Сосуды внутри черепа похожи на серпантин горной дороги — крутые повороты, сужения, неожиданные изгибы. Когда в таком серпантине возникает пробка, кровь перестаёт нормально поступать к мозгу. Чтобы предсказать беду, врачам нужно видеть весь поток целиком: где он ускоряется, где закручивается в водоворот. Полную картину даёт специальная МРТ, похожая на замедленную киносъёмку жидкости. Но такой аппарат есть не в каждой больнице, да и обследование на нём — долгое и дорогое.
Куда проще сделать быстрый замер — как бросить несколько поплавков в реку и записать их скорость в отдельных точках. Именно так работают УЗИ-датчики и томография: они дают редкие, отрывочные цифры. Беда в том, что восстановить по этим крохам всё течение в извилистом русле — задача почти безнадёжная. Обычные нейросети здесь спотыкаются: в одном месте угадали, в другом ошиблись на треть, а на крутом изгибе выдают полную чушь.
Новый подход напоминает работу реставратора, который восстанавливает фреску по немногим уцелевшим фрагментам. Сначала он намечает общие контуры — плавные линии, крупные фигуры. Это делает основная сеть, похожая на ромбовидную рамку: она ловит медленные, пологие изменения потока. Затем в дело вступает вторая сеть — широкая и глубокая, как набор тонких кистей. Она дорисовывает быстрые завихрения и резкие перепады у стенок, которые возникают именно из-за сложной геометрии сосуда. Обе сети работают параллельно и поправляют друг друга — отсюда и название «двойная коррекция».
Чтобы нейросеть не фантазировала там, где данных почти нет, авторы добавили особое требование гладкости. Они заставили её следить, чтобы соседние точки не расходились слишком резко, — примерно как реставратор добивается, чтобы цветовой переход на стыке мазков был незаметен. Это математическое условие основано на разложении Тейлора — способе предсказывать поведение кривой вблизи известной точки. С ним сеть даже по трём-четырём замерам восстанавливает весь трёхмерный танец крови в настоящем сосуде, скопированном с компьютерной томографии пациента. Ошибка оказалась в разы ниже, чем у прежних методов, и картина течения физически достоверна — ни один водоворот не нарушает законы гидравлики.
Внутренняя сонная артерия делает внутри черепа почти полную петлю — этот участок называют «каротидным сифоном». Считается, что такая форма смягчает пульсовой удар от сердца, защищая нежные сосуды мозга.