IBM 研發(fā)了一套醫(yī)療診斷分析技術(shù)，雖然不能真正用來治療癌癥，但可望能為摧毀現(xiàn)有惡性腫瘤之有效新療法降低成本。

該新技術(shù)利用了高能量粒子加速器(high-energy particle accelerator)──物理學(xué)所應(yīng)用的巨型粒子加速器的房間大小版本──能精確地引導(dǎo)質(zhì)子束殺掉癌細(xì)胞，不會讓鄰近的身體組織受波及;IBM Research期望能藉由此執(zhí)行于 Power 7叢集超級計(jì)算機(jī)的軟件分析技術(shù)，降低有效癌癥新療法的成本。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年全球有1,200萬名以上的癌癥患者正接受各種不同療法，估計(jì)到2030年該數(shù)字將增加至2,100萬;但遺憾的是，目前只有10家醫(yī)療中心可提供質(zhì)子療法，仍有17家正在建設(shè)中，而且每家醫(yī)療中心成本超過2億美元。

市場對現(xiàn)有質(zhì)子加速器的總投資成本超過34億美元，新一代技術(shù)旨在縮小加速器的尺寸并降低其價(jià)格，好讓這種醫(yī)療技術(shù)更容易負(fù)擔(dān);但仍有一個有待克服的瓶頸是，利用這種質(zhì)子療法所需的運(yùn)算技術(shù)性能。

今日的質(zhì)子療法需要很長的相關(guān)準(zhǔn)備程序，一開始需要藉由核磁共振造影(MRI)或計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)來辨別腫瘤位置，接著一群醫(yī)療與技術(shù)人員需要花上一星 期時間，安排該如何使用質(zhì)子束來摧毀腫瘤。不同于傳統(tǒng)放射線療法，質(zhì)子束不會影響所通過的人體組織，只會在其路徑的最末端釋放能量，因此必須精確地讓質(zhì)子 束末端引入腫瘤內(nèi)部。

今日的質(zhì)子療法需要醫(yī)療與技術(shù)人員花一個星期時間來安排質(zhì)子束路徑以摧毀腫瘤，這意味著如果腫瘤在同時間不斷成長，成功率就會降低;而IBM在Power 730叢集計(jì)算機(jī)所執(zhí)行的分析軟件，能在15分鐘之內(nèi)就繪制出同樣的質(zhì)子束路徑圖

“質(zhì)子會被加速到光速的一半，但在達(dá)到某個閾值之前不會釋放能量，之后則會釋放爆發(fā)動能(kinetic energy);”IBM Research科學(xué)家Sani Nassif表示：“因此質(zhì)子束能深入人體──大約6寸深──在該處造成一個非常強(qiáng)大的熱點(diǎn)，但不會觸及皮膚與那個點(diǎn)之間的任何東西。”

就像傳統(tǒng)放射線療法，質(zhì)子束所釋放的能量會瓦解受影響細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，損壞其DNA并因此防止它們再度繁殖、甚至阻斷它們的正常代謝功能;癌細(xì)胞就是這樣被摧毀，而人體本身的清理機(jī)制會將那些死去的組織排出體外。

要繪制出詳盡的質(zhì)子束路徑是件困難任務(wù)，因?yàn)樾枰褂靡环N噴嘴(nozzle)同時由不同的角度射出具備不同能量的多個質(zhì)子束。這項(xiàng)工作除了因?yàn)楹馁M(fèi)大量時間與人力，因此成本高昂，主要的問題還在于當(dāng)質(zhì)子束路徑圖繪制同時，惡性腫瘤還會繼續(xù)成長，使得治療成功率降低。

IBM的解決方案是利用超級計(jì)算機(jī)，來快速繪制出所需的質(zhì)子束路徑，所需時間只要15分鐘;這意味著患者做完MRI或CT程序，就能立即接受質(zhì)子束治療，如此可確保腫瘤沒有時間繼續(xù)長大，并大幅提高治療成功率。

“在為癌癥質(zhì)子療法提供設(shè)計(jì)自動化技術(shù)之余，我們也改善了預(yù)測質(zhì)子束觸及腫瘤時的狀況仿真模型;”Nassif表示：“新技術(shù)能為療法產(chǎn)生上千種不同的執(zhí)行模式模型，就像是在芯片設(shè)計(jì)程序中產(chǎn)生數(shù)千種能最佳化電路結(jié)構(gòu)的方法。”

目前IBM是與美國德州大學(xué)安德森癌癥醫(yī)療中心(Anderson Medical Cancer Center)合作開發(fā)上述技術(shù)，該公司期望能將質(zhì)子療法的成本降低60%，并利用Power7叢集超級計(jì)算機(jī)進(jìn)一步加速療法計(jì)劃擬定所需時間，讓它能比目前人工方法快上1000倍。