Reconstruction of unbroken vasculature of mouse by varying the slope of the scan plane in MRI

Reconstruction of vascular net of small laboratory animals from MRI data is associated with some problems. This paper proposes a method of MRI data processing which allows to eliminate the fragmentation of reconstructed vascular net. Problem of vessels fragmentation occurs in the case when vessels are parallel to the scanning plane. Our approach is based on multiple scanning, object under consideration is probed by several sets of parallel planes. The algorithm is applied to real MRI data of small laboratory animals and shows good results

Роль магнитно-резонансной томографии плода в диагностике врожденных пороков развития

Retrospective analysis of 78 MR images of fetus has shown 30% of coincidence of MR-imaging and ultrasonographic diagnoses, 37% of different diagnoses, and 33% — adjustments of ultrasonographic diagnosis and obtaining of additional information with MR imaging in 63% cases. The results obtained demonstrate clearly that MR imaging should be included in the algorithm of pregnancy follow-up, if some signs are revealed by ultrasonography.Ретроспективный анализ 78 МРТ плода показал 30% совпадений МРТ- и УЗ-диагнозов, 37% несовпадений, 33% — уточнения УЗ-диагноза и получение дополнительной информации в 63% случаев с помощью МРТ. Полученные результаты наглядно демонстрируют необходимость включения МРТ в алгоритм обследования беременной при обнаружении каких-либо изменений на УЗИ

Study of the neuronal response to olfactory stimuli in control and LPS-stimulated mice by functional magnetic resonance imaging

Olfactory perception plays the key role in the inter­action of animals with biotic factors of the species-specific econiche. Identification of odorants informs nocturnal animals about social environment, presence of predators, or infected food. Olfactory efficiency depends on physiological conditions; in particular, odor sensitivity can be changed by infection. This work considers use of fMRI in the study of the influence of innate immunity activation on neuronal response during perception and differentiation of socially significant (2.5-dimethylpyrazine, 2-heptanon) and socially insignificant (1-hexanol and isoprene) olfactory stimuli by CD-1 mice. We stimulated innate immunity by intraperitoneal injection of bacterial lipopolysaccharide (LPS) at the dose 500 µg/kg three hours before tomography. Urethane anesthesia was used during MRI trail. Odor stimulation was done with a lab-made metering unit for supplying standard doses of volatile organic compounds. The supply of olfactory stimuli induced activation of neurons in the primary perceptual center and the centers of secondary processing of olfactory information. Olfactory stimulus type affected neuronal response rate in an olfactory bulb but did not affect response parameters in other brain regions studied. This increase in neuronal activity is likely to be of adaptive significance as a mechanism supporting olfactory sensitivity increase, which plays the key role in the identification of potential sources of infection

Стандартные образцы влагосодержания и насыпной плотности доменного кокса для нейтронных влагомеров и влагомеров-плотномеров: опыт разработки и применения

The article deals with reference materials for moisture and bulk density of blast furnace coke for graduation of neutron moisture and density meters. Reference materials are produced from substances and materials which element content is identical to coke elemental content coke.Описаны стандартные образцы влажности и насыпной плотности доменного кокса (СО) по расчетно-экспериментальной процедуре приготовления с применением веществ и материалов, элементный состав которых идентичен элементному составу кокса

МР-методика Т2-картирования в оценке степени активности процесса при воспалительных миопатиях

