ПЭТ-сканер ловит вспышки света, которые возникают, когда введённая в тело радиоактивная метка встречается с электронами тканей. Обычно прибор лишь отмечает, где вспыхнуло. Но между рождением метки и вспышкой есть пауза — крошечная, в миллиардные доли секунды. В этой паузе успевает образоваться и распасться позитроний: короткоживущая пара из электрона и его античастицы, позитрона. Время жизни такой пары зависит от того, что её окружает: в плотной среде она гаснет быстрее, в рыхлой — медленнее. Значит, если измерить эту паузу в каждой точке, получится карта не просто «где», а «в каком химическом окружении».

Проблема в объёме данных. Чтобы построить объёмную карту, нужно учесть миллионы возможных комбинаций «детектор-время», но реально прибор регистрирует лишь малую их часть. Авторы работы предложили не хранить в памяти компьютера все мыслимые варианты, а оставить только те, что действительно встретились в измерениях. Так модель становится лёгкой, но не теряет точности: статистика Пуассона (закон редких событий) сохраняется.

Дальше в дело вступает байесовский подход: для каждого вокселя (объёмного пикселя) скорость затухания оценивается по формуле, которая обновляется с каждым новым событием, как счёт в игре, где каждое очко — зарегистрированный распад. Формула замкнутая, то есть ответ получается сразу, без долгих итераций. На компьютере с обычным процессором карта из 234 375 вокселей была построена примерно за три секунды — против минуты с лишним у прежнего метода.

Быстрота расчёта открывает дорогу в клинику: врач сможет получать не только анатомическую картинку, но и карту химической активности тканей за время, пока пациент ещё лежит на столе. А значит, видеть не просто опухоль, но и её «характер» — насколько агрессивна среда вокруг неё.