Врачебный вопрос – инженерный ответ

• Как собиралась команда
• Короткой дорога не будет
• «Подготовленный спектакль»
• Котики и наука
• Незнакомые глаза
• От макета к системе
• Инженеры, время и любовь
• Вернуться к врачам
• Опытный – значит не готовый

Как собиралась команда

Пациента доктора Слепых звали Антон. Много лет он занимался алгоритмами и компьютерным моделированием, а желание глубже погрузиться в офтальмологию, как это часто бывает, возникло из-за личных обстоятельств.

О разговоре с Константином и задаче модернизации щелевой лампы Антон рассказал Ивану, инженеру-конструктору, которого знал по прежней работе. Иван идеей загорелся. Нужно было разобраться со схемой хода лучей, подобрать объектив, сделать переходник и заставить несколько компонентов работать как одно устройство.

Так решалась первая совместная инженерная задача, в которой врач-офтальмолог мог сформулировать, что ему нужно в реальной работе, а инженеры хотели найти способ это сделать. Это еще не был «ПИКАР»*. Иван вспоминает об этом без особого героизма: «Мне всегда нужен был драйв и что-то новое. Скучный инженерный драйв».

Щелевую лампу удалось собрать и настроить. И тогда Константин предложил задачу другого масштаба: попробовать сделать собственный портативный инфракрасный авторефрактометр.

На разработку Слепых с самого начала смотрел со стороны реального приема: как бы далеко обсуждение ни уходило в оптику, электронику и алгоритмы, первичным оставался практический смысл – что изменится для врача-офтальмолога, когда перед прибором окажется обычный пациент? Будет ли измерение удобным, устойчивым и понятным при выполнении?

«Сделать свой прибор» – легко сказать. Сначала нужно было разобраться, как именно. В одном устройстве должны встретиться оптика и камера, инфракрасная подсветка, электроника, калибровка, механика, обработка изображения, интерфейс. Недостаточно заставить все это однажды заработать в условиях лаборатории. Прибор должен выдавать устойчивый результат, ко­гда перед ним находится обычный человек, а условия отличаются от тех, которые разработчики заранее приготовили для эксперимента.

Команде быстро стало понятно: одной большой задачи здесь нет. Есть множество маленьких, связанных между собой, и решение одной почти неизбежно меняет условия для выполнения другой. Работа кипела в лабораториях, медицинских кабинетах, офисах и даже дома.

Спустя несколько лет исследовательская деятельность обрела вполне материальное воплощение: первый рабочий макет был без аккуратного корпуса, с кольцом инфракрасной подсветки, открытой электроникой, проводами и временными креплениями. Несовершенный, но работающий.

Самый первый макет «ПИКАРа»

Иван позднее сказал: «Оказывается, что для взрывного эффекта надо всего лишь собрать в одном помещении нескольких подходящих людей».

Короткой дорога не будет

Разработка прибора началась в 2023 году: в архиве команды сохранились аппаратные сборки, инфракрасные изображения, модели, платы и испытательные стенды. Официально же Научно-производственная лаборатория (НПЛ) «Интерра» появилась 26 ноября 2024 года.

Одним из ранних ориентиров стал plusoptiX – серийный прибор, построенный на известном принципе фотоскиаскопии. Этот прибор имели в виду, разбираясь с отдельными решениями по подсветке и интерфейсу. Поначалу могло показаться, что если физический принцип известен, то значительная часть пути уже пройдена. 

Знать, почему возникает нужная оптическая картина, не равно научиться стабильно воспроизводить ее в собственном устройстве. Нельзя просто повторить размеры нескольких деталей и получить работающий прибор. Приходилось заново разбираться, как связаны подсветка, оптика, камера и обработка изображения, что произойдет с результатом, если изменить хотя бы один из этих элементов.

У собственной исследовательской платформы при этом было важное преимущество: ее можно было менять. Переставлять источники подсветки, пробовать другую оптику, менять режимы регистрации, сохранять исходные кадры и перестраивать алгоритмы обработки. То, что в готовом коммерческом приборе скрыто внутри законченной конструкции, в приборе «ПИКАР» оставалось доступным для эксперимента.

