+
Исследование биомеханики створчатого аппарата протеза клапана сердца методом численного моделирования
стр.6-15
Клышников К.Ю., Онищенко П.С., Овчаренко Е.А.
Цель исследования - с помощью метода численного моделирования, воспроизводящего качественные и количественные результаты стендовых испытаний, исследовать комплексную биомеханику протеза клапана аорты и проанализировать влияние подвижности каркаса на напряженно-деформированное состояние и геометрию створчатого аппарата клапана. Материалы и методы. В качестве объекта исследования использован коммерческий биопротез клапана «ЮниЛайн» («НеоКор», Россия), трехмерная сетка которого была получена на основе компьютерной микротомографии, с последующим анализом его напряженно-деформированного состояния в цикле «систола-диастола» методом конечных элементов в среде Abaqus/CAE. Моделирование было валидировано на основе сравнения результатов численного моделирования со стендовыми на гидродинамическом стенде ViVitro Labs (ViVitro Labs Inc., Канада). Результаты. Метод моделирования имитации подвижности комиссуральных стоек за счет включения в расчет эластичных коннекторов регулируемой жесткости позволил воспроизвести качественные эффекты работы створок клапана, наблюдаемые в стендовом эксперименте. Площадь отверстия биопротеза в систолическую фазу соответствовала значениям, полученным на стенде, на протяжении всего цикла «систола-диастола». Анализ напряженно-деформированного состояния продемонстрировал принципиальное различие в распределении полей напряжения по Мизесу в зависимости от постановки численного эксперимента: концентрацию высоких амплитуд в области комиссуральных стоек и в области центральной части свободного края. Тем не менее количественно максимальные значения напряжения достигали 0,850-0,907 Мпа (в среднем - 0,141-0,156 Мпа), что ниже предела прочности биологического материала. Заключение. Выполненное исследование с учетом проведенной валидации позволяет заключить, что адекватные результаты моделирования биомеханики створчатого аппарата биопротеза клапана сердца на основе метода конечных элементов могут быть достигнуты за счет использования модели высокого разрешения с наложением эластичных коннекторов в зоне комиссуральных стоек. Учет подвижности стоек каркаса протеза клапана сердца является определяющим в отношении конечной геометрии створчатого аппарата и может выступать негативным фактором в случае высокоэластичного материала створчатого аппарата. Представленный метод моделирования может быть использован для оптимизации геометрии створчатого аппарата протезов клапанов сердца с позиции оценки распределения напряженно-деформированного состояния.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Радиомика при раке молочной железы: использование глубокого машинного анализа МРТ-изображений метастатического поражения позвоночника
стр.16-25
Штайнгауэр В., Сергеев Н.И.
Обработка изображений с использованием математических критериев (радиомика) позволяет более точно оценивать характер изменений под влиянием терапии, определять места максимального ответа. Полученные количественные данные при сопоставлении с клиническими могут выступать в качестве поддержки принятия решения врачом-рентгенологом. Цель исследования - оценка возможностей программных операторов глубокого машинного анализа изображений метастатического поражения позвоночника при раке молочной железы. Материалы и методы. В работе использовались данные МРТ трех пациенток с диагнозом «рак молочной железы T2N2-3M1», получающих лечение в соответствии с принятыми клиническими протоколами. Метастазы в позвоночник были оценены рентгенологом и с помощью машинного анализа с использованием программного оператора «вариации Арцелы». Было проанализировано 12 МРТ-исследований (по 4 на каждую пациентку), не включая исходное, с периодом выполнения приблизительно 3 мес. Результаты. Посегментно проанализирована структура метастатически измененного позвоночника в сагиттальной и аксиальной проекциях с использованием машинных операторов анализа изображений. Обнаружены быстрые изменения сложности изображений позвонков, позволяющие предполагать эффективность лечения по одному из трех параметров - стабилизация, улучшение, прогрессирование. Отслежены изменения структуры позвонков при положительном ответе на проводимое лечение в виде формирования костных объектов - кальдер, снижения циркуляции контрастного препарата на микроуровне, подтвержденные математическим анализом. Установлена корреляционная связь между обнаруженными изменениями и уровнем опухолевого маркера CA 15-3. Заключение. Исследование показало высокую эффективность использования алгоритмов машинного анализа изображений, хорошую корреляцию полученных результатов с заключением врача-рентгенолога и с клинико-лабораторными данными в 9 из 12 случаев, коэффициент корреляции Пирсона между классическим маркером и кривой матричного фильтра составил 0,8.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Мультимодальная оптическая когерентная томография для интраоперационного определения границ опухоли и статуса краев резекции при органосохраняющем лечении рака молочной железы
стр.26-40
Воронцов Д.А., Губарькова Е.В., Сироткина М.А., Советский А.А., Плеханов А.А., Кузнецов С.С., Давыдова Д.А., Богомолова А.Ю., Зайцев В.Ю., Гамаюнов С.В., Воронцов А.Ю., Соболевский В.А., Гладкова Н.Д.
