Картограф, который рисует маршрут через город, не вычерчивает каждый кирпич в стене. Ему хватает улиц, перекрёстков и расстояний. Так же и с расчётом дозы облучения при томографии груди: не нужна каждая клетка, достаточно верной общей картины.
Раньше для каждой пациентки строили цифровую модель груди из миллионов крошечных кубиков (вокселей), и компьютер перебирал их часами. Расчёт занимал около 27 часов. Это как если бы для поездки на другой конец города вы сначала изучали план каждой квартиры в каждом доме по пути.
Оказалось, что размер кубика в плоскости снимка влияет на дозу сильнее, чем его толщина. Если сделать кубики крупнее в 2,5–3 раза по ширине и высоте, доза меняется на 5–9%. А если увеличить только толщину среза в те же 2,5–3 раза, отклонение составит лишь 1–3%. Поэтому разрешение снижали неравномерно: сильнее по толщине, слабее в плоскости. Итоговый размер вокселя 0,30 × 0,30 × 3,00 мм³ удержал точность дозы в пределах 3,6–4,4% для всех четырёх образцов. Число кубиков при этом упало в 20–31 раз.
Полное время расчёта сжалось с 1600 минут до 72 минут. Это как если бы картограф вместо детального атласа взял туристическую схему и всё равно не заблудился.
Раньше было неясно, можно ли так огрублять модель груди для синхротронной фазово-контрастной КТ. Теперь ясно: можно. Метод пригодится в клиниках, где дозу нужно оценить быстро, до основного сканирования. Грубая карта оказалась не хуже подробной, зато в 22 раза быстрее.
Исходный фантом одной груди содержал до 95 миллионов вокселей, а после оптимизации их осталось около 3 миллионов. При этом разница в рассчитанной дозе составила меньше половины процента от целевого уровня облучения.