Персональные инструменты
 

ВНИМАНИЕ: Вот настоящая нейрохирургия



International Science Grid This Week, 9 июля 2008.


K новым рубежам

Сложная система артерий, капилляров и вен, пронизывая каждую клеточку вашего мозга, снабжает энергией тот замечательный орган, который позволяет нам думать. Если форму описанной сети у каждого человека можно в главном считать одной и той же, то в деталях у каждого она уникальна. Для нейрохирургов разобраться в этом совсем не просто.

Программная система HemeLB – это средство обработки трехмерных изображений нового типа, существенно опирающееся на грид-компьютинг. Эта система способна изменить способы выполнения нейрохирургических операций. На конкурсе TeraGrid'08 по современной научной проблематике в Лас-Вегасе, США, она была отмечена специальной наградой.

Технология, используемая неврологами в настоящее время, позволяет отображать систему кровоснабжения пациента методами магниторезонансного сканирования. Как правило, это двумерные изображения, иначе говоря – срезы. Получение трехмерных изображений открывает для нейрохирургов принципиально новые возможности.

Система вычисления потоков крови HemeLB является базовым средством в более мощном инфраструктурном проекте GENIUS(Grid Enabled Neurosurgical Imaging Using Simulation, получение нейрохирургических изображений с помощью моделирования на базе инфраструктуры грида). Проект GENIUS разрабатывается группой британских ученых-программистов и нейрохирургов, работающих в институтах и университетах Лондона и Манчестера, а также в больнице неврологии и нейрохургии Лондона.

Используя HemeLB теперь возможно визуализировать и предсказывать изменения в кровоснабжении мозга у конкретных пациентов.

"Мы берем статические магниторезонансные изображения и снабжаем их метками с различными значениями. Это существенно повышает эффективность средств, с помощью которых врачи формулируют свои решения", сказал Peter Coveney из университетского колледжа в Лондоне.



Картография

Программа HemeLB обрабатывает MRI-изображения, реконструируя систему сосудов кровоснабжения, и строит карту специального вида. На этой карте изображаются топография кровеносных сосудов, скорость движения крови и давление, а также отмечаются те сосуды высокого давления, для которых высока вероятность появления в будущем признаков аневризмы. Область ненормально низкого давления может стать областью застойных явлений. Данная программа является также интерактивным средством и может делать предположения о том, как эти параметры будут изменяться в случае хирургического вмешательства (в случае терапевтической процедуры, когда в сосуд вводится преграда чтобы переадресовать кровеносный поток).

Пояснения к рисунку слева:
Развитие решателя HemeLB. В левом верхнем углу рисунка показан двумерный магниторезонансный срез головы человека, далее приводятся полученные из него изображения. Вверху справа: сначала трехмерная карта кровеносных сосудов с добавленными параметрами -:
скоростью и давлением. Затем (внизу слева) моделирование кровяного давления, желтые области соответствуют более высокому давлению. И последнее (внизу справа)подробная интерактиваная визуализация скорости крови
(Иллюстрация с разрешения Peter Coveney, университетский колледж, Лондон.).

"Когда хирург блокирует пораженный участок, он не может точно знать, как это повлияет на другие области мозга", - говорит Steven Manos из лондонского университетского колледжа. "Что хотелось бы сделать в этом случае – это провести виртуальную хирургическую операцию и посмотреть, каким изменениям будут подвержены давление и пути кровоснабжения в интересующих нас областях. Для хирургического планирования это было бы большой поддержкой".

Данное средство пока еще не является средством клинической практики; оно пока что тестируется и оценивается. Впрочем, можно ожидать его промышленное производство в ближайшем будущем.

"Нам бы хотелось видеть практическое применение HemeLB к концу 2008 года", сказал Coveney. "Инфраструктура для HemeLB готова: само средство разработано и вычислительные ресурсы обеспечены."

Проект GENIUS пользуется гридом и в смысле интероперабельности является трансатлантическим проектом: вычислительные ресурсы поступают как от TeraGrid'a в US, так и от Национальной грид-службы в UK .


—Danielle Venton, iSGTW