Цель исследования - сравнить эффективность мультимодальной оптической когерентной томографии (ММ ОКТ) в традиционном режиме структурной ОКТ и режиме ОКТ-эластографии (OКЭ) для решения двух клинически важных задач: 1) обнаружения групп опухолевых клеток на хирургических краях резекции во время органосохраняющих операций (ОСО) при раке молочной железы (РМЖ) и 2) определения границ опухоли молочной железы, подтвердив полученные результаты с соответствующими гистологическими срезами. Материалы и методы. Исследование проводили на 100 образцах хирургического края резекции (верхний, нижний, медиальный и латеральный - по четыре образца от каждого пациента), полученных от 25 пациентов с РМЖ, перенесших ОСО (лампэктомию), и на 25 послеоперационных образцах опухоли (для определения границ опухоли). Методом ММ ОКТ визуально и численно оценивали рассеивающие (уровень и глубину проникновения сигнала ОКТ) и упругие (значения жесткости, или модуля Юнга, кПа) свойства опухолевой и неопухолевой тканей молочной железы. Полученные значения сравнивали с результатами послеоперационного гистологического исследования. Результаты. В 4 образцах хирургического края (из 100) методом OКЭ были идентифицированы группы гистологически подтвержденных опухолевых клеток («положительные» края резекции) на расстоянии около 5 мм от видимого края опухоли. Во всех этих случаях выявленные зоны имели жесткость более 400 кПа и были по размеру больше 0,5 мм. Структурная ОКТ не могла идентифицировать эти группы опухолевых клеток, так как они по рассеивающим свойствам были не отличимы от окружающей фиброзной ткани. В областях перехода опухоли в неопухолевую ткань молочной железы структурные ОКТ-изображения обнаруживали границы опухоли только в том случае, если опухоль граничила с жировой тканью, и не обнаруживали перехода, если опухоль граничила с неопухолевой фиброзной тканью. Изображения OКЭ с высокими значениями жесткости (более 400 кПа) и высокой контрастностью показали четкие границы опухоли как с жировой, так и с фиброзной тканью. Заключение. Продемонстрирован потенциал ММ ОКТ как метода интраоперационной оценки чистоты краев резекции и хирургического определения границ опухоли во время ОСО при РМЖ в режиме реального времени. Изображения OКЭ по сравнению со структурными OКТ-изображениями демонстрируют более высокий контраст между различными типами ткани молочной железы (жировая ткань, фиброзная строма, гиалинизированная строма, скопления опухолевых клеток), а также более точную идентификацию границы опухоли и обнаружение небольших групп опухолевых клеток в краях резекции. Предложен алгоритм интраоперационного ММ ОКТ-исследования определения границы резекции в соответствии со стандартными клиническими рекомендациями по достижению чистых хирургических краев резекции у больных РМЖ.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Комплекс методик на основе пиросеквенирования для определения соматических мутаций в кодонах 600 и 601 гена BRAF
стр.41-50
Дрибноходова О.П., Есьман А.С., Корчагин В.И., Бухарина А.Ю., Дунаева Е.А., Лёшкина Г.В., Борисова Э.В., Войцеховская Я.А., Дауд А.И., Хлявич В.Н., Миронов К.О.
