Точность как стандарт: российский алгоритм повышает четкость томографов
Российские ученые предложили экономичный способ модернизации медоборудования. Разработка позволяет получать сверхчеткие изображения на старых томографах с помощью «софта» и двойного сканирования.
Математика с Дальнего Востока
Повысить качество медицинской диагностики можно не только закупая новое оборудование. Математический метод, разработанный на Дальнем Востоке, выводит точность томографов на новый уровень за счет обновления ПО. Исследовательская группа Дальневосточного федерального университета и Института прикладной математики ДВО РАН разработала и описала в серии научных публикаций новый математический алгоритм.
Его суть заключается в использовании парной съемки объекта с минимальным изменением параметров (например, ширины рентгеновского пучка). Получая два слегка размытых изображения, алгоритм путем математической экстраполяции вычитает неточности, генерируя итоговую картину с уровнем детализации, недоступным при стандартном однократном сканировании. Физически томограф остается тем же, меняется лишь логика обработки его данных.
Значимость для России
В условиях, когда глобальный рынок высокотехнологичного медицинского и промышленного оборудования исторически занят иностранными игроками, стратегия «догнать и перегнать» в аппаратной сфере требует колоссальных ресурсов и времени. Российский ответ оказывается элегантнее и прагматичнее: не создавать с нуля новые томографы, а принципиально улучшать информационную отдачу от уже существующих – как тех, что работают внутри страны, так и тех, что можно будет дооснастить программно за рубежом.
Работа – яркий пример того, как фундаментальная математическая наука, долгие годы развивавшаяся в академических институтах РАН, получает прямое практическое применение. Это укрепляет статус России как центра интеллектуального экспорта, где ценным товаром становятся не станки, а алгоритмы и идеи.
Внедрение такого программного обеспечения в российские клиники и диагностические центры может стать массовым и относительно быстрым. Это означает, что даже томографы предыдущих поколений смогут выдавать изображения, сопоставимые по качеству с новейшими моделями. Для системы здравоохранения – это шанс резко поднять уровень диагностики на всей территории страны без бюджетного шока, связанного с тотальной заменой парка оборудования.
Стимул для ИТ-сектора
Разработка ложится в основу специализированного программного обеспечения, которое могут развивать и коммерциализировать российские ИТ-компании. Возникает новое направление на стыке медицины, промышленности и софта – нишевый рынок, где у местных игроков есть серьезное конкурентное преимущество.
Экспортный потенциал, пожалуй, даже масштабнее внутреннего. Мировой парк компьютерных томографов исчисляется сотнями тысяч единиц. Предложение, которое позволяет клинике или заводу за умеренную стоимость лицензии на ПО (а не за миллионы долларов на новое оборудование) получить существенный прирост в качестве визуализации, обладает огромной привлекательностью.
Для развивающихся стран это способ модернизировать диагностическую базу, отталкиваясь от уже закупленного оборудования.Для ведущих клиник и корпораций – инструмент для выжимания максимума из существующих активов и повышения точности исследований.Для производителей томографов – потенциальная технология для лицензирования и интеграции в свои системы как конкурентное преимущество.
От пикселей - к прогнозам
Значимость разработки выходит далеко за рамки просто «более четкой картинки». Она трансформирует саму логику работы врача-диагноста.Повышение четкости позволяет различать объекты меньшего размера и с меньшей разницей в плотности. В онкологии это может означать визуализацию более мелких очагов опухоли или начальных изменений в тканях. В неврологии – лучшую детализацию мелких сосудов или очагов демиелинизации. Речь идет о сдвиге диагностики в сторону более ранних, а значит, и более курабельных стадий заболеваний.
Высокая детализация может в ряде случаев уменьшить необходимость в проведении диагностических хирургических вмешательств или болезненных биопсий, если неинвазивный метод дает исчерпывающую информацию.
В хирургии и радиотерапии точный контур опухоли, понимание ее взаимоотношений с мельчайшими сосудами и нервами – залог успеха и минимизации осложнений. Алгоритм, повышающий детализацию, напрямую работает на улучшение результатов лечения.
Качественный цифровой снимок – основа для консилиума врачей из разных городов и стран. Унификация и повышение стандарта качества изображений упрощает дистанционное сотрудничество специалистов.
