IBM開(kāi)發(fā)了一套醫(yī)學(xué)診斷分析技術(shù)。
盡管它不能用于治療癌癥，但有望降低有效的新療法消滅現(xiàn)有惡性腫瘤的成本。
這項(xiàng)新技術(shù)利用了高能粒子加速器（一種物理上使用的巨型粒子加速器的房間尺寸版本），可以精確地引導(dǎo)質(zhì)子束殺死癌細(xì)胞而不會(huì)讓鄰近的人體組織進(jìn)入。
做作的; IBM Research期望通過(guò)使用在Power 7集群超級(jí)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的軟件分析技術(shù)來(lái)降低有效的新型癌癥治療的成本。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年，全世界有超過(guò)1200萬(wàn)癌癥患者接受各種療法，預(yù)計(jì)到2030年，這一數(shù)字將增加到2100萬(wàn)；而到2030年，這一數(shù)字將增加到2100萬(wàn)。
但不幸的是，目前只有10個(gè)醫(yī)療中心提供質(zhì)子治療。
正在建設(shè)中的有17個(gè)，每個(gè)醫(yī)療中心的成本超過(guò)2億美元。
現(xiàn)有質(zhì)子加速器的市場(chǎng)總投資成本超過(guò)34億美元。
新一代技術(shù)旨在減小加速器的尺寸并降低其價(jià)格，從而使這種醫(yī)療技術(shù)更便宜。
但是仍然有一個(gè)瓶頸需要克服。
質(zhì)子治療所需的計(jì)算性能。
當(dāng)今的質(zhì)子治療需要漫長(zhǎng)的準(zhǔn)備過(guò)程。
最初，需要磁共振成像（MRI）或計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）來(lái)識(shí)別腫瘤的位置。
然后，一組醫(yī)務(wù)人員需要花費(fèi)一周的時(shí)間來(lái)安排如何使用質(zhì)子束破壞腫瘤。
與傳統(tǒng)放射療法不同，質(zhì)子束不會(huì)影響其穿過(guò)的身體組織，而只會(huì)在其路徑的末端釋放能量。
因此，必須將質(zhì)子束的末端準(zhǔn)確地引入腫瘤中。
當(dāng)今的質(zhì)子治療需要醫(yī)務(wù)人員花費(fèi)一周的時(shí)間來(lái)安排質(zhì)子束消滅腫瘤的路徑，這意味著如果腫瘤同時(shí)生長(zhǎng)，則成功率將會(huì)降低。
以及IBM在Power 730群集計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的分析該軟件可以在15分鐘內(nèi)繪制質(zhì)子束的相同路徑圖。
“質(zhì)子將被加速到光速的一半，但在達(dá)到光速之前不會(huì)釋放能量。
一定的閾值，之后它們將釋放動(dòng)能（kineTIc energy）； IBM研究科學(xué)家Sani Nassif表示：“因此，質(zhì)子束可以穿透人體（約6英寸深），并在該處創(chuàng)建一個(gè)非常強(qiáng)大的熱點(diǎn)，但它不會(huì)在皮膚和該點(diǎn)之間接觸任何東西。
＆amp; rdquo;就像傳統(tǒng)的放射療法一樣，質(zhì)子束釋放的能量會(huì)破壞受影響細(xì)胞中的化學(xué)物質(zhì)，破壞其DNA，從而阻止其繁殖，甚至阻止其正常的代謝功能。
癌細(xì)胞以這種方式被破壞，人體自身的清理機(jī)制將把那些死去的組織從體內(nèi)排出。
繪制詳細(xì)的質(zhì)子束路徑是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，因?yàn)楸仨毷褂脟娮焱瑫r(shí)從不同角度發(fā)射具有不同能量的多個(gè)質(zhì)子束。
除了這項(xiàng)工作耗費(fèi)大量時(shí)間和人力而付出的高昂費(fèi)用外，主要的問(wèn)題是，在繪制質(zhì)子束的路徑圖時(shí)，惡性腫瘤會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)，從而降低了治療的成功率。
IBM的解決方案是使用超級(jí)計(jì)算機(jī)快速繪制所需的質(zhì)子束路徑，該過(guò)程僅需15分鐘。
這意味著患者在完成MRI或CT手術(shù)后即可立即接受質(zhì)子束治療，這可以確保腫瘤沒(méi)有時(shí)間繼續(xù)長(zhǎng)大并大大提高了治療的成功率。
“除了提供用于癌癥質(zhì)子治療的設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)之外，我們還改進(jìn)了用于預(yù)測(cè)質(zhì)子束接觸腫瘤時(shí)的情況的仿真模型；”納西夫說(shuō)：“新技術(shù)可以為該療法產(chǎn)生數(shù)千種不同的執(zhí)行模型模型。
就像生成數(shù)千種方法來(lái)優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)程序中的電路結(jié)構(gòu)一樣。
＆amp; rdquo;目前，IBM正在與德克薩斯大學(xué)安德森醫(yī)學(xué)癌癥中心合作開(kāi)發(fā)上述技術(shù)。
該公司希望將質(zhì)子治療的成本降低60％，并使用Power7集群超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)一步加快治療計(jì)劃的制定。
時(shí)間允許它比當(dāng)前的手動(dòng)方法快1000倍。
