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生物医学大数据处理的云计算解决方案 生物医学大数据处理的云计算解决方案 第２８卷　第１１期?　１１９０? 电子测量与仪器学报 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＡＮＤＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＡＴＩＯＮ Ｖｏｌ畅２８　Ｎｏ畅１１２０１４年１１月 ＤＯＩ：１０．１３３８２／ｊ．ｊｅｍｉ．２０１４．１１．００３ 生物医学大数据处理的云计算解决方案 孙　磊　胡学龙　张晓斌　李　云 （扬州大学信息工程学院扬州２２５１２７） 摘　要：随着二代测序、质谱分析、医学影像等生物医学技术的发展和应用，生物医学数据呈现爆炸性增长趋势，其处理面临数据量大、计算强度大、维度高等问题。云计算在资源分配、数据存储、计算、共享等方面具有优势，能够帮助解决生物医学大数据处理的相关问题。深入分析了云计算在生物医学大数据处理方面的特点，归纳总结了常见的生物云计算解决方案，对生物云计算的发展和挑战进行了展望。有望建立能够整合多源生物医学数据的新型计算方法，以解决复杂的生物医学问题。 关键词：生物医学技术；二代测序；医学影像；大数据；云计算 中图分类号：ＴＰ３；Ｒ３１８．０４　　文献标识码：Ａ　　国家标准学科分类代码：５２０．３０；１８０．１４１０ Ｃｌｏｕｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｓｆｏｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｄａｔａ ＳｕｎＬｅｉ　ＨｕＸｕｅｌｏｎｇ　ＺｈａｎｇＸｉａｏｂｉｎ　ＬｉＹｕｎ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＹａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ２２５１２７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｓｕｃｈａｓｓｅｃｏｎｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ，ｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙａｎｄｍｅｄｉｃａｌｉｍａｇｉｎｇ，ｔｈｅｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｄａｔａｈａｖｅｂｅｅｎｇｒｏｗｉｎｇｅｘｐｌｏｓｉｖｅｌｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｓｆａｃｅｄｗｉｔｈｍａｎｙｐｒｏｂｌｅｍｓｓｕｃｈａｓｂｉｇｄａｔａｖｏｌｕｍｅ，ｈｉｇｈｌｙｉｎｔｅｎｓｉｖｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｄｉｍｅｎｓｉｏｎ．Ｃｕｒ－ｃｏｍｐｕｔｉｎｇｆｏｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｄａｔａ．Ｔｈｅｎｓｅｖｅｒａｌｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｓｏｆｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｃｌｏｕｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｏｆｔｈｅｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｃｌｏｕｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇｗｅｒｅｆｕｒｔｈｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｉｔｉｓｈｏｐｅｆｕｌｔｏｃｒｅａｔｅｎｏｖｅｌｃｏｍｐｕｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｍｕｌｔｉ－ｓｏｕｒｃｅｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｄａｔａｆｏｒｓｏｌｖｉｎｇｃｏｍｐｌｅｘｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ；ｓｅｃｏｎｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ；ｍｅｄｉｃａｌｉｍａｇｉｎｇ；ｂｉｇｄａｔａ；ｃｌｏｕｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｒｅｎｔｂｉｇｄａｔａｐｒｏｂｌｅｍｓａｂｏｕｔｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈｃａｎｂｅｓｏｌｖｅｄｂｙｃｌｏｕｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｎｒｅ－ｓｏｕｒｃｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎ，ｄａｔａｓｔｏｒａｇｅ，ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｎｄｓｈａｒｉｎｇ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｉｒｓｔｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅｄｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｃｌｏｕｄ 近二十年来生命科学研究在生物医学技术的推动下得到了快速发展。特别是高通量测序技术（或称为二代测序、下一代测序）凭借其优良的测序性能和 低廉价格（每５个月价格降一半）在领域内得到了 广泛应用。二代测序同时衍生出了ＲＮＡ－ｓｅｑ、ｅｘ－ ［３］［４］［５］ ｏｍｅ－ｓｅｑ、ＣｈＩＰ－ｓｅｑ、ＤＮＡ甲基化测序、染色质交 收稿日期：２０１４－１１　　ＲｅｃｅｉｖｅｄＤａｔｅ：２０１４－１１ 互分析等针对特定生物分子或靶标的测序方法。 另外，蛋白质质谱分析法被用于蛋白质组学研究，医学影像（如ＣＴ、核磁共振ＭＲＩ）已成为医学研究及诊断的常用技术。在新型生物技术的协助下，大型生 物／医学项目（如１０００基因组、ＥＮＣＯＤＥ、ｍｏｄ