Date post: | 24-Jul-2015 |
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Health & Medicine |
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José Luis MonteagudoUnidad de Investigación en Telemedicina y e-Salud
Instituto de Salud Carlos [email protected]
Hospital ClinicBarcelona, 10 marzo 2015
Infraestructuras Digitales para la Investigación en Salud
Las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) han transformadonuestra sociedad
… también la investigación en salud
El uso de las TIC en todo el ciclo de la actividad investigadora
Impacto en acceso y producción masiva de datos, colaboración transmural, producción científica, difusión de resultados, revisión y discusión
Acceso a información
Diseño experimental
Adquisición de datos
Procesado de la informaciónBases de datosy de conocimiento
Comunicación
Publicación
Identificación de cuestiones
Definición de Proyectos
El “diluvio de datos”
Nuevos soportes experimentales (microarrays, sistemas de imágenes, redes de sensores, analizadores automáticos, observacion global, ….)Aumento de escala, diversidad y complejidad del material digital
Bases de datos Datos Clínicos
Localización Localización geográficageográfica
RedesRedesSocialesSociales
Acceso a la Acceso a la Asistencia Asistencia
Salud PoblacionalSalud PoblacionalIntercambio de Intercambio de Datos clínicosDatos clínicos
InformaciónInformaciónBiomedicaBiomedica
Acceso y uso de diferentes tipos de datos
Propuesta del “cuarto paradigma”
“Uno de los mayores retos para la ciencia del siglo XXI es como responder a esta nueva era de ciencia intensiva en datos. Esto se reconoce como un nuevo paradigma más allá de la investigación experimental, la teórica y la de simulación de los fenómenos naturales , tal que requiere nuevas herramientas , técnicas, y formas de trabajo”.Douglas Kell, University of Manchester
Caracteristicas de la investigacion actual
• Aumento dramático del volumen de datos • Colaboración entre diferentes grupos en diferentes localizaciones geográficas • Todo digital • Acceso abierto a los resultados y a los datos• La cuestión de la replicabilidad
Aplicación de las TIC en todo el ciclo de investigación
InvestigadorInvestigador
Actividades relacionadas con la información y el conocimiento en cualquier lugar y momento
Infraestructuras Digitales deInvestigaciónInstitucionales
Ciencia AbiertaWeb 2.0E-Learning
Acceso a Red Iris - GEANTGRIDSSupercomputación
InfraestructuraPersonal(PC portatilMóvil,….)
Allí donde se Allí donde se encuentreencuentre
Visión desde el investigador
e Ciencia: Grandes Infraestructuras digitales para investigación
• Redes para la ciencia• Infraestructuras de supercomputación• GRIDS
Redes para la ciencia
RedIRIS (1988)
GEANT: red digital pan-Europea– 40 millones de investigadores– 8.000 instituciones – 40 paises.
Conectividad global para la investigación
http://www.geant.net
Infraestructuras de supercomputación
Red Española de Supercomputación
DEISA: red europea de Super CmP 11 sitios en 7 paises conectados a 10 Gb/s22,000 CPUs soportando 200 TeraFlops
MareNostrum(BSC-UPC)
Magerit (CeSViMa-UPM)
Las e-infraestructuras de supercomputación han soportado proyectos colaborativos de Biología Integradora
Ej. Modelos multi-escala del corazón D.J.Gavaghan et al Univ of Oxford and CCLRC
Simulación desde el nivel molecular al del organismo completo
Ej. Proyecto “Physiome” www.physiome.org
célula
Ser humano
Infraestructuras de computación distribuida en recursos independientes federados en la red (GRID)
Ejemplo. EGEE-III. Infraestructura de computación distribuida ("Grid") destinada a la ciencia (2004-2010)
GRID
Comunidades de usuarios múltiples agrupados en Organizaciones Virtuales
Diferentes tipos de datos y aplicaciones
Supercomputación en la nube
Punto de acceso “National Grid Initiative”
Usuario
European Grid Infrastructurehttp://www.egi.eu/
Proyecto BioMedBridges (2012-2016)
Permitir la integración de datos. su reutilización, combinación y análisis en muchos contextos diferentes ahora y en el futuro
12 infraestructuras de investigación cubriendo desde biobancos y ensayos clínicos a modelos de ratón.
