Сегодня - 22.10.2020

Фокус взгляда

29 сентября 2015

Научный сотрудник Института математики им. С. Л. Соболева СО РАН кандидат физико-математических наук Василий Александрович Дедок разрабатывает программу для определения оптимальных параметров хрусталика глаза.

 
 
Катаракта глаза — заболевание распространённое, особенно у пожилых людей. При нём вследствие тех или иных причин мутнеет хрусталик, что вызывает различной степени расстройства зрения, вплоть до полной его утраты. Метод лечения для всех одинаковый: извлечь эту важную «деталь» глаза и на её место имплантировать интраокулярную линзу. В мире ежегодно проводится около 10 миллионов подобных операций. 
 
Натуральный хрусталик имеет способность перестраиваться — менять в свою форму в зависимости от того, далеко или близко фокусируется взгляд. Интраокулярная линза же такими возможностями не обладает, поэтому перед врачом стоит задача подобрать нечто «среднее», чтобы пациент более-менее хорошо видел на разных расстояниях. Однако, существующие методы такого выбора дают достаточно большую погрешность. Учёные из Института математики им. С. Л. Соболева СО РАН предлагают автоматизировать процесс при помощи специальной программы, которая всего за несколько минут подбирала бы линзу оптимальных параметров, и  к тому же — показывала пациенту, как он будет видеть после «выздоровления».
 
«К этому исследованию мы пришли достаточно случайно. Получилось так, что я познакомился со специалистом из МНТК «Микрохирургия глаза» им. С. Н. Федорова, непосредственно занимающимся подобными вещами. Он описал, что у них есть определённые инструменты, которыми они пользуются, но хочется сделать лабораторию, где врач мог бы крутить какие-то ручки и тут же, в режиме реального времени, показывать пациенту, что произойдёт после операции, — рассказывает Василий. — Существуют некоторые табличные данные, по ним точность примерно в пол диоптрии считается хорошим результатом. Но люди все индивидуальны, и хотелось бы сделать так, чтобы повысить это значение, по крайней мере, в половину.  На расстоянии в пару метров  зрение пациентов, прошедших операцию, функционирует хорошо, а потом эти пол диоптрии дают о себе знать. Соответственно, хочется дать человеку возможность видеть дальше и лучше. В этом и заключается суть проекта».
 

Программа позволит подбирать оптимальные параметры, ориентируясь, в том числе и на род деятельности человека. Ели он имеет дело с большими расстояниями (например, водитель), можно подкрутить значения таким образом, чтобы зрение вдаль было немного лучше. А если работает в основном с документами и компьютером, для него, понятное дело, более важно чётко видеть то, что находится вблизи.

 
Василий ДедокДемонстрационная часть разработки тоже очень важна. Когда пациент идёт на что-то неизвестное, всегда есть страх: «а вдруг не получится?». Здесь же у него будет возможность увидеть результат заранее. Поначалу картина на экране мутная, но врач вращает ручкой, и постепенно она становится всё более отчётливой (для человека с катарактой разница будет не так очевидна, но, например, его родственник скажет: «да, всё стало гораздо лучше»).
 
Существуют достаточно разработанные математические алгоритмы по построению фотореалистичных изображений. Лаборатория, занимающаяся этой темой, есть, например, в Институте вычислительной математики и математической геофизики СО РАН. Однако здесь немного другая проблема: нужно не просто построить картинку по каким-то параметрам, а, наоборот, подобрать параметры, которые дают её наиболее чётко. Алгоритм, который позволяет находить нужные значения — это, собственно, и есть та часть проекта, которая требует разработки. 
 
«Здесь мне помогает моя прямая специальность: я работаю в Институте математики СО РАН в лаборатории волновых процессов и занимаюсь обратными  задачами математической физики. Обычно люди сталкиваются с прямыми: например, нужно рассчитать расстояние, на которое улетит камень, брошенный под заданным углом к горизонту. Обратная же заключается в противоположном: нужно сказать, под каким углом был брошен камень. Более жизненным её примером является задача томографии, когда компьютер восстанавливает структуру тканей человека, — объясняет учёный. — Подход к глазу примерно такой же — мы знаем конечное наблюдение, а конкретные параметры, от которого оно зависит, нам неизвестны. Собственно, обратная задача заключается в том, чтобы по уже имеющимся данным найти их».
 
В конечном итоге разработка будет представлять собой программный продукт для практического применения. Образно говоря: у врача-офтальмолога есть база линз, он введёт параметры глаза пациента в систему, и она подскажет ему, хрусталик с какими характеристиками нужно выбрать в данном конкретном случае.
 
На сегодняшний день уже созданы  алгоритмы по построению точных изображений, и сейчас разрабатываются алгоритмы по подбору оптимальных параметров.  «У нас пока нет договорённости с МНТК «Микрохирургия глаза». Ведутся разговоры на уровне людей, а не организаций, но если результат будет удовлетворительным, получится именно то, чего мы хотим, можно выходить на следующий уровень. У меня есть большое  желание внедрить разработку в жизнь, чтобы этот проект не «осел на полке», — говорит Василий Дедок.
 
Диана Хомякова
 
Фото (анонс, 1) — кадр из фильма «Я-начало», (2) — автора
 
Ваша оценка: Нет Средняя: 5 (1 vote)
Поделись с друзьями: 

Система Orphus