北(bei)京2024年6月25日(ri) /美通社/ -- 我國(guo)“腦(nao)科(ke)學與(yu)類腦(nao)科(ke)學研(yan)究”及(ji)國(guo)際相關(guan)領(ling)域均將(jiang)阿(a)(a)爾(er)茨海(hai)默病(bing)列為重點(dian)研(yan)究和(he)探索的(de)病(bing)種，并在藥物研(yan)發(fa)和(he)社(she)會(hui)支持(chi)上加(jia)大力度。阿(a)(a)爾(er)茨海(hai)默病(bing)是(shi)一種中樞神經系統的(de)退行性病(bing)變，也是(shi)導致老年人認知功能下降的(de)主要原因。其(qi)研(yan)究涉及(ji)大量的(de)臨床數據，需要構建數學模(mo)型來模(mo)擬(ni)疾(ji)病(bing)的(de)發(fa)展(zhan)過程，預測(ce)疾(ji)病(bing)的(de)進展(zhan)，以及(ji)評(ping)估不同干預措(cuo)施(shi)(shi)的(de)效果，這需要強大的(de)計算基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)(shi)來支持(chi)其(qi)復雜(za)的(de)數據處理(li)和(he)分(fen)析任務(wu)。
為(wei)此，首都醫科大學宣武醫院（以下簡稱“宣武醫院”）與浪(lang)潮(chao)信息(xi)共同探討并建(jian)設(she)了腦研究(jiu)科研計算平臺。通過建(jian)設(she)高質量算力(li)基(ji)礎設(she)施(shi)，實現對醫學影像(xiang)、基(ji)因、病理等多模態數據的快(kuai)速分析，為(wei)臨床診(zhen)斷(duan)和治療提供更為(wei)精(jing)確的依據。
構筑高效科研平臺 挑戰國內腦研究制高點
腦科學與類腦研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)是“十四五”規(gui)劃《綱(gang)要(yao)(yao)》指明的重要(yao)(yao)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)方向，宣武醫院作為國家神經(jing)(jing)疾(ji)病(bing)醫學中(zhong)心、中(zhong)國國際神經(jing)(jing)科學研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)所及國家老年疾(ji)病(bing)臨(lin)床醫學研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中(zhong)心的重要(yao)(yao)載體，正站在國內外行業的前(qian)沿，不斷探索與突破(po)。為加速腦科學研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)，宣武醫院已經(jing)(jing)構建起國內頂尖的腦研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)科研(yan)(yan)平臺(tai)，該平臺(tai)需要(yao)(yao)對(dui)影像、基因、病(bing)理等海量數據(ju)進(jin)行分析(xi)深(shen)度分析(xi)和高(gao)效處理，進(jin)而得到最(zui)準確(que)的實驗數據(ju)。一期規(gui)劃涉及4000余(yu)例病例數(shu)(shu)據(ju)，后期(qi)預(yu)計擴(kuo)展至萬例以(yi)上(shang)。綜合數(shu)(shu)據(ju)、影像數(shu)(shu)據(ju)、基因數(shu)(shu)據(ju)、電生理(li)、樣本(ben)庫等(deng)各項數(shu)(shu)據(ju)不斷積累，未來預(yu)計將達到PB級。如此龐大(da)的數(shu)(shu)據(ju)需(xu)要進(jin)行快速處理(li)，對醫院(yuan)科研平臺的計算力和(he)存儲力提出了(le)嚴峻挑(tiao)戰。
首先，為滿足科(ke)(ke)研計算的密(mi)集需(xu)求，宣武醫院需(xu)要構建一(yi)(yi)個(ge)高效能(neng)(neng)科(ke)(ke)研算力平(ping)臺，確保多個(ge)節點能(neng)(neng)協(xie)同作業，應對(dui)海量(liang)數據(ju)(ju)(ju)計算的挑戰，算力平(ping)臺不僅要具(ju)備(bei)高性能(neng)(neng)，還要保證極高的穩定性和擴(kuo)展(zhan)性。其次(ci)科(ke)(ke)研計算過(guo)程中會依托大量(liang)的中間數據(ju)(ju)(ju)，如行為學數據(ju)(ju)(ju)、腦電圖(tu)及功能(neng)(neng)磁(ci)共振成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)、光學成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)、電子顯微鏡成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)、神經元電活動、神經元基因(yin)測序數據(ju)(ju)(ju)等(deng)，這(zhe)些數據(ju)(ju)(ju)需(xu)要進行頻繁的交互和優化，因(yin)此一(yi)(yi)個(ge)高效的數據(ju)(ju)(ju)交互和存儲系統尤為重要。
