MediGRID

eScience-Dienste für die biomedizinische Wissenschaft


Im Verbundprojekt MediGRID haben sich renommierte Forschungseinrichtungen aus den Bereichen Medizin, Bioinformatik und der Gesundheitswissenschaften zusammen- geschlossen, um eine umfassende Grid-Infrastruktur und darauf aufsetzende eScience-Dienste für die (bio-)medizinische Wissenschaft zu entwickeln. Die Einbindung zahlreicher assoziierter Partner aus Industrie, Versorgungs- und Forschungseinrichtungen stellt das Projekt auf eine breite Interessensbasis.

MediGRID zeigt anhand von drei typischen Anwendungsfeldern, wie und in welchen Fällen Grid-Technologie in der biomedizinischen Forschung gewinnbringend eingesetzt werden kann. Hierunter fallen die Bereiche:

  • Bildverarbeitung

  • Biomedizinische Informatik

  • Klinische Forschung

Im Rahmen der Bildverarbeitung wurden drei unterschiedliche Applikationen erfolgreich in die MediGRID-Infrastruktur implementiert. Hierzu zählen ein 3D-Visualisierungs- und Analysedienst für Ultraschallaufnahmen bei Prostatabiopsien, eine Software zur Strömungssimulation in Blutgefäßen als Anwendungsbereich der Virtuellen Gefäßchirurgie sowie eine Anwendung zur Analyse funktioneller Hirnbilddaten.

Die erfolgreich implementierten Applikationen im Bereich der biomedizinischen Forschung umfassen Anwendungen zur Analyse krankheitsorientierter Genomdaten, die bekannten Sequenzanalysetools AGUSTUS und DIALIGN sowie die Implementierung von Proteininteraktionsanalyse-Applikationen und Anwendungen zur Sequenzkorrelation.

Der Anwendungsbereich Klinische Forschung wurde am Beispiel der Implementierung eines Anwendungsszenarios „Schlafforschung“ demonstriert. Dies beinhaltete die Erstellung eines Pseudonymisierungskonzepts für die Nutzung von Daten aus der klinischen Forschung sowie der Patientenversorgung im Grid. Das entwickelte Portlet kann zur automatisierten Analyse von nächtlichen schlafmedizinischen (polysomnographischen) Aufzeichnungen und zur Validierung und Weiterentwicklung neuer Analyseverfahren für Biosignale in der Schlafmedizin genutzt werden.

Alle Beispielanwendungen sind über das MediGRID-Benutzerportal zugänglich (https://portal.medigrid.de). Das MediGRID Portal bietet einen einfachen und unkomplizierten Zugang zu den Anwendungen und Diensten der Grid-Infrastruktur für den Bereich Medizin und Lebenswissenschaften innerhalb der deutschen e-Science-Initiative D-Grid. Mit Hilfe dieses Portals kann die Leistungsfähigkeit des Grid von allen berechtigten Nutzern jederzeit, unabhängig von deren Standort und ohne die Notwendigkeit der Installation spezieller Software genutzt werden.

Für die Projektorganisation in MediGRID wurde eine modulare Aufgabenverteilung gewählt. In vier methodischen Projekt-Modulen - Middleware, Ontologie-Werkzeuge, Ressourcenfusion und eScience -  entwickeln die Konsortialpartner schrittweise die grundlegende Grid-Infrastruktur. Auf dieser Infrastruktur setzen die Applikationen aus den drei anwendungsorientierten Projektmodulen – biomedizinische Informatik, Bildverarbeitung, klinische Forschung – auf.

Ein weiterer Schwerpunkt des Projektes lag in der Untersuchung wirtschaftlicher Rahmenbedingungen und möglicher nachhaltiger Geschäftsmodellentwürfe für Healthgrids sowie der Vernetzung des Projektes im internationalen Rahmen. MediGRID ist über die TMF e.V. Mitglied der führenden europäischen Vereinigung für Grid Computing im Bereich der Medizin, Healthgrid.org. Hinzu kommt ein intensiver Austausch mit dem Grid-Infrastrukturprojekt der amerikanischen Krebsforschungszentren caBIG. Mit der Gründung des Forum Grid in der TMF wurde zusätzlich eine Austauschplattform für alle relevanten Interessenvertreter aus dem biomedizinischen Umfeld geschaffen.

Das 2005 initiierte Projekt endete offiziell im Februar 2009. Alle Projektergebnisse, einschließlich der MediGRID-Basisinfrastruktur werden in mehreren Folgeprojekten weiterentwickelt. Hierzu zählen die Darstellung von Nachhaltigkeitsstrategien und aufbauender Dienste in Services@MediGRID, wie auch die Entwicklung konkreter zielgruppenspezifischer Anwendungen in MedInfoGrid und PneumoGrid. MediGRID lebt zusätzlich im community-übergreifenden Projekt WissGrid fort, das übergreifende Aspekte einer wissenschaftlichen Grid-Infrastruktur in Deutschland adressiert.