Понижающая радиационную нагрузку российская технология КТ получила патент США

Новое слово в КТ

Томографическое исследование при помощи технологии контролируемой томографической реконструкции, описанной в патенте №US 11,663,757 от 30 мая, принципиально отличается стандартных КТ-процедур и является новым словом в отрасли.

Если в классическом протоколе количество снимков и время их регистрации четко регламентировано и не может быть изменено после начала измерения, то ученые Smart Engines предлагают рассматривать томографическую реконструкцию как процесс с отслеживаемым результатом.

Искусственный интеллект в режиме реального времени анализирует результаты реконструкции после получения очередной серии новых проекций и, когда достигается необходимое качество результата реконструкции, принимает решение об остановке сканирования.

"Представим, что с помощью стандартного протокола в ходе томографического измерения от объекта регистрируются 360 проекций. Мы же предлагаем регистрировать сначала пять проекций, потом, если качество изображения недостаточно хорошее, еще пять и так далее. Возникает вопрос: зачем регистрировать дополнительные проекции и тратить на это время, если качество изображение уже является достаточным", – рассказывает один из авторов изобретения, старший научный сотрудник-программист Smart Engines кандидат технических наук Константин Булатов.

Области применения: от промышленности для медицины

Технология Smart Engines решает сразу несколько задач. С одной стороны, она позволяет снизить дозовую нагрузку – это важно в контексте медицины.

Технология может быть применена в любой области медицины, где используются томографы. Например, для построения модели при протезировании, для определения новообразований мозга или травм, для томографирования легких. Особенно такая технология перспективна в процессе наблюдения за динамикой лечения, когда пациенту назначают подряд несколько процедур КТ – при COVID-19 или при срастании кости после перелома.

"Проблема оптимизации дозы при наблюдении за динамикой протекания коронавируса у пациента или за динамикой восстановления после перенесенной болезни стоит крайне остро. Так как КТ-обследование в этом случае проводится неоднократно и дозовая нагрузка суммируется, то, конечно, хотелось бы, чтобы во время каждого измерения из цепочки измерений пациент получал меньшую дозу", – говорит начальник отдела томографии Smart Engines кандидат физико-математических наук Марина Чукалина.

Технология Smart Engines решает еще одну важную задачу – заметно сокращает время томографического эксперимента. Это важно для промышленной томографии, поскольку, к примеру, в нанотомографии время эксперимента – изучения одного промышленного объекта – сейчас может продолжаться десятки часов. Марина Чукалина поясняет: "Если одно измерение длится так долго – следовательно, стоит дорого и проводить его не всегда целесообразно, ведь можно найти более дешевый способ анализа внутренней структуры. Применение нашей технологии позволяет экономить время и, следовательно, снижает себестоимость одного нанотомографического измерения".

Smart Engines готовится к выводу КТ на международный рынок

Запатентованный в США метод контролируемой томографической реконструкции был разработан учеными кандидатом технических наук Константином Булатовым, генеральным директором Smart Engines кандидатом технических наук Владимиром Арлазаровым, начальником отдела томографии Smart Engines кандидатом физико-математических наук Мариной Чукалиной, техническим директором кандидатом физико-математических наук Дмитрием Николаевым и кандидатом технических наук Алексеем Бузмаковым еще в 2020 году во время работы над первой версией программного продукта Smart Tomo Engine.

Smart Engines выпустила Smart Tomo Engine в 2021 году. SDK может быть установлен на эксплуатируемые лабораторные томографы для замены штатного ПО или в новые аппаратно-программные томографические комплексы. В декабре 2022 года Smart Tomo Engine была внесена в реестр отечественного ПО. В 2023 году вышло обновление Smart Tomo Engine.

На текущий момент Smart Tomo Engine включает три компонента – сборник проекций и передачи их в реконструктор, собственно реконструктор и технология анализа результатов, рассказал Владимир Арлазаров. "Сейчас мы работаем над тем, чтобы включить в Smart Tomo Engine блок управления. Он необходим для проведения классических экспериментов в томографии с использованием запатентованной технологии", – добавил он.

Smart Engines, вот уже более четырех лет занимающаяся разработкой ПО для томографов и проинвестировавшая в это направление свыше 200 млн рублей, в дальнейшем намерена интегрировать новую технологию в свои продукты и продвигать их как в России, так и за рубежом.

Рынок компьютерных томографов в мире растет: ежегодно он увеличивается в среднем на 7,10%. В 2021 году он был оценен в 41,7 млрд долларов США и, как ожидается, достигнет 77,3 млрд долларов США к 2030 году. Лидером среди регионов является Северная Америка, на которую приходится свыше 30% глобальной выручки. "Рынок КТ ждет бурный рост благодаря увеличению количества проектов в медицине и развитию нового рыночного сегмента – промышленной томографии", – уверен генеральный директор Smart Engines к.т.н. Владимир Арлазаров.

Этот патент США стал первым изобретением в области КТ, полученным учеными Smart Engines в Штатах. Всего компания уже получила 5 патентов США на изобретения связанные с искусственным интеллектом. В России у Smart Engines зарегистрировано 9 патентов и 40 полезных моделей.