Команда проводила внутренние сравнительные измерения с plusoptiX и настольными авторефрактометрами. Несмотря на то что первые тестовые сравнения обнадеживали, еще рано было говорить о паритете или существенных выигрышах относительно существующих аналогов: для этого нужна независимая методика, достаточная выборка и статистическая проверка.

Первые конструкции Иван называет «практичными серыми кирпичами». Внешний вид этих макетов был далеко не главным: очередной макет должен был прежде всего отвечать на конкретный инженерный вопрос. Со временем менялись компоновки, корпуса становились сложнее, прямые линии уступали более удобной геометрии. Один из нынешних опытных образцов внутри команды получил имя «Пухляш».

Один из скучных серых кирпичей

Вместе с корпусами менялось и отношение к собственным решениям. Макет, на который потрачены месяцы работы, не обязан жить вечно. Если он помог проверить идею, обнаружить ошибку или показал, куда двигаться дальше, свою задачу он уже выполнил. Следующая версия могла начинаться почти заново, на фундаменте прошлых идей.

Макет, на котором отрабатывалось ПО и различные технические решения

«Подготовленный спектакль»

Но оказалось, что «железо» решало только половину задачи. Ее вторая половина состояла в получении инфракрасных изображений и тех результатов, которые программа должна была научиться в них видеть.

Сначала команда использо­вала классические методы компьютерного зрения: искала на изображениях характерные признаки, пробовала разные детекторы и различные способы описания оптической картины. Некоторые решения выглядели очень убедительно.

Нужно было только, чтобы пациент правильно сел перед стендом и его взгляд был направлен примерно туда, куда ожидала система, а также чтобы оператор выдержал нужное положение прибора и освещение при этом не мешало. И желательно, чтобы сама съемка проходила так же, как десятки предыдущих. В этих условиях все могло работать почти образцово.

Антон позднее назвал это «подготовленным спектаклем»: для демонстрации алгоритма такой «спектакль» еще можно поставить. Для прибора, который однажды должен оказаться в обычном врачебном кабинете, – уже нет. Пациент не обязан знать, как правильно вести себя перед экспериментальной установкой, а врач-офтальмолог не должен каждый раз воспроизводить лабораторные условия ради удачного кадра.

Был и более фундаментальный урок. Довольно долго команда неправильно интерпретировала часть оптической картины. Можно было продолжать настраивать стенд, менять параметры и пытаться заставить результат совпасть с ожиданиями, но проблема оказалась не в очередной настройке.

Ответ нашелся в научной статье. По словам Антона, после ее чтения разработчикам пришлось, образно говоря, «хлопнуть себя – и друг друга – по лбу».

Переломной для программной части стала весна 2025 года: тогда команда полностью перешла на глубокое обучение. Причина была не в желании добавить к описанию прибора слово «нейросеть». Нужно было от алгоритма, который отлично узнает подготовленную разработчиками «сцену», перейти к системе, способной работать с гораздо большим разнообразием реальных изображений.

Веко может закрыть часть зрачка. На изображении появится блик. Пациент немного изменит направление взгляда. Один кадр получится удачным, следующий – хуже. То, что для врача-офтальмолога выглядит обычной частью приема, для алгоритма превращается в новый вариант задачи. Чтобы научиться работать не только внутри «подготовленного спектакля», системе предстояло увидеть гораздо больше того, что происходит за пределами «сцены».

Котики и наука

В какой-то момент привычного набора человеческих глаз для внутренних экспериментов команде оказалось мало. Стало интересно посмотреть, что произойдет, если перед прибором окажется объект, заметно отличающийся от всего, с чем обычно работал алгоритм.

