Когда протонный пучок влетает в тело пациента, он тормозится и рождает поток нейтронов — как камешек, брошенный в воду, разбрасывает брызги. По этим нейтронам врачи проверяют, на какой глубине остановились протоны, чтобы облучение попало точно в опухоль, а не в здоровые ткани.
Но расчёт такого «нейтронного дождя» на компьютере — долгая история: полное моделирование одного пучка может занять часы. Учёные предложили заменить медленный расчёт нейросетью, которая учится на готовых примерах и выдаёт карту нейтронов за 23 секунды. Ошибка предсказания — около 7% для протонов и 14% для нейтронов, а совпадение пространственных распределений — почти 100%.
Такой быстрый расчёт поможет не только проверять точность облучения, но и оценивать дозу от нейтронов — а это важно для безопасности пациента. В будущем метод можно расширить на другие частицы, которые рождаются при облучении.
Нейтроны, рождающиеся при протонной терапии, сами по себе тоже облучают тело, поэтому их распределение нужно учитывать, чтобы не навредить здоровым тканям.