Сделано Русскими
Сегодня
Политика
Происшествия
Люди
Экономика
Следствие
Бизнес
Культура
Наука и медицина
О проекте
Редакция
Контакты
Размещение рекламы
Использование материалов
Поддержать проект
Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 – 65733 выдано Роскомнадзором 20.05.2016.
В России признаны экстремистскими и запрещены организации «Национал-большевистская партия», «Свидетели Иеговы», «Армия воли народа», «Русский общенациональный союз», «Движение против нелегальной иммиграции», «Правый сектор», УНА-УНСО, УПА, «Тризуб им. Степана Бандеры», «Мизантропик дивижн», «Меджлис крымскотатарского народа», движение «Артподготовка», общероссийская политическая партия «Воля». Признаны террористическими и запрещены: «Движение Талибан», «Имарат Кавказ», «Исламское государство» (ИГ, ИГИЛ), Джебхад-ан-Нусра, «АУМ Синрике», «Братья-мусульмане», «Аль-Каида в странах исламского Магриба».
Лента новостей
Лента новостей
Новости – Сделано Русскими
Русская планета

Ученые России создают 3D-ультразвуковой томограф для диагностики рака железы

Врач
Фото: Change.org
Изобретение позволит восстанавливать внутреннюю структуру исследуемых объектов
Дмитрий Степнов
17 марта, 2021 13:36
5 мин

Сотрудники Научно-исследовательского вычислительного центра (НИВЦ) МГУ получили Евразийский патент «Способ получения 3D ультразвуковых томографических изображений и устройство для его осуществления».

Патент является результатом длительных исследований, направленных на разработку принципиально нового типа томографа, использующего ультразвуковые источники излучения. Такие томографы имеют широкие возможности и перспективы использования. Одним из основных приложений этой технологии является создание ультразвуковых томографов для ранней дифференциальной диагностики онкологических заболеваний молочной железы.

Экспериментальный вариант 3D ультразвукового томографа для диагностики новообразований молочной железы установят в Медицинском научно-образовательном центре (МНОЦ) МГУ.

В настоящее время смертность от рака молочной железы находится на первом месте среди всех онкологических заболеваний у женщин. В 2020 году на рак молочной железы пришелся каждый восьмой новый случай рака в мире и каждый четвертый - среди женщин: это заболевание диагностировали у 2.3 млн. человек, 685 тысяч от него скончались. Доля лиц с поздними стадиями заболевания (III – IV степени) среди первичных больных недопустимо высока и составляет более 40%. Ультразвуковой томограф предназначен для регулярных многократных обследований с целью выявления заболевания раком на самой ранней стадии.

В медицинских исследованиях томографические методы уже давно используются для диагностики. Наиболее информативным томографическим методом для диагностики рака молочной железы является позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ). Недостатком этого метода является необходимость использования изотопа. Как следствие позитронно-эмиссионные томографы нельзя использовать для регулярных многократных обследований. Аналогичные проблемы существуют с использованием КТ и МРТ. Разрабатываемые ультразвуковые томографические методы в отличие от существующих томографических методов ПЭТ, КТ и МРТ безвредны для человека и могут использоваться для регулярных обследований.

Разрабатываемые ультразвуковые томографы принципиально отличаются по своим диагностическим возможностям от широко распространенных в медицине приборов для ультразвуковых исследований (УЗИ-приборов). УЗИ-приборы позволяют формировать только изображение границ неоднородностей в исследуемом объекте и принципиально не могут осуществлять характеризацию внутренней структуры исследуемых объектов, т.е. выявлять природу новообразований. Разрабатываемые томографические методы позволяют с высоким разрешением восстанавливать внутреннюю структуру исследуемых объектов, поэтому настоящее исследование имеет фундаментальное значение для вычислительной диагностики.

Промышленно выпускаемых ультразвуковых томографов в настоящее время не существует. Интенсивные работы по разработке ультразвуковых томографов ведутся в США, Германии. Разработки находятся на уровне прототипов для томографических исследований. Одной из основных проблем в создании ультразвуковых томографов является разработка эффективных высокопроизводительных алгоритмов решения полностью трёхмерных нелинейных обратных задач ультразвуковой томографии.

В отличие от разработок США, Германии авторами настоящего исследования обратная задача рассматривается как трехмерная коэффициентная обратная задача для волнового дифференциального уравнения, учитывающая эффекты дифракции, рефракции, переотражения волн и эффекты поглощения ультразвука. Волновое поле регистрируется на цилиндрической поверхности, внутри которой находится исследуемый объект. Используя всю совокупность экспериментальных данных, реконструируются функции скорости ультразвуковой волны и коэффициента поглощения как функции трех пространственных координат. В основе разрабатываемых алгоритмов лежит полученные авторами формулы для прямого вычисления градиента функционала невязки. Предложен эффективный поэтапный итерационный метод приближенного решения обратной задачи.

Рассматриваемые трёхмерные нелинейные обратные задачи ультразвуковой томографии требуют огромных объёмов вычислений. Количество неизвестных в таких задачах достигает сотен миллионов. Поэтому для решения обратных задач волновой томографии используется суперкомпьютер МГУ «Ломоносов-2» Центра коллективного пользования сверхвысокопроизводительными вычислительными ресурсами МГУ имени М.В.Ломоносова. В патенте предложена архитектура GPU кластера, который может выполнять функции супервычислителя в составе ультразвукового томографа.

В настоящее время авторами патента разрабатывается экспериментальный вариант 3D ультразвукового томографа для диагностики новообразований молочной железы, который установят в Медицинском научно-образовательном центре МГУ для дальнейших клинических испытаний.

Поделиться
поддержать проект
Для поднятия хорошего настроения, вы можете угостить наших редакторов чашечкой кофе
Маленькая чашка кофе
cup
200 ₽
Средняя чашка кофе
cup
300 ₽
Большая чашка кофе
cup
500 ₽
Большая чашка кофе и что-то вкусное
cup
900 ₽
Нажимая на кнопку «Поддержать», я принимаю пользовательское соглашение, политику конфиденциальности и подтверждаю свое гражданство РФ
Кто может поддержать проект?
Поддержать проект могут только граждане России. Поддержка осуществляется только в рублях. В соответствии с требованием закона.
5 мин
Лень сёрфить новости? Подпишись и БУДЬ В КУРСЕ