Вычислительное мышление: Метод решения сложных задач | страница 103

Рентгеновский луч, проходя сквозь тело, поглощается костной тканью. Поэтому в конкретной точке рентгенографической пластины мы получаем нечто похоже на объединение всех «кораблей» (участки, занятые костной тканью) на пути рентгеновского луча (можно сказать, на строке игрового поля). Итак, наш рентгеновский луч похож на последовательность чисел: строка А = 2, строка B = 0 и строка C = 0. Мы знаем, что луч, поступающий в позицию А, прошел через большее число костей (кораблей), чем лучи, прошедшие через B или C. Но мы хотим знать, как эти кости расположены по отношению друг к другу. Находятся ли они близко или же далеко? В обоих случаях рентгеновское излучение будет поглощено в одном и том же объеме. Но можно вращать источник рентгеновского излучения, как и наш детектор кораблей, вокруг пациента, начиная сверху, а не сбоку, и сделать еще один снимок. На этот раз на рентгенографической пластинке появится информация о форме: колонка 1 = 1, колонка 2 = 0, колонка 3 = 1 и колонка 4 = 0.

Можно взять два рентгеновских луча и объединить полученные данные с помощью операции которая называется так потому, что в некотором смысле обратна операции прямого проецирования. Так же, как детектор кораблей мог определить, в какой части сетки игрового поля находятся корабли, эти математические вычисления сообщат вам, где в теле расположены кости. И для этого необязательно делать две сканограммы — при вращении источника рентгеновского излучения вокруг тела получаются сканы различных срезов под разными углами. Затем проводят обратное проецирование и объединяют данные. Таким образом получают высококачественное изображение тонкого среза человеческого тела.

Этот метод называется Первый коммерческий успешный томограф, так называемый «сканер EMI», был разработан для звукозаписывающей компании Thorn EMI еще в 1960-е гг. Рассказывают, что компания финансировала дорогостоящие медицинские исследования на деньги, которые заработала на группе «Битлз» (возможно, самая успешная и влиятельная музыкальная группа за всю историю). Им нужно было потратить огромные деньги! Математические основания обратной проекции существовали уже давно. Однако пока не были разработаны способы их применения в медицине и, что более важно, пока не появились персональные компьютеры, на которых можно было бы производить математические расчеты в разумное время, все эти достижения оставались без внимания и никто не подозревал о связанных с ними революционных возможностях.