らかにできます。こうした関係性を把握することで、科学者は医療効果を向上させる新たな治療法や医学技術を開発できます。必要な時に必要な情報すべてに科学者がアクセスできることが、このような大発見をするためには非常に重要です。

NIH の専門家は、バイオメディカル・トランスレーショナル・リサーチ情報システム (BTRIS) を使用して臨床データと研究データにアクセスします。BTRIS は、2009 年に導入され、属性、バイタル、検体検査、薬歴を含むアクティブな患者情報とこれまでの研究データの収集拠点として利用されており、科学者はマウスを数回クリックするだけで、複数の記録システムからデータを抽出できます。

技術的、科学的進歩により医学研究の規模が膨らみそのペースを早めているため、NIH は増加の一途をたどるデータ量に対する洞察をさらに迅速に科学者に提供する必要があります。研究チームは、情報がすぐに手に入ることを求めており、NIH はデータの量が増加する一方であれ、このニーズに対応し続ける必要があります。

数年前、NIH 臨床センターでは、データの量と複雑さが既存システムの容量を上回る恐れがあることに気付きました。NIH は常にデータを提供できていましたが、情報のタイプによっては実用的な方法で科学者に提供できないことがありました。

例えば、遺伝子データ・セットのサイズの制限で、研究チームに使い物になる形式でデータを返すことが不可能でした。NIH では、研究を阻害するこのようなシステム上の制限を受け入れるわけにはいかず、臨床センターは、より迅速な情報アクセスとレポートを可能にする方法を模索しました。

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ソリューション

NIH は、Netezza® テクノロジーを搭載した IBM PureData System for Analytics を使用して、BTRIS アプリケーションのパフォーマンスを増強しました

現在、研究者は大きく複雑なデータ・セットで分析を実行し、かつてない速さでレポートを生成できます。実行に 5 分かかっていたクエリーも、今ではわずか 5 秒で終わることもあります。速度が向上したことで、研究者はさまざまなクエリーを何度でも実行でき、さまざまな切り口でデータを見ることができるため、大きなメリットが生まれています。

例えば、ある NIH の研究者は、NIH の医学研究調査に参加した特定のボランティアの身長・体重を知りたいと思っていました。これは、単純な問題のように思われますが、実際は 25,000 人のボランティアから結果が返され、300 万行のデータとなりました。これまでなら、研究者は週末の間にこのようなレポートを実行する必要がありましたが、今ではほぼリアルタイムでデータを取得できます。

ソリューション・コンポーネント

  • Netezza® テクノロジー搭載 IBM® PureData® System for Analytics

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結果

新たな研究機会の創出

BTRIS のパフォーマンス向上により、、かつては利用できなかったデータにアクセスし分析できるようになって、NIH 研究者に新たな機会が広がりました。

遺伝子データは常に他のプラットフォームで利用できていましたが、研究者は初めて BTRIS の臨床データと遺伝子データの両方にアクセスしレポートできるようになりました。NIH 臨床センターがこのデータを追加すると、リポジトリーのサイズは 50 億行から 160 億行のデータに増加しました。

遺伝子データと、BTRIS がすでに備えていた臨床データを組み合わせる能力により、研究者は膨大かつ豊富なデータ・ソースにアクセスできるようになり、新たな研究機会がもたらされています。

かつてはアクセスが困難だったデータも、今では分析に利用できるようになり、これまで知られていなかった因果関係のパターンや疾患の指標を発見できるようになっています。その結果、研究の進歩と患者ケアの向上に絶好の機会を提供しています。

例えば、乳がんを研究している研究者は、遺伝子データを検討し、参加者集団全体の特定の染色体に何らかの異常がある場合はそれがどこかを突き止められます。その後、これらの結果を臨床データと組み合わせて、参加者が服用している薬、住んでいる場所、その他生活スタイルに関する指標を確認できます。

この情報すべてを 1 カ所に集約し新たな方法で分析することで、新たな治療法を発見し、より良い医療を提供するための鍵を握ると考えられるパターンや関係を明らかにできる可能性があります。

より良いアウトカムの創出

研究者が必要な回答をより迅速かつ容易に発見できるようにすることで、BTRIS は、患者の生活を実際に大きく変えられるようになりました。NIH が実施した研究はこの数十年の医学の進歩を支える原動力であり、今後も病気の治療や予防を行う新たな方法に投資を継続していきます。より迅速かつより完全なデータ・アクセスにより、研究者は今では新たな研究課題を特定し、治療法をより迅速に発見できます。最終的には、人々が受けるケアのタイプに変化をもたらし、より長く健康な人生を送れるようになるでしょう。

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