Протонный луч — как снайперская пуля: он отдаёт основную энергию в строго заданной точке, почти не задевая ткани на входе. Но за 4–6 недель лечения опухоли головы и шеи мишень смещается: человек худеет, опухоль сжимается, меняется осанка. Снайпер целился в одно место, а цель уже ушла.
Обычный выход — раз в неделю делать контрольную компьютерную томографию и пересчитывать план. Это занимает около недели и добавляет пациенту дозу облучения от самого сканирования. Группа исследователей предложила иной путь: построить «цифрового двойника» пациента. Берут исходный снимок человека и снимок другого пациента, который уже прошёл часть лечения. С помощью двух последовательных совмещений изображений программа выясняет, как изменилась анатомия у «донора», и переносит эти изменения на нового больного — так получается предсказанный снимок на день лечения.
На 88 пациентах с тремя контрольными КТ у каждого предсказанные снимки совпали с реальной анатомией дня лечения заметно лучше, чем исходный план. Совпадение формы органов улучшилось на пятую часть, ошибка в числах КТ снизилась почти на четверть. Самый большой выигрыш — у тех, чьё тело изменилось сильнее всего. У пациентов со стабильной анатомией предсказание почти не отличалось от исходного снимка. Так цифровой двойник заранее готовит снайпера к тому, куда сместится цель.
Пик Брэгга был открыт в 1903 году Уильямом Брэггом, когда он облучал альфа-частицами тонкие слои слюды. Сейчас этот эффект — основа протонной терапии, позволяющая облучать опухоль, почти не задевая кожу на входе.
В сериале «Пространство» (The Expanse) медицинские капсулы сканируют тело и мгновенно подстраивают лечение под текущее состояние — цифровой двойник делает первый шаг к такому будущему.