Цель исследования - разработка методик для дифференцировки мутаций в кодоне 600 гена BRAF и повышения чувствительности определения мутации к601Е. Материалы и методы. Нуклеотидную последовательность кодонов 592-602 гена BRAF определяли с помощью системы генетического анализа PyroMark Q24. Для поиска мутаций в кодоне 600 использовали праймер 600-S с порядком добавления нуклеотидов GCTGTCАTCTGCTAGCTAGAC (соответствует нуклеотидам 1799-1786). Для определения мутации K601E применяли праймер 601-S с порядком добавления нуклеотидов GCTACTCACTGTAG (соответствует нуклеотидам 1801-1793). Аналитические характеристики предлагаемых методик для выявления соматических мутаций определяли на разведениях образцов плазмидной ДНК, включающих участок гена BRAF без мутаций или с одной из мутаций: V600E, V600R, V600K, V600M, K601Е. Апробацию проводили на 132 образцах биологического материала, полученных из узловых образований щитовидной железы. Результаты. С помощью разработанных методик в образцах с высокой концентрацией ДНК можно определять 2% мутации V600E или V600M, 1% - V600K и V600R, 3% - K601E; в образцах с низкой концентрацией (менее 500 копий/ПЦР) - уверенно выявлять от 5% мутантного аллеля для всех мутаций. При тестировании биологического материала обнаружено 53 образца с мутацией V600E, доля мутантного аллеля составляла 4,9-50,0%. Заключение. Разработаны комплекс методик для определения нуклеотидной последовательности кодонов 592-601 гена BRAF и алгоритм тестирования образцов и анализа мутаций в кодонах 600-601 гена BRAF. Методика обеспечивает достаточную чувствительность для выявления частых мутаций в кодонах 600 и 601 и позволяет однозначно их дифференцировать.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Новый взгляд на структурные изменения корня аорты при стенозе аортального клапана
стр.51-58
Кобелев Е., Берген Т.А., Таркова А.Р., Крестьянинов О.В., Бобрикова Е.Э., Сафро И.К., Чернявский А.М., Журавлева И.Ю.
Использованием метода компьютерно-томографической ангиографии для усовершенствования моделей клапанов сердца и методики их подбора в клинической практике. Материалы и методы. Проанализированы данные компьютерно-томографической ангиографии 262 пациентов, выполненной перед протезированием аортального клапана. Средний возраст составил 75,0±5,9 года. Количество мужчин в исследовании - 99 (37,8±3,0%), женщин - 163 (62,2±3,0%). Проведены измерения фиброзного кольца, синотубулярного соединения и высоты синусов Вальсальвы. Результаты. В группе трехстворчатого аортального клапана (n=251) более чем в 50% случаев диаметр фиброзного кольца составил от 23 до 26 мм. Не были выявлены значимые связи между диаметром фиброзного кольца и ростом пациентов (r=0,35; p=0,01), а также площадью поверхности тела (r=0,25; p=0,01) и высотой синусов Вальсальвы (r=0,34; p=0,01). На основании измерения отношения высоты синусов Вальсальвы и диаметра фиброзного кольца было выделено три варианта строения корня аорты: тип А - К>1,05; тип В - 0,95≤К≤1,05; тип С - К
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Комбинация мультимодальной МРТ, нейронавигации и краниотомии в сознании при удалении опухолей функционально значимых областей головного мозга
стр.59-67
Золотова А.С., Евстигнеев М.С., Яшин К.С., Ермолаев А.Ю., Остапюк М.В., Аль-Мадхаджи В.М.А., Загреков В.И., Антонова Н.Ю., Шибанова М.В., Кравец Л.Я., Гронская Н.Э., Медяник И.А.
