Čo má spoločné IT a biobankovanie?

Na prvý pohľad sa môže zdať, že biobanky a informačné technológie patria do dvoch úplne odlišných svetov. Jedna strana rieši skúmavky, mrazničky, vedu či laboratórne prístroje, zatiaľ čo druhá sa zaoberá servermi, softvérom, káblami a dátami. V skutočnosti však biobankovanie bez IT v dnešnej dobe nemôže existovať a čím viac vzoriek vedci zbierajú, tým viac sa tieto dva svety prelínajú.

Softvér na každom kroku 

Moderná biobanka je prešpikovaná softvérmi. Robotické mrazničky majú svoj vlastný systém, sledovanie ich chodu zabezpečuje ďalší, automatický pipetovač v laboratóriu má taktiež svoj špeciálny. Hlavným pánom všetkých týchto programov je BIMS ( z angl. Biobank Information Management System). Ten sleduje každý krok života vzorky od jej odberu, cez transport, spracovanie a uloženie, až po to, komu a kedy bola vydaná na výskum. Komunikuje s mrazničkami a laboratórnymi zariadeniami, overuje, či sa vzorky spracovali a archivovali správne. Bez BIMS by v množstve tisícok až miliónov vzoriek vznikol chaos podobne, ako keby nemocnica nemala systém pre správu pacientov.

Stále rovnaká zima

Dnešné kryomrazničky (uchovávajúce vzorky pri teplotách -20°C, -80°C alebo -190°C) predstavujú sofistikovanú technológiu so sieťou senzorov, vďaka ktorým majú neustále pod kontrolou teplotu, vlhkosť aj ďalšie podmienky. IT zabezpečuje, aby tieto prístroje posielali dáta do centrálneho monitoringu resp. kam je to potrebné. Ak napríklad teplota vnútri mrazničky stúpne o jediný stupeň, systém okamžite pošle notifikáciu správnym ľuďom, aby situáciu riešili. Tento automatizovaný dohľad dokáže zachrániť tisíce vzoriek pred znehodnotením.

Keď skener drží poriadok

Predstava ručného vypisovania údajov na etikety skúmaviek môže znieť poctivo, no v realite by rýchlo viedla k chaosu. Pri manuálnom zápise hrozia chyby – text sa môže poškodiť, alebo zle interpretovať (najmä v rôznych jazykoch) a následne nesprávne zapísať do informačného systému. Ak by sa k tomu pridala zámena vzoriek, dôsledky by mohli ovplyvniť výsledky celej štúdie. Preto sa na označovanie vzoriek používajú kódy, najčastejšie čiarové kódy ako na tovaroch v obchodoch, ale dajú sa nájsť aj QR kódy, alebo RFID čipy. Kódovanie vzoriek je teda nevyhnutné, aby bola identifikácia rýchla, jednoznačná a čitateľná aj strojom. Jedno pípnutie skenerom a BIMS vie zobraziť profil vybranej vzorky.

Údaje pre ľudí, stroje aj AI

K vzorke nestačí evidovať iba základný kód a dátum odberu. Treba často poznať pohlavie, vek, diagnózu, podmienky odberu, typ vzorky, čas a použitú metódu spracovania vzorky a mnoho ďalších metaúdajov. Ak by sa tieto údaje uložili do informačného systému len tak ako ich konkrétna osoba voľne naformuluje, ľahko by sa mohlo stať, že to niekto iný nedokáže prečítať. Možno rozpráva iným jazykom, alebo nepozná zaužívané skratky, prípadne pre konkrétnu diagnózu používa iný názov. Tu nastupuje svet IT a terminológií. Dáta sa musia zapisovať tak, aby boli nezávislé od konkrétneho jazyka, krajiny, alebo osobných skratiek. V praxi to vyzerá tak, že ak lekár začne k vzorke pridávať informáciu o tom, že pacient má rakovinu hlasiviek, informačný systém mu na základe zadaných údajov automaticky ponúkne medzinárodný popis diagnózy., V tomto prípade ide o kód: “C32.0 Malígny nádor hlasivky”. Keď to následne bude čítať odborník zo zahraničia, uvidí vo svojom softvéri “C32.0 Malignant neoplasm of glotis”, a stroj uvidí iba “C32.0”. Strojová čitateľnosť je nevyhnutná, pretože dnešné biobanky generujú také objemy údajov, že žiadny človek by ich už nedokázal ručne analyzovať. Štatistiky, prepojenia a vyhľadávanie vzoriek už robia algoritmy a umelá inteligencia (AI). Ak má nová štúdia stovky parametrov, AI dokáže priradiť a doplniť tieto údaje k existujúcim vzorkám stokrát rýchlejšie než človek. Navyše vie automaticky hľadať vzorce, prepojenia či anomálie, ktoré ľudské oko vôbec nezachytí.

Vzorky treba chrániť

Biobanky musia chrániť nielen fyzické priestory (kamerový systém, elektronické zámky, pohybové senzory, požiarne hlásiče), ale zabezpečovať aj kybernetickú bezpečnosť. Zdravotné a výskumné dáta patria medzi najcitlivejšie údaje a podliehajú sprísneným pravidlám GDPR (ochrana osobných údajov). Preto sa šifrujú, zálohujú, prístupy sa overujú viacfaktorovo (napr. heslo + SMS) a prideľujú sa podľa rolí. Lekár teda vidí niečo iné než laborant, a ten vidí niečo iné ako technik. IT teda dáta chráni a monitoruje, aby ich nemohol nikto neautorizovaný kopírovať, ukradnúť alebo zneužiť.

Viditeľné vzorky, skryté technológie

Keď sa na biobanku pozrieme zvonku, vidíme mrazničky, skúmavky, tekutý dusík a biele plášte. No to, čo umožňuje ich každodenné fungovanie, je neviditeľná ruka IT infraštruktúry. Programy, servery, štandardy, siete, algoritmy, monitoring a automatizácia. Biobankovanie nie je len o biológii. Je to rovnako IT disciplína, kde sa stretáva medicína, technológie a dátová veda, aby spolu posúvali výskum a zdravotníctvo dopredu.

IT koordinátor BBMRI.sk

Ing. Marián Mižík