Биомедицинские дисциплины – одна из важнейших областей проекта EGEE. Здесь размещены или находятся в процессе размещения 23 приложения в следующих трёх направлениях: обработка медицинских графических данных, биомедицинские дисциплины и разработка лекарств. Для каждого из них в инфраструктуре EGEE уже развёрнуто множество отдельных приложений.
Эти приложения предъявляют особые требования к промежуточному программному обеспечению, особенно в плане безопасности (чувствительность данных), управления данными (сложная структура и распределённость данных) и выполнения множества простых заданий, требующих интенсивной работы с данными. Биомедицинские приложения устойчиво работают в инфраструктуре EGEE в режиме нормальной эксплуатации: в год выполняется около 15 тыс. заданий, а в ходе разработки одного лекарства за месяц был проведён анализ молекулярного докинга, который потребовал бы 80 лет работы ЦПУ.
Ниже следует обзор биомедицинских приложений, размещённых в инфраструктуре EGEE.
Задача сектора обработки медицинских графических данных – компьютерный анализ цифровых медицинских изображений. В него входят: интегрированные медицинские данные; медицинские алгоритмы, требующие значительных компьютерных ресурсов; обработка больших объёмов данных; статистические исследования на больших выборках населения.
- GATE – моделирование на основе метода Монте-Карло и графических данных обследования пациента. Цель моделирования – планирование сеансов радиотерапии. Грид-инфраструктура EGEE используется для уменьшения времени, необходимого для получения достаточно достоверных результатов при моделировании методом Монте-Карло, до разумного с точки зрения клинической практики.
- CDSS (Clinical Decision Support System – "Система поддержки принятия клинических решений") классифицирует изображения на основе экспертных знаний с целью помощи врачам в принятии ими решений. Грид-инфраструктура EGEE используется как для набора больших объёмов данных, так и для эффективного "обучения" классифицирующего программного обеспечения на этих данных.
- Pharmacokinetics – изучение диффузии контрастных агентов в печени по последовательности изображений, полученных с помощью магнитного резонанса. Артефакты, связанные с движениями пациента, не позволяют напрямую сравнивать изображения. В грид-инфраструктуре, однако, можно за разумное время выполнить распараллеленный анализ последовательности изображений.
- SiMRI3D – моделирование на основе изображений, полученных с помощью магнитного резонанса (МР). Цель моделирования – получить искусственные, но реалистичные трёхмерные МР-изображения для анализа изображений от хорошо известных объектов, изучения артефактов и дальнейшего развития и совершенствования технологии МР-изображений.
- gPTM3D – интерактивное восстановление трёхмерных медицинских изображений: например, изображения всего объёма сложных органов. Требования к качеству интерактивной работы сервисов таковы, что некоторые сайты в грид-инфраструктуре должны установить высокий приоритет для таких задач.
- Bronze Standard – оценка алгоритмов получения медицинских изображений. Объём данных и стоимость вычислений недоступны обычным компьютерам, но в грид-инфраструктуре это приложение работает довольно легко.
- Пакет программного обеспечения SPM применяется в нейрологических исследованиях для ранней диагностики болезни Альцгеймера. В его основе лежит сравнение данных пациента с большим набором данных от людей без этой патологии. Грид-технологии предоставляют лёгкий доступ к распределённым данным и распределённым вычислительным ресурсам.
Сектор биоинформатики занимается анализом последовательностей генов. В сферу его интересов входят геномика, протеомика и филогения.
- GPS@ (Grid Protein Sequence Analysis – "Анализ белковых цепочек на основе грид-технологий") – веб-портал, предоставляющий удобный интерфейс с этими биоинформационными ресурсами в грид-инфраструктуре EGEE. Доступен также прототип этого портала, где есть интерфейс с 13 программами в грид-инфраструктуре из 46 программ оригинального портала.
- xmipp_MLrefine – трёхмерный структурный анализ больших макромолекулярных комплексов. В процессе восстановления структуры комплексов совместно используется множество разных изображений исследуемого образца. Эти изображения, однако, часто страдают от сильного шума; в результате для составления наиболее соответствующей экспериментальным данным модели надо сделать много итераций.
- Изображения, полученные на электронном микроскопе, страдают разными формами аберрации. Различие между теоретическим и экспериментальным изображением-проекцией математически описывается функцией контрастного переноса (ФКП). Xmipp_assign_multiple_CTFs (Micrographia Contrast Transfer Function calculation) – приложение, выполняющее моделирование для нахождения ФКП.
- SPLATCHE (SPatiaL And Temporal Coalescences in Heterogeneous Environment – "Пространственно-временные интеграции в разнородной окружающей среде") – приложение с сотовой структурой для моделирования эволюции генома человека. Оно позволяет восстановить расселение человека по Земле в географически правдоподобных ландшафтах и моделировать молекулярное разнообразие разных человеческих популяций.
Работа сектора разработки лекарств сосредоточена на ускорении поиска новых лекарств посредством компьютерного моделирования структуры и динамики белков.
- WISDOM – расчёты, требующие значительных компьютерных ресурсов, для поиска лекарств от заболеваний, побеждённых в высокоразвитых странах, и от распространяющихся новых заболеваний. Цель этих расчётов пристыковки молекул (расчётов докинга) – определить, насколько эффективно конкретные лекарства присоединяются к определённым участкам вируса-мишени – то есть, идёт поиск лекарств, у которых участок пристыковки представляется наиболее эффективным против вируса. Успешными оказались приложения для поиска средств от малярии и птичьего гриппа; планируется поиск лекарств и от других вирусов.
- GridGRAMM – простой интерфейс для веб-расчёта пристыковки (докинга) молекул. Расчёты включают оценку качества пристыковки и разные методы доступа к трёхмерной структуре комплекса. Молекулярный докинг может применяться для изучения межмолекулярных взаимодействий, изучения взаимодействий между энзимами и субстратом, разработки лекарств и понимания патологических мутаций.
- GROCK (Grid Dock) – несложная веб-реализация отбора межмолекулярных взаимодействий из огромного объёма информации. Пользователи могут исследовать одну молекулу относительно целой базы данных по известным структурам.
Статистика сайта