• Seguimiento de un biomarcador para Alzheimer
• Mapas hepáticos en 3D a partir de imágenes de RM
• Nuevos tests diagnósticos de enfermedades hereditarias
• Redes reguladoras de genes
• Diseño de antibióticos
• Identificación de nuevos tipos de virus
La web 2.0 y los investigadores
Sus colegas
Literatura
ImagenesLogBook
SoftwarePresentaciones
Datos (carpetas, hojas de cálculo)
Recursos Computación
Backup y Archivo
Metodos
Cuadernos delaboratorio
Preprints
Datos Videos
Blogs
Podcasts
Codigos
Algoritmos
Modelos
Presentaciones
OntologiasResultadosIntermedios
ArticulosRelacionados
Comentarios y Revisiones
Planes
Modelos
Soportes comunes ….y no tan comunes para la actividad científica
Componentes de entornos de investigación virtuales (VRE)
Webs que proveen herramientas digitales para los investigadores
http://connectedresearchers.com
ID MURA_BACSU STANDARD; PRT; 429 AA.DE PROBABLE UDP-N-ACETYLGLUCOSAMINE 1-CARBOXYVINYLTRANSFERASEDE (EC 2.5.1.7) (ENOYLPYRUVATE TRANSFERASE) (UDP-N-ACETYLGLUCOSAMINEDE ENOLPYRUVYL TRANSFERASE) (EPT).GN MURA OR MURZ.OS BACILLUS SUBTILIS.OC BACTERIA; FIRMICUTES; BACILLUS/CLOSTRIDIUM GROUP; BACILLACEAE;OC BACILLUS.KW PEPTIDOGLYCAN SYNTHESIS; CELL WALL; TRANSFERASE.FT ACT_SITE 116 116 BINDS PEP (BY SIMILARITY).FT CONFLICT 374 374 S -> A (IN REF. 3).SQ SEQUENCE 429 AA; 46016 MW; 02018C5C CRC32; MEKLNIAGGD SLNGTVHISG AKNSAVALIP ATILANSEVT IEGLPEISDI ETLRDLLKEI GGNVHFENGE MVVDPTSMIS MPLPNGKVKK LRASYYLMGA MLGRFKQAVI GLPGGCHLGP RPIDQHIKGF EALGAEVTNE QGAIYLRAER LRGARIYLDV VSVGATINIM LAAVLAEGKT IIENAAKEPE IIDVATLLTS MGAKIKGAGT NVIRIDGVKE LHGCKHTIIP DRIEAGTFMI
Flujos de gestión de la información complejos
e-Labs: Herramientas web 2.0 embebidas en el entorno de los investigadores y en las prácticas de trabajo
Soportan el flujo de trabajo, lo documentan y permiten compartirlo
Sistemas de Gestión de Flujos de Trabajo Científicos (SWMS)
• Taverna: http://www.taverna.org.uk/• MyExperiment : http://www.myexperiment.org/home• Kepler: https://kepler-project.org/• Vistrails: http://www.vistrails.org• Galaxy: http://galaxyproject.org• Ptolemy : http://ptolemy.eecs.berkeley.edu/ptolemyII/
Preocupación por la reproducibilidad
http://validation.scienceexchange.com/#/reproducibility-initiative
El movimiento de “Ciencia abierta”
• acceso abierto a las publicaciones• datos abiertos • protocolos, flujos de trabajo• cuaderno abierto • ciencia ciudadana
Open Source Malaria
¿Cómo abordar el fenómeno de la “ciencia abierta” en Medicina?
