MTG halbiert die Zeit für medizinische Forschung und schützt Patientendaten mit AWS

Das portugiesische Forschungs- und Entwicklungslabor MTG hat mit AWS eine Hybridlösung entwickelt, die Gesundheitsdienstleister bei der Durchführung bahnbrechender medizinischer Forschung unterstützt. Die Lösung unterstützt Krankenhäuser und Kliniken bei der Verarbeitung und Analyse großer Datenmengen, die für Studien benötigt werden, und gewährleistet gleichzeitig die Einhaltung der Datenschutzgesetze für vertrauliche Patientendaten. Durch den Einsatz von AWS-Snowball-Edge-Geräten konnte MTG die für die Durchführung von Studien benötigte Zeit halbieren und die gesamten IT-Kosten für Krankenhäuser senken, die an Forschungen arbeiten.  

Medizinische Forschung, die die Vorbeugung und Behandlung von Krankheiten verbessert, erfordert zwei Elemente: den Zugang zu Patientendaten und erhebliche Mengen an Datenverarbeitungsleistung, um diese Daten zu analysieren und Erkenntnisse daraus abzuleiten.

Diese zwei Aspekte zusammenzubringen, ist eine Herausforderung für Gesundheitsdienstleister. Patientendaten unterliegen strengen Datenschutzbestimmungen, die häufig verlangen, dass sie vor Ort in einer Gesundheitseinrichtung gespeichert werden. Die benötigte Datenverarbeitungsleistung kann teuer sein und ist ohne ein spezielles On-Premises-Rechenzentrum nur schwer zu erreichen, wofür die meisten Gesundheitsdienstleister nicht die nötigen Ressourcen haben.

MTG Research and Development Lab, ein in Portugal ansässiges Auftragsforschungsinstitut, das sich auf die Generierung von Erkenntnissen in der realen Welt spezialisiert hat, hat eine hybride Lösung mit Amazon Web Services (AWS) entwickelt, die Gesundheitsdienstleister bei der Durchführung bahnbrechender Forschung unterstützt.

Die Lösung läuft auf AWS-Snowball-Edge-Geräten, die einen Datentransport im Petabyte-Bereich mit integrierten Speicher- und Datenverarbeitungsfunktionen ermöglichen. Das bedeutet, dass AWS-Services und Kunden-Workloads lokal in den Räumlichkeiten des Krankenhauses ausgeführt werden, sodass Forscher Daten analysieren und gleichzeitig Vorschriften wie die Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) einhalten können. Mit der Lösung von MTG können Forscher groß angelegte wissenschaftliche Studien in der Hälfte der Zeit und zu geringeren Kosten durchführen als mit früheren Optionen.

MTG wurde 2015 gegründet und entwickelt Data-Science-Pipelines und analytischen Code für Gesundheitsdienstleister. Dies verschafft medizinischen Forschern ein tiefes Verständnis von Krankheiten und körperlichen Verletzungen, wodurch die Qualität der Gesundheitsversorgung verbessert wird. Der Ansatz erfordert mehrere Datenquellen, einschließlich ethnische und geografische Herkunft, sowie Informationen über die Vorerkrankungen der Patienten.

MTG bietet Krankenhäusern einen erschwinglichen Zugang zu der für die Verarbeitung all dieser Informationen erforderlichen Datenverarbeitungsleistung. „Unsere Studien beinhalten eine umfangreiche Datenverarbeitung, die Hardware erfordert, über die die meisten Gesundheitsdienstleister nicht verfügen“, sagt Tiago Taveira-Gomes, Gründer und Chief Executive Officer (CEO) von MTG. „Das IT-Personal in Krankenhäusern ist in der Regel stark ausgelastet und wird durch die COVID-19-Pandemie noch mehr belastet. Deshalb ist es wichtig, eine kostengünstige und einfach zu implementierende Lösung anzubieten, die auch die Arbeitsbelastung des IT-Personals nicht erhöht.“

Die hybride Lösung kombiniert den von MTG entwickelten analytischen Code mit synthetisch erzeugten Daten in AWS unter Verwendung von Amazon Elastic Map Reduce (EMR), einer Cloud-basierten Big-Data-Plattform für die Ausführung großer verteilter Datenverarbeitungsaufträge. Dieser Code wird dann auf einem Apache-Spark-Cluster wiederverwendet, der auf den Snowball-Edge-Geräten unter Verwendung von Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) läuft, was sichere und anpassbare Datenverarbeitungskapazitäten zur Verarbeitung der Daten On-Premises ermöglicht.

Gesundheitsdaten unterliegen in Portugal der Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO), einem Rechtsrahmen für die Europäische Union (EU), der den Zugang zu Daten und die Weitergabe von elektronischen medizinischen Informationen einschränkt. Der regulatorische Aufwand im Zusammenhang mit der Datenschutz-Grundverordnung hat die Möglichkeiten von Wissenschaftlern in der EU eingeschränkt, zusammenzuarbeiten und Forschung zu betreiben.