Так в НПЛ «Интерра» появились инфракрасные снимки кошачьих глаз – с такой же аккуратной инженерной разметкой, как на вполне серьезных кадрах экспериментальных глаз людей. Геометрия кошачьего зрачка заметно отличается от человеческой, поэтому для алгоритма это был заведомо необычный объект. Никаких медицинских выводов из эксперимента, разумеется, не делали. Кот в исследовательскую программу тоже официально не входил.

Кот – часть семьи – теперь в архиве проекта. Его взгляд говорит о многом

Для команды этот эпизод остался напоминанием о простой вещи: реальный мир редко выглядит именно так, как его представляли разработчики, когда готовили экспериментальный стенд и собирали первые данные. А кот, судя по сохранившемуся кадру, собственные выводы об эксперименте сделал гораздо раньше исследователей.

Незнакомые глаза

Использование кошачьего глаза было необычным экспериментом. Основная задача оставалась гораздо прозаичнее: научиться справляться с разно­образием человеческих глаз. Изображения одного глаза алгоритм анализировал сотни раз, а другого – впервые. Даже две серии кадров, снятые у одного человека, могут получиться разными.

Поначалу в базу данных для обучения включали изображения глаз сотрудников и знакомых. Но довольно быстро возникла очевидная проблема: если снова и снова показывать системе изображения глаз одних и тех же людей, однажды она может научиться узнавать не общие закономерности, а хорошо знакомые условия. Понадобились глаза, с которыми алгоритм еще не сталкивался.

Важно понимать, что на этом этапе речь шла не о регистрационных клинических испытаниях и не о доказательстве медицинской эффективности прибора «ПИКАР». Задачей было выяснить, сможет ли система работать с глазами, которые раньше не обрабатывала, или хорошо справляется только с уже знакомыми ей данными.

Получить изображения было только началом. Их нужно было разобрать, отсортировать, разметить и проверить. Неудачные случаи особенно ценились: они возвращали разработчиков к вопросу, что именно пошло не так.

Иногда ответ находился в алгоритме, иногда – в оптике. Случалось, что проблема была в качестве конкретной серии или в условиях съемки. Для команды плохой кадр постепенно переставал быть просто плохим кадром. Его анализ становился еще одним способом понять работу системы.

От макета к системе

По мере развития прибора «ПИКАР» команда несколько раз убеждалась: простое на схеме и простое в настоящем изделии – совсем не одно и то же. На каком-то из ранних этапов экспериментировали с архитектурой из нескольких камер и дополнительного датчика расстояния.

Система питания и управления – сердце «ПИКАРа»

На бумаге идея выглядела логично: чем больше информации получает система, тем лучше она должна понимать, что происходит перед ней. На практике каждый новый источник данных не только добавлял возможности, но и одновременно служил причиной возникновения дополнительных ошибок. Камеры нужно было согласовать между собой, датчик – с оптикой, а небольшие погрешности взаимного положения элементов начинали накапливаться дальше по цепочке.

Простое решение – не обязательно то, которое легче нарисовать или один раз реализовать. Скорее, им будет то, которое можно многократно собрать, откалибровать, проверить – и получить тот же результат.

Та же история повторялась с инфракрасной подсветкой. Недостаточно просто расположить светодиоды вокруг объектива. Важны геометрия, последовательность включения, стабильность, паразитные отражения, взаимное положение камеры и оптики. Один вариант хорошо работал на экспериментальном стенде, другой – неожиданно начинал зависеть от нагрева, третий – заставлял менять механику.

Осенью к команде присоединился Павел. Он взял на себя схемотехнику, печатные платы и прошивки, а Иван смог сосредоточиться на оптике, механике и конструкции прибора.

Платы системы подсветки. Свои, родные

Одна из ранних ревизий электроники, например, показала влияние теплового режима на работу подсветки. Узел пришлось переделывать. Никакой драмы: очередная версия выполнила свою задачу и уступила место следующей.

Павел формулирует критерий хорошей электроники просто: «Электроника и прошивки должны работать незаметно для пользователя. Он не должен задумываться об их существовании». В прототипе разработчик знает о каждом проводе и помнит почти все особенности конкретного экземпляра. Пользователю прибора это знание не нужно.

