Visualization of the olfactory slit

Статья посвящена проблеме визуализации обонятельной щели. Изучение процесса восприятия и идентификации пахучих веществ необходимо для многих отраслей жизнедеятельности человека: от парфюмерии и рекламного бизнеса до оборонной промышленности. Обонятельная щель является одной из основных составляющих частей обонятельного анализатора, поэтому визуализация ее внутренних структур представляет собой важную задачу для исследования процесса восприятия запахов. Рассмотрены основные методы визуализации верхних дыхательных путей.Purpose of work is consider possibilities of visualization of the olfactory slit for diagnostics of pathological conditions of the upper respiratory tract. The objectives of the work are the analysis of hardware and imaging techniques structures olfactory analyzer. Traditionally introscopic diagnosis of diseases of the nasal cavity was performed by X-ray. At the present stage, to determine the configuration of the upper respiratory tract is expedient to use X-ray data spiral computed tomography. Visualization of the olfactory slit by digital volume tomography is recommended as the most informative methods in the complex preoperative examination of patients with diseases of the nose and paranasal sinuses, which are planned surgical intervention in the olfactory slit. Imaging Systems of computer tomographs often have modules dimensional (2D), as well as space (3D) processing and display of data. In the 2D module implements the functionality of building multiplanar reconstruction and segmentation of tomographic images on individual anatomical structures. When forming tomographic images reconstructed by means of spiral CT region seems set of elementary volumes - voxels (voxel - volume element), each of which is characterized by the density in Hounsfield units NU. Thus, the presented methods and imaging hardware olfactory slit through which is carried a correct diagnosis of pathological conditions of the upper respiratory tract, in particular the olfactory apparatus. considered methods make it possible to develop algorithms to generate optimal endosurgical access based on process modeling of of surgical interventions and post-operative monitoring of the patients

KONCEPCJA I REALIZACJA SYSTEMU PLECAKOWEGO DLA WIELOKANAŁOWEJ ELEKTROFIZJOLOGII U SWOBODNIE ZACHOWUJĄCYCH SIĘ GRYZONI

Technologies for multichannel electrophysiology are experiencing astounding growth. Numbers of channels reach thousands of recording sites, systems are often combined with electrostimulations and optic stimulations. However, the task of design the cheap, flexible system for freely behaving animals without tethered cable are not solved completely. We propose the system for multichannel electrophysiology for both rats and mice. The system allows to record unit activity and local field potential (LFP) up to 32 channels with different types of electrodes. The system was constructed using Intan technologies RHD 2132 chip. Data acquisition and recordings take place on the DAQ-card, which is placed as a back-pack on the animal. The signal is amplified with amplifier cascade and digitalized with 16-bit ADC. Instrumental filters allow to filter the signal in 0.1–20000 Hz bandwidth. The system is powered from the mini-battery with capacity 340 mA/hr. The system was validated with generated signals, in anaesthetized rat and showed a high quality of recordings.Technologie elektrofizjologii wielokanałowej odnotowują zdumiewający wzrost. Liczba kanałów dociera do tysięcy miejsc rejestracji, systemy często łączone są z elektrostymulacjami i stymulacjami optycznymi. Jednak zadanie zaprojektowania taniego, elastycznego systemu pozwalającego na swobodne zachowania zwierząt bez przywiązanego kabla nie zostało całkowicie rozwiązane. Zaproponowano system wielokanałowej elektrofizjologii zarówno dla szczurów, jak i myszy. System pozwala rejestrować aktywność jednostki i potencjał pola lokalnego (LFP) do 32 kanałów z różnymi rodzajami elektrod. System został zbudowany przy użyciu technologii Intan RHD 2132. Akwizycja danych i nagrania odbywają się na karcie DAQ, która została umieszczona w plecaku zwierzęcia. Sygnał jest wzmacniany kaskadą wzmacniaczy i digitalizowany za pomocą 16-bitowego przetwornika ADC. Filtry pozwalają filtrować sygnał w paśmie 0,1–20000 Hz. Zasilany jest z mini-baterii o wydajności 340 mA/godz. System został zwalidowany generowanymi sygnałami u znieczulonego szczura i wykazał wysoką jakość nagrań

