Министерство науки и высшего образования
Российской Федерации

Ученые из Кабардино-Балкарии предложили новый метод реконструкции изображений в медицине

Многофункциональный рентгеновский комплекс с функцией цифрового томосинтеза создается совместно Институтом прикладной математики и автоматизации Кабардино-Балкарского научного центра РАН, Южным федеральным университетом и ООО «Севкаврентген-Д». Запуск проекта планируется уже в этом году. 

Проект реализуется в рамках реализации постановления Правительства РФ №218 «О мерах государственной поддержки развития кооперации российских образовательных организаций высшего образования, государственных научных учреждений и организаций, реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичного производства». Общий объем финансирования составляет 230 млн. рублей.

Отличительной особенностью создаваемого комплекса является существенное повышение качества диагностирования за счет применения современных цифровых методов обработки и визуализации. Они базируются на научных исследованиях реконструкции изображений, которые ведутся учеными Институтом прикладной математики и автоматизации КБНЦ РАН: руководителем научной части проекта, заведующим отделом вычислительных методов Асланом Апековым и основным исполнителем, директором Института Анатолием Алихановым. 

При реконструкции рентгеновского томографического изображения ими предложен метод ускорения вычислений путем применения нелинейной вексельной сетки и специальной методики разбиения восстанавливаемого объекта. Воксельная (от английских слов: volumetric (объёмный) и pixel (пиксель)) компьютерная графика имеет элементы растра в трехмерном изображении. Иначе ее называют графикой, имитирующей векторное изображение. Применение специальной методики разбиения восстанавливаемого объекта позволяет добиться того, чтобы проекционная матрица обладала свойством симметрии специального вида. Это позволяет разбить процесс восстановления объекта и работать с двумя матрицами, размерность которых в четыре раза меньше размерности исходной матрицы.

Данный метод позволяет до 6 раз сокращать время вычисления, а количество сохраненных данных уменьшается приблизительно в 295 раз. Кроме того, при реконструкции изображения метод позволяет выполнять параллельные вычисления для каждого вертикального слоя. Это на порядок ускоряет восстановление изображения. Метод применим не только для визуализации в медицине, но и в промышленности, где требуется восстановить объект по проекционным данным.

Разработка и внедрение отечественного многофункционального рентгеновского комплекса с функцией томосинтеза позволит решить задачу импортонезависимости отрасли здравоохранения от зарубежных поставок высокотехнологичного рентгеновского диагностического оборудования, повысить информативность результатов обследования за счет использования цифровых методов реконструкции трехмерных изображений внутренних тканей и органов пациента, а также снизить радиационную нагрузку на пациента во время исследования за счет использования импульсного излучения.

Дата публикации: 10.06.2019 15:05
Дата последнего изменения: 10.06.2019 15:05