Знаменитое компьютерное приложение Google Maps помогает по-разному взглянуть на планету, на которой мы живём. Двигая мышкой шкалу масштабов, пользователь может увидеть свой дом на улице, затем улицу в районе и городе, город — в стране, страну на континенте и, наконец, континент на Земле.
Как показывают результаты нового исследования, аналогичный подход можно использовать не только в географии, но и в анатомии. Учёные разработали алгоритм, который позволит в разных масштабах рассмотреть человеческое тело.
Ведущий автор исследования Мелисса Нот Тейт (Melissa Knothe Tate) из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии представила алгоритм на встрече Международного ортопедического сообщества (Orthopedic Research Society meeting), которая прошла в Лас-Вегасе.
По словам разработчиков, новая технология визуализации позволит "заглянуть внутрь" человеческого тела, рассматривая его в мельчайших подробностях. Более того, программа обеспечит лёгкость мгновенного масштабирования, к которой привыкли все пользователи Google Maps.
В основу новой технологии визуализации легла методика, изначально разработанная компанией Zeiss для сканирования поверхности кремниевых пластин и поиска дефектов на них. Она уже широко используется в микроэлектронике и, будучи адаптированной под сканирование человеческого тела, может составить серьёзную конкуренцию популярной ныне магнитно-резонансной томографии (МРТ).
"Говоря на языке Google-карт, МРТ позволяет лишь увидеть страны Европы или Северной Америки. Но наше приложение поможет разглядеть отдельные дома на улицах городов", — поясняет Нот Тейт в пресс-релизе.
В ходе работы над технологией учёные столкнулись с определёнными проблемами. Дело в том, что одна карта человеческого тела является суммой огромного числа снимков, демонстрирующих как сантиметровые суставы в скелете человека, так и нанометровые молекулы питательных веществ, проникающих в отдельные клетки. Все эти изображения представляют собой невообразимо большую базу данных, которую трудно не только обрабатывать, но и хранить.
Поэтому Нот Тейт и её коллеги позаимствовали у Google Maps особый алгоритм, позволяющий "подшить" все изображения в единую базу данных, и демонстрировать, то есть загружать их в масштабируемой картинке, исключительно по запросу пользователя. Это позволяет не выгружать с сервера те снимки, которые ещё не были запрошены, и показывать человеку только то, что ему необходимо увидеть в рассматриваемом масштабе.
Разработчики уверены, что подобные масштабируемые карты человеческого тела позволят найти новые подходы к лечению заболеваний. К примеру, изучить биохимические процессы, протекающие на фоне перелома, или исследовать взаимодействия питательных веществ, поступающих извне, с различными тканями организма.
Правда, пока австралийские медики смогли подшить воедино лишь снимки бедренного сустава человека (группа профессора Нот Тейт занимается изучением болезней бедра и остеоартроза). Учёные исследуют взаимодействие различных видов тканей между собой (мышечной, костной, крови и лимфы), как на работу сустава влияют движения и вес человека. Новый алгоритм позволяет им узнать больше о многих сложных процессах. Нот Тейт надеется, что в дальнейшем аналог Google-карт пригодится и в других медицинских сферах.
