北京2024年6月25日 /美通社/ -- 我國“腦科學(xué)與類腦科學(xué)研究”及國際相關(guān)領(lǐng)域均將阿爾茨海默病列為重點研究和探索的病種，并在藥物研發(fā)和社會支持上加大力度。阿爾茨海默病是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)的退行性病變，也是導(dǎo)致老年人認(rèn)知功能下降的主要原因。其研究涉及大量的臨床數(shù)據(jù)，需要構(gòu)建數(shù)學(xué)模型來模擬疾病的發(fā)展過程，預(yù)測疾病的進(jìn)展，以及評估不同干預(yù)措施的效果，這需要強(qiáng)大的計算基礎(chǔ)設(shè)施來支持其復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和分析任務(wù)。
為此，首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院（以下簡稱“宣武醫(yī)院”）與浪潮信息共同探討并建設(shè)了腦研究科研計算平臺。通過建設(shè)高質(zhì)量算力基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)對醫(yī)學(xué)影像、基因、病理等多模態(tài)數(shù)據(jù)的快速分析，為臨床診斷和治療提供更為精確的依據(jù)。
構(gòu)筑高效科研平臺 挑戰(zhàn)國內(nèi)腦研究制高點
腦科學(xué)與類腦研究是“十四五”規(guī)劃《綱要》指明的重要研究方向，宣武醫(yī)院作為國家神經(jīng)疾病醫(yī)學(xué)中心、中國國際神經(jīng)科學(xué)研究所及國家老年疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心的重要載體，正站在國內(nèi)外行業(yè)的前沿，不斷探索與突破。為加速腦科學(xué)研究，宣武醫(yī)院已經(jīng)構(gòu)建起國內(nèi)頂尖的腦研究科研平臺，該平臺需要對影像、基因、病理等海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析深度分析和高效處理，進(jìn)而得到最準(zhǔn)確的實驗數(shù)據(jù)。一期規(guī)劃涉及4000余例病例數(shù)據(jù)，后期預(yù)計擴(kuò)展至萬例以上。綜合數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、基因數(shù)據(jù)、電生理、樣本庫等各項數(shù)據(jù)不斷積累，未來預(yù)計將達(dá)到PB級。如此龐大的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行快速處理，對醫(yī)院科研平臺的計算力和存儲力提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
首先，為滿足科研計算的密集需求，宣武醫(yī)院需要構(gòu)建一個高效能科研算力平臺，確保多個節(jié)點能協(xié)同作業(yè)，應(yīng)對海量數(shù)據(jù)計算的挑戰(zhàn)，算力平臺不僅要具備高性能，還要保證極高的穩(wěn)定性和擴(kuò)展性。其次科研計算過程中會依托大量的中間數(shù)據(jù)，如行為學(xué)數(shù)據(jù)、腦電圖及功能磁共振成像、光學(xué)成像、電子顯微鏡成像、神經(jīng)元電活動、神經(jīng)元基因測序數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)需要進(jìn)行頻繁的交互和優(yōu)化，因此一個高效的數(shù)據(jù)交互和存儲系統(tǒng)尤為重要。
此外，靈活性和可管理性也是科研平臺不可忽視的需求。由于該系統(tǒng)需要支撐神經(jīng)內(nèi)科、神經(jīng)外科、神經(jīng)放射科等腦科室的共同使用，宣武醫(yī)院需要通過任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)、虛擬化技術(shù)、異構(gòu)計算資源整合以及存儲分級等手段，為醫(yī)院科研平臺提供統(tǒng)一、靈活且可快速重構(gòu)的資源管理解決方案，包括裸機(jī)、虛擬機(jī)、容器化、虛擬防火墻、負(fù)載均衡、存儲、數(shù)據(jù)庫等多種服務(wù)，確保腦科學(xué)研究平臺系統(tǒng)資源的高效分配。
計算賦能醫(yī)學(xué) 拓展腦科學(xué)研究邊界
在深入了解客戶信息化現(xiàn)狀和需求后，浪潮信息為宣武醫(yī)院打造高效科研系統(tǒng)平臺，一期IT基礎(chǔ)設(shè)施包括了9臺計算型節(jié)點、5臺存儲型節(jié)點，3臺資源管理節(jié)點，2臺網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點以支撐諸如影像數(shù)據(jù)管理、基因數(shù)據(jù)管理、電生理和樣本庫等各類應(yīng)用。一期配置計算資源的總量包含700+算力核心、存儲資源總量約180+TB，同時建立備份系統(tǒng)，提供100+TB備份容量。充分保證系統(tǒng)的高性能和靈活性的同時，還必須保證系統(tǒng)的可靠和數(shù)據(jù)的安全。
計算更高效：算力節(jié)點采用浪潮信息的四路服務(wù)器，具備卓越的計算性能，能夠滿足醫(yī)院科研數(shù)據(jù)搬移、在線計算等任務(wù)的高帶寬和低時延需求。同時該平臺擁有更強(qiáng)的I/O擴(kuò)展能力，支持業(yè)務(wù)平滑升級，減少服務(wù)器因突發(fā)流量或負(fù)載增加而導(dǎo)致的系統(tǒng)崩潰或性能下降的風(fēng)險，提供計算能力更強(qiáng)、擴(kuò)展更靈活的解決方案。
存儲更可靠：存儲節(jié)點采用分布式架構(gòu)，同時實現(xiàn)存儲資源池化，提供塊、文件、對象和大數(shù)據(jù)服務(wù)。單一存儲系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)中心，確保業(yè)務(wù)穩(wěn)定、數(shù)據(jù)處理高效、成本優(yōu)化。
管理更便捷：部署管理平臺對資源池進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，通過虛擬化技術(shù)實現(xiàn)資源池化。融合服務(wù)流程、認(rèn)證審批、應(yīng)用交付、生命周期管理、業(yè)務(wù)中間件、安全防護(hù)、服務(wù)水平管理等自動化運維手段，為宣武醫(yī)院科研平臺提供安全便捷的IT服務(wù)應(yīng)用。
基于浪潮信息計算解決方案，宣武醫(yī)院腦研究科研計算平臺一期項目實現(xiàn)了4000+病例數(shù)據(jù)的高速分析，工作效率提升30%以上。該平臺的智能化為宣武醫(yī)院開展各類各類阿爾茨海默病的篩查、診斷和治療研究提供了極大便利。未來，宣武醫(yī)院將繼續(xù)基于腦研究科研計算平臺，加速高水平腦疾病診療技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，為全球腦健康研究貢獻(xiàn)重要成果。
