Фокус взгляда

Научный сотрудник Института математики им. С.Л. Соболева СО РАН к.ф.-м.н. Василий ДЕДОК разрабатывает программу для определения оптимальных параметров хрусталика глаза.

Катаракта глаза – заболевание распространённое, особенно у пожилых людей. При нём вследствие тех или иных причин мутнеет хрусталик, что вызывает различной степени расстройства зрения, вплоть до полной его утраты. Метод лечения для всех одинаковый: извлечь эту важную «деталь» глаза и на её место имплантировать интраокулярную линзу. В мире ежегодно проводится около 10 миллионов подобных операций.

Натуральный хрусталик имеет способность перестраиваться – менять свою форму в зависимости от того, далеко или близко фокусируется взгляд. Интраокулярная линза такими возможностями не обладает, поэтому перед врачом стоит задача подобрать нечто «среднее», чтобы пациент более-менее хорошо видел на разных расстояниях. Однако существующие методы такого выбора дают достаточно большую погрешность. Учёные из Института математики предлагают автоматизировать процесс при помощи специальной программы, которая всего за несколько минут подбирала бы линзу оптимальных параметров.

– К этому исследованию мы пришли случайно. Получилось так, что я познакомился со специалистом из МНТК «Микрохирургия глаза» имени Фёдорова, где непосредственно занимаются подобными вещами. Он описал, что есть определённые инструменты, которыми пользуются доктора, но хочется сделать лабораторию, где врач мог бы крутить какие-то ручки и тут же, в режиме реального времени, показывать пациенту, что произойдёт после операции, – рассказывает Василий. – Существуют некоторые табличные данные, по ним точность примерно в полдиоптрии считается хорошим результатом. Но люди все индивидуальны, и хотелось бы повысить это значение по крайней мере вполовину. На расстоянии в пару метров зрение пациентов, прошедших операцию, функционирует хорошо, а потом эти полдиоптрии дают о себе знать. Соответственно, хочется дать человеку возможность видеть дальше и лучше. В этом и заключается суть проекта.

Программа позволит подбирать оптимальные параметры, ориентируясь в том числе и на род деятельности человека. Если он, например, водитель, можно подкрутить значения таким образом, чтобы зрение вдаль было немного лучше. А если работает в основном с документами и компьютером, для него более важно чётко видеть то, что находится вблизи.

Демонстрационная часть разработки тоже очень важна. Когда пациент идёт на что-то неизвестное, всегда есть страх: «А вдруг не получится?». Здесь же у него будет возможность увидеть результат заранее. Поначалу картинка на экране мутная, но врач вращает ручкой, и постепенно она становится отчётливей.

Существуют математические алгоритмы по построению фотореалистичных изображений, разработанные, к примеру, в Институте вычислительной математики и математической геофизики. Однако в случае со зрением нужно не построить картинку по каким-то параметрам, а, наоборот, подобрать параметры, которые дают изображение наиболее чётко.

– Здесь мне помогает прямая специальность: я работаю в Институте математики СО РАН в лаборатории волновых процессов и занимаюсь обратными задачами математической физики. Обычно люди сталкиваются с прямыми задачами: допустим, рассчитать расстояние, на которое улетит камень, брошенный под заданным углом к горизонту. Обратная же заключается в противоположном: нужно сказать, под каким углом брошен камень. Более жизненный пример – задача томографии, когда компьютер восстанавливает структуру тканей человека, – объясняет учёный. – Подход к глазу примерно такой же: мы знаем конечное наблюдение, а конкретные параметры, от которого оно зависит, не известны.

В конечном итоге разработка будет представлять собой программный продукт для практического применения. Выглядеть процесс будет так: у врача-офтальмолога есть база линз, он введёт параметры глаза пациента в систему, и она подскажет, хрусталик с какими характеристиками нужно выбрать.

– У нас пока нет договорённости с МНТК «Микрохирургия глаза»: ведётся обсуждение на уровне людей, а не организаций. Но если получится именно то, чего мы хотим, можно выходить на следующий уровень. У меня есть большое желание внедрить разработку в жизнь, чтобы этот проект не «осел на полке», – говорит Василий Дедок.

Диана ХОМЯКОВА, «Наука в Сибири»