Пока существует один стенд, многое еще можно удерживать в памяти: какое положение элемента оказалось удачным, к какому режиму подсветки привык алгоритм, где в прошлый раз пришлось что-то поправить вручную. Когда экземпляров становится несколько, мало повторить сборку. Нужно воспроизвести и результат. Устройство должно пройти повторную калибровку и проверку без расчета на то, что рядом обязательно окажется человек, который помнит всю историю конкретно этого экземпляра. Именно здесь прототип начинает понемногу превращаться в технологию.

Причем разделить прибор «ПИКАР» на независимые части все равно не получается. Новый корпус немного меняет геометрию – приходится снова смотреть изображения. Меняется режим подсветки – нужно проверять данные. Новый алгоритм лучше справляется с одной группой кадров – важно убедиться, что он не испортил другую. Чем «взрослее» становился прибор, тем меньше в нем оставалось задач, которые можно было решить в одиночку.

Инженеры, время и любовь

Команда постепенно росла. Вместе с техническими задачами прибавлялась и работа, которая к технике напрямую не относилась. Переписка, документы, договоренности, грантовые процедуры, организация встреч, внешние вопросы – все это требовало внимания.

Значительную часть этой работы взяла на себя Любовь. Ее роль росла вместе с проектом. Если вопрос можно решить, не отвлекая технического специалиста от разработки, у него останется больше времени на оптику, электронику, механику или алгоритмы. Освобождение от организационной работы дало инженерам возможность уделять время самому прибору.

При этом привычной структуры, когда руководитель постоянно распределяет задачи и проверяет, кто чем занят, внутри НПЛ «Интерра» не сложилось. Вся команда работает удаленно, у людей разные ритмы и свои зоны ответственности. 

Внутренний принцип Любовь формулирует коротко: «Каждый контро­лирует себя сам». Это не означает, что контроля нет совсем. Он лишь постепенно перемещается внутрь самой работы: сотрудник отвечает не за присутствие перед руководителем, а за свою часть общего результата. Константина эта сторона восхищает едва ли не больше очередной версии прибора «ПИКАР».

В семье даже появилась шутка: жена говорит, что «Интерра» – «единственный твой бизнес, который работает сам». Сам, конечно, не работает. Просто значительная часть управления устроена так, что со стороны его почти не видно.

Вернуться к врачам

Несколько лет прибор «ПИКАР» существовал внутри команды, где каждый знал его историю. Разработчики помнили, почему у корпуса именно такая форма, зачем менялась подсветка, что означают странные кадры в архиве и сколько версий пришлось оставить позади. Участники исследовательской выборки – друзья и близкие сотрудников, которые время от времени помогали команде, – уже примерно представляли, перед каким устройством им предлагают снова сесть.

Но рано или поздно прибор предстояло продемонстрировать людям, которым ничего этого объяснять заранее никто не будет. Первый заметный показ состоялся 19 февраля 2026 года на выставке технологических разработок в рамках Дня Сколково в Санкт-Петербурге. «ПИКАР» оказался среди других технологических проектов перед экспертами, предпринимателями и людьми, не участвовавшими в его разработке. Для команды это была возможность впервые посмотреть на собственную работу чужими глазами. Но настоящая проверка должна была произойти в другой среде.

Май 2026 года. Конференция «День зрения» в Туле. На стенде НПЛ «Интерра» лежит небольшой прибор в светлом корпусе. Врачи-офтальмологи подходят, с интересом изучают, обсуждают с командой, предлагают, что еще стоило бы изменить. Для многих из них это была первая возможность рассмотреть прототип прибора «ПИКАР» вживую.

Момент, когда «ПИКАР» возвращается к врачам: прибор уже не объясняют его создатели друг другу, а показывают тем, для кого он задуман

Прибор брали в руки люди, которые не видели его предыдущих версий. И именно поэтому их замечания были особенно полезны.

