Playstation macht sich in der Krebsdiagnostik nützlich

Wissenschaftler haben Algorithmen entwickelt, mittels derer aus einem einzigen Bluttropfen eine eventuelle Krebserkrankung feststellbar wird. Einem von ihnen ist es nun gelungen, die Auswertungszeiten erheblich zu verkürzen – mittels einer Playstation.

Mathematiker des Berliner DFG-Forschungszentrums MATHEON beschießen mit einem Laserstrahl die Moleküle in einem Bluttropfen. Je schwerer die Moleküle sind, umso länger fliegen sie. Hieraus erstellen die Forscher Tabellen, in denen die Verteilung der Moleküle nach Gewicht und Menge dargestellt ist. Bei krebserkrankten Patienten können dann bestimmte Signale („Peaks“) erkannt werden. Aus diesen Peaks errechnet Projektmitarbeiter Tim Conrad Spektren, die die Unterschiede zwischen gesunden und erkrankten Patientengruppen darstellen.

Dieser „blutige Fingerabdruck“ ist erheblich billiger als beispielsweise ein Blutbild und lässt die Diagnose von weitaus mehr Parametern zu. Trotzdem dauert auch die Analyse dieser Daten im Computer noch relativ lange. „Mit unserer herkömmlichen Methode benötigt der Computer etwa zwei bis drei Stunden für die Untersuchung eines Datensatzes. Ein Datensatz besteht aus etwa 1.500 Einzelspektren. Das sind etwa 5 Sekunden für ein Spektrum“, sagt Tim Conrad.

Conrad suchte nach einer Methode, um die Berechnungen zu beschleunigen und er fand eine ebenso simple wie wirkungsvolle Lösung: „Der Anspruch an moderne Spielkonsolen hinsichtlich realistischer Grafik und der Schnelligkeit wird immer höher. Daher hat Sony in seine neueste Playstation 3 einen von IBM entwickelten neuen Prozessor eingebaut, der acht Einheiten - SPE genannt - zum Durchführen von Berechnungen hat. Im Gegensatz zum normalen PC arbeitet dieser Cell Prozessor nicht mit einzelnen Zahlen, sondern mit Gruppen von Zahlen (Vektoren). Für knapp unter 600 Euro bekommt man damit einen Hochleistungsrechner, der sonst ein Vielfaches kosten würde“, erklärt Conrad.

Der Haken dabei: Der Rechner hat wenig Speicherkapazität. Außerdem ist ein Power PC Prozessor vorgeschaltet, der eine spezielle Programmierung erfordert, um auf die SPE zugreifen zu können. Tim Conrad startete einen studentischen Wettbewerb. Es war klar, dass Voraussetzung für die Nutzung der SPE die Anpassung von Algorithmen an den Cell Prozessor ist, die den Zugang "durch den Power PC hindurch" direkt zu den SPE frei machen. Diese Anpassung eines vorhandenen Algorithmus ist dem MATHEON-Mitarbeiter schließlich gelungen.

Das Ergebnis ist beeindruckend: „Die Spielekonsole ermöglicht eine extreme Senkung der Analysezeit. Brauchten wir bisher fünf Sekunden, um ein Spektrum zu analysieren, können wir jetzt 20 Spektren in einer Sekunde berechnen.“ (dsc)