Serca widoczne jak na dłoni

„Obraz jest niewiarygodny. Zupełnie jakbyśmy stali nad otwartą klatką piersiową i spoglądali na bijące serce” – mówi kardiolog dr Bijoy Khandheria. – Tradycyjne techniki ultrasonograficzne pozwalają na obrazowanie serca, choć mniej szczegółowo niż byśmy sobie tego życzyli. Obserwujemy serce warstwa po warstwie, a następnie staramy się w wyobraźni poskładać je, żeby zobaczyć organ w całości. Zawsze jednak wiąże się to z pewnym stopniem niepewności co do tego, jak on w rzeczywistości wygląda” – tłumaczy kardiolog.

Dane przetwarzane zaledwie w sekundę

Oprogramowanie o nazwie cSound tworzy obraz ludzkiego ciała wykorzystując praktycznie nieograniczoną ilość danych. Nie pozbywa się danych, których nie jest w stanie przetworzyć, jak ma to miejsce w przypadku tradycyjnej technologii, lecz zapisuje je w pamięci urządzenia. Zespół naukowców GE stworzył algorytmy, które najpierw przetwarzają i analizują wszystkie przechowywane w pamięci informacje, a następnie wybierają najlepsze sygnały z dokładnością co do pojedynczego piksela.

Możliwości obliczeniowe cSound pozwalają dokonywać obrazowania w czasie rzeczywistym, w zaledwie jedną sekundę przetwarzając ilość danych odpowiadającą pojemności dysku DVD. Oprogramowanie zaprojektowano z wykorzystaniem metod przetwarzania danych stosowanych w superkomputerach oraz przekaźników i odbiorników stosowane w radarach, aparatach sejsmologicznych i technologiach WiFi.

Jak sonary w łodziach podwodnych

Nowoczesny ultrasonograf wysyła wiązki fal dźwiękowych o wysokiej częstotliwości niesłyszalnej dla ludzkiego ucha. Rozprzestrzeniają się one po ciele, a ich echo rejestrowane przez aparat pozwala określić kształty narządów wewnętrznych.

Technologia ta działa na podobnej zasadzie jak sonary w łodziach podwodnych. Metoda ta świetnie nadaje się do zbadania, jak poważny jest wyciek krwi w okolicach zastawki, co pozwala ocenić, z jak poważnym problemem mamy do czynienia. „Jakość obrazu jest niemal dokładnie taka sama, jak gdybym oglądał zastawkę obracając ją w palcach. To źródło nieocenionej wiedzy dla chirurgów przygotowującym się do operacji” –mówi dr Khandheria.

Inspiracją dla stworzenia cSound był system ultrasonograficzny 4D wykorzystywany do obrazowania płodu podczas ciąży. „Obydwa algorytmy są podobne, choć istnieją między nimi znaczące różnice” – wyjaśnia Erik Steen, jeden z informatyków GE pracujących nad cSound. – Przy obrazowaniu płodu w 4D celem jest uzyskanie jak najbardziej gładkiego obrazu skóry. Tymczasem kardiolodzy chcą dostrzec różnice w tkance serca. Dlatego też specjalnie dla nich stworzyliśmy kolorystyczne mapy, które spełniają właśnie tę funkcję”.

Nowoczesne oprogramowanie ultrasonograficzne jest już wykorzystywane m.in. przez lekarzy z Aurora St. Luke’s Medical Center w Milwaukee w stanie Wisconsin.