Ученые из медицинских центров Массачусетса, Гарварда и Корнелла, а также Тулузского университета (Франция) представили алгоритм шумоподавления, вдохновленный квантовой механикой. Его задача — избавлять медицинские изображения от помех, не теряя важных деталей. Итоги исследования описаны в журнале AIP Advances.
Шум на МРТ или УЗИ может скрыть мелкие анатомические структуры и помешать врачу поставить точный диагноз. Существующие методы фильтрации уже помогают улучшать снимки, но они плохо справляются со сложными «рваными» паттернами шума и требуют ручной настройки, что замедляет работу.
В новом подходе авторы перенесли в медицину математику, описывающую поведение частиц в пространстве. В физике есть явление локализации — когда колебания частиц остаются «прижатыми» к одной области, а не разлетаются. На изображениях можно представить похожую картину: четкие детали анатомии — это локализованные области яркости, а шум — размытые и рассеянные пиксели.
Алгоритм автоматически отделяет сигнал от шума, основываясь на различиях в их «поведении», и делает это без сложной подгонки параметров. Разработчики подчеркивают, что метод работает интуитивно и предсказуемо: физические принципы сами «разруливают» картинку, убирая лишнее.
Интересно, что такая математика универсальна. Те же принципы локализации и диффузии, которые очищают медицинские снимки, могут использоваться и для повышения эффективности квантовых вычислений. По мере роста масштабов таких систем это может дать ощутимый выигрыш в скорости и точности.
Ранее Наука Mail рассказывала, что, согласно новому исследованию, после внедрения ИИ врачи стали чаще пропускать патологии.
