Пермские ученые разработали новый метод оценки скрытой асимметрии полушарий мозга
Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали способ, который позволяет врачу за несколько минут, опираясь на один срез томографии, получить достаточно точное числовое значение асимметрии мозга, которая может быть признаком опухоли, отека или воспаления. В отличие от других методов, этот способ не требует дорогого программного обеспечения или анализа десятков снимков. На разработку получен патент.
Головной мозг — самая сложная система человеческого тела, от которой зависит работа всего организма. Ежегодно в мире проводятся тысячи исследований, в которых специалисты изучают структуру и функции этого органа. Это делается потому, что любые едва заметные изменения (смещение тканей или асимметрия полушарий) могут быть предвестниками опухолей, отеков или воспалительных процессов. Чем раньше эти отклонения будут замечены, тем выше шансы на успешное лечение или замедление прогрессирования болезни.
Особое внимание при диагностике врачи уделяют полушариям головного мозга — их форме, размерам, симметричности. В норме у человека они никогда не бывают одинаковыми: небольшая разница в 1–3 % является физиологической нормой, связанной с функциональным доминированием одного из них. Хотя асимметрия сама по себе не всегда означает болезнь и может быть просто индивидуальной особенностью человека, ее наличие требует дополнительной диагностики.
Традиционный способ оценки асимметрии — анализ снимков томографии (КТ или МРТ), когда специалист вручную рассчитывает площадь и объем полушарий. Для автоматизации этого процесса существуют специализированные программы, которые обрабатывают изображения и вычисляют нужные параметры. Однако, большинство из них — импортные и дорогие, а значит не могут быть установлены в каждой больнице.
Ученые Пермского Политеха разработали новый способ, который позволяет врачу за несколько минут, опираясь на один снимок томографии, получить достаточно точное числовое значение асимметрии полушарий. Он также не требует дорогого программного обеспечения, что делает его более применимым в реальной клинической практике.
«На снимке врач измеряет три расстояния: общую длину полушарий, а также ширину каждой половины. По этим данным он вычисляет, какую долю занимает левая и правая часть, и может сделать вывод, насколько одна из них больше или меньше другой. В итоге специалист сопоставляет эту разницу с пороговым значением, которое помогает определить, есть ли у пациента особенность в соотношении размеров полушарий», — рассказал один из авторов разработки, доцент кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНИПУ, кандидат физико-математических наук Владислав Никитин.
Раньше врачи рассчитывали именно объем, так как это считалось самым точным показателем, но при этом требовало анализа десятков снимков. Пермские ученые предложили оценивать площадь на одном срезе. Новый способ расчета основан на измерении всего трех расстояний, чтобы получить тот же диагностический результат, но значительно быстрее.
Исследователи протестировали способ на реальных клинических данных. Для этого они взяли томографии пациентов разного возраста — как с выявленными различиями в размерах полушарий, так и без них. Для каждого из них ученые рассчитали соотношение правой и левой сторон по одному снимку и сравнили полученную разницу с результатами полного анализа.
«Новый способ показал те же результаты, что и традиционный (с анализом всех срезов), но занял всего несколько минут. На основе этого сравнения мы определили конкретный числовой критерий, которым может воспользоваться любой врач. Если разница между правой и левой стороной превышает 5 % — это признак асимметрии, при котором необходимо более детальное обследование. Если же разница составляет 3 % — это, как правило, индивидуальная физиологическая особенность и вариант нормы», — отметил Владислав Никитин.
По мнению ученых, предложенный способ будет полезен рентгенологам и неврологам в больницах, травмпунктах и центрах диспансеризации — везде, где важно в короткие сроки выявить пациентов группы риска и направить их на углубленную диагностику. Даже если асимметрия не связана с заболеванием и является вариантом нормы для конкретного человека, ее присутствие требует более пристального внимания и дополнительных исследований. Разработка делает оценку полушарий более быстрой и доступной, снижая риски пропустить развитие патологического процесса.