此外，靈活性和可(ke)管理性也是科(ke)(ke)研平(ping)臺(tai)不可(ke)忽視的需(xu)(xu)求。由(you)于該系統需(xu)(xu)要支撐神(shen)(shen)經內科(ke)(ke)、神(shen)(shen)經外科(ke)(ke)、神(shen)(shen)經放射(she)科(ke)(ke)等腦科(ke)(ke)室(shi)的共同使用，宣武醫院需(xu)(xu)要通過任務調度系統、虛(xu)(xu)擬化(hua)技術、異構(gou)計算資源整合以及存儲分級等手段(duan)，為醫院科(ke)(ke)研平(ping)臺(tai)提供統一、靈活且可(ke)快速重(zhong)構(gou)的資源管理解決(jue)方案，包括裸機(ji)、虛(xu)(xu)擬機(ji)、容器(qi)化(hua)、虛(xu)(xu)擬防火(huo)墻、負(fu)載均衡、存儲、數據庫等多種服(fu)務，確保腦科(ke)(ke)學研究平(ping)臺(tai)系統資源的高(gao)效分配。
計算賦(fu)能醫(yi)學 拓展腦(nao)科(ke)學研究邊界
在深入了解客戶(hu)信(xin)(xin)息(xi)化現(xian)狀和需求后(hou)，浪潮(chao)信(xin)(xin)息(xi)為(wei)宣(xuan)武醫院打造高效科研系統平(ping)臺，一期IT基礎(chu)設施包括了9臺(tai)(tai)計算型節(jie)點(dian)、5臺(tai)(tai)存儲型節(jie)點(dian)，3臺(tai)(tai)資(zi)源管(guan)理節(jie)點(dian)，2臺(tai)(tai)網絡管(guan)理節(jie)點(dian)以支撐諸如影像數據(ju)管(guan)理(li)、基因(yin)數據(ju)管(guan)理(li)、電生理(li)和樣本庫等(deng)各類應用(yong)。一期(qi)配置(zhi)計算資源的總量包含(han)700+算力核心、存儲資源總量約(yue)180+TB，同時建(jian)立(li)備份(fen)系統，提供100+TB備份容(rong)量。充(chong)分保證(zheng)系統(tong)的高性能和靈活性的同時(shi)，還必(bi)須保證(zheng)系統(tong)的可靠和數(shu)據(ju)的安全(quan)。
計算更高效：算力(li)節點(dian)采用浪潮(chao)信息(xi)的(de)(de)四路服務器，具備卓越的(de)(de)計算性能(neng)，能(neng)夠(gou)滿(man)足醫院科研數據(ju)搬移、在線計算等任務的(de)(de)高帶寬和低時(shi)延(yan)需求。同時(shi)該平臺擁有更強的(de)(de)I/O擴(kuo)展能力，支持業(ye)務平滑升級，減少服(fu)務器因(yin)突發流量或(huo)負(fu)載增加而導致的(de)系統崩潰(kui)或(huo)性能下降的(de)風險，提供計算能力更(geng)強、擴(kuo)展更(geng)靈活(huo)的(de)解決方(fang)案。
存儲(chu)更(geng)可靠：存(cun)儲節點采(cai)用分布式(shi)架構(gou)，同(tong)時實現(xian)存(cun)儲資源池(chi)化，提(ti)供塊、文件、對象和大數(shu)據(ju)服務。單(dan)一存(cun)儲系(xi)統支持數(shu)據(ju)中心，確保業務穩定、數(shu)據(ju)處理高效(xiao)、成本優化。
管理更便捷：部署管理(li)平(ping)臺對資源池進行統一(yi)調度，通過虛擬(ni)化技術實現資源池化。融合服(fu)務(wu)流程、認證(zheng)審批、應用(yong)交付(fu)、生(sheng)命周期(qi)管理(li)、業務(wu)中間件、安全防護(hu)、服(fu)務(wu)水平(ping)管理(li)等自動化運維手段，為宣(xuan)武醫院科研平(ping)臺提供安全便捷的(de)IT服(fu)務應用。
基于浪(lang)潮信(xin)息計(ji)算解決方案，宣(xuan)武醫院腦研(yan)究科研(yan)計(ji)算平臺一期項目實現了4000+病(bing)例數(shu)據(ju)的(de)(de)高速(su)分(fen)析，工作效(xiao)率提升30%以上(shang)。該平臺的(de)(de)智能化為宣武醫院開展各(ge)類(lei)(lei)各(ge)類(lei)(lei)阿(a)爾茨海(hai)默病(bing)的(de)(de)篩查、診(zhen)斷和治療(liao)研(yan)究(jiu)提供(gong)了極大便利。未來，宣武醫院將繼續基(ji)于腦(nao)(nao)研(yan)究(jiu)科研(yan)計(ji)算平臺，加速(su)高水平腦(nao)(nao)疾病(bing)診(zhen)療(liao)技術的(de)(de)研(yan)發(fa)和應(ying)用(yong)，為全球腦(nao)(nao)健康(kang)研(yan)究(jiu)貢獻重要成果。
