Moderne IT-Infrastruktur für KI-gestützte Krebserkennung
Das Hopp-Kindertumorzentrum Heidelberg (KiTZ) hat seine IT-Infrastruktur für die Klassifizierung und Erkennung von Hirntumoren modernisiert. Neue Storage- und Server-Systeme sollen das eingesetzte KI-Modell mit maximaler Leistung unterstützen.
Die Storage- und Server-Systeme kommen von Dell Technologies und sollen das in dem Klinikum eingesetzte KI-Modell mit maximaler Leistung unterstützen und sich flexibel an steigende Datenmengen anpassen lassen.
Der Hintergrund: Um Krebserkrankungen bei Kindern und Jugendlichen besser zu erkennen und Tumorarten präziser zu klassifizieren, analysiert das KiTZ mit einem selbst entwickelten KI-Modell molekulare Daten von Hirntumoren. Mit großem Erfolg, so die Mediziner, denn heute lassen sich bereits über 100 Tumorarten für passgenaue Therapien unterscheiden. Jede Tumorart hat eigene Merkmale und spricht unterschiedlich gut auf die verschiedenen zur Verfügung stehenden Therapieoptionen an.
Gemeinsam mit Dell Technologies modernisierte das KiTZ nun die zugrunde liegende IT-Infrastruktur, um den gestiegenen Anforderungen an die Speicherung und Verarbeitung von Daten beim Training des KI-Modells und der Analyse von Informationen gerecht zu werden. So speichert die Einrichtung inzwischen über 2,5 Petabyte Daten, und ihre Systeme müssen zehn- bis zwanzigmal größere Datenmengen als früher verarbeiten.
Ein wichtiger Grund dafür ist, dass die Forscher inzwischen nicht mehr nur das Exom, also die proteinbasierten Bereiche des Genoms, sondern das komplette Genom von Tumoren sequenzieren.
Das KiTZ implementierte 16 Hybrid Nodes der Scale-out-NAS-Plattform PowerScale, die mit einer Kombination aus Flash und Disk eine schnelle Datenbereitstellung sowie eine kosteneffiziente Datenhaltung ermöglichen. Überschreitet das Datenvolumen einen definierten Schwellenwert, kann das KiTZ weitere Knoten nachordern und ohne großen Aufwand integrieren. Zudem installierte die Einrichtung 13 PowerScale Archive Nodes für die Langzeitaufbewahrung von Daten auf Festplatten.
Darüber hinaus stattete das KiTZ seinen HPC-Cluster mit 21 neuen PowerEdge-Servern von Dell Technologies aus, die auf AMD EPYC CPUs basieren und teilweise dedizierte Grafikkarten enthalten. Diese Server sind gezielt auf High Performance Computing ausgelegt und können zudem zur Durchführung komplexer KI-Berechnungen mit leistungsstarken GPUs erweitert werden.
Mit den neuen Storage- und Rechen-Knoten habe man die Skalierbarkeit und Leistungsfähigkeit der IT-Infrastruktur massiv verbessert, so Michael Hain, IT Business Manager am KiTZ. Hain weiter: „Wenn Forscher für ein Projekt zusätzliche Kapazitäten benötigen, können wir die Speicherkontingente rasch und unbürokratisch erweitern. Die Rechenleistung unseres HPC-Clusters konnten wir um mehrere hundert Prozent steigern. Diese hohe Performance stellt sicher, dass alle regelmäßig laufenden Berechnungen ebenso zuverlässig durchgeführt werden können wie kurzfristige Analysen etwa für Tumorboards.“
Das Hopp-Kindertumorzentrum Heidelberg ist eine gemeinsame Einrichtung des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ), des Universitätsklinikums Heidelberg (UKHD) und der Universität Heidelberg (Uni HD). Es ist zugleich Therapie- und Forschungszentrum für onkologische und hämatologische Erkrankungen im Kindes- und Jugendalter. Ziel ist es, die Biologie kindlicher Krebs- und schwerer Bluterkrankungen wissenschaftlich zu ergründen und vielversprechende Forschungsansätze eng mit der Patientenversorgung zu verknüpfen.
Der September ist der Childhood Cancer Awareness Month. Jedes Jahr wird bei Tausenden von Kindern weltweit Krebs diagnostiziert. Unter dem Motto „Join the Fight! AI Against Child Cancer“ sammelt das KiTZ derzeit Spendengelder für Forschungsprojekte, die neue und verbessere Therapien für Krebserkrankungen bei Kindern hervorbringen sollen. Weitere Informationen und die Möglichkeit zu spenden gibt es hier.
