В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ разработали программное обеспечение, которое позволяет построить объемное изображение головного мозга по снимкам магнитно-резонансной томографии (МРТ).
Студент четвертого курса факультета автоматики и вычислительной техники НГТУ НЭТИ Александр Грищенко и аспирант кафедры систем сбора и обработки данных Антон Герасимов разработали программу, которая позволяет создать объемное изображение мозга, — ранее удавалось рассмотреть лишь зоны на поверхности коры.
В первую очередь софт предназначен для клинической практики в качестве вспомогательного инструмента для визуализации МРТ-данных при диагностике, планировании операций и контроля динамики патологий. Также программное обеспечение может служить платформой для создания более специализированных аналитических инструментов.
Для построения объемного изображения мозга требуется серия МРТ-снимков, которые в совокупности представляют собой трехмерную матрицу объемных пикселей — вокселей. Они отображают интенсивность реакций атомов водорода в организме на магнитное поле, из которой убираются шумы — воксели с очень низкой и очень высокой интенсивностями. В результате, по словам Александра Грищенко, получаются «чистые» данные сканирования головы.
Для построения изображения именно мозга необходимо выделить его из полученного массива данных. Как рассказал разработчик, алгоритм выделения головного мозга основывается на методе деформируемой поверхностной модели, когда в центр головы на МРТ-снимках помещается тесселированная сфера (сфера из огромного количества полигонов).
«Около каждой вершины полигонов, из которой состоит сфера, происходит сравнение интенсивностей, на основе чего принимается решение о том, будет модель мозга в этой точке «разрастаться» или «ужиматься». Алгоритм постоянно корректирует положение вершин, чтобы они располагались равномерно, без складок и разрывов. Это позволяет сохранить реалистичную и целостную форму мозга на протяжении всего процесса деформации. Эти действия повторяются многократно для достижения максимальной точности модели. Таким образом формируется контур мозга, по которому уже определяется его объем», — рассказал Александр Грищенко.
«Программа позволяет не только выделять мозг и строить его объемное изображение, но и при необходимости выделять отдельные области мозга для анализа его внутренних структур — зон интереса», — рассказал разработчик и добавил, что в будущем планирует заняться вычислением массы мозга по снимкам МРТ на основе уже работающего софта.
Ранее в НГТУ НЭТИ разработали систему голосового скрининга для оценки неврологического статуса пациентов с болезнью Паркинсона. Уникальный способ мониторинга не имеет аналогов в России и уже используется в Федеральном центре нейрохирургии Новосибирска.