Download Medisinsk informatikk ved IFI Forslag til strategiske satsinger

Medisinsk informatikk ved IFI
Forslag til strategiske satsinger
Rapport fra arbeidsgruppen, 30. mai 2006
Oversikt
„ Oppdraget
„ Visjoner – fremtidsvyer
„ IFIs kompetansebase
„ Våre eksterne omgivelser og deres
utfordringer
„ Forslag til satsinger
„ IFIs medvirkning
Oppdraget
„ Fra strategien:
Det skal etableres 3-4 tverrfaglige satsinger, på tvers av kompetanseområdene
og i samarbeid med utvalgte partnere, som adresserer viktige nærings- og
samfunnsmessige utfordringer. Innenfor disse satsingsområdene skal det etableres
langsiktig strategisk samarbeid med utvalgte bedrifter og offentlig forvaltning.
„ Tema: Medisinsk informatikk
„ avgrensning til teknologiske/ naturvitenskapelige
aspekter
„ Arbeidsgruppe
„
„
„
„
„
Oddvar Søråsen (leder)
Fritz Albregtsen
Einar Broch Johnsen
Vera Goebel
Torbjørn Rognes
Ulike tolkinger av mandatet
Informatikk
Medisin
Levering av informatikk kjerne-kompetanse
Ulike tolkinger av mandatet
Informatikk
Informatikk
Medisin
Medisin
Anvendelsesdrevet informatikk-forskning
Ulike tolkinger av mandatet
Informatikk
Informatikk
Medisin
Medisin
Eget felt: Medisinsk informatikk
Visjoner - fremtidsvyer
„ Pasienten som ”brikke” i datanett
overvåkning av helsetilstand
„ alarmsystemer (eldrebølgen)
„
Visjoner - fremtidsvyer
„ Pasienten som ”brikke” i datanett
overvåkning av helsetilstand
„ alarmsystemer (eldrebølgen)
„ distribuert pasientbehandling/ helsetjeneste
„
„
prøver, analyse
Glucose-monitoring watch
iSTAT
• blood analysis
glucose, urea, pH, blood gases,
• portable POC device
• analyser + disposable cartridges
• microfluidic channels
• micro-fabricated thin-film electrodes
Desentralisering
Visjoner - fremtidsvyer
„ Pasienten som ”brikke” i datanett
overvåkning av helsetilstand
„ alarmsystemer (eldrebølgen)
„ distribuert pasientbehandling/ helsetjeneste
„
„
„
prøver, analyse
kroppsnær observasjon og stimuli
„
„
implantater, intelligente sensorer
tilpasset medisinering
Technology Analysis: Monitoring & P.O.C
Cochlea implantat
Radi Catheter
Ultralyd-probe
Technology Analysis: Catheters & Endoscopes
Given Imaging – Imaging System in a Pill
Pill - 11mm diameter 27mm long
Wireless link
Wired link
Optical lens
Battery Radio
and CMOS
transmitter
imager
Source; Given Imaging Ltd
MEMS – Mikroelektromekaniske systemer
Mikroteknologi er en
lovende teknologi for
medisinske anvendelser
mst news 2006
Visjoner - fremtidsvyer
„ Pasienten som ”brikke” i datanett
overvåkning av helsetilstand
„ alarmsystemer (eldrebølgen)
„ distribuert pasientbehandling/ helsetjeneste
„
„
„
kroppsnær observasjon og stimuli
„
„
„
prøver, analyse
implantater, intelligente sensorer
tilpasset medisinering
IKT-støttede inngrep (intervensjon)
IKT-støttet intervensjon
Visjoner - fremtidsvyer
„ Integrering og utveksling av medisinsk info
„
infrastruktur – effektivisering
Visjoner - fremtidsvyer
„ Integrering og utveksling av medisinsk info
infrastruktur – effektivisering
„ integrering av modeller og observasjoner
„
„
„
modellering av organer
bildefusjon
Martin Reimers
Visjoner - fremtidsvyer
„ Nye kilder til data
gentesting
„ analyse av genetiske data
„
„
bioinformatikk
Modell av molekyl og protein
Molekyl
Protein
Bio-informatikk er et hett tema
2005
Visjoner - fremtidsvyer
„ Nye kilder til data
gentesting
„ analyse av genetiske data
„
„
bioinformatikk
„ Ny medisinsk viten fra sammensatte data
data mining
„ forbedret diagnose - prognose
„
Visjoner - fremtidsvyer
„ Nye kilder til data
gentesting
„ analyse av genetiske data
„
„
bioinformatikk
„ Ny medisinsk viten fra sammensatte data
data mining
„ forbedret diagnose – prognose
„
„ Fremtidens medisinske felt vil være sterkt
dominert av informatikk!