Цель исследования - оценить возможности комбинированного подхода с использованием мультимодальной МРТ, нейронавигации и краниотомии в сознании при резекции опухолей функционально значимых областей головного мозга. Материалы и методы. Проанализированы результаты 30 последовательно выполненных хирургических вмешательств с пробуждением у пациентов с опухолями функционально значимых областей головного мозга в 2017-2019 гг. Основным критерием отбора для данного типа операций являлось расположение опухоли в проекции или в непосредственной близости от корковых центров речи и движения. Для уменьшения и минимизации повреждений пациентам на догоспитальном этапе выполняли функциональную МРТ и DTI-трактографию для определения областей коры и трактов белого вещества, принимающих участие в выполнении моторной и речевой функций; непосредственно перед операцией - загрузку полученных данных в навигационную станцию StealthStation S7 (Medtronic, США) для планирования и контроля этапов операции; во время операции - прямую кортикальную и субкортикальную стимуляцию для определения моторных и речевых областей (операция по технологии asleep-awake-asleep) с проведением нейролингвистического тестирования. Для определения общего состояния пациентов и исходов операции использовали индекс Карновского, оценку неврологического статуса пациента, частоты эпилептических приступов до и после операции и степени резекции образований, анализ данных после лингвистического тестирования. Результаты. Улучшение общего состояния после операции в сравнении с дооперационным состоянием отмечено у 30% пациентов, отсутствие динамики неврологического дефицита наблюдалось у 33% пациентов. По результатам послеоперационной мультимодальной МРТ тотальное удаление опухоли было достигнуто в 37% случаев, субтотальное - в 40%, частичное удаление - в 23% случаев. Заключение. Комбинированный подход к резекции опухоли мозга с использованием мультимодальной МРТ, нейронавигации и краниотомии в сознании, с картированием речевых и моторных зон позволяет минимизировать риск возникновения стойкого неврологического дефицита и дает возможность выполнить максимально возможную резекцию при сохранении функционального статуса пациента. Описанная методология является воспроизводимой, что позволяет расширять возможности хирургического лечения при локализации поражений в функционально-значимых зонах мозга.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Бисфосфонаты как потенциальные ингибиторы кальцификации биопротезов клапанов сердца (обзор)
стр.68-79
Еще 50 лет назад бисфосфонаты превратились из реагента для водоподготовки в одну из самых широко используемых групп препаратов для лечения различных заболеваний кальциевого обмена (резорбции костной ткани, онкологических осложнений нейродегенеративных заболеваний и др.). Многолетние исследования бисфосфонатов способствовали пониманию молекулярных и клеточных путей их действия. Все бисфосфонаты имеют близкую структуру и общие свойства, однако между ними существуют очевидные химические, биохимические и фармакологические отличия. Для каждого бисфосфоната характерен свой уникальный профиль. В настоящем обзоре обобщены данные о механизмах действия бисфосфонатов, показаны опыт и перспективы их применения для модификации кардиоваскулярных биопротезов, поскольку вопрос предотвращения кальцификации бисфосфонатов до конца не решен.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Особенности глазодвигательных реакций как маркеры нарушений когнитивного контроля у пациентов с обсессивно-компульсивным расстройством (обзор)
стр.80-98
Хайруллина Г.М., Моисеева В.В., Мартынова О.В.
На основании многочисленных исследований у пациентов с обсессивно-компульсивным расстройством (ОКР) выявлено ухудшение избирательного внимания, тормозного контроля и рабочей памяти, что коррелирует с дисбалансом в активности кортико-стриарно-таламо-кортикальной цепи, связанной с поддержанием функций когнитивного контроля. Как следствие возможного нарушения нейрофизиологических основ когнитивного контроля, у пациентов с ОКР часто проявляются изменения параметров целенаправленных глазодвигательных реакций. В настоящем обзоре обобщены и проанализированы данные о нарушениях когнитивного контроля при ОКР, полученные при помощи методов регистрации движений глаз. Установлено, что наиболее часто используются задачи на медленные прослеживающие движения, саккады по памяти и антисаккадические задачи. Данные по задачам на медленные прослеживающие движения глаз и на саккады по памяти противоречивы, хотя отчасти подтверждают ухудшение избирательного внимания и рабочей памяти. В большинстве исследований по антисаккадической задаче выявлены нарушения функции тормозного контроля у пациентов с ОКР. Схожие нарушения, выражающиеся в увеличенной латентности и большей частоте ошибок в антисаккадах, были отмечены и у родственников пациентов первой степени родства, что позволяет рассматривать такие нарушения как проявления эндофенотипа, связанного с предрасположенностью к ОКР. Подтверждение этих результатов в экспериментах с использованием сложных антисаккадических задач с применением изображений различной модальности (с учетом наличия повышенной тревожности у пациентов с ОКР как основы заболевания) в перспективе может способствовать валидации специфичных маркеров ОКР.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