• El delicado balance entre el mutuo soporte entre colegas y la competición por financiación, puestos de trabajo, publicaciones y patentes
Plataformas digitales para la investigación clínica • Ensayos farmacológicos (eTrials)
– Captura electronica de datos (EDC, ePRO) Sistemas de Gestion de Ensayos Clinicos (CTMS)
• Ensayos de nuevos modelos atención a crónicos, telesalud, …. en general– Una gran variedad para proyectos de I+D+i, pilotos y demostradores, y en el mercado
– Grupo de Trabajo en AEN-CTN139 > 24 casos
Tendencias plataformas para investigación clínica
• Mientras que los primeros desarrollos tendían a producir soluciones propias individuales, el foco hoy día tiende a ser más hacia el desarrollo de marcos interoperables y herramientas que continúen facilitando la customización pero en linea con los estándares acordados en el sector
Red Pública
Redes fijas y móviles Internet
Estación Central
Centrosde soporte
Profesionales
Pacientes
HCE
Caso ejemplo de plataformas orientada a la Investigación : PITES
Monteagudo JL, Pascual M, Muñoz A, García-Sagredo P, Sánchez De Madariaga R and Hernandez C S. PITES:Telemedicine and e-Health innovation platform” in Telemedicine. R. Madhavan and S Khalid Editors. 2013. INTECH ISBN 980-953-307-714-2.
CoordinaciónIntervenciones
Ejemplo: proyecto CEPA-2 (F Pozo y A Agustí)
FW
Interne
FW
FW
……
..PITES
FIS PS09-01787 (Coord) Caracterización fenotípica yEvolución clínica a 2 años
200 pacientes 32 Hospitales
Estudio observacional, longitudinal y concurrente de una serie de casos de EPOC avanzada reclutados a partir del estudio español de AUDIPOC Europa
Caso PITeS- NC (ISCIII) soporta la investigación en nuevos servicios asistenciales
Provee entorno digital abierto, herramientas, y servicios que permiten implementar y operar múltiples aplicaciones que pueden funcionar de forma independiente y trasparente para el usuario
Experiencia desde 1998: 15 pilotos+ 6 EAC + 4 otrosProyectos Coordinado FIS: PITES y PITES ISA
Gestor de encuestas
Centralita telefónica software
Servidor de video conferencia
Servidor de mensajería (chat)
Clientes de mensajería (chat)
Portal web de portlets
Protocolo XMPP
Base de datos Servicio de directorio
Gestor de documentos Servidor de video llamada/IVR
Gestor de RCT
Gestor de contenidos
Arquitectura modular sistemas abiertos
PITESProducción
PITESDesarrollo
PLATAFORMA PITES
Lab. Tecnol.AAL
Lab. Serv.Telemáticos
Lab.Interop.
Lab. Serv.Telesalud
Lab. Usabilidad
Lab. Gen. Multimedia
EACHAZLO
EACHADAP
EACTAOE
EEPAED
Serv. ANONIMIZACIÓN
Serv. VIDEOLLAMADA
Serv. VOZ INTERACTIVA
Serv. TRABAJO COLAB.
Serv. ALEATORIZACIÓN
Serv. “STREAMING”
PORTAL E-LEARNING
Serv. ARQUETIPOS
PKECHRODIS-JA
PROY-PLATREDISSEC
REP. USO SEC. HCE
CPD - PAB 4 CPD – PAB 2
Plataforma PlTES actual
Para concluir
Panorama general de infraestructuras y herramientas TIC para investigación
• eCiencia: infraestructuras digitales para investigación. • Redes; GRID; Supercomputación• Organizaciones virtuales de investigación
• Investigación 2.0, Ciencia abierta• Herramientas búsqueda y compartición de datos,
colaboración, publicación, evaluación • Sistemas de gestión de procesos científicos
• Plataformas digitales para investigación clínica y ensayos
Beneficios esperables*
• Mejorar la colaboración interinstitucional y trasdisciplinar • Aumentar el perfil de la actividad investigadora del grupo y de los investigadores• Acceso a información más rápida y efectiva• Acceso a infraestructuras técnicas, recursos y herramientas para análisis y manejo de los datos• Trasferencia de conocimiento. Posibilidad de apertura de datos, resultados y procedimientos
* JISC (UK)
Algunas cuestiones
• Cambio en la práctica de la investigación Contextos de uso
• Sostenibilidad en el despliegue de infraestructuras y soportes digitales de espacios de investigación virtuales y su inclusión instituticional
• Necesidades y visiones de la nueva generación de investigadores