Контроль и анализ малых изменений на медицинском изображении, недоступных для восприятия зрением человека, позволяют обратить внимание на диагностически важные рентгенологические признаки, влияющие на правильную постановку диагноза. Цель исследования - разработка информационной технологии, облегчающей раннюю диагностику заболеваний по медицинскому изображению. Материалы и методы. Для контроля изменений на изображении мы использовали его преобразование, основанное на решении частного случая задачи о рюкзаке. Предложенное преобразование обладает высокой чувствительностью к любым изменениям изображения и позволяет наглядно фиксировать отклонения с высокой точностью. Медицинские изображения были получены с помощью метода конусно-лучевой компьютерной томографии. Результаты. Апробация информационной технологии на томограммах показала следующее: преобразованные изображения фрагментов здоровой костной ткани на различных участках челюсти имеют похожую форму и приблизительно одинаковый диапазон яркостей. Преобразованное изображение костной ткани после лечения имеет форму, близкую к форме преобразованного изображения здоровой костной ткани. Преобразованное изображение пораженной костной ткани имеет форму и диапазон яркостей, которые не совпадают с формой и цветом преобразованных изображений здоровой костной ткани и костной ткани после лечения. При этом преобразование медицинского изображения, полученного с помощью аппарата Planmeca ProMax 3D Classic (Финляндия), позволяет фиксировать изменения, которые могут составлять менее 0,0001% всего изображения. Заключение. Предлагаемый метод позволяет человеческому зрению на преобразованном изображении фиксировать изменения до одного пикселя, что невозможно сделать на исходном медицинском изображении. Увеличение цветового контраста преобразованного медицинского изображения позволяет выявить структуру анализируемого фрагмента медицинского изображения. Предлагаемый метод преобразования изображения может использоваться при ранней диагностике заболеваний и в других областях медицины.
Современные технологии в медицине
2021. — Выпуск 2
Содержание:
Цель исследования - оценить возможность выявления гетерогенности гепатоцитов по метаболическому статусу в нормальной печени с применением современных методов мультифотонной микроскопии и масс-спектрометрии. Материалы и методы. Степень гетерогенности гепатоцитов по общей метаболической активности оценивали с применением метода мультифотонной микроскопии на основе данных об интенсивности автофлуоресценции внутриклеточных кофакторов НАД(Ф)Н и ФАД. Гетерогенность гепатоцитов по интенсивности внутриклеточных метаболических процессов определяли с помощью метода время-разрешенного имиджинга (FLIM - fluorescence lifetime imaging) на основе данных о вкладах времен жизни флуоресценции различных форм кофактора НАД(Ф)Н. Методом времяпролетной масс-спектрометрии вторичных ионов (TоF-SIMS - time-of-flight secondary ion mass spectrometry) проведено исследование липидного и аминокислотного состава гепатоцитов. Результаты. Методом мультифотонной микроскопии выявлена гетерогенность гепатоцитов по общей метаболической активности. С применением FLIM установлена высокая степень гетерогенности по интенсивности процессов окислительного фосфорилирования, гликолиза и синтетических процессов (липогенеза, синтеза нуклеиновых кислот и пентозофосфатного пути). Методом TоF-SIMS выявлено наличие гетерогенности гепатоцитов по аминокислотному и липидному составам, что указывает на различную интенсивность синтетических процессов отдельных гепатоцитов. Кроме того, установлены различия в содержании PO3-ионов. Результаты TоF-SIMS-исследования согласуются с данными мультифотонной микроскопии и FLIM, подтверждая выявленную гетерогенность гепатоцитов по общей метаболической активности, а также по интенсивности внутриклеточных метаболических процессов. Заключение. Используемые в работе новейшие методы флуоресцентного биоимиджинга и масс-спектрометрии позволяют эффективно выявлять гетерогенность гепатоцитов по метаболическому статусу. Наличие гетерогенности необходимо учитывать при анализе ткани печени в различных состояниях с применением методов флуоресцентного биоимиджинга.