Пока «ПИКАР» жил внутри команды, он отвечал на большинство вопросов, которые перед ним ставили его создатели: правильно ли работает подсветка, устойчив ли алгоритм, не изменилась ли геометрия, повторяется ли результат? Теперь вопросы начали задавать врачи-офтальмологи. И часть из них невозможно было предусмотреть заранее.

В 2026 году проект получил и внешнюю оценку. «ПИКАР» стал победителем конкурса «Старт-ИИ» Фонда содействия инновациям, благодаря чему было одобрено предоставление гранта на дальнейшую разработку. Позднее проект получил положительное заключение Экспертной коллегии Фонда «Сколково» на экспертном этапе.

Для небольшой команды это были важные вехи на пути. Но они не пре­вращали опытный образец в готовое медицинское изделие и не отменяли следующий список инженерных вопросов.

Опытный – значит не готовый

Сегодня «ПИКАР» – опытный образец портативного инфракрасного авторефрактометра. Устройство уже существует не только в виде схем, отдельных плат и лабораторного стенда. Его можно взять в руки, показать врачу-офтальмологу, получить изображение, провести измерение. Но работа еще не закончена. Команда продолжает дорабатывать конструкцию, электронику и программную часть. Технические условия и инструкция находятся в разработке, готовится документация для будущего регистрационного пути. Между работающим прототипом и серийным медицинским изделием остается еще немало шагов.

Теперь движение идет в обратную сторону: прибор должен все меньше требовать, чтобы врач-офтальмолог и условия приема подстраивались под него. Солнечный свет не должен превращать измерение в отдельный эксперимент. Ручная съемка не должна требовать движения, которому разработчик учился месяцами, а неудачная фиксация взгляда – проходить незамеченной. Для портативного устройства удобство здесь перестает быть только вопросом формы корпуса. Оно становится частью инженерной задачи.

Сейчас команда работает над устойчивостью к внешнему освещению. Другая задача – сделать ручную съемку комфортнее и менее требовательной к способностям оператора. Еще одно направление – автоматический контроль качества измерения: система должна вовремя заметить неправильную фиксацию взгляда или недостаточно хорошую серию кадров и подсказать, когда измерение лучше повторить.

Есть и менее заметная часть работы. Правильную последовательность действий должен суметь воспроизвести человек, который не участвовал в предыдущих сотнях экспериментов. Критерии проверки не могут зависеть от присутствия инженера, который помнит характер каждого отдельно взятого макета. То, что раньше передавалось словами и опытом, приходится превращать в описание процедуры, требования, правила и рекомендации, излагаемые в документации.

Команда исследует возможность со временем дополнить оценку рефракции анализом признаков, которые могут быть связаны с кератоконусом или катарактой. Пока это именно исследовательское направление, а не готовая диагностическая функция. Любой такой инструмент еще должен пройти собственный путь – от идеи и данных до отдельной проверки.

Возможность развивать «ПИКАР» программно для команды важна именно потому, что оптика, получение изображения и обработка данных здесь связаны в одной системе. Но каждая новая функция добавляет не только возможности, но и новые вопросы, на которые придется отвечать.

Антон конечную мотивацию формулирует гораздо проще. Константин с ним соглашается: «Хочется однажды увидеть, как прибором, который ты разрабатывал, массово пользуются люди, и убедиться, что он приносит пользу и помогает сохранять здоровье».

«Пухляш» на выставке

Итак, работа еще не окончена: предстоит проверять алгоритмы, собирать данные, делать конструкцию воспроизводимой, превращать накопленный опыт в правила и документы. В разработке редко наступает день, после которого можно сказать, что вопросов больше нет. Обычно меняются сами вопросы. 

Подготовлено по материалам, предоставленным НПЛ «Интерра»

© РА «Веко»

Печатная версия статьи опубликована в журнале «Современная оптометрия»  [2026. № 4 (181)].
Оформить подписку на бумажную версию – https://vekopress.ru/
Оформить подписку на электронную версию - https://magazine.ochki.com/

Наши страницы в соцсетях:

• vk.com/vekomagazine
• t.me/ochkinet