Inspire Menggunakan ML untuk Menghubungkan Jutaan Pasien dengan Para Perawatnya di AWS

Inspire, sebuah komunitas kesehatan online yang vital sekaligus partner yang penting bagi perusahaan yang bergerak di bidang ilmu hayati, memiliki dua bagian misi. Pertama, Inspire menghubungkan pasien yang menderita ribuan kondisi kesehatan dengan para perawat mereka, dan juga satu sama lainnya dalam kelompok dukungan bagi pasien dengan kondisi kesehatan khusus, menggunakan alat dan sumber daya online. Kedua, Inspire menghubungkan perusahaan farmasi dan institusi medis lainnya yang melakukan penelitian uji klinis—studi bukti di dunia nyata—dengan studi hasil kesehatan pada pasien yang menderita penyakit tersebut. “Kami berusaha untuk mempercepat penemuan yang dapat mengubah hidup melalui komunitas vital kami yang terdiri dari pasien dan perawat yang terhubung,” kata Richard Tsai, wakil presiden senior pemasaran di Inspire. Lebih dari 50 juta orang di 150 negara telah menggunakan Inspire sejak 2015, dan lebih dari 2 juta orang terdaftar dengan lebih dari 5 juta kondisi medis yang dilaporkan menggunakan komunitas kesehatan pada Februari 2021. Ribuan lainnya mendaftar setiap minggu, menjadikannya komunitas dukungan virtual terbesar dan dengan pertumbuhan tercepat untuk pasien yang hidup dengan kanker, penyakit langka, dan kondisi kronis, memungkinkan mereka untuk secara aktif berbagi pengalaman dan belajar mengenai diagnosis dan perawatan.

Saat Inspire berusaha membangun kesuksesannya dan mengikuti pertumbuhannya sendiri, Inspire perlu mengatasi tantangan penskalaan yang ditimbulkan oleh infrastruktur on-premise warisannya. Dengan menggunakan solusi terkelola dari Amazon Web Services (AWS), perusahaan menemukan banyak keuntungan di dalam cloud, termasuk iterasi yang lebih cepat, fleksibilitas yang lebih besar, dan ketersediaan multiwilayah. Inspire menemukan keberhasilan tertentu menggunakan Amazon SageMaker, yaitu layanan terkelola penuh yang memberi kemampuan untuk membangun, melatih, dan melakukan deployment model machine learning (ML) dengan cepat kepada setiap developer dan ilmuwan data. Menggunakan solusi yang didorong oleh Amazon SageMaker, perusahaan melihat peningkatan substansial dalam keterlibatan pengguna di semua saluran. Penggunaan AWS oleh Inspire juga membantu merampingkan proses agar perusahaan farmasi yang melakukan uji klinis atau penelitian medis dapat terhubung dengan data pasien yang relevan—langkah penting dalam pengembangan terapi penyelamatan jiwa.

Sebelum menggunakan AWS, Inspire mengoperasikan sekitar 20 server fisik di Ashburn, Virginia. Perusahaan mengalami masalah penskalaan, sering kali harus menunggu 2 bulan untuk memesan dan menginstal server, dan total hingga 3–6 bulan untuk memperluas kapasitasnya. Dalam satu instans, peningkatan server basis data mengakibatkan penundaan waktu pemasaran selama 3 bulan. Inspire mengeksplorasi kemungkinan bermigrasi ke cloud mulai tahun 2016, yang pada akhirnya memigrasikan basis datanya ke Amazon Aurora, basis data relasional yang kompatibel dengan MySQL dan PostgreSQL yang dibuat untuk cloud, serta menggabungkan performa dan ketersediaan basis data perusahaan tradisional dengan kesederhanaan dan efektivitas biaya dari basis data sumber terbuka. “Hal yang paling menarik bagi kami adalah penawaran basis data, Aurora,” kata Brian Loew, pendiri dan CEO Inspire. "Yang membuktikan bahwa yang lainnya salah."

Juga terlibat dalam infrastruktur baru adalah AWS Lambda, yang memungkinkan pelanggan menjalankan kode tanpa menyediakan atau mengelola server. “Kami telah memigrasikan sebagian besar pengembangan kami ke fungsi AWS Lambda,” kata Anthony Sheetz, wakil direktur teknis, infrastruktur pengembangan, dan ilmu data di Inspire. Di antara caching dan Aurora, kami sejujurnya tidak lagi memperhatikan penskalaan.” Karena mampu menskalakan secara otomatis dan melakukan iterasi lebih cepat di AWS, Inspire pada akhirnya akan meningkatkan frekuensi rilisnya dari satu hari setiap 2 minggu menjadi beberapa hari, sehingga dapat mempercepat inovasi dan memperluas operasinya.

“Pada dasarnya kami memindahkan seluruh infrastruktur ke AWS, dengan mempertahankan arsitektur yang sama,” tambah Sheetz. “Lalu, begitu kami berada di AWS, kami mulai bermain dengan mainan tersebut.”

Bagian terbesar dari Inspire adalah mesin rekomendasi kontennya, yang mengarahkan pengguna dengan kondisi tertentu ke postingan atau artikel yang relevan. Bagian integral dari mesin ini adalah Amazon SageMaker, yang digunakan Inspire dalam proses pengembangannya guna membangun dan memodifikasi model pembelajaran mendalam yang khusus dalam siklus 1-2 minggu. “Kini kami dapat mencocokkan pengguna dengan konten yang relevan dengan cara menganalisis pola perilaku dan melakukan deployment dengan mudah pada model ini—semuanya menggunakan Amazon SageMaker,” kata Teja Talluri, direktur ilmu data di Inspire. “Amazon SageMaker menyediakan cara yang lebih terukur untuk merekomendasikan konten yang tidak dapat kami kurasi sendiri secara manual.”

