Рак молочной железы — злокачественное образование молочной железы, наиболее частая форма рака у женщин (21,1% в структуре женской онкозаболеваемости). В 2017 году в РФ было выявлено 70 569 случаев РМЖ, почти на 20 000 случаев больше, чем в 2007 году.

Сотрудники Научно-исследовательского вычислительного центра МГУ получили Евразийский патент «Способ получения 3D ультразвуковых томографических изображений и устройство для его осуществления». Патент стал результатом длительных исследований, направленных на разработку принципиально нового типа томографа, использующего ультразвуковые источники излучения. Такие томографы имеют широкие возможности и перспективы использования. 

Одним из основных приложений этой технологии является создание ультразвуковых томографов для ранней дифференциальной диагностики онкологических заболеваний молочной железы. Экспериментальный вариант 3D ультразвукового томографа для диагностики новообразований молочной железы установят в Медицинском научно-образовательном центре МГУ.

В настоящее время смертность от рака молочной железы находится на первом месте среди всех онкологических заболеваний у женщин. В 2020 году на рак молочной железы пришелся каждый восьмой новый случай рака в мире и каждый четвертый — среди женщин: это заболевание диагностировали у 2,3 млн человек, 685 тысяч от него скончались. Доля лиц с поздними стадиями заболевания (III–IV степени) среди первичных больных недопустимо высока и составляет более 40%. Ультразвуковой томограф предназначен для регулярных многократных обследований с целью выявления заболевания раком на самой ранней стадии.

В медицинских исследованиях томографические методы уже давно используются для диагностики. Наиболее информативным томографическим методом для диагностики рака молочной железы является позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ). Недостатком этого метода является необходимость использования изотопа. 

Как следствие, позитронно-эмиссионные томографы нельзя использовать для регулярных многократных обследований. Аналогичные проблемы существуют с использованием КТ и МРТ. Разрабатываемые ультразвуковые томографические методы, в отличие от существующих томографических методов ПЭТ, КТ и МРТ, безвредны для человека и могут использоваться для регулярных обследований.

Одной из основных проблем в создании ультразвуковых томографов является разработка эффективных высокопроизводительных алгоритмов решения полностью трехмерных нелинейных обратных задач ультразвуковой томографии. В отличие от разработок США, Германии авторами настоящего исследования обратная задача рассматривается как трехмерная коэффициентная обратная задача для волнового дифференциального уравнения, учитывающая эффекты дифракции, рефракции, переотражения волн и эффекты поглощения ультразвука. Волновое поле регистрируется на цилиндрической поверхности, внутри которой находится исследуемый объект. 

Используя всю совокупность экспериментальных данных, реконструируются функции скорости ультразвуковой волны и коэффициента поглощения как функции трех пространственных координат. В основе разрабатываемых алгоритмов лежат полученные авторами формулы для прямого вычисления градиента функционала невязки. Предложен эффективный поэтапный итерационный метод приближенного решения обратной задачи.

В настоящее время авторами патента разрабатывается экспериментальный вариант 3D ультразвукового томографа для диагностики новообразований молочной железы, который установят в Медицинском научно-образовательном центре МГУ для дальнейших клинических испытаний.

Источник: ( https://klinikarassvet.ru/patients/zabolevanija/rak-molochnoy-zhelezy/ ),