IFIs kompetansebase
„ DSB: diagnose og prognose av kreftpasienter, teksturanalyse,
„
„
„
„
„
„
„
„
kompresjon og segmentering av MR bilder, sensormatriser
BM: IKT-styrt intervensjon,3D grafikk, bilde prosessering,
display systemer
SiV: hjertemodellering og -simulering
BiO: analyse av mikromatrisedata, genomdata, statistiske
metoder for databasesøk, biostatistikk
MES: integrerte sensorer, mikroelektronikk, robotikk, trådløs
kommunikasjon, bio-inspirerte adaptive systemer
PMA: sikkerhet , pålitelighet i biomedisinske nettverk,
overvåkning, analyse av trådløse nett
DMMS: nettverk, mellomvare, mobile tjenester,
multimediainnhold, grensesnitt, innsamling og spredning av info
ND: nettverksteknologi
IS: samfunnsmessige aspekter ved bruk av medisinsk teknologi
IFIs kompetansebase
Omfattende
Sammensatt
Ustrukturert
Personavhengig
IFIs kompetansebase
Datafangst
Behandling
Infrastruktur
Bruk
Tolking
Sekvens av datamanipulasjoner
IFIs kompetansebase
Datafangst
Observasjoner
Målinger
Lokalisering
Alarmer
Data modellering,
reduksjon, koding
Transducer arrays
HW teknologi
Implementasjoner
Sensor noder
MES, DSB
IFIs kompetansebase
Datafangst
Infrastruktur
Innsamling
Strukturering
Integrering
Utveksling
Lagring
Distribusjon
DMMS, ND, PMA, MES Trådløshet
Mellomvare
RF
IFIs kompetansebase
Datafangst
Behandling
Infrastruktur
Modellering av medisinske fenomener
Utvikling av modeller og algoritmer
Bildebehandling
Effektiv prosessering
Parallellisering
DSB, SiV, BiO, BM
IFIs kompetansebase
Datafangst
Behandling
Infrastruktur
DSB, BiO, BM
Tolking
Analyse
Trekke ut info
Screening
Teksturanalyse
Statistiske metoder
IFIs kompetansebase
Datafangst
Behandling
Infrastruktur
Bruk
Tolking
PMA
Diagnose
Prognoser
Tiltak
Aksjoner
Styring
Akvisisjon
Tilbakemeldinger
Sikkerhet
Våre eksterne omgivelser
„ Sykehusene er naturlige samarbeidspartnere
„
Rikshospitalet – Radiumhospitalet HF (RR)
„
„
„
Intervensjonssenteret, Gaustad
Avdeling for medisinsk informatikk, Montebello
Tumorbiologisk avdeling, Gruppe for bioinformatikk, Montebello
„ Begrenset antall bedrifter
„
Sonitor AS
„ Institutt-sektoren
„
„
SINTEF – MiNaLab
NR
„ Offentlig forvaltning
„
Rikstrygdeverket
„ Universiteter
„
NTNU, UiTø
Utfordringer ved Intervensjonssenteret
„ Bildefusjon av data fra ulike kilder
„ Navigering under kliniske inngrep
„ Emner
„ segmentering og sammensetning av bilder
„ kobling av reelle data til virtuelle data og modeller
„ oppdatering av bildeunderlag under deformering av organer
„ sanntids avbildning
„ visualisering og 3D grafikk
„ ”augmented reality”
„ nye typer sensorer (MEMS)
„ sensor nettverk
„ pålitelighet
„ brukergrensesnitt
„ hurtige beregninger
Intervensjonssenteret, RR
Utfordringer ved RR, Montebello
„ Lagring og gjenfinning av medisinsk info
„ prøver, persondata, forskningsdata
„ tilgjengelighet og distribusjon av data
„ pålitelighet av data, kvalitet, sikkerhet
„ Sammenstilling og integrasjon av ulike typer data
„ genomtesting ved mikroarrays
„ analyse og tolking av data fra arrays
„ integrasjon av data med ulike kvalitetsindikatorer
„ bildeanalyse
„ forbedrede metoder for diagnose og prognose
„ effektive beregningsmetoder, hurtige beregninger
Utfordringer, generelt
„ Produsere info (fra arrays, sensorer) Æ Datafangst
„ Holde styr på info, lagre, gjenfinne Æ Infrastruktur
„ Finne ny info ut fra kombinasjoner av info Æ
Behandling, Tolking
„
„
„
datafusjon
prosessering, statistiske metoder
analyse
„ Benytte info på effektive måter Æ Bruk
„ pasientbehandling
„ intervensjon
„ prosedyrer
IFI-relasjoner til sykehusmiljøet som
er kontaktet
„ Intervensjonssenteret (IVS)
„ Eigil Samset, 1.aman II ved BM
„ Master + Dr.grader (BM, IS)
„ Tumorbiologisk avdeling/Gruppe for bioinformatikk
„ Eivind Hovig, prof II ved BiO
„ Ola Myklebost, prof II ved Inst for Molekylær
BioVitenskap, UiO