Um sicherzustellen, dass die Krankenhäuser diese und andere Vorschriften vollständig einhalten, werden die Daten aller Studien, die mit der Lösung von MTG durchgeführt werden, innerhalb des privaten Netzwerks des Gesundheitsdienstleisters analysiert. MTG aggregiert und anonymisiert die Daten und exportiert sie dann in AWS-Regionen. Um diese aggregierten Ergebnisse zu visualisieren, verwendet MTG Amazon QuickSight, den Serverless Business Intelligence Service, der ein besseres Verständnis der Daten durch interaktive Dashboards ermöglicht. Sobald die Forschungsstudie abgeschlossen ist, können die Krankenhäuser die Daten von den AWS-Snowball-Edge-Geräten löschen und sie an AWS zurückgeben.
 

Mit der Lösung von MTG können Gesundheitsdienstleister schneller und kostengünstiger forschen als in einem On-Premises-Rechenzentrum. Die Kosteneinsparungen ergeben sich aus der Nutzung von On-Demand-Services und der Bezahlung nur für die genutzte Datenverarbeitungsleistung – eine ideale Voraussetzung für Studien über chronische Krankheiten, die nur wenige Male im Jahr durchgeführt werden. Die Datenanalyse auf den tragbaren Snowball-Edge-Geräten bedeutet, dass MTG mehrere Studien an verschiedenen Krankenhausstandorten parallel unterstützen kann. Dadurch hat sich die durchschnittliche Zeit für die Durchführung von Forschungsprojekten von 4 auf 2 Monate halbiert.

Die Snowball-Edge-Geräte versorgen Krankenhäuser mit tragbarer Datenverarbeitungsleistung zur Durchführung komplexer Datenanalysen und sind für IT-Teams einfach zu verwalten. „Es ist, als hätte man ein Mini-Rechenzentrum in einer Box“, sagt Taveira-Gomes. „Sobald die Geräte vor Ort eintreffen, können sie in weniger als einer Stunde eingerichtet und in Betrieb genommen werden, sodass es weder für unser Team noch für den Gesundheitsdienstleister viel Aufwand bedeutet. Innerhalb weniger Stunden nach der Einrichtung haben wir Ergebnisse, die wir mit den Forschern und Ärzten in der Gesundheitseinrichtung teilen können.“

MTG bietet eine sichere und effiziente Lösung zur Verarbeitung von Daten, die für wichtige Forschungsarbeiten benötigt werden. „Früher dauerte es etwa 6 Monate, bis ein Projekt genehmigt wurde, weil die Gesundheitsdienstleister eine langwierige Risikobewertung zum Datenschutz durchführen mussten“, sagt Taveira-Gomes. „Da die Daten nicht von Dritten verwaltet werden, können unsere Kunden diesen Genehmigungsschritt überspringen und direkt mit der Forschung beginnen, sodass sie Entdeckungen machen können, um die Prävention und Behandlung von Krankheiten zu verbessern.“

Der hybride Ansatz von MTG wurde für die erste groß angelegte Beobachtungsstudie in Portugal verwendet, die elektronische Patientendaten zur Schätzung der Prävalenz von Typ-2-Diabetes, Herzinsuffizienz und chronischen Nierenerkrankungen verwendet.

MTG erhält nun Erkenntnisse aus Daten, auf die vorher kaum ein Zugriff möglich war. „Die detaillierte Analytics, die unsere Kunden erstellen, trägt zur Entwicklung effektiverer Gesundheits- und Behandlungsrichtlinien bei, verbessert die Qualität der Versorgung und verhindert letztlich das Fortschreiten chronischer Krankheiten“, sagt Taveira-Gomes. 

Sechs Institutionen in Portugal und anderen europäischen Ländern nutzen die Lösungen von MTG. Das Unternehmen möchte seinen Kundenstamm erweitern und seine Lösung mehr Krankenhäusern anbieten. Mit AWS kann das Unternehmen schnell Datenverarbeitungsressourcen für neue Kunden bereitstellen. „Die Fähigkeit zu wachsen ist für uns besonders wichtig“, sagt Taveira-Gomes. „Mit unserer Lösung sind keine Fixkosten oder signifikante Vorabinvestitionen erforderlich – der einzige Aufwand ist die Bestellung der Snowball-Edge-Geräte.“

Wenn MTG Studien unterstützt, die über längere Zeiträume hinweg große Mengen an Datenverarbeitungskapazität erfordern, plant das Unternehmen die Nutzung von AWS Outposts, das AWS-Infrastruktur und -Services an praktisch jedem On-Premises- oder Edge-Standort bereitstellt.

Das Unternehmen unterstützt jetzt Verbundstudien, die die Forschung mehrerer Gesundheitseinrichtungen kombinieren und einen großen Einfluss auf unser Verständnis von Krankheiten haben können. Um Forschern bei der Durchführung dieser Studien zu helfen, entwickelt MTG sichere Machine-Learning-Modelle. „Wir können ganz einfach Modelle trainieren, die aus verschiedenen Quellen lernen, ohne dass die Daten die Räumlichkeiten einer Gesundheitseinrichtung verlassen“, sagt Taveira-Gomes. „Mit AWS haben wir die medizinische Forschung enorm beschleunigt. Außerdem haben wir unserem Team mehr Zeit ermöglicht, sich auf die Vertiefung von Studien zu konzentrieren, damit sie sich positiv auf die Gesundheitsrichtlinien auswirken können.“