BASIN ODASI

Paralel Hesaplama Erken Kanser Tanısına Işık Tutuyor

Dünyada her yıl yaklaşık altı milyon yeni kanser vakası ortaya çıkıyor. Bu hastalığın tedavisine zamanında başlayabilmek üzere belirtilerini erken yakalamak tedavinin başarısı için ana etkendir. Gittikçe artan sayıda araştırmacı, önemli teşhis kontrollerini gerçekleştirmek için paralel hesaplama kullanmaktadır. 4 Şubat Dünya Kanser Günü’nde Rusya’daki ekibimiz kanser tanısında yenilikler için NVIDIA teknolojisi kullanan bilim adamlarıyla umut veren gelişmeler ile ilgili haberleri paylaştı.

Bütün kanser türlerinde ortak olan ve anormal bir hızda çoğalan hücreler neoplazmalar olarak bilinmektedir. Canlı dokularda bu hücreleri bulmak iğneyle kuyu kazmak gibidir ve en son teknoloji biyomedikal çalışmalar gerektirmektedir. Neoplazma teşhis testlerinden en gelişmiş olanlarından biri, tehlikeli büyümeleri görmek üzere dokularda ışık emilimini ve dağıtılmasına olanak veren diffüz floresan tomografidir (DFT).


Diffuse Fluorescent Tomography(DFT)Malignant Cells

Bu sistem şu şekilde çalışır: malignan hücrelere yapışan özel floresan markörler vücuda enjekte edilir. Dokular belirli bir dalga uzunluğunda aydınlandığında, markörler anormal hücre çoğalması olan yerleri gösteren floresan üretirler. Bu testin bir sorunu, ışık vücut içerisinde ilerlerken yayıldığı için vücudun derinliklerinde malignan hücreler belirlenirse markörleri görmeyi zorlaştırmasıdır.

Bu sorunun üstesinden gelmek için Rusya Bilimler Akademisi (RAS) Uygulamalı Fizik Enstitüsü araştırmacıları doku içinden ışık ve radyasyon propagasyonu simüle etmeye başladılar. DFT’de kullanılan floresan markörlerin 3D konumunu yeniden oluşturmak için algoritmalar geliştirdiler. Sonuç olarak, neoplazmaları daha büyük bir doğruluk payı ile saptayabildiler.

Araştırmacılar, simülasyonları elde etmek için yinelenen rastgele örnekleme kullanan Monte Carlo metodunu kullandılar. Bu simülasyonları çalıştırmak için gereken hesaplamalar çok yoğundur: tipik bir durum kabaca bir milyar rastgele yolun hesaplanmasını gerektirir. Bu işlem bir CPU’da son derece yavaş yürütülürken, paralel hesaplama için mükemmel uygunluktadır. Bilim adamları GPU tabanlı bir sisteme geçtiklerinde, testlerin ortalama yürütülme süresi iki buçuk saatten bir buçuk dakikaya indi. Bu, yüz katı kadar bir hızlanma demekti ve sonuç olarak bilim adamları hesaplamalara daha fazla yollar ekleyerek doğruluk payını artırabildiler.

İnsan dokusunda ışığın dağılması, yalnızca DFT teşhislerinden daha fazla alanda sorun yaratmaktadır. Kanser hastalarını radyasyonla tedavi eden onkologların da, radyasyonun doku ve iç yapılarda nasıl yayıldığını anlaması gerekmektedir. Eğer doktorlar radyasyonun vücutta izlediği yol üzerinde daha hassas modeller kullanırsa, radyasyon terapisini malignan hücrelere daha doğru br şekilde hedefleyerek sağlıklı olan hücrelere zarar vermemiş olurlar.

RAS’tan gelen bu yeni gelişmelerden heyecan duyuyoruz ve diğer ekiplerden de GPU ile güçlendirilen araştırmaları ile ilgili haberler bekliyoruz.