Specialized quantitative MRI techniques allow identifying structural changes in individual muscles in inflammatory myopathies.Aim. To evaluate the role of T2 mapping MRI and to evaluate specific changes in T2 relaxation time in patients with inflammatory myopathies at different stages of the disease process.Methods. T2 mapping technique for assessing structural changes in muscle tissues was optimized for the Philips “Ingenia” 3.0T MR scanner. T2 relaxation (T2rt) time of the thigh and lower leg muscles (muscule rectus femoris, m. vastus lateralis, m. adductor magnus, m. soleus, m. tibialis anterior, medial and lateral head of m. gastrocnemius) was assessed in the control group (n = 9) and the study group (n = 6). Patients recruited in the study group suffered from dermatomyositis and polymyositis of various severity.Results. The following values of T2rt were obtained in the control group: m.rectus femoris – 78.2±6.9 ms, m.vastus lateralis – 79.5±4.8 ms, m.adductor magnus – 77.1±4.4 ms, m. soleus – 92.9±4.3 ms, m. tibialis anterior – 89.4±1.3 ms, m.gastrocnemius medial head – 93.7±2.4 ms, m.gastrocnemius lateral head – 92.9±3.5 ms. Patients with polymyositis and dermatomyositis showed an increase in the signal intensity on STIR and PD-SPAIR in the structure of m.soleus, m. gastrocmenius, m.rectus femoris, as well as a significant increase in T2rt of 40–49% (p<0.01). T2rt values did not differ in patients with polymyositis who received drug therapy and had clinical remission. Patients with dermatomyositis who had laboratory remission along with the deterioration reported an increase in T2rt in the structure of long spine muscles, m. rectus femoris and m. vastus lateralis equal to 15–25% (p<0.05). However, none significant changes in the signal characteristics on STIR and PDSPAIR were reported.Conclusion. The sensitivity of the reported technique in the detection of sub-acute swelling of muscle tissue in the absence of significant changes in signal characteristics on routine MR sequences had been shown. Специализированные количественные МР-методики помогают выявить структурные изменения в отдельных мышцах при воспалительных миопатиях.Цель. Изучить возможности МР-методики Т2-картирования и оценить изменение времени Т2-релаксации у пациентов с воспалительными миопатиями в разной стадии активности.Материалы и методы. На МР-томографе Ingenia 3.0Т (Philips, США) оптимизирована методика Т2-картирования для оценки структурных изменений мышечной ткани. Оценено время Т2-релаксации мышц бедра и голени (прямая и латеральная широкая, большая приводящая мышцы бедра, камбаловидная и икроножная мышцы, передняя большеберцовая мышца) в группе контроля (9 человек) и исследуемой группе пациентов с дермато- и полимиозитом в разной фазе активности процесса (6 человек).Результаты. В группе контроля получены следующие значения времени Т2-релаксации: прямая мышца бедра – 78,2 (74,4; 86,9) мс, широкая латеральная мышца бедра – 79,5 (78,4; 82,4) мс, большая приводящая мышца – 77,1 (76,1; 79,4) мс, камбаловидная мышца – 92,9 (90,5; 93,4) мс, передняя большеберцовая мышца – 89,4 (88,8; 89,6) мс; икроножная мышца: медиальная головка – 93,7 (93,1; 94,8) мс, латеральная головка – 92,9 (91,6; 94,4) мс. У пациенток с полии дерматомиозитом в активной фазе выявлено повышение интенсивности сигнала на STIR и PD-SPAIR в структуре прямой мышцы бедра, камбаловидной и икроножной мышц, а также увеличение времени Т2-релаксации на 40–49% (p<0,01). У пациенток с полимиозитом в стадии медикаментозного лечения и клинической ремиссии значимого изменения времени Т2-релаксации не обнаружено. У пациенток с дерматомиозитом в стадии лабораторной ремиссии, но клинического ухудшения отмечено увеличение времени Т2-релаксации в структуре длинных мышц спины, прямой и широкой латеральной мышц бедра на 15–25% (p<0,05). При этом статистически значимого изменения сигнальных характеристик на STIR и PD-SPAIR не выявлено.Заключение. Показана чувствительность методики в выявлении подострого отека мышечной ткани при отсутствии значимых изменений сигнальных характеристик на рутинных МР-последовательностях

Особенности моделирования операторного управления беспилотным летательным аппаратом и его целевой нагрузкой