Ключевые слова
Одно из направлений исследований по преодолению нарастающей антибиотикорезистентности микроорганизмов - изучение возможности использования с этой целью бактериофагов. В связи c этим приоритетной задачей является создание и поддержание достаточной концентрации бактериофагов в зоне клинического интереса. При этом важное значение имеет не только исследование использования гидрогелей для создания депо бактериофагов, но и изучение возможности их комбинирования с антиоксидантом и обезболивающим веществом с целью стимуляции репаративного процесса. Цель исследования - оценить жизнеспособность и литическую активность бактериофагов in vitro при введении их в комплексное гидрогелевое раневое покрытие, в состав которого входят поливиниловый спирт как основа, фосфатный буфер, а также препараты лидокаин и янтарная кислота. Материалы и методы. Предложена методика введения бактериофагов в состав комплексного гидрогелевого раневого покрытия ex tempore. На стандартных питательных средах с газоном культуры тест-штамма Staphylococcus aureus определяли литическую активность бактериофагов в гидрогелевом раневом покрытии при следующих вариантах комбинации лекарственных средств: бактериофаги + янтарная кислота, бактериофаги + лидокаин и бактериофаги + янтарная кислота + лидокаин. Исследования литической активности бактериофагов проводили в срок от 1 до 7 сут с момента формирования гидрогеля. Результаты. Во всех вариантах образцов гидрогелевой пластины, созданной на основе раствора, содержащего бактериофаги, в период от 1 до 7 сут отмечено наличие жизнеспособных и литически активных бактериофагов, о чем свидетельствовали участки негативной колонии тест-культуры при микробиологическом исследовании. В первые трое суток при анализе образцов всех вариантов зафиксирована прозрачная зона лизиса тест-культуры без колоний вторичного роста. При анализе образца гидрогеля, содержащего вместе с бактериофагами янтарную кислоту и лидокаин, в тест-культурах начиная с четвертых суток отмечено наличие вторичных колоний микроорганизмов, т.е. литическая активность сохранялась, но была несколько снижена. Заключение. Использование бактериофагов в составе гидрогелей обеспечивает возможность их иммобилизации в зоне клинического интереса (раневой поверхности) с сохранением жизнеспособности и литической активности, в частности и при комбинации с янтарной кислотой и лидокаином.
Ключевые слова
Цель исследования - проверить ассоциацию с внезапной сердечной смертью (ВСС) однонуклеотидных полиморфизмов rs34554140, rs6670279, rs6874185 из списка новых возможных молекулярно-генетических маркеров ВСС, полученного в ходе собственного полногеномного аллелотипирования на образцах пулированной ДНК. Материалы и методы. Исследование построено по принципу «случай-контроль». Группа ВСС включала 438 умерших жителей Новосибирска (средний возраст - 53,2±9,1 года, мужчины - 72,7%, женщины - 28,3%) с основными патологоанатомическими диагнозами «острая недостаточность кровообращения», «острая коронарная недостаточность», что соответствует критериям ВСС Европейского общества кардиологов. В контрольную группу были включены 435 участников международных проектов HAPIEE, MONICA, живых на момент проведения исследования (средний возраст - 53,2±8,9 года, мужчины - 70,0%, женщины - 30,0%). ДНК выделяли методом фенол-хлороформной экстракции из ткани миокарда в группе ВСС и из венозной крови в группе контроля. Генотипирование выполнено методом полимеразной цепной реакции с последующим анализом полиморфизма длин рестрикционных фрагментов в полиакриламидном геле. Результаты. Частоты генотипов однонуклеотидных полиморфизмов rs34554140, rs6670279, rs6874185 в группе контроля соответствуют ожидаемым согласно равновесию Харди-Вайнберга (χ2=0,98; 0,009; 3,39 соответственно). Генотип АА rs34554140 ассоциирован с повышенным риском ВСС (р=0,002; ОШ=1,85; 95% CI 1,26-2,71). Генотип АТ обладает протективным эффектом в отношении ВСС (р=0,001; ОШ=0,53; 95% CI 0,36-0,78). При разделении групп по полу и возрасту выявленные различия сохраняются в подгруппах мужчин, женщин, лиц младше 50 лет (p