Solusi ML yang canggih meningkatkan kemampuan mesin rekomendasi konten untuk menyarankan konten yang relevan bagi dua juta pengguna terdaftar, mengambil dari perpustakaan besar Inspire yang terdiri dari 1,5 miliar kata yang ditulis mengenai 3.600 kondisi. Pada akhirnya, solusi ini memungkinkan Inspire untuk secara akurat menghubungkan pasien dan perawat dengan konten dan sumber daya yang lebih dipersonalisasi—termasuk informasi mengenai penyakit langka dan jalur pengobatan.

Saat Inspire menjalankan pengujian yang membandingkan versi baru dan lama dari mesin rekomendasi kontennya, metrik tersebut dengan jelas menunjukkan keterlibatan yang lebih kuat karena upaya personalisasi yang didorong oleh ML perusahaan. Baris subjek email yang dipersonalisasi menyebabkan peningkatan tarif buka email sebesar 281 persen. Dan setelah pengguna membuka email ini, mesin rekomendasi baru meningkatkan rasio klik tautan sebesar 914 persen, berkontribusi pada peningkatan 119 persen untuk tampilan halaman rata-rata di situs. Inspire juga melihat bahwa tingkat retensinya, jumlah pengguna yang tetap aktif setelah 4 minggu, meningkat sebesar 550 persen sejak mengadopsi mesin rekomendasi konten yang baru.

Meskipun jumlahnya mengesankan, dampak kemanusiaan yang mereka tunjukkan adalah yang terpenting bagi Inspire. “Kami menerima banyak kesaksian saat pasien mengatakan, 'Konten yang Anda sarankan bagi saya sangat relevan,'” kata John Novack, kepala keterlibatan pasien dan direktur senior komunikasi untuk Inspire. “Kami belum pernah mengalami hal itu pada masa lalu. Sekarang ada orang-orang yang dapat memberi tahu kami bahwa kami telah mengubah hidup mereka—atau bahkan menyelamatkan hidup mereka.”

Misi penting Inspire lainnya adalah menghubungkan perusahaan farmasi yang sedang meneliti terapi baru dengan pasien yang mungkin mendapat manfaat dari terapi ini atau setidaknya memberikan data yang berguna kepada pasien tersebut. Inti dari kasus penggunaan ini adalah Amazon Redshift, yaitu layanan pergudangan data yang cepat, sederhana, hemat biaya, dan Amazon Comprehend Medical, yaitu layanan pemrosesan bahasa alami yang mempermudah penggunaan ML untuk mengekstrak informasi medis yang relevan dari teks tidak terstruktur.

Saat Rumah Sakit Anak Boston dan perusahaan farmasi Pfizer mencari wawasan khusus untuk membantu pengembangan pengobatan kanker paru-paru yang baru, mereka menghadapi tantangan besar dalam menemukan data dari sekumpulan pasien yang jumlahnya sedikit: pasien yang memiliki beberapa kombinasi antara kanker paru-paru dan penyakit autoimun. Secara tradisional, para peneliti harus menjangkau penyelidik dan dokter secara individu untuk menemukan pasien yang dapat memberikan data yang relevan—proses yang sangat memakan waktu hingga bertahun-tahun dan masih hanya menemukan beberapa kasus serupa. Namun, kemampuan pemrosesan bahasa alami yang didukung AWS milik Inspire memungkinkan Inspire untuk mencari profil dari puluhan ribu pengguna yang setuju untuk dimunculkan dalam pencarian tersebut, dan perusahaan akhirnya menemukan lebih dari 100 peserta yang memenuhi syarat dalam beberapa minggu. Stefan McDonough, yang tidak lagi di Pfizer tetapi menjadi direktur eksekutif genetika pada saat proyek tersebut, menggambarkan komunitas Inspire sebagai “sumber daya yang luar biasa,” mengutip kumpulan pasiennya yang kaya yang bersedia dan bersemangat untuk berbagi informasi medis untuk perawatan lanjutan.

Setelah bermigrasi ke AWS, Inspire melihat perubahan signifikan dalam cara bisnisnya. “AWS memberikan kemampuan kepada seluruh sisi perangkat lunak yang dihasilkan perusahaan untuk melakukan hal yang dibutuhkan oleh sisi bisnis dengan cepat dan sederhana,” kata Sheetz. “Kini kami dapat menghabiskan lebih banyak waktu untuk fokus memberikan hal-hal baru kepada anggota kami.” Inspire mengharapkan bahwa alat yang berfokus pada ilmu data AWS akan membantu fase berikutnya dari bisnis Inspire dan memainkan peran utama dalam meningkatkan pendapatan melalui pesanan dalam jumlah besar.

Dan inti dari misi Inspire adalah penggunanya: pasien dan perawat yang meminta bantuan perusahaan untuk menemukan segala sesuatu, mulai dari informasi praktis mengenai penyakit langka hingga komunitas yang beranggotakan orang-orang yang mengalami pengalaman serupa. “Sangat penting untuk dapat menyatukan orang-orang di seluruh dunia dengan pengalaman kesehatan yang serupa,” kata Sheetz. “Kemampuan—untuk menyatukan pasien yang memiliki penyakit langka di satu tempat agar mereka dapat berbagi pengalaman, di mana pun mereka tinggal atau bahasa apa pun yang mereka gunakan—memiliki dampak yang sangat besar.”