北京2024年6月25日 /美通社/ -- 我國“腦科學與類腦科學研究”及國際相關領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系統(tǒng)的退行性病變，也是導致老年人認知功能下降的主要原因。其研究涉及大量的臨床數(shù)據，需要構建數(shù)學模型來模擬疾病的發(fā)展過程，預測疾病的進展，以及評估不同干預措施的效果，這需要強大的計算基礎設施來支持其復雜的數(shù)據處理和分析任務。
為此，首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院（以下簡稱“宣武醫(yī)院”）與浪潮信息共同探討并建設了腦研究科研計算平臺。通過建設高質量算力基礎設施，實現(xiàn)對醫(yī)學影像、基因、病理等多模態(tài)數(shù)據的快速分析，為臨床診斷和治療提供更為精確的依據。
構筑高效科研平臺 挑戰(zhàn)國內腦研究制高點
腦科學與類腦研究是“十四五”規(guī)劃《綱要》指明的重要研究方向，宣武醫(yī)院作為國家神經疾病醫(yī)學中心、中國國際神經科學研究所及國家老年疾病臨床醫(yī)學研究中心的重要載體，正站在國內外行業(yè)的前沿，不斷探索與突破。為加速腦科學研究，宣武醫(yī)院已經構建起國內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)據進行分析深度分析和高效處理，進而得到最準確的實驗數(shù)據。一期規(guī)劃涉及4000余例病例數(shù)據，后期預計擴展至萬例以上。綜合數(shù)據、影像數(shù)據、基因數(shù)據、電生理、樣本庫等各項數(shù)據不斷積累，未來預計將達到PB級。如此龐大的數(shù)據需要進行快速處理，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)，應對海量數(shù)據計算的挑戰(zhàn)，算力平臺不僅要具備高性能，還要保證極高的穩(wěn)定性和擴展性。其次科研計算過程中會依托大量的中間數(shù)據，如行為學數(shù)據、腦電圖及功能磁共振成像、光學成像、電子顯微鏡成像、神經元電活動、神經元基因測序數(shù)據等，這些數(shù)據需要進行頻繁的交互和優(yōu)化，因此一個高效的數(shù)據交互和存儲系統(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)需要支撐神經內科、神經外科、神經放射科等腦科室的共同使用，宣武醫(yī)院需要通過任務調度系統(tǒng)、虛擬化技術、異構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、靈活且可快速重構的資源管理解決方案，包括裸機、虛擬機、容器化、虛擬防火墻、負載均衡、存儲、數(shù)據庫等多種服務，確保腦科學研究平臺系統(tǒng)資源的高效分配。
計算賦能醫(yī)學 拓展腦科學研究邊界
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基礎設施包括了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臺網絡管理節(jié)點以支撐諸如影像數(shù)據管理、基因數(shù)據管理、電生理和樣本庫等各類應用。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)據的安全。
計算更高效：算力節(jié)點采用浪潮信息的四路服務器，具備卓越的計算性能，能夠滿足醫(yī)院科研數(shù)據搬移、在線計算等任務的高帶寬和低時延需求。同時該平臺擁有更強的I/O擴展能力，支持業(yè)務平滑升級，減少服務器因突發(fā)流量或負載增加而導致的系統(tǒng)崩潰或性能下降的風險，提供計算能力更強、擴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，同時實現(xiàn)存儲資源池化，提供塊、文件、對象和大數(shù)據服務。單一存儲系統(tǒng)支持數(shù)據中心，確保業(yè)務穩(wěn)定、數(shù)據處理高效、成本優(yōu)化。
管理更便捷：部署管理平臺對資源池進行統(tǒng)一調度，通過虛擬化技術實現(xiàn)資源池化。融合服務流程、認證審批、應用交付、生命周期管理、業(yè)務中間件、安全防護、服務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服務應用。
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的研發(fā)和應用，為全球腦健康研究貢獻重要成果。