Ключевые слова
Цель исследования - оценить экспрессию белков Всl-2 и Вах, их соотношение и связь с уровнем холестерина сыворотки крови в гомогенате сосудистой стенки у пациентов с облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей (ОААНК) III-IV стадии. Материалы и методы. В исследование вошли 32 пациента с ОААНК III-IV стадии. У пациентов забирали интраоперационный материал, представляющий собой все три слоя сосудистой стенки. Образцы артериальной стенки вместе с атеросклеротической бляшкой (АТБ) были взяты при выполнении первичных открытых операций на магистральных артериях нижних конечностей. В качестве контроля использовали образцы сосудистой стенки артерий без видимых признаков атеросклероза. На основании ультразвуковой характеристики структуры АТБ пациенты были разделены на две группы: со смешанной эхогенностью и с гиперэхогенными (кальцинированными) АТБ. Образцы сосудов измельчали и готовили гомогенаты сосудистой стенки. Измеряли уровни Всl-2, Вах и холестерина. Результаты. В артериальной стенке без атеросклеротических изменений уровень антиапоптотического белка Всl-2 cоставил 1,25 нг/мг, проапоптотического белка Вах - 4,7 нг/мг. В стенке артерий с АТБ со смешанной эхогенностью экспрессия Всl-2 составила 1,8 нг/мг (р=0,143), Вах - 5,1 нг/мг (р=0,834) без статистически значимых отличий от уровня в неизмененном участке сосуда. В стенке артерий в области гетерогенной кальцинированной АТБ экспрессия Всl-2 составила 0,9 нг/мг (р=0,143), Вах - 6,8 нг/мг, при этом уровень белка Вах был статистически значимо (р=0,02) повышен в сравнении с его уровнем в стенке без видимых признаков атеросклероза. В АТБ с преобладанием гиперэхогенного компонента при сравнении с АТБ со смешанной эхогенностью экспрессия Всl-2 была статистически значимо (р=0,036) снижена, а экспрессия Вах - повышена (р=0,036). У пациентов с гиперэхогенной АТБ выявлена обратная корреляция между значениями Вах и Всl-2 (r=-0,315) и прямая взаимосвязь между экспрессией Вах и уровнем холестерина в сыворотке крови (r=0,617). Заключение. В гиперэхогенных (кальцинированных) АТБ экспрессия антиапоптотического белка Всl-2 снижена, а проапоптотического белка Вах - повышена, что свидетельствует об активации системы апоптоза в прогрессирующих атеросклеротических поражениях. У пациентов с такими АТБ повышенный уровень холестерина прямо коррелирует с повышенной экспрессией про-апоптотического белка Вах (r=0,617).
Ключевые слова
Цель исследования - изучить влияние размера пор и наличия биологически активного кальций-фосфатного покрытия в пористых титановых имплантатах, изготовленных методом 3D-печати, на процесс интеграции с костной тканью. Материалы и методы. Образцы имплантатов цилиндрической формы с тремя различными диаметрами пор (100, 200 и 400 мкм) получали на 3D-принтере Arcam (Швеция) по технологии электронно-лучевой плавки из титанового порошка. Кальций-фосфатное покрытие толщиной 20±4 мкм наносили на часть изделий методом микродугового оксидирования. Цитотоксичность имплантатов определяли in vitro на культурах дермальных фибробластов человека. In vivo образцы имплантировали в бедренную кость 36 кроликам. Животные были разделены на 6 групп в соответствии с образцами костных имплантатов. Изготовленные образцы и периимплантатные ткани изучали на 90-е и 180-е сутки после имплантации с использованием электронно-сканирующей микроскопии и гистологических методов исследования. Результаты. Установлено, что все исследуемые образцы не токсичны и хорошо биосовместимы с костной тканью. У имплантатов с диаметром пор 100 и 200 мкм с наличием или отсутствием покрытия различий в гистологической структуре, интенсивности васкуляризации на ранних сроках и костеобразования на поздних сроках не выявлено. Образцы с диаметром пор 100 и 200 мкм легко извлекались из костной ткани, глубина прорастания кости в поры имплантата была ниже, чем у образцов с диаметром пор 400 мкм (p
Ключевые слова