WYKORZYSTANIE TECHNOLOGII DRUKOWANIA 3D DO MODELOWANIA GÓRNYCH DRÓG ODDECHOWYCH W PEŁNEJ SKALI

The project "Implementation of rapid prototyping for modelling the upper respiratory tract in normal and typical pathologies" investigates the urgent problem of improving the reliability of diagnosis and effectiveness of treatment of disorders of the nasal breathing. Possibilities of modern 3D-printing technology for creation of individual natural anatomical models of the upper respiratory tract and determination of their aerodynamic characteristics are considered. The characteristics of the laminar boundary layer of the air flow in the parietal region of the nasal cavity are investigated under different modes of breathing in normal and with typical disorders of the nasal breathing. The concept of investigation of the aerodynamic indices of the anatomical structures of the respiratory system by the results of test tests of individual full-scale 3D models, obtained by the data of spiral computed tomography, is being developed. Theoretical bases of the method of computer planning of restorative rhinosurgical interventions in patients with chronic diseases of the nasal cavity are grounded, based on the change of the configuration of the anatomical structures of the nasal cavity taking into account the aerodynamic parameters of respiration. Modern distance learning and testing tools are being created to demonstrate the technology developed, to provide theoretical knowledge, practical skills and to solve situational tasks for a wide range of specialists. Development and research of natural patterns of the upper respiratory tract allows for supplementing and expanding the knowledge about the aerodynamic characteristics of the nasal cavity, to make decisions about therapy in a short period of time. Experience of the Laboratory of the Institute for Multiphase Processes (IMP) of the Leibniz Universität Hannover (LUH) in the development and use of rapid prototyping capabilities in biotechnology will provide technical support to the project.Projekt „Wdrożenie szybkiego prototypowania do modelowania górnych dróg oddechowych w normalnych i typowych patologiach” bada pilny problem poprawy wiarygodności diagnozy i skuteczności leczenia zaburzeń oddychania przez nos. Rozważane są możliwości nowoczesnej technologii druku 3D do tworzenia indywidualnych naturalnych modeli anatomicznych górnych dróg oddechowych i określania ich właściwości aerodynamicznych. Charakterystyka laminarnej warstwy granicznej przepływu powietrza w okolicy ciemieniowej jamy nosowej jest badana w różnych trybach oddychania w normalnym i typowym zaburzeniu oddychania przez nos. Opracowywana jest koncepcja badania wskaźników aerodynamicznych struktur anatomicznych układu oddechowego na podstawie wyników testów testowych poszczególnych pełnoskalowych modeli 3D, uzyskanych z danych spiralnej tomografii komputerowej. Podstawy teoretyczne metody komputerowego planowania rekonstrukcyjnych interwencji nosorożców u pacjentów z przewlekłymi chorobami jamy nosowej są oparte na zmianie konfiguracji struktur anatomicznych jamy nosowej z uwzględnieniem parametrów aerodynamicznych oddychania. Tworzone są nowoczesne narzędzia do nauki na odległość i testowania w celu zademonstrowania opracowanej technologii, zapewnienia wiedzy teoretycznej, umiejętności praktycznych i rozwiązywania zadań sytuacyjnych dla szerokiego grona specjalistów. Opracowanie i badanie naturalnych wzorów górnych dróg oddechowych pozwala uzupełnić i poszerzyć wiedzę na temat właściwości aerodynamicznych jamy nosowej w celu podjęcia decyzji o terapii w krótkim okresie czasu. Doświadczenie laboratorium Instytutu Procesów Wielofazowych (IMP) Leibniz Universität Hannover (LUH) w zakresie rozwoju i wykorzystania możliwości szybkiego prototypowania w biotechnologii zapewni wsparcie techniczne dla projektu

Automated method for structural segmentation of nasal airways based on cone beam computed tomography

The work is dedicated to the segmentation problem of human nasal airways using Cone Beam Computed Tomography. During research, we propose a specialized approach of structured segmentation of nasal airways. That approach use spatial information, symmetrisation of the structures. The proposed stages can be used for construction a virtual three dimensional model of nasal airways and for production full-scale personalized atlases. During research we build the virtual model of nasal airways, which can be used for construction specialized medical atlases and aerodynamics researches. © 2017 SPIE