„ Lars Baumbusch, postdoc BiO
„ Avd. for Medisinsk informatikk, Montebello
„ DSB har tett samarbeid med leder Håvard Danielsen
„ Master + Dr.gader
„ Flere ansatte fra IFI (Birgitte, Jon Arne)
Forslag til satsinger
„ Satsing 1: Ny medisinsk viten og økt
effektivitet ved bruk av integrert og distribuert
informasjon
„ Satsing 2: Forbedret terapi av pasienter
gjennom bruk av bildeveiledet behandling
(IKT-basert intervensjon)
Forslag til satsinger
„ Satsing 1: Ny medisinsk viten og økt
effektivitet ved bruk av integrert og distribuert
informasjon
„ Mål a): Økt datakvalitet og effektivitet på makroplan
„ Mål b): Sensorer og nettverk
„ Mål c): Ny viten ved å integrere data fra mikroplan
Satsing 1: Ny medisinsk viten og økt effektivitet
ved bruk av integrert og distribuert informasjon
„ Mål a): Økt datakvalitet og effektivitet på
makroplan
„
Æ for både operative formål og forskning
„
„
„
„
„
„
systematisk lagring og gjenfinning av data fra
ulike kilder
bedre organisering og strukturering av data
merking, sikkerhet, dokumentert kvalitet
distribusjon, trådløs utveksling
egnede grensesnitt
lokalisering av apparatur, prøver (logistikk)
Satsing 1: Ny medisinsk viten og økt effektivitet
ved bruk av integrert og distribuert informasjon
„ Mål b): Sensorer og nettverk
„ utvikling av teknologi for observasjon av
pasient-status
„
„
„
„
sensor nettverk
sensor noder
sensor matriser
integrasjon av data i makro-system
Sensorer og nettverk
Satsing 1: Ny medisinsk viten og økt effektivitet
ved bruk av integrert og distribuert informasjon
„ Mål c): Ny viten ved å integrere data fra
mikroplan
„
integrasjon av data fra nye typer tester
(gentesting) med data fra tradisjonelle kliniske
prøver
„
„
”data mining”
„
„
tolking av bilder og datastrukturer
øket kvalitet på diagnose og prognose
„
„
bioinformatikk
tidligere, sikrere
mer effektive beregningsmetoder
Micro array
Structure and sequence alignment
E.coli AlkA
Hollis et al. (2000) EMBO J. 19, 758-766 (PDB ID 1DIZ)
Human OGG1
Source: Bruner et al. (2000) Nature 403, 859-866 (PDB ID 1EBM)
E.c. AlkA 127 SVAMAAKLTARVAQLYGERLDDFPE--YICFPTPQRLAAADPQA-LKALGMPLKRAEALI 183
++|
+ |+ | +| ||
+ | ||+ | || + +| |+ ||+
|| +
H.s. OGG1 151 NIARITGMVERLCQAFGPRLIQLDDVTYHGFPSLQALAGPEVEAHLRKLGLGY-RARYVS 209
E.c. AlkA 184 HLANAALE-----GTLPMTIPGDVEQAMKTLQTFPGIGRWTANYFAL
| | ||
|
|+| | |
||+|
|+
|
H.s. OGG1 210 ASARAILEEQGGLAWLQQLRESSYEEAHKALCILPGVGTKVADCICL
225
256
Satsing 1
„ IFI medvirkning
„ DSB: bildeanalyse, ultralyd-matriser
„ BiO: biostatistikk, data mining
„ OMS, DMMS: sw utvikling, database , grensesnitt
„ DMMS, ND, MES: sensor nettverk
„ PMA: sikkerhet, pålitelighet
„ Forslag: Opprettelse av senter for medisinsk
informatikk
„
„
„
positive erfaringer fra samarbeid med DSB – 10-15 år
tett samarbeid nødvendig for virkelige fremskritt
sponsor-bidrag, finansiering lettes
„
„
tilsettinger, investeringer
plass: 2 nye bygg under oppføring
Satsing 2: Forbedret terapi av pasienter gjennom bruk av
bildeveiledet behandling (IKT-basert intervensjon)
„ Bildefusjon av data fra ulike kilder
„ Navigering i krevende omgivelser
bilde-segmentering
„ kobling av datamodeller mot observasjoner
„ nettverk av mikrosensorer og aktuatorer
„ trådløse sensor-noder
„
Satsing 2
„ IFI medvirkning
„ BM: bildekonstruksjon, visualisering, algoritmer
„ DSB: signalbehandling og bildeanalyse
„ ND: nettverksteknologi
„ MES: trådløse sensornoder, RF-teknikk
„ PMA: pålitelighet, nettverksanalyse
„ SiV: modellering av hjerteaktivitet
„ Skape møteplass for forskere med ulik bakgrunn og
spesialistkompetanse
Videre arbeid
„ Finansiering
„
SFF, EU, NFR, sponsormidler
„ Forskerskoler
„
jmfr. IVS: Madam Curie Research nettverk,EU
„ Internasjonalt samarbeid
„ Vurdere muligheter og konsekvenser ved å
gå videre med forslagene
„
endringer og prioriteringer ved IFI?