Аружан Ибраева 
Нечеткое изображение сканирования сердца мало что скажет врачу, но ясный и качественный снимок может в деталях показать, насколько хорошо работает главный орган человека. Именно для этого ученые из Университета Миссури в Колумбии разработали новый мощный инструмент на основе искусственного интеллекта. Их модель под названием TagGen превращает МРТ-снимки сердца низкого разрешения в четкие, детализированные изображения, одновременно сокращая время сканирования на впечатляющие 90%. Это меняет правила игры для врачей и, что еще важнее, для пациентов, чьи жизни могут зависеть от результатов диагностики.
Процедура магнитно-резонансной томографии сердца часто занимает от 30 до 90 минут. В течение всего этого времени пациент должен лежать неподвижно и периодически задерживать дыхание, иногда на время более двадцати сердечных сокращений. Малейшее движение, даже дыхание, может смазать изображение и затруднить для врачей понимание того, что происходит внутри сердца. Проблема не только во времени, но и в риске получить недостаточно точную информацию, если снимки окажутся нечеткими.
При кардиологической МРТ используются так называемые «маркировочные линии» — тонкая сетка, накладываемая на изображение для отслеживания движения сердечной мышцы. Когда пациент дышит или двигается, эти линии размываются или исчезают, что мешает выявить ослабленные или поврежденные участки. Именно здесь на помощь приходит TagGen. Этот новый ИИ-инструмент, созданный совместно исследователями медицинского и инженерного факультетов университета, восстанавливает утраченные детали на размытых сканах, делая маркировочные линии и само изображение гораздо более четкими.
«Если у вас размытое изображение, существует очень мало способов восстановить мелкие детали или качество снимка, — объяснил ведущий исследователь Чанъюй Сунь. — Резкость выявляет очень важную информацию для клинического диагноза, например, наличие аномального движения или какой-либо дисфункции».
Технологически TagGen использует так называемую каскадную диффузионную модель сверхвысокого разрешения. Проще говоря, ИИ берет грубое изображение с низким разрешением и дорисовывает мелкие детали, работая послойно и добавляя все больше четкости. Эту модель разработчики объединили с методом параллельной визуализации, который позволяет собирать информацию быстрее, используя несколько каналов одновременно. Такой подход позволяет и ускорить сканирование, и исправить любые нечеткости на полученном изображении. Если раньше быстрое сканирование означало низкое качество, то с TagGen можно получить и скорость, и четкость.
Для пациентов это означает, что врачи смогут разглядеть даже самые незначительные аномалии в работе сердца, которые могут быть ранними признаками заболевания. Благодаря TagGen маркировочные линии остаются четкими даже при быстром сканировании. «Во время МРТ сердца пациентов просят задерживать дыхание, чтобы уменьшить движение грудной клетки и получить более четкие изображения, — отметил Сунь. — Теперь пациентам нужно будет задерживать дыхание всего на три сердцебиения. Эта технология приведет к улучшению диагностики и исходов лечения».
Перспективы TagGen выходят за рамки кардиологии. Быстрые и точные сканирования позволят больницам принимать больше пациентов, сокращая очереди, снижая затраты и уменьшая количество повторных процедур из-за плохого качества снимков. Технология может быть полезна и при исследовании других органов, которые смещаются во время сканирования, например, легких или желудка. Хотя для полного раскрытия потенциала системы необходимы дальнейшие исследования, первые результаты уже демонстрируют ее огромные возможности. Улучшенные сканы означают более качественную медицинскую помощь, а когда врачи видят ясно, они могут действовать быстро — и это может спасти жизни.