The article is devoted to the formulation of the problem of synthesis of the control system of an unmanned aerial vehicle (UAV) with the participation of a human operator. An analysis is made of various approaches to the synthesis of systems, models of a human operator as a link in a tracking system, mathematical models and information support for complex human-machine systems, competencies required by UAV operators. The system considers a human operator as a dynamic link that performs compensatory monitoring of the relevant information that is presented on the monitor of the corresponding operator controlling the UAV or its target load in accordance with the task. On the basis of the analysis, a generalized scheme of the UAV control system and its target load is substantiated, a mathematical model of a human operator is studied in the form of a transfer function consisting of five elementary links that take into account the dynamic characteristics of the central nervous system, the delay of the neuromuscular system, the ability of the human operator to smooth random fluctuations of the information presented on the monitor screen received from the telemetry system. As a typical example of a human-machine control system, the ground control point of the multifunctional unmanned aerial complex “Busel” is considered, which includes two workplaces for the UAV control operator and the target load control operator, which is considered equipment designed to monitor objects located on the earth’s surface Статья посвящена постановке задачи синтеза системы управления беспилотным летательным аппаратом (БЛА) с участием человека-оператора. Проводится анализ различных подходов к синтезу систем, моделей человека-оператора, как звена следящей системы, математических моделей и информационного обеспечения сложных человеко-машинных систем, компетенций, необходимых операторам БЛА. В системе рассматривается человек-оператор как динамическое звено, осуществляющее компенсационное слежение за информацией, которая представлена на мониторе оператора, управляющего БЛА или его целевой нагрузкой в соответствии с поставленной задачей. На основе проведенного анализа обоснована обобщенная схема системы управления БЛА и его целевой нагрузкой, исследована математическая модель человека-оператора в виде передаточной функции, состоящей из пяти элементарных звеньев, учитывающих динамические характеристики центральной нервной системы, запаздывание нервно-мышечной системы, способности человека-оператора сглаживать случайные колебания, представляемой на экране монитора информации, получаемой от системы телеметрии. В качестве типового примера человеко-машинной системы управления рассматривается наземный пункт управления многофункционального беспилотного авиационного комплекса «Бусел», включающего два рабочих места для оператора управления БЛА и оператора управления целевой нагрузкой, в качестве которой рассматривается аппаратура, предназначенная для мониторинга объектов, находящихся на земной поверхност

A transgenic cell line with inducible transcription for studying (CGG)n repeat expansion mechanisms

There are more than 30 inherited human disorders connected with repeat expansion (myotonic dystrophy type I, Huntington’s disease, Fragile X syndrome). Fragile X syndrome is the most common reason for inherited intellectual disability in the human population. The ways of the expansion development remain unclear. An important feature of expanded repeats is the ability to form stable alternative DNA secondary structures. There are hypotheses about the nature of repeat instability. It is proposed that these DNA secondary structures can block various stages of DNA metabolism processes, such as replication, repair and recombination and it is considered as the source of repeat instability. However, none of the hypotheses is fully conf irmed or is the only valid one. Here, an experimental system for studying (CGG)n repeat expansion associated with transcription and TCR­-NER is proposed. It is noteworthy that the aberrations of transcription are a poorly studied mechanism of (CGG)n instability. However, the proposed systems take into account the contribution of other processes of DNA metabolism and, therefore, the developed systems are universal and applicable for various studies. Transgenic cell lines carrying a repeat of normal or premutant length under the control of an inducible promoter were established and a method for repeat instability quantif ication was developed. One type of the cell lines contains an exogenous repeat integrated into the genome by the Sleeping Beauty transposon; in another cell line, the vector is maintained as an episome due to the SV40 origin of replication. These experimental systems can serve for f inding the causes of instability and the development of therapeutic agents. In addition, a criterion was developed for the quantif ication of exogenous (CGG)n repeat instability in the transgenic cell lines’ genome

Картирование микроструктуры головного мозга при большом депрессивном расстройстве: пилотное МР-исследование

INTRODUCTION: Major depressive disorder is a common mental health disorder. Alterations in cortical structures have been identified in this disease, but findings have been variable and inconsistent. Previous studies have illustrated that the cingulate and prefrontal gyrus, along with the amygdala, are involved in emotional processing and the development of abnormal emotional responses in depression.OBJECTIVE: Our research aims to investigate the neurological structural differences and alterations in ACC, bilateral amygdala, and dmPFC regions in patients with MDD using quantitative MRI (MPF and Diffusion parameters mapping (DPM), including diffusion kurtosis).MATERIALS AND METHODS: In this study, we utilized advanced quantitative MRI techniques, specifically Diffusion Tensor Imaging, Diffusion Kurtosis Imaging, and Мacromolecular Proton Fraction Mapping, to investigate microstructural differences and alterations in the specific regions in patients diagnosed with major depressive disorder. RESULTS: Our findings revealed no significant interaction between Мacromolecular proton fraction Mapping with depressive disorder. However, patients with major depressive disorder exhibited a statistically significant increase in apparent mean, axial and radial diffusivity (F=6.3, p=0.01, F=5.0, p=0.03, F=7.08, p=0.01, respectively) in the bilateral amygdala compared to healthy controls, as well as in mean and radial diffusivity in the anterior cingulate cortex (F=5.61, p=0.02, F=7.08, p=0.01, respectively).DISCUSSION: These findings suggest that altered molecular diffusion characteristics in the amygdala and the anterior cingulate cortex may be specifically associated with major depressive disorder.CONCLUSIONS: The importance of using new quantitative MRI methods to assess structural changes at the molecular level in the brain is shown, which, ultimately, expands the fundamental understanding of the pathophysiology of depression.ВВЕДЕНИЕ: Большое депрессивное расстройство является распространенным нарушением психического здоровья. Изменения в структуре коры головного мозга при этом заболевании сегодня остаются малоизученными, а результаты исследований неоднозначны и противоречивы. Ранее было показано, что поясная и префронтальная извилины, а также миндалина участвуют в обработке эмоциональных сигналов и развитии аномальных эмоциональных реакций при депрессии.ЦЕЛЬ: Изучение неврологических структурных различий и изменений в передней поясной коре, миндалине и области дорсомедиальной префронтальной коры у пациентов с БДР с помощью количественной МРТ (МПФ и картирование диффузионных параметров, включая куртозис диффузии). МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: В работе использовались современные количественные методы магнитно-резонансной томографии (МРТ), а именно диффузионно-тензорная томография, томография куртозиса диффузии и картирование макромолекулярной протонной фракции для изучения микроструктурных различий и изменений в специфических областях мозга у пациентов с большим депрессивным расстройством.РЕЗУЛЬТАТЫ: Полученные в данной работе результаты не выявили значимой взаимосвязи между содержанием макромолекулярной протонной фракции и депрессивным расстройством. Однако у пациентов с депрессивным расстройством наблюдалось статистически значимое увеличение измеряемого коэффициента средней, осевой и радиальной диффузии (F=6,3, p=0,01, F=5,0, p=0,03, F=7,08, p=0,01 соответственно) билатерально в миндалинах по сравнению с контрольной группой здоровых людей, а также измеряемого коэффициента средней и радиальной диффузии в передней поясной коре (F=5,61, p=0,02, F=7,08, p=0,01 соответственно).ОБСУЖДЕНИЕ: Полученные результаты дают основание полагать, что изменение характеристик молекулярной диффузии в миндалине и передней поясной коре может быть специфически связано с большим депрессивным расстройством.ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Показана важность использования новых количественных методов МРТ для оценки структурных изменений на молекулярном уровне в головном мозге, что расширяет фундаментальные представления о патофизиологии депрессии

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕСТРОЕК ГЕНА ALK В СЕЛЕКТИРОВАННОЙ ПОПУЛЯЦИИ РОССИЙСКИХ БОЛЬНЫХ НЕМЕЛКОКЛЕТОЧНЫМ РАКОМ ЛЕГКОГО

Determination of rearrangements in ALK gene in patients with non-small cell lung cancer (NSCLC), proposed as a mandatory procedure in most current international guidelines for the diagnosis and treatment of cancer. The aim of the study was to conduct a test by fluorescent hybridization in situ (FISH) of translocations involving ALK gene in patients referred for testing for EGFR gene mutations in the framework of the Society of oncologists-chemotherapeutists "Improvement of molecular genetic diagnosis in order to improve the efficiency of anticancer treatment» www.cancergenome.ru. Successful tests conducted in 189 out of 200 patients with NSCLC without mutations EGFR. There 12 positive tests (6.3%). The dependence of the frequency of detection of gene rearrangements of the ALK histological forms of cancer, smoking status and age of the patient was shown. The efficiency of wide FISH testing for ALK gene rearrangements in patients with glandular histological types of NSCLC was confirmed.Определение перестроек гена ALK у больных немелкоклеточным раком легкого (НМРЛ) предложено в качестве обязательной процедуры большинством современных международных рекомендаций по диагностике и лечению онкологических заболеваний. Целью исследования было проведение тестирования методом флюоресцентной гибридизации in situ (FISH) транслокаций с участием гена ALK у пациентов, направленных на тестирование мутаций гена EGFR в рамках Программы Общества онкологов-химиотерапевтов «Совершенствование молекулярно-генетической диагностики с целью повышения эффективности противоопухолевого лечения» www.cancergenome.ru. Успешное тестирование проведено 189 из 200 больных НМРЛ без мутаций гена EGFR. Выявлено 12 позитивных случаев (6,3 %). Показана зависимость частоты выявления реаранжировок гена ALK от гистологической формы опухоли, статуса курения и возраста пациента. Подтверждена эффективность использования метода FISH для широкого тестирования перестроек гена ALK в группе больных с железистыми гистологическими типами НМРЛ