Цель исследования - оценить эффективность модифицированной пластики митрального клапана в сравнении с традиционными методами коррекции ишемической митральной недостаточности. Материалы и методы. Проанализированы результаты хирургического лечения 80 пациентов с ИБС, осложненной ишемической митральной недостаточностью. Средний возраст больных - 58,95±8,36 года; соотношение мужчин и женщин - 67:13. Сердечная недостаточность II ФК (по классификации NYHA) выявлена у 6 больных (7,50%), III ФК - у 69 (86,25%), IV ФК - у 5 (6,25%). Для определения значимости и генеза митральной недостаточности в дооперационном периоде применяли эхокардиографическое исследование. У 57 пациентов (71,25%) выявлена II степень митральной недостаточности, у 23 (28,75%) - III степень. Операцией выбора для коррекции клапанного аппарата являлась аннулопластика. Пациентам 1-й группы (n=23) выполнена реконструктивная операция на митральном клапане с использованием полоски из аутоперикарда по разработанной нами методике в сочетании с аортокоронарным шунтированием (АКШ), во второй группе (n=26) - пластическая операция с использованием опорного кольца в сочетании с АКШ, пациентам третьей группы (n=31) - реваскуляризация миокарда без коррекции клапанного аппарата. Результаты. Пациентам 2-й группы выполнена рестриктивная митральная аннулопластика жесткими опорными кольцами, 1-й группы - на полоске из аутоперикарда по типу мягкого опорного кольца, пациентам 3-й группы проведено изолированное АКШ. Смерть в раннем послеоперационном периоде произошла у одного пациента из 2-й группы вследствие острого периоперационного инфаркта миокарда. Наиболее частыми осложнениями стали плеврит, острая сердечно-сосудистая недостаточность, острая дыхательная недостаточность, нарушения ритма сердца. Наименьшее количество осложнений отмечено в 3-й группе, пациентам которой выполнено изолированное АКШ. После операции у всех пациентов отмечалось уменьшение митральной регургитации, наиболее выраженное в группах с аннулопластикой. При анализе непосредственных результатов операций выявлено, что пациенты 1-й и 2-й групп, подвергнутые сочетанным вмешательствам, имели более высокий процент осложнений, сроки пребывания их в ОРИТ увеличивались. Однако в этих группах отмечалось значительное улучшение функции митрального клапана. Пластика митрального клапана полоской из аутоперикарда по разработанной нами методике показала хороший гемодинамический эффект, отсутствие значимой регургитации в послеоперационном периоде.
Ключевые слова
Цель исследования - оценить прогностическую значимость плазменного уровня нейронспецифической енолазы (NSE) как предиктора функционального исхода и восстановления двигательной функции в остром периоде ишемического инсульта (ИИ). Материалы и методы. Обследовано 50 больных с ИИ. При поступлении в стационар и на 12-14-е сутки от развития инсульта проводили клинико-неврологический осмотр с дополнительной количественной оценкой тяжести неврологического дефицита по шкале инсульта Национального института здоровья (NIHSS), функционального исхода по модифицированной шкале Рэнкина, индекса мобильности Ривермид. В острейшем периоде заболевания определяли концентрацию NSE в плазме крови методом иммуноферментного анализа. Результаты. Уровень NSE в плазме крови пациентов в первые 48 ч от возникновения инсульта положительно коррелирует с объемом очага ишемии (r=0,49; p=0,003) и с тяжестью неврологической симптоматики (по NIHSS) (r=0,33; p=0,02). Предиктором благоприятного функционального исхода через 12-14 сут от развития заболевания (ОШ=12,4; р=0,006) является содержание NSE менее 2 нг/мл в острейшем периоде заболевания. Уровень NSE выше 2,6 нг/мл ассоциирован с высокой вероятностью летального исхода. Выраженность неврологического дефицита по NIHSS менее 15 баллов, а также уровень NSE менее 2 нг/мл в острейшем периоде ИИ определены как прогностические факторы значимого восстановления двигательной функции через две недели от развития заболевания (ОШ=5,8; р=0,02). Заключение. Определение NSE в плазме крови позволяет прогнозировать функциональный исход развития заболевания и восстановление двигательной функции у пациентов с ИИ.
Ключевые слова
Цель исследования - оценить эффективность программы ускоренного восстановления при лечении пациентов с полисегментарными дегенеративными заболеваниями поясничного отдела позвоночника. Материалы и методы. В проспективное исследование включено 53 пациента, которым выполнен двухуровневый трансфораминальный межтеловой спондилодез в сегментах LII-SI. Выделено 2 группы: в 1-й (n=24) операции выполняли с использованием программы ускоренного восстановления, во 2-й (n=29) применяли открытую ригидную стабилизацию с традиционной внутривенной анестезией. Основными анализируемыми параметрами являлись количество проведенных после операции койко-дней, число периоперационных хирургических осложнений и неблагоприятных последствий анестезиологического пособия, частота повторных госпитализаций в течение 90 дней. Дополнительно оценивали сроки активизации, уровень болевого синдрома в области операции по визуально-аналоговой шкале (ВАШ) в течение госпитализации, качество жизни пациентов в отдаленном послеоперационном периоде (медиана 18 мес) по анкете SF-36 (физический и психологический компоненты здоровья). Результаты. При сравнительном анализе в группе пациентов с использованием программы ускоренного восстановления зарегистрированы меньшие параметры продолжительности операции и наркоза, объема кровопотери, количества введенных опиоидных препаратов, времени вертикализации и длительности стационарного лечения (p
Ключевые слова
В настоящее время болезни костей и суставов занимают третье место после сердечно-сосудистых и онкологических патологий, что диктует необходимость поиска новых этиологических факторов и патогенетических механизмов этих заболеваний. Накапливающаяся информация показывает связь между нарушениями развития и регенерации костной ткани и воздействием эндокринных дисрапторов. Эндокринные дисрапторы - химические вещества, в основном антропогенного происхождения, способные оказывать влияние на функционирование эндокринной системы и нарушать морфогенез органов и физиологические функции. Развитие и регенерация костных тканей имеют сложную гормональную регуляцию, а следовательно, клетки костной ткани - остеобласты и остеокласты - могут рассматриваться как потенциальные мишени для эндокринных дисрапторов. Установлено, что эндокринные дисрапторы способны нарушать метаболизм кальция, что также вносит вклад в развитие патологий опорно-двигательного аппарата. Приведены данные о гистогенезе костной ткани и регенерации, об обмене кальция, а также о гормональной регуляции процессов роста и ремоделирования костей. Обобщены появившиеся в последние годы сведения о влиянии основных классов эндокринных дисрапторов (диэтилстильбэстрола, хлорорганических пестицидов, алкилфенолов, бисфенола А, диоксинов, полихлорированных дифенилов и эфиров фталевой кислоты) на развитие и ремоделирование костных тканей и метаболизм кальция. Рассмотрены установленные физиологические и молекулярные механизмы их действия.
Ключевые слова
Одним из наиболее перспективных направлений диагностики и прогнозирования заболеваний является радиомика - наука, совмещающая в себе радиологию, математическое моделирование и глубокое машинное обучение. Основным понятием радиомики служат биомаркеры изображений (БМИ), представляющие собой вычисленные на основе анализа текстуры цифровых изображений параметры, характеризующие различные патологические изменения. С помощью БМИ проводится количественная оценка результатов цифровых методов визуализации (КТ, МРТ, УЗИ, ПЭТ). Особую актуальность применение БМИ приобретает в онкологии в виде «виртуальной биопсии». Рассмотрены основные понятия радиомики, этапы получения БМИ: сбор данных и предварительная обработка, сегментация опухоли, обнаружение и извлечение данных, моделирование, статистическая обработка и проверка (валидация) данных. Проанализированы возможности использования БМИ в онкологии, описаны известные на сегодняшний день особенности и преимущества применения радиомики и анализа текстур изображений при диагностике и прогнозировании онкологических заболеваний. Отмечены связанные с использованием показателей радиомики ограничения и проблемы. Новый эффективный инструмент для выполнения виртуальной биопсии тканей человека находится на стадии разработки, однако уже реализовано довольно много проектов, созданы пакеты медицинского программного обеспечения для радиомического